一種單缸插銷式伸縮油缸、伸縮臂及工程機械設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種單缸插銷式伸縮油缸、伸縮臂及工程機械設備，包括缸筒和活塞桿，缸筒或活塞桿固定連接基本節臂；還包括間隔地固定連接在缸筒或活塞桿上的至少兩個缸頭；活塞桿與基本節臂連接時，缸頭選擇性地與任一節臂連接，缸筒在缸銷伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，缸筒的往復運動帶動與其鎖定的節臂進行伸縮動作；缸筒與基本節臂連接時，缸頭選擇性地與任一節臂連接，活塞桿在缸銷伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，活塞桿的往復運動帶動與其鎖定的節臂進行伸縮動作。本實用新型能夠解決單缸插銷式起重機的伸縮油缸過長，導致其可靠性較低、設計困難的問題。
【專利說明】一種單缸插銷式伸縮油缸、伸縮臂及工程機械設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工程機械領域，特別是涉及一種單缸插銷式伸縮油缸、設置有該單缸插銷式伸縮油缸的伸縮臂及工程機械設備。
【背景技術】
[0002]現有的單缸插銷式伸縮油缸在缸筒上布置一缸頭，主要依靠增加伸縮油缸的長度來實現伸臂從全縮至100%的全伸。伸縮油缸在伸臂內結構如圖1所示，其包括活塞桿I’和缸筒2’，缸筒2’通過油缸導向支架3’支撐固定。伸縮臂包括基本節臂4’、末節臂5’以及套接在基本節臂4’和末節臂5’之間的若干中間節臂6’。圖中的a指的是節臂的前段，b指的是節臂的后段。相鄰的兩節臂之間均設置有臂銷8’，兩相鄰的節臂之間的相對位置可通過臂銷8，選擇性地鎖定或釋放。活塞桿I’與基本節臂4’固定連接，因此缸筒2’的伸縮可以帶動各節臂的伸出與縮回。缸筒2’的尾部設置有缸頭7’，缸頭7’選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，同時通過缸筒2’的往復運動實現該節臂的伸縮。
[0003]圖2示出的是缸頭7’的結構示意圖。如圖2所示，缸頭7’包括缸頭體70’、驅動油缸71’、燕尾槽72’和缸銷73’。其中:缸銷73’伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，主要實現伸縮油缸與伸縮臂之間的分離和連接。燕尾槽72’在驅動油缸71’的作用下，主要實現伸縮臂中相鄰兩臂節之間的分離與連接。
[0004]圖3示出的是現有伸縮油缸的結構示意圖，該圖是以單缸插銷式伸縮油缸的伸出和縮回一個周期對伸縮油缸的工作過程為例進行說明。活塞桿I’通過鉸接點固定在伸縮臂的基本節臂4’(基本節臂4’位于圖4中左側，且未示出)上，依靠缸筒2’的往復運動來實現伸縮臂的伸縮，缸筒2’通過缸頭7’與伸縮臂進行聯接。在伸縮油缸伸出過程中，首先依靠缸頭7’上相應的檢測開關找到臂位(臂節的位置)，依靠缸頭7’中的缸銷73’實現伸縮油缸與伸縮臂的聯接，缸頭7’上的燕尾槽72’將臂銷8’從臂銷孔9’中拔下，實現臂節之間的分離；然后伸縮油缸無桿腔在高壓油的作用下通過缸頭7’連同伸縮臂中的臂節向外伸出，直至伸至100%的全伸狀態；反之，伸縮油缸和伸縮臂中的臂節縮回。伸縮油缸可以一次性實現每節臂從全縮狀態一次性伸至100%的全伸狀態。
[0005]現有伸縮油缸完成一個伸縮周期過程如圖1及4-6所示，圖1示出的是臂節全縮的狀態示意圖，圖4示出的是缸頭縮回尋找末節臂的臂位的狀態示意圖，圖5示出的是缸頭找到末節臂臂位、插入缸銷以及拔下臂銷的狀態示意圖，圖6示出的是末節臂伸至5節臂前段臂銷孔并插入臂銷的狀態示意圖。至此，伸縮油缸完成一次伸出過程，伸縮油缸的縮回和伸出類似，這里就不做過多的陳述。
[0006]由于伸縮油缸是在伸縮臂的內部實現伸縮的過程且行程較大，其可靠性和穩定性降低，要想保證伸縮油缸能夠穩定可靠的伸縮，必須增加活塞桿和缸筒的厚度，同時在缸筒外壁增加油缸導向支架，保證伸縮油缸在伸臂內部不會掉缸和傾斜。由于伸縮油缸長度較長，其伸縮過程需要更多的液壓油，液壓系統需要配置容量更大的油箱來實現伸縮的過程。這將導致起重機上車的總重量過大，限制了起重機的整體性能，對產品在工程機械行業的競爭優勢有很大的影響。由此可以看出，目前的伸縮油缸存在以下問題:
[0007]I)成本高。伸縮油缸的行程大于單節臂伸出的行程，伸縮油缸的長度較長。長油缸的缸筒和缸桿加工非常困難，對其加工設備和加工工藝有較高的要求，致使伸縮油缸生產的總成本較大。
[0008]2)重量大。伸縮油缸長度較長，在伸縮過程中缸筒需要承受較大的徑向載荷，所以伸縮油缸在設計過程中需要較厚的缸徑和桿徑，同時為保障其伸縮的穩定性需要較長的油缸導向支架；為保障行程較長油缸正常的伸縮，需要配置容量較大的油箱，導致起重機上車總重量較大。
[0009]3)可靠性較差。由于伸縮油缸在伸臂內運動且行程較長，致使伸縮油缸在伸縮臂內部容易出現掉缸和缸頭傾斜現象，由于油缸自身重量較大，在伸縮過程中油缸支架與各節臂的臂尾支撐部位產生較大的摩擦，容易引起伸縮油缸的抖動和劇烈的響聲。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的是提出一種單缸插銷式伸縮油缸、伸縮臂及工程機械設備，其能夠解決單缸插銷式的伸縮油缸過長，導致其可靠性較低、設計困難的問題。
[0011]為實現上述目的，本實用新型提供以下技術方案:
[0012]一種單缸插銷式伸縮油缸，包括缸筒和活塞桿，其中:缸筒或活塞桿固定連接伸縮臂中的基本節臂；還包括相互間隔地固定連接在缸筒或活塞桿上的至少兩個缸頭；活塞桿與基本節臂固定連接的狀態下，缸頭在不同工況下選擇性地與伸縮臂中任一節臂相連接，缸筒能夠在缸銷伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，缸筒的往復運動能夠帶動與其鎖定的節臂進行伸縮動作；缸筒與基本節臂固定連接的狀態下，缸頭在不同工況下選擇性地與伸縮臂中任一節臂相連接，活塞桿能夠在缸銷伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，活塞桿的往復運動能夠帶動與其鎖定的節臂進行伸縮動作。
[0013]進一步地，伸縮臂全縮狀態下，靠近伸縮臂中基本節臂的缸頭與緊挨基本節臂的第二節臂固定連接。
[0014]進一步地，還包括用于支撐固定缸筒的油缸導向支架。
[0015]一種伸縮臂，包括基本節臂、末節臂、若干中間節臂和臂銷，其中:若干中間節臂套接在基本節臂和末節臂之間；兩相鄰節臂之間的相對位置可通過臂銷選擇性地鎖定或釋放；還包括上述各實施例中的單缸插銷式伸縮油缸。
[0016]一種包括上述實施例中伸縮臂的工程機械設備。
[0017]進一步地，工程機械設備為起重機。
[0018]基于上述技術方案，本實用新型的優點是:
[0019]由于本實用新型在現有的單缸插銷式伸縮油缸的結構的基礎上，在缸筒或活塞桿上設置了多個缸頭，缸頭在不同工況下選擇性地與伸縮臂中任一節臂相連接，缸筒能夠在缸銷伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，缸筒或活塞桿的往復運動能夠帶動與其鎖定的節臂進行伸縮動作，因此本實用新型在原伸縮油缸的缸筒上，通過增加缸頭來縮短伸縮油缸的總長度，減小缸筒的缸徑以及活塞桿的桿徑，降低了生產成本，同時減小了伸縮油缸的重量，上車的總重量得到降低，使起重機伸臂的設計擁有較大的空間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0021]圖1為現有技術中單缸插銷式伸縮油缸與伸縮臂的連接示意圖；
[0022]圖2為圖1中缸頭的結構示意圖；
[0023]圖3為圖1中單缸插銷式伸縮油缸的結構示意圖；
[0024]圖4-6為現有技術中伸縮油缸帶動伸縮臂伸出的狀態示意圖；
[0025]圖7為本實用新型所提供的單缸插銷式伸縮油缸的一實施例的結構示意圖；
[0026]圖8-13為本實用新型中伸縮油缸帶動伸縮臂伸出的狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本實用新型實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。
[0028]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。
[0029]圖7示出的是單缸插銷式伸縮油缸一實施例的結構示意圖。如圖7所示，本實施例中的伸縮油缸包括缸筒1、活塞桿2、至少兩個缸頭3和油缸導向支架6，其中:各缸頭3相互間隔地固定連接在缸筒I上，活塞桿2固定連接伸縮臂中的基本節臂4。每一個缸頭3的兩側設置有缸銷5，缸銷5伸出時能夠將缸頭3與伸縮臂的節臂相互連接而鎖定在一起，缸銷5收回時可以將缸頭3與伸縮臂的節臂相互解鎖而分離開，從而實現缸頭3與伸縮臂中任一節臂的鎖定和釋放。
[0030]缸頭3在不同工況下可以選擇性地與伸縮臂中任一節臂相連接，缸筒I能夠在缸銷5伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置。由于活塞桿2與基本節臂4固定連接，因此缸筒I的往復運動可以帶動與其鎖定的節臂進行伸縮動作。當然，缸頭3的選擇性動作均采用外界控制設備控制得到，為現有技術。油缸導向支架6用于導向和支撐固定缸筒I，其采用現有技術，在此不再詳述。
[0031]本實用新型針對現有的伸縮油缸的長度過長的弊端，在原伸縮油缸的缸筒上，通過增加缸頭來縮短伸縮油缸的總長度，減小缸筒的缸徑以及活塞桿的桿徑，降低了生產成本，同時減小了伸縮油缸的重量，上車的總重量得到降低，使起重機伸臂的設計擁有較大的空間。
[0032]下文均以兩個缸頭的單缸式插銷式起重機伸縮油缸為例進行說明，定義圖8-13中的缸筒I左側的缸頭3為第一缸頭，右側的缸頭3為第二缸頭。如圖1所示，伸縮油缸的節臂按照伸出方向分為前段a和后段b，第一缸頭負責前段a的伸縮，第二缸頭負責后段b的伸縮。
[0033]本實用新型主要依靠相對運動的原理。活塞桿2固定在基本節臂4上，與基本節臂4保持相對靜止狀態。缸筒I在油液的作用下相對活塞桿2往復運動。固定在缸筒I上的第一缸頭和第二缸頭在不同的工況下與不同的節臂進行聯接，同時完成伸縮臂中不同節臂的伸縮。
[0034]如圖8所示，圖8示出的是伸縮油缸在伸縮臂內初始位置狀態示意圖，即伸縮臂處于全縮狀態，靠近伸縮臂中基本節臂4的缸頭與緊挨基本節臂4的第二節臂12固定連接。
[0035]由于缸頭始終與缸筒保持靜止，即缸頭的動作和缸筒I的伸縮動作同步，因此第一缸頭尋找末節臂9的時候，缸筒I在油液作用下也會向外伸出(圖中的向右伸出)，找到末節臂9后，伸出缸銷5與末節臂9鎖定。圖9示出的是第一缸頭找到末節臂，并且二者通過缸銷鎖定在一起的狀態示意圖。
[0036]在第一缸頭與末節臂鎖定后，通過收回臂銷10將末節臂9與倒數第二節臂11釋放，此時缸筒I在油液作用下繼續向外伸出，從而可以帶動末節臂伸出，直至末節臂的前段a完全伸出，圖10示出的是末節臂的前段a完全伸出的狀態示意圖。
[0037]然后，將末節臂9與倒數第二節臂11利用臂銷10重新鎖定。再者，通過收回缸銷5將第一缸頭與末節臂9釋放，第二缸頭開始尋找末節臂9，該尋找的動作也就是缸筒3朝內縮回(圖11中的朝左運動)，找到末節臂9后，伸出缸銷5與末節臂9鎖定。圖11示出的是第二缸頭找到末節臂9，并且二者通過缸銷鎖定在一起的狀態示意圖。
[0038]再者，在第二缸頭與末節臂9鎖定后，通過收回臂銷10將末節臂9與倒數第二節臂11釋放，此時缸筒I在油液作用下繼續向外伸出，從而可以帶動末節臂伸出，直至末節臂的后段b完全伸出，圖12示出的是末節臂的后段b完全伸出的狀態示意圖。
[0039]最后，將末節臂9與倒數第二節臂11利用臂銷10重新鎖定。以上的過程是末節臂9完全伸出過程。
[0040]接著，收回缸筒I并將其與倒數第二節臂11鎖定，再將倒數第二節臂11與倒數第三節臂12釋放，此時，第一缸頭可以開始尋找倒數第二節臂11 (如圖13所示)，以此類推即可實現各節臂的依次伸出。
[0041]當然，實現各節臂的縮回與上述過程相反，在此不再贅述。
[0042]需要說明的是，在缸筒I與基本節臂4固定連接的狀態下，活塞桿2能夠自由伸縮的情況下，缸頭3可以設置活塞桿2上，設置方式與設置在缸筒I上的情況一致，此時活塞桿2可以在不同工況下選擇性地與伸縮臂中任一節臂相連接，活塞桿2能夠在缸銷5伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，活塞桿2的往復運動能夠帶動與其鎖定的節臂進行伸縮動作。實現各節臂的伸出和縮回的過程與上述描述過程一致，在此不再詳述。
[0043]此外，缸頭3的數目不僅局限于上述實施例中的個數，還可以根據工況的需求設置更多個。
[0044]本實用新型還提供一種伸縮臂，其包括基本節臂、末節臂、若干中間節臂、臂銷以及上述各實施例中的單缸插銷式伸縮油缸。其中:若干中間節臂套接在基本節臂和末節臂之間，兩相鄰節臂之間的相對位置可通過臂銷選擇性地鎖定或釋放。單缸插銷式伸縮油缸各節臂之間的連接和配合關系在上文均已經闡述清楚，在此不再贅述。
[0045]本實用新型還提供一種工程機械設備，其包括上述實施例中的伸縮臂，所述工程機械設備的其它部分可以參照現有技術，本文不再展開描述。所述工程機械設備可以是起重機。
[0046]綜上所述，本實用新型具有以下優點:
[0047]1、成本低。伸縮油缸的伸縮運動采用相對運動原理，將伸縮臂的伸縮分成兩步完成，伸縮油缸的行程減小，長度可以更短，活塞桿和缸筒也可以變短，加工更為方便，對加工設備和加工工藝的要求變低，所以伸縮油缸的總成本大幅度的降低。
[0048]2、重量小。伸縮油缸長度變短，自身的總重量下降，所以在伸縮過程中缸筒需要承受的徑向載荷變小，所以伸縮油缸在設計過程中，在保證穩定性的前提下可以適當的減小缸筒缸徑和活塞桿的桿徑的大小，由于伸縮油缸的行程變短，可以適當配置容量較小的油箱，減小了上車的總重量。
[0049]3、可靠性高。由于伸縮油缸行程和長度變短，其加工精度更高，伸縮油缸的穩定性和可靠性更高，由于伸縮油缸自身重量的減小，在伸縮過程中油缸支架與各節臂臂尾支撐部位產生的摩擦力變小,在該部位加適量的潤滑,可以將油缸的抖動和摩擦響聲消除,穩定性得到顯著的改善。
[0050]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
【權利要求】
1.一種單缸插銷式伸縮油缸， 包括缸筒和活塞桿，其中: 缸筒或活塞桿固定連接伸縮臂中的基本節臂； 其特征在于: 還包括相互間隔地固定連接在缸筒或活塞桿上的至少兩個缸頭； 活塞桿與基本節臂固定連接的狀態下，缸頭在不同工況下選擇性地與伸縮臂中任一節臂相連接，缸筒能夠在缸銷伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，缸筒的往復運動能夠帶動與其鎖定的節臂進行伸縮動作； 缸筒與基本節臂固定連接的狀態下，缸頭在不同工況下選擇性地與伸縮臂中任一節臂相連接，活塞桿能夠在缸銷伸出或收回時選擇性地鎖定或釋放其與任一節臂的相對位置，活塞桿的往復運動能夠帶動與其鎖定的節臂進行伸縮動作。
2.如權利要求1所述的單缸插銷式伸縮油缸， 其特征在于: 伸縮臂全縮狀態下，靠近伸縮臂中基本節臂的缸頭與緊挨基本節臂的第二節臂固定連接。
3.如權利要求2所述的單缸插銷式伸縮油缸， 其特征在于: 還包括用于支撐固定缸筒的油缸導向支架。
4.一種伸縮臂， 包括基本節臂、末節臂、若干中間節臂和臂銷，其中: 若干中間節臂套接在基本節臂和末節臂之間； 兩相鄰節臂之間的相對位置可通過臂銷選擇性地鎖定或釋放； 其特征在于: 還包括如權利要求1-3中任一項所述的單缸插銷式伸縮油缸。
5.—種工程機械設備， 其特征在于: 包括如權利要求4所述的伸縮臂。
6.如權利要求5所述的工程機械設備， 其特征在于: 工程機械設備為起重機。
【文檔編號】B66C23/693GK203670348SQ201320794430
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】東權, 張鑫, 鄧永建, 王建成, 向小強 申請人:徐州重型機械有限公司