一种装配式芯管的顺序伸缩油缸及其控制方法与流程

本发明专利涉及油缸控制，尤其涉及一种装配式芯管的顺序伸缩油缸及其控制方法。

背景技术：

1、近年来，随着随车吊行业的不断发展以及工程机械技术储备的进步，由液压缸带动伸缩臂实现主机结构按照先后顺序伸缩技术成为趋势。直臂式吊臂的伸缩是指各节伸缩臂根据液压缸的伸缩方式按照一定顺序进行伸出与缩回动作，由于主机吊臂与主机吊装能力匹配性能要求，主机各液压缸在伸缩时按照主机伸缩臂截面大小，从大到小，依次伸出，缩回次序为吊臂从小到大，依次缩回。现有技术是通过在油缸缸底部位增加顺序阀、或者在缸筒接头座部位增加顺序阀来实现该功能，其功能是通过每根油缸末尾阀的不同开启压力，来实现液压缸顺序伸缩的目的，其缺点主要是多级缸组合后，开启压力逐级增加，能量消耗较大，最末一级的开启压力已与系统额定压力相差不大，对主机的正常工作造成影响。或者通过在油缸活塞杆上安装单向阀，使下一级油缸的有杆腔能单向走油，但有杆腔反向回油则受单向阀隔断，需等待本级油缸全伸出后方可回油，实现多级油缸的顺序伸出功能，此技术控制了有杆腔的回油，多级油缸的无杆腔始终连通，不动作的油缸无杆腔存在憋压现象，存在缸体膨胀变形等失效风险，严重影响油缸的使用寿命和主机整机的工作可靠性。

2、顺序伸缩油缸及其组合，该技术通过控制油缸和中心芯管行程差，拉动内部中心芯管，从而打开浮座式单向阀，实现顺序伸出功能；由于第一级油缸缸底处单向阀的单向截止，致使第一级油缸无杆腔无法回油，不能缩回，第二级油缸无杆腔油液通过第一级油缸的耳环内油道、中心芯管，顶开第一级油缸浮座式单向阀，实现回油缩回，第二级油缸完全缩回后，第二级油缸上的行程阀限位块接触第一级油缸上的行程阀，打开行程阀，第一级油缸的无杆腔油液通过活塞内部油道、第一和第二芯管间的油道、行程阀和中心芯管回油，实现缩回；通过以上结构实现顺序伸出和缩回功能。

3、现有技术中缺点主要是多级缸组合后，开启压力逐级增加，能量消耗较大，最末一级的开启压力已与系统额定压力相差不大，对主机的正常工作造成影响；第一芯管、第二芯管采用焊接式，对于油缸空间有限制，并且后期可维修性差；浮座式单向阀加工精度要求高，成本高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中高压损的不足，提供一种装配式芯管的顺序伸缩油缸及其控制方法。

2、为解决现有技术问题，本发明公开了一种装配式芯管的顺序伸缩油缸，包括n级油缸，n为大于等于2的正整数；第1级油缸至第n-1级油缸采用相同结构，每级油缸包括：有杆腔、无杆腔、通油管座、缸底、第二单向阀、第一单向阀、缸体、活塞、第一芯管、第二芯管、活油管、杆体、耳环和行程阀；

3、所述缸底设有无杆腔油口a，所述缸底连接通油管座，第一单向阀和第二单向阀分别设于缸底，所述无杆腔油口a与第一单向阀和第二单向阀之间设有油道d；

4、所述缸体一端连接缸底，另一端连接活塞；

5、所述杆体为空心杆，一端连接活塞，另一端连接耳环，所述杆体和耳环构成活塞杆，所述杆体设有有杆腔油口b；

6、所述第一芯管和第二芯管设于杆体内，一端装配式连接活塞，另一端装配式连接耳环；

7、所述活油管设于杆体内，一端与通油管座固定，所述活塞穿过活油管，所述耳环端面设有油口a1和油口b1，所述油口a1用于连接下一级油缸的无杆腔，所述油口b1用于连接下一级油缸的有杆腔；

8、所述行程阀连接耳环；除第1级油缸以外的若干级油缸的耳环上设有行程阀限位板，用于限制上一级油缸的行程阀；

9、所述第一单向阀与缸体之间设有油道d1,所述油道d至油道d1的方向为第一单向阀的正向；

10、所述第二单向阀与活油管之间设有油道d2，所述油道d2至油道d的方向为第二单向阀的正向；

11、第n级油缸设有相连接的第n级杆体和第n级耳环，第n级杆体和第n级耳环构成第n级活塞杆，所述第n级耳环上设有第n级行程阀和第n级行程阀限位板，所述第n级行程阀限位板用于限制第n-1级油缸的行程阀；所述第n级杆体设有有杆腔和无杆腔，所述有杆腔对应设有有杆腔油口，所述无杆腔对应设有无杆腔油口。

12、进一步地，所述第一芯管与第二芯管之间设有油道d4；

13、所述第二芯管与活油管之间设有油道d5；

14、所述第一芯管与杆体之间设有油道d6；

15、所述活油管设有若干个油孔k1，当活塞杆全伸出后油孔k1连通油道d1和油道d5；

16、所述活塞设有直油孔k2，所述直油孔k2连通有杆腔和油道d6；

17、所述活塞设有斜油孔k3，所述斜油孔k3连通油道d1和油道d4。

18、进一步地，所述耳环设有油道e1、油道e2、油道e3、油口a23和油口a4；

19、所述油口a23连接行程阀的入口，所述油口a4连接行程阀的出口；

20、所述油道e1连通油道d4和油口a23；

21、所述油道e2连通油口a1和油道d5；

22、所述油道e3连通油道d6和油口b1。

23、进一步地，若干个油孔k1呈螺旋式分布；

24、进一步地，所述直油孔k2的数量为4个，4个直油孔k2均步于所述活塞的两侧。

25、进一步地，所述杆体的伸缩方向上设有导向套。

26、相应地，装配式芯管的顺序伸缩油缸的控制方法：液压系统的高压油从第1级油缸的无杆腔油口a进入油道d，第二单向阀反向，油液阻断，第一单向阀正向，油液通过第一单向阀进入油道d1,无杆腔油液通过活塞进入第一芯管和第二芯管，再经过耳环进入行程阀,由于行程阀截止，第2级油缸无杆腔无高压油液进入，不能动作；

27、第1级油缸的无杆腔高压油作用在活塞上，第1级有杆腔液压油通过有杆腔油口b回油，第1级油缸活塞杆伸出；

28、第1级油缸活塞杆全伸出后，活油管上的油孔k1超过活塞端面，无杆腔高压油通过油孔k1进入活油管内部，再通过油口a1进入第2级油缸无杆腔，第2级油缸有杆腔油液进入第1级油缸耳环的b1口，再依次通过杆体、第一芯管和活塞进入第1级油缸的有杆腔，通过第1级油缸有杆腔油口b回油，第2级油缸活塞杆伸出；第3级油缸有杆腔油液通过第2级油缸有杆腔油口回油，第3级油缸活塞杆伸出，以此类推，直至第n级油缸活塞杆伸出。

29、进一步地， n级油缸全伸出后，液压系统的高压油从第n-1级油缸的有杆腔油口b进入有杆腔，再依次通过活塞、耳环上的油口b1进入第n级油缸的有杆腔；

30、第n-1级油缸的无杆腔油液通过活油管进入油道d1经活塞进入耳环，由于行程阀未打开，耳环内部油道未接通；

31、由于油道d内存在压力，第二单向阀打开，第n-1级油缸活塞杆缩回，待活油管端部进入活塞装配的密封后，第n-1级油缸无杆腔和活油管断开，第n-1级油缸无杆腔油液由于第一单向阀反向，无法回油，活塞杆保持不动；

32、第n级油缸的无杆腔油液通过第n-1级油缸的耳环的油口a1进入耳环、第二芯管、第二单向阀、无杆腔油口a回油，第n级油缸活塞杆缩回；

33、第n级油缸全缩回后，第n级行程阀限位板接触第n-1级油缸上装配的行程阀，行程阀打开，第n-1级油缸的耳环内部油道相通，第n-1级油缸无杆腔油液通过活塞上、第一芯管、第二芯管、耳环，再通过活油管、第二单向阀、油道d和无杆腔油口a回油，第n-1级油缸活塞杆缩回；第n-1级油缸耳环上行程阀限位板接触第n-2级油缸上装配的行程阀，行程阀打开，第n-2级油缸的耳环内部油道相通，第n-2级油缸无杆腔油液通过活塞上、第一芯管、第二芯管、耳环，再通过活油管、第二单向阀、油道d和无杆腔油口a回油，第n-2级油缸活塞杆缩回；以此类推，直至第1级油缸活塞杆缩回。

34、进一步地，液压系统的高压油从第1级油缸的无杆腔油口a进入油道d，第二单向阀反向，油液阻断，第一单向阀正向，油液通过第一单向阀进入油道d1，油液通过活塞上油孔k3进入油道d4，再通过油道e1进入油口a23,由于行程阀截止，油口a23无法和油口a4连通，第2级油缸无杆腔无高压油液进入，不能动作；

35、第1级油缸的无杆腔高压油作用在活塞上，第1级有杆腔液压油通过有杆腔油口b回油，第1级油缸的活塞杆伸出；

36、活油管由于和通油管座固定，不能随活塞杆伸出，第1级油缸的活塞杆全伸出后，活油管上的油孔k1超过活塞端面，无杆腔高压油通过油孔k1进入油道d5和油道d1，再通过油道e2、油口a1进入第二级油缸无杆腔，第2级油缸有杆腔油液进入第1级油缸耳环的b1口，再依次通过油道e3、油道d6和油孔k2进入第1级油缸的有杆腔，通过第1级油缸有杆腔油口b回油，第2级油缸活塞杆伸出；第3级油缸有杆腔油液通过第2级油缸有杆腔油口回油，第3级油缸活塞杆伸出，以此类推，直至第n级油缸活塞杆伸出。

37、进一步地， n级油缸全伸出后，液压系统的高压油从第n-1级油缸的有杆腔油口b进入有杆腔，再依次通过油孔k2、油道d6、油道e3和油口b1进入第n级油缸的有杆腔；第n-1级油缸的无杆腔油液通过油孔k1进入油道d1和油孔k3进入d4油道，d4油道内油液进入油道e1，由于行程阀截止，油口a23和油口a4未相通，油液存留在油道d4内；另外由于油道d内压力较小，第二单向阀打开，第n-1级油缸活塞杆缩回，待油孔k1进入活塞装配密封后，第n-1级油缸无杆腔和油道d5断开，第n-1级油缸无杆腔油液由于第一单向阀反向，无法回油，活塞杆保持不动；第n级油缸的无杆腔油液通过a1口、e2油道、d5油道、第二单向阀、油道d和油口a回油，第n级油缸活塞杆缩回；第n级油缸全缩回后，第n级行程阀限位板接触第n-1级油缸上装配的行程阀，行程阀打开，第n-1级油缸耳环上油口a23和油口a4相通，第n-1级油缸无杆腔油液通过油孔k3、油道d4、油口a23和油口a4，再通过油道d5、第二单向阀、油道d和无杆腔油口a回油，第n-1级油缸活塞杆缩回；第n-1级油缸耳环上行程阀限位板接触第n-2级油缸上装配的行程阀，行程阀打开，第n-2级油缸的耳环内部油道相通，第n-2级油缸无杆腔油液通过活塞上、第一芯管、第二芯管、耳环，再通过活油管、第二单向阀、油道d和无杆腔油口a回油，第n-2级油缸活塞杆缩回；以此类推，直至第1级油缸活塞杆缩回。

38、本发明具有的有益效果：

39、本发明的装配式芯管的顺序伸缩油缸，有杆腔回油时隔断无杆腔，解决了以往技术的高压损问题，结构简单，减少零部件种类和数量；采用可装配式芯管，减少传统焊接工序及漏油风险，可维修性高。