ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МАСЛЯНЫЙ ЦИЛИНДР, ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА, ЭКСКАВАТОР И АВТОБЕТОНОНАСОС
HYDRAULIC OIL CYLINDER, HYDRAULIC BUFFER SYSTEM, DIGGER AND AUTOCONCRETE PUMP

[0001] В настоящей заявке заявлено преимущество приоритета патентной заявки Китая №201010235138.1 "Гидравлический масляный цилиндр и относящееся к нему устройство, гидравлическая буферная система, экскаватор и автобетононасос", поданной в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности Китая 23 июля 2010, которая полностью включена в настоящую заявку по ссылке.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящая заявка относится к области гидравлической техники и в частности к гидравлическому цилиндру. В настоящей заявке также предложены гидравлическая буферная система, экскаватор и автобетононасос, содержащие указанный гидравлический цилиндр.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Гидравлический цилиндр является элементом, который широко используется в строительных машинах, и во время работы поршень непрерывно совершает возвратно-поступательные перемещения. Когда поршневой шток достигает предельного положения, поршень с большой силой бьет в концевую крышку, что может вызвать повреждение гидравлического цилиндра. Таким образом, в указанном предельном положении необходимо использовать буферное устройство для предотвращения повреждения гидравлического цилиндра, вызванного описанным выше ударным воздействием.
[0004] Имеются большие различия между известными буферными устройствами по причине различных случаев применения и различных размеров гидравлических цилиндров. В небольших цилиндрах в качестве буферных устройств могут использоваться работающие на сжатие пружины. Однако для гидравлических цилиндров большого диаметра и с длинным рабочим ходом поршня трудно изготовить работающую на сжатие пружину для использования в качестве буферного устройства, имеющую достаточную упругость, и такая пружина скорее всего выйдет из строя при повторяющихся многочисленных сжатиях. Таким образом, для гидравлического цилиндра, имеющего большой диаметр и длинный рабочий ход, в целом используется гидравлический буферный механизм, показанный на фиг.1.
[0005] На фиг.1 показано буферное устройство, содержащее большое буферное кольцо 06 и большую буферную втулку 04, причем большое буферное кольцо 06 установлено в промежуточном кольцевом канале, расположенном в буферной области поршневого штока, и большая буферная втулка 04 расположена в буферной области. В отверстии концевой крышки 01 штоковой полости цилиндра сформировано буферное внутреннее отверстие 07, сопряженное с большой буферной втулкой 04, которое имеет внутренний диаметр, согласованный с наружным диаметром большой буферной втулки 04. Когда поршневой шток проходит в направлении из цилиндра, большая буферная втулка 04 сначала вставляется в буферное внутреннее отверстие 07 и таким образом блокирует канал для возврата масла в штоковой полости в корпусе 02 цилиндра, и в то же время благодаря зазору между большой буферной втулкой 04 и буферным внутренним отверстием 07 образуется дроссельный канал. Таким образом, поршень 05 продолжает перемещение в наружном направлении, но его перемещение замедляется благодаря демпфирующему эффекту дроссельного канала для масла. Кроме того, чем ближе поршень 05 приближается к конечному положению перемещения поршневого штока 03, тем длиннее становится дроссельный канал для масла между большой буферной втулкой 04 и буферным внутренним отверстием 07, тем сильнее демпфирование дроссельного канала, тем медленнее перемещается поршень 05, пока поршневой шток 03 плавно не достигает конечного положения.
[0006] В настоящее время описанный выше буферный механизм широко используется в гидравлических цилиндрах с большим диаметром цилиндра и длинным рабочим ходом для обеспечения улучшенной демпфирующей защиты указанных гидравлических цилиндров.
[0007] Однако в описанном выше буферном механизме имеются очевидные недостатки. Во-первых, описанный выше гидравлический цилиндр с большим диаметром цилиндра и длинным рабочим ходом обычно работает в режимах с тяжелой нагрузкой и большой частотой перемещений поршня, например, в качестве ведущего цилиндра, используемого для приведения в действие стрелы экскаватора или тому подобного. В указанном случае большая буферная втулка 04 в описанном выше буферном механизме будет входить в буферное внутреннее отверстие 07 неоднократно и с высокой скоростью. Однако согласующий зазор между большой буферной втулкой 04 и буферным внутренним отверстием 07 фактически является очень небольшим, а поршневой шток 03 имеет большой вес, поэтому поршневой шток 03 скорее всего будет иметь наклон в одну сторону под действием собственного веса. Таким образом, гидравлический цилиндр, используемый в описанном выше случае применения, имеет тенденцию к отказу по причине разрушения буферной втулки 04, которая входит в буферное внутреннее отверстие 07, и, следовательно, весь гидравлический цилиндр не сможет работать.
[0008] Другой существенный недостаток описанного выше буферного механизма состоит в том, что наружный диаметр большой буферной втулки 04 должен точно соответствовать внутреннему диаметру буферного внутреннего отверстия 07, поскольку в противном случае буферный эффект не будет достигнут.В результате, требования к точности изготовления буферного механизма являются чрезвычайно высокими, и изготовители обычного уровня не смогут соответствовать таким требованиям. По причине чрезмерно высоких требований к точности изготовления гидравлические цилиндры с большим диаметром цилиндра и длинным рабочим ходом по существу стали "узким местом" в производстве экскаваторов и других строительных машин, что намного снижает производительность различных изготовителей в последующей технологической цепочке.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения предложен гидравлический цилиндр, имеющий буферный механизм, способный к достижению буферного эффекта при надежной работе с большой нагрузкой в интенсивном эксплуатационном режиме, и таким образом имеющий более длительный срок службы. Кроме того, требования к точности изготовления указанного гидравлического цилиндра являются низкими, что облегчает его изготовление. Гидравлический цилиндр в частности может иметь большой диаметр цилиндра и длинный рабочий ход/ прост в изготовлении и обработке и отличается хорошим плавным буферным эффектом.
[0010] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения также предложено устройство, связанное с гидравлическим цилиндром. Такое устройство может быть поршневым штоком.
[ООН] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения также предложены гидравлическая буферная система, экскаватор и автобетононасос, содержащие указанный гидравлический цилиндр.
[0012] Гидравлический цилиндр согласно одному варианту реализации настоящего изобретения содержит концевую крышку (1) штоковой полости, корпус (2) цилиндра, поршневой шток (3), поршень (6) и концевую крышку (12) бесштоковой полости, причем концевая крышка (1) штоковой полости имеет канал (В) для масла, и концевая крышка (12) бесштоковой полости имеет канал (А) для масла, при этом
[0013] поршневой шток (3) дополнительно содержит по меньшей мере два дроссельных канала (301а, 301b) для масла и по меньшей мере две буферные втулки, причем указанные по меньшей мере две буферные втулки содержат первую буферную втулку (4), расположенную в штоковой полости, и вторую буферную втулку (11), расположенную в бесштоковой полости, при этом буферные втулки (4, 11) выполнены с возможностью перемещения в осевом направлении вдоль поршневого штока (3);
т.е., по меньшей мере первая буферная втулка (4) расположена в штоковой полости, и вторая буферная втулка (11) расположена в бесштоковой полости на поршне (3), первая буферная втулка (4) и вторая буферная втулка (11) выполнены с возможностью скользящего перемещения в осевом направлении вдоль поршневого штока (3);
[0014] первая буферная втулка (4) имеет уплотняющую торцевую поверхность (401), и концевая крышка (1) штоковой полости имеет уплотняющую торцевую поверхность (101);
во время продольного перемещения указанного поршня уплотняющая торцевая поверхность (401) первой буферной втулки входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью (101) концевой крышки (1) штоковой полости для формирования уплотняющей поверхности, причем гидравлическое масло, расположенное со стороны указанной уплотняющей поверхности рядом с поршнем, выпускается в канал (В) для масла через дроссельный канал (301а) для масла;
[0015] вторая буферная втулка (11) имеет уплотняющую торцевую поверхность (111), и концевая крышка (12) бесштоковой полости имеет уплотняющую торцевую поверхность (121);
во время втягивающего перемещения поршня уплотняющая торцевая поверхность (111) второй буферной втулки входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью (121) концевой крышки (12) бесштоковой полости для формирования уплотняющей поверхности/ причем гидравлическое масло, расположенное со стороны указанной уплотняющей поверхности рядом с поршнем, выпускается в канал (А) для масла через дроссельный канал (301b) для масла.
[0016] Предпочтительно дроссельные каналы (301а, 301b) для масла расположены линейно между поршневым штоком (3) и буферными втулками (4, 11) вдоль осевого направления.
[0017] Предпочтительно, когда поршневой шток (3) выдвинут до конца рабочего хода, первая буферная втулка (4) удерживает расстояние (L1) до конечной точки ее скользящего перемещения в направлении к поршню (6).
[0018] Предпочтительно, когда поршневой шток (3) втянут до конца рабочего хода, вторая буферная втулка (11) удерживает расстояние (L2) до конечной точки ее скользящего перемещения в направлении к поршню (6).
[0019] Предпочтительно, когда уплотняющая торцевая поверхность (401) первой буферной втулки (4) входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью (101) концевой крышки (1) штоковой полости для формирования уплотняющей поверхности, площадь первой буферной втулки (4), на которую действует в осевом направлении гидравлическое масло в штоковой полости, больше площади первой буферной втулки (4), на которую действует в осевом направлении гидравлическое масло в канале (В) для масла.
[0020] Предпочтительно, когда уплотняющая торцевая поверхность (111) второй буферной втулки (11) входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью (121) концевой крышки (12) бесштоковой полости для формирования уплотняющей поверхности, площадь второй буферной втулки (11), на которую действует в осевом направлении гидравлическое масло в бесштоковой полости, больше площади второй буферной втулки (11), на которую действует в осевом направлении гидравлическое масло в канале (А) для масла.
[0021] Предпочтительно уплотняющая торцевая поверхность (401) первой буферной втулки (4) входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью (101) концевой крышки (1) штоковой полости для формирования поверхностного уплотнения или линейного уплотнения.
[0022] Предпочтительно уплотняющая торцевая поверхность (111) второй буферной втулки (11) входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью (121) концевой крышки (12) бесштоковой полости для формирования поверхностного уплотнения или линейного уплотнения.
[0023] Предпочтительно площадь поперечного сечения дроссельного канала (301а, 301b) для масла уменьшается при скользящем перемещении буферной втулки (4, 11) вдоль поршневого штока (3) в направлении к поршню (6).
[0024] Предпочтительно в полости корпуса цилиндра (2) размещен упругий элемент (5, 7) для возвращения буферной втулки (4, 11).
[0025] Предпочтительно по меньшей мере один из периферийных балансирующих каналов (302а, 302b) для масла выполнен на поверхности поршневого штока (3), сопряженной с буферной втулкой (4, 11).
[0026] Предпочтительно дроссельный канал (301а, 301b) для масла линейно расположен на наружной поверхности поршневого штока (3) вдоль осевого направления, и площадь поперечного сечения указанного дроссельного канала (301а, 301b) для масла постепенно уменьшается в направлении к поршню (6).
[0027] Предпочтительно дроссельный канал (301а, 301b) для масла сформирован дроссельной наклонной поверхностью, линейно расположенной в области скольжения между буферной втулкой (4, 11) и поршневым штоком (3) вдоль осевого направления.
[0028] Предпочтительно дроссельный канал (301а, 301b) для масла содержит:
канал (3013) для масла, расположенный в поршневом штоке (3) и проходящий в осевом направлении; и
дроссельные отверстия (3014), расположенные на наружной поверхности поршневого штока (3) вдоль осевого направления и гидравлически связанные с каналом (3013) для масла.
[0029] Предпочтительно диаметры дроссельных отверстий (3014) постепенно уменьшаются в направлении к поршню (6).
[0030] Предпочтительно дроссельный канал (301а, 301b) для масла содержит первый сегмент (3012), расположенный во входном конце канала, и второй сегмент (ЗОН), расположенный в выходном конце канала, причем первый сегмент (3012) дроссельного канала для масла расположен на поверхности поршневого штока (3), второй сегмент (ЗОН) дроссельного канала для масла расположен в поршневом штоке (3) или буферной втулке (4, 11).
[0031] Предпочтительно площадь поперечного сечения первого сегмента (3012) дроссельного канала для масла постепенно уменьшается в направлении к поршню (6).
[0032] Предпочтительно поршневой шток (3) содержит корпус и переходную втулку (304), причем переходная втулка (304) установлена на корпусе поршневого штока, и буферная втулка (4, 11) расположена на переходной втулке (304), при этом дроссельный канал (301а, 301b) для масла расположен на переходной втулке (304).
[0033] Предпочтительно поршневой шток (3) содержит корпус (3а) и буферный вал (3b), причем корпус (3а) и буферный вал (3b) соединены друг с другом, вторая буферная втулка (11) расположена на буферном валу (3b), и дроссельный канал (301b) для масла расположен на буферном валу (3b).
[0034] Устройство, связанное с гидравлическим цилиндром согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, может быть поршневым штоком, содержащим сегмент корпуса поршневого штока, расположенный в штоковой полости, и сегмент буферного вала, расположенный в бесштоковой полости, в собранном виде. Сегмент корпуса поршневого штока и сегмент буферного вала снабжены дроссельными каналами для масла, проходящими линейно в осевом направлении.
[0035] Предпочтительно площадь поперечного сечения каждого из дроссельных каналов для масла постепенно увеличивается от стороны дроссельного канала для масла, ближайшей к поршню, в направлении к другой стороне дроссельного канала для масла.
[0036] Предпочтительно корпус поршневого штока снабжен заплечиком, ограничивающим буферную втулку (4).
[0037] Предпочтительно канавка ограничивающего заплечика, используемая в ограничивающем заплечике для ограничивания второй буферной втулки (11), выполнена в концевой части буферного сегмента вала поршневого штока (3), расположенной в бесштоковой полости.
[0038] Гидравлический цилиндр согласно одному варианту реализации настоящего изобретения обеспечивает следующие преимущества.
[0039] Во-первых, буферная втулка имеет уплотняющую торцевую поверхность, и концевая крышка бесштоковой полости и/или концевая крышка штоковой полости имеют уплотняющую торцевую поверхность. Две уплотняющие поверхности входят в контакт друг с другом и таким образом формируют уплотнение. Гидравлическое масло в бесштоковой полости и/или в штоковой полости выпускается в канал для масла через дроссельный канал для масла, расположенный на буферной втулке или на поршневом штоке. Таким образом, захваченное гидравлическое масло генерирует соответствующее демпфирующее давление, которое действует на масловыпускающую сторону поршня и таким образом противодействует силе инерции поршня и тем самым обеспечивает замедление и торможение. Дроссельная буферизация механизма происходит с чрезвычайной плавностью и надежностью, так что буферный механизм защищен от механических повреждений. Согласно предпочтительному варианту реализации сечение потока в дроссельном канале для масла изменяется, в результате чего достигается цель дроссельной изменяемой буферизации. Взаимодействие между буферной втулкой, поршневым штоком и дроссельным каналом для масла выполняет функцию изменяемого дросселирующего клапана.
[0040] Во-вторых, когда поршневой шток втягивается до конца рабочего хода, вторая буферная втулка не достигает конечного положения и еще может перемещаться в направлении к поршню на некоторое расстояние. Когда поршневой шток выдвигается, масло входит в канал А для масла, и под действием гидравлического масла вторая буферная втулка вынуждена перемещаться в направлении к поршню и сжимает возвратную пружину, так что уплотняющая торцевая поверхность второй буферной втулки отдаляется от уплотняющей торцевой поверхности концевой крышки бесштоковой полости. Канал А для масла входит в прямую связь с бесштоковой полостью, и гидравлическое масло входит в бесштоковую полость и выталкивает поршень, вынуждая его перемещаться влево. Вторая буферная втулка взаимодействует с концевой крышкой бесштоковой полости и таким образом выполняет функцию запорного клапана. Таким образом, масло быстро втекает в бесштоковую полость, принуждая поршень к перемещению. Если вторая буферная втулка не выполняет функцию запорного клапана, и масло быстро не входит в бесштоковую полость, поршневой шток принужден к медленному выдвижению, даже вплоть до полной невозможности перемещения поршневого штока в наружном направлении.
[0041] Когда поршневой шток выдвигается до конца рабочего хода, первая буферная втулка не достигает конечного положения и еще может перемещаться в направлении к поршню на некоторое расстояние. Когда поршневой шток втягивается назад, масло входит в канал В для масла, и под действием гидравлического масла первая буферная втулка вынуждена перемещаться в направлении к поршню, сжимая возвратную пружину, так что уплотняющая торцевая поверхность первой буферной втулки отдаляется от уплотняющей торцевой поверхности концевой крышки штоковой полости. Канал В для масла входит в прямую связь со штоковой полостью, и гидравлическое масло втекает в штоковую полость и принуждает поршень к перемещению. Первая буферная втулка взаимодействует с концевой крышкой штоковой полости и действует в качестве запорного клапана. Таким образом, масло быстро втекает в штоковую полость и принуждает поршень к перемещению. Если первая буферная втулка не действует в качестве запорного клапана, и масло не входит быстро в штоковую полость, поршневой шток принужден к медленному втягиванию, даже вплоть до полной невозможности перемещения поршневого штока во внутреннем направлении.
[0042] В-третьих, в гидравлическом цилиндре, имеющем большой диаметр и длинный рабочий ход, очень трудно сформировать надежную уплотняющую поверхность между буферной втулкой и концевой крышкой бесштоковой полости за счет силы пружины, к тому же указанный способ не является наиболее предпочтительным. В гидравлическом цилиндре согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, когда поршневой шток втянут до положения, расположенного на заданном расстоянии от конца рабочего хода, концевая крышка бесштоковой полости входит в контакт со второй буферной втулкой, и гидравлическое масло в бесштоковой полости оказывается захваченным в заданной полости для масла, в результате чего давление гидравлического масла в бесштоковой полости увеличивается. Поскольку площади двух сторон второй буферной втулки, на которые действует в осевом направлении гидравлическое масло, являются различными, т.е., площадь второй буферной втулки, на которую действует в осевом направлении гидравлическое масло, находящееся в бесштоковой полости, больше площади второй буферной втулки, на которую действует в осевом направлении гидравлическое масло, находящееся в канале А для масла/ между обеими сторонами второй буферной втулки генерируется перепад давления. Под действием гидравлического масла вторая буферная втулка вынуждается к сближению с концевой крышкой бесштоковой полости и таким образом формирует уплотнение. Таким образом между второй буферной втулкой и концевой крышкой бесштоковой полости сформирована надежная уплотняющая поверхность. Гидравлическое масло, находящееся в бесштоковой полости, выпускается в канал А для масла через дроссельный канал для масла, и таким образом решается проблема, состоящая в затрудненном создании уплотняющей поверхности.
[0043] Когда поршневой шток 3 выдвигается до положения, расположенного на заданном расстоянии от конца рабочего хода, концевая крышка штоковой полости входит в контакт с первой буферной втулкой/ и гидравлическое масло, находящееся в штоковой полости, оказывается захваченным в заданной полости для масла, что приводит к увеличению давления гидравлического масла в штоковой полости. Поскольку площади двух сторон первой буферной втулки, на которые действует в осевом направлении гидравлическое масло, являются различными, т.е., площадь первой буферной втулки, на которую действует в осевом направлении гидравлическое масло, находящееся в штоковой полости, больше площади первой буферной втулки, на которую действует в осевом направлении гидравлическое масло, находящееся в канале В для масла, между обеими сторонами первой буферной втулки генерируется перепад давления. Под действием гидравлического масла первая буферная втулка вынуждается к сближению с концевой крышкой штоковой полости и таким образом формирует уплотнение. Таким образом между первой буферной втулкой и концевой крышкой штоковой полости сформирована надежная уплотняющая поверхность. Гидравлическое масло, находящееся в штоковой полости, выпускается в канал В для масла через дроссельный канал для масла, и таким образом решается проблема, состоящая в затрудненном создании уплотняющей поверхности.
[0044] В-четвертых, между буферной втулкой и поршнем размещена возвратная пружина, которая, с одной стороны, может активировать быстрое втягивание поршневого штока, и, с другой стороны, облегчает буферизацию и возвращение масла между буферной втулкой и штоковой полостью и/или бесштоковой полостью, а также облегчает создание уплотнения.
[0045] В-пятых, на поверхностях буферной втулки и поршневого штока, сопряженных друг с другом для увеличения их срока службы, сформированы многочисленные периферийные балансирующие каналы для масла.
[0046] В-шестых, дроссельные каналы для масла выполнены в форме сужающихся линейных дроссельных каналов для масла или сформированы дроссельными наклонными поверхностями, так что перемещение поршневого штока и поршня может быть плавно замедлено без чрезмерного переходного давления путем изменяемого дросселирования. Указанная конструкция проста в изготовлении, обеспечивает превосходный буферный эффект и имеет увеличенный срок службы.
[0047] В-седьмых, для облегчения формирования в поршневом штоке многочисленных периферийных балансирующих и дроссельных каналов для масла с высокой точностью на указанном поршневом штоке дополнительно установлена переходная втулка, и многочисленные периферийные балансирующие и дроссельные каналы для масла сформированы на указанной переходной втулке; или поршневой шток для облегчения изготовления может быть разделен на два сегмента, причем сегмент, расположенный в бесштоковой полости, может быть изготовлен отдельно и соединен с корпусом поршневого штока резьбовым соединением и т.п..
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0048] На фиг.1 схематически показан разрез известного гидравлического цилиндра.
[0049] На фиг.2 схематически показан разрез гидравлического цилиндра согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.
[0050] На фиг.3 схематически показан конструктивный вид части поршневого штока, показанного на фиг.2.
[0051] На фиг.4 показан разрез по линии А-А, показанной на фиг.3.
[0052] На фиг.5 показан разрез по линии С-С, показанной на фиг.3.
[0053] На фиг.6 показан разрез по линии В-В, показанной на фиг.3.
[0054] На фиг.7 схематически показан конструктивный вид части буферной втулки, показанной на фиг.2.
[0055] На фиг.8 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра, показанного на фиг.2, с первой буферной втулкой, находящейся в положении буферизации.
[0056] На фиг.9 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра, показанного на фиг.2, с первой буферной втулкой, находящейся в положении завершения буферизации.
[0057] На фиг.10 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра, показанного на фиг.2, со второй буферной втулкой, находящейся в положении буферизации.
[0058] На фиг.11 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра, показанного на фиг.2, со второй буферной втулкой, находящейся в положении завершения буферизации.
[0059] На фиг.12 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.
[0060] На фиг.13 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения.
[0061] На фиг.14 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения.
[0062] На фиг.15 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно пятому варианту реализации настоящего изобретения.
[0063] На фиг.16 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно шестому варианту реализации настоящего изобретения.
[0064] На фиг.17 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно седьмому варианту реализации настоящего изобретения.
[0065] На фиг.18 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно восьмому варианту реализации настоящего изобретения.
[0066] На фиг.19 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно девятому варианту реализации настоящего изобретения.
[0067] На фиг.20 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно десятому варианту реализации настоящего изобретения.
[0068] На фиг.21 схематически показан конструктивный разрез гидравлического цилиндра согласно одиннадцатому варианту реализации настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0069] Для лучшего понимания технических решений настоящего изобретения ниже будут подробно описаны конкретные варианты его реализации со ссылкой на сопроводительные чертежи.
[0070] Устройство согласно первому варианту реализации, показанное на фиг.2-11, содержит концевую крышку 1 штоковой полости, корпус 2 цилиндра, поршневой шток 3, поршень 6 и концевую крышку 12 бесштоковой полости. Концевая крышка 1 штоковой полости снабжена маслопроводным каналом В, и концевая крышка 12 бесштоковой полости снабжена маслопроводным каналом А. Полость корпуса 2 разделена поршневым штоком 3 и поршнем 6 на штоковую полость и бесштоковую полость. Маслопроводные каналы А и В гидравлически связаны с масляным контуром гидравлической системы и оба являются осевыми маслопроводными каналами, выполненными в гидравлическом цилиндре. Маслопроводный канал В имеет отверстие, выполненное в концевой крышке 1, и снабжен зазором, сформированным между поршневым штоком 3 и концевой крышкой 1. Маслопроводный канал В проходит до уплотняющей торцевой поверхности 101 концевой крышки 1.
[0071] Маслопроводный канал В имеет отверстие, выполненное в концевой крышке 1, и снабжен зазором, сформированным между поршневым штоком 3 и концевой крышкой 1. Маслопроводный канал В проходит до уплотняющей торцевой поверхности 101 концевой крышки 1. Маслопроводный канал В и Маслопроводный канал А также могут быть непосредственно соединены друг с другом.
[0072] Маслопроводный канал А проходит до уплотняющей торцевой поверхности 121 концевой крышки 12 бесштоковой полости. В концевой крышке 12 образована полость для размещения буферного вала 3b, расположенного в концевой части поршневого штока 3. Маслопроводный канал В и Маслопроводный канал А также могут быть непосредственно соединены друг с другом.
[0073] На поршневом штоке 3 в штоковой полости расположена первая буферная втулка 4, и в бесштоковой полости расположена вторая буферная втулка 11, причем обе указанные втулки установлены с возможностью перемещения в осевом направлении вдоль поршневого штока 3. Между первой буферной втулкой 4 и поршневым штоком 3 сформирован осевой дроссельный канал 301а для масла/ и между второй буферной втулкой 11 и поршневым штоком 3 сформирован осевой дроссельный канал 301b для масла. Дроссельные каналы 301а и 301b могут быть выполнены различными способами и могут иметь U-образное, V-образное или квадратное поперечное сечение или поперечное сечение любой другой формы.
[0074] Первая буферная втулка 4 имеет уплотняющую торцевую поверхность 401 для уплотнения, а концевая крышка 1 имеет уплотняющую торцевую поверхность 101, герметично взаимодействующую с уплотняющей торцевой поверхностью 401. Уплотняющая торцевая поверхность 401 первой буферной втулки 4 может входить в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью 101 концевой крышки 1 и таким образом формировать уплотнение, полностью устраняющее прямую связь между маслопроводным каналом В и штоковой полостью. Прямая связь между маслопроводным каналом В и штоковой полостью также может быть устранена частично.
[0075] Вторая буферная втулка 11 имеет уплотняющую торцевую поверхность 111 для уплотнения, и концевая крышка 12 имеет уплотняющую торцевую поверхность 121, герметично взаимодействующую с уплотняющей торцевой поверхностью 111 второй буферной втулки 11. Уплотняющая торцевая поверхность 111 буферной втулки 11 может входить в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью 121 концевой крышки 12 и таким образом формировать уплотнение, полностью устраняющее прямую связь между маслопроводным каналом А и бесштоковой полостью. Прямая связь между маслопроводным каналом А и бесштоковой полостью также может быть устранена частично.
[0076] Уплотнение, сформированное в результате взаимодействия между уплотняющей торцевой поверхностью 401 первой буферной втулки 4 и уплотняющей торцевой поверхностью 101 концевой крышки 1, может быть поверхностным уплотнением или линейным уплотнением. Например, согласно первому варианту реализации уплотняющая торцевая поверхность 401 находится в контакте с уплотняющей торцевой поверхностью 101 и таким образом формирует поверхностное уплотнение; согласно шестому варианту реализации, показанному на фиг.16, на уплотняющей торцевой поверхности 401 расположено линейно уплотняющее кольцо, выполненное с возможностью входа в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью 101 для формирования линейного уплотнения. Согласно седьмому варианту реализации, как показано на фиг.17, уплотняющая торцевая поверхность 101 является конической поверхностью, и уплотняющая торцевая поверхность 401 входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью 101 и таким образом формирует линейное уплотнение. Согласно восьмому варианту реализации, как показано на фиг.18, уплотняющая торцевая поверхность 401 и уплотняющая торцевая поверхность 101 являются коническими поверхностями, которые входят в контакт друг с другом и таким образом формируют поверхностное уплотнение. В дополнение к вышесказанному, также может быть использовано уплотнение другого типа, например, изогнутое поверхностное уплотнение, или тому подобное.
[0077] Схожим образом, уплотнение, сформированное контактом между уплотняющей торцевой поверхностью 111 второй буферной втулки 11 и уплотняющей торцевой поверхностью 121 полости концевой крышки 12, может быть поверхностным уплотнением или линейным уплотнением. Например, согласно первому варианту реализации уплотняющая торцевая поверхность 111 находится в контакте с уплотняющей торцевой поверхностью 121 и таким образом формирует поверхностное уплотнение; согласно девятому варианту реализации, как показано на фиг.19, на уплотняющей торцевой поверхности 111 расположено линейно уплотняющее кольцо, которое выполнено с возможностью входа в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью 121 для формирования линейного уплотнения. Согласно десятому варианту реализации, как показано на фиг.20, уплотняющая торцевая поверхность 111 и уплотняющая торцевая поверхность 121 являются коническими поверхностями, которые входят в контакт друг с другом и таким образом формируют поверхностное уплотнение. Согласно одиннадцатому варианту реализации, как показано на фиг.21, уплотняющая торцевая поверхность 121 является конической поверхностью, и уплотняющая торцевая поверхность 111 входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью 121 для формирования линейного уплотнения.
[0078] Если поршневой шток 3 проходит вперед в положение, в котором он находится на заданном расстоянии от конца хода, концевая крышка 1 входит в контакт с первой буферной втулкой 4, и гидравлическое масло в штоковой полости оказывается захваченным в заданной масляной полости, что приводит к увеличенному давлению гидравлического масла в штоковой полости. Поскольку области с двух сторон буферной втулки, которые подвергаются осевому действию гидравлического масла, являются различными, т.е., область первой буферной втулки 4 подвергается осевому действию гидравлического масла в штоковой полости в большей степени по сравнению с областью первой буферной втулки 4, которая подвергается осевому действию гидравлического масла в маслопроводном канале В, между обеими сторонами первой буферной втулки 4 возникает разность давлений. Под действием гидравлического масла первая буферная втулка 4 сближается с концевой крышкой 1 и таким образом формирует уплотнение. Таким образом между первой буферной втулкой 4 и концевой крышкой 1 сформирована надежная уплотняющая поверхность. Гидравлическое масло в штоковой полости выходит в маслопроводный канал В через дроссельный канал 301а для масла и таким образом облегчает формирование уплотняющей поверхности.
[0079] Схожим образом, если поршневой шток 3 возвращается назад в положение, в котором он находится на заданном расстоянии от другого конца хода, концевая крышка 12 входит в контакт со второй буферной втулкой 11, и гидравлическое масло в бесштоковой полости оказывается захваченным в заданной масляной полости, что приводит к увеличению давления гидравлического масла в бесштоковой полости. Поскольку области с двух сторон второй буферной втулки 11, которые подвергаются осевому действию гидравлического масла, являются различными, т.е., область второй буферной втулки 11 подвергается осевому действию гидравлического масла в бесштоковой полости в большей степени по сравнению с областью второй буферной втулки 11, которая подвергается осевому действию гидравлического масла в маслопроводном канале А, между обеими сторонами второй буферной втулки 11 возникает разность давлений. Под действием гидравлического масла вторая буферная втулка 11 сближается с концевой крышки 12 и таким образом формирует уплотнение. Таким образом между второй буферной втулкой 11 и концевой крышкой бесштоковой полости 12 сформирована надежная уплотняющая поверхность. Гидравлическое масло в бесштоковой полости выходит в маслопроводный канал через дроссельный канал 301b для масла и таким образом облегчает формирование уплотняющей поверхности.
[0080] После входа уплотняющей торцевой поверхности 401 первой буферной втулки 4 в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью 101 концевой крышки 1 и формирования уплотнения прямая связь между маслопроводным каналом В и штоковой полостью полностью устранена. Прямая связь между маслопроводным каналом В и штоковой полостью также может быть устранена частично. Гидравлическое масло из штоковой полости выходит в маслопроводный канал В через дроссельный канал 301а. Поскольку количество указанного масла, выходящего через дроссельный канал 301а, является небольшим, захваченное гидравлическое масло создает соответствующее амортизирующее давление, которое действует на выпускающую масло сторону поршня 6 и таким образом противодействует силе инерции поршня, т.е., замедляет или тормозит его ход. Дроссельная буферизация является чрезвычайно плавной и надежной и таким образом предотвращает буферизующий механизм от механических повреждений.
[0081] Схожим образом, уплотняющая торцевая поверхность 111 второй буферной втулки 11 входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью 121 концевой крышки 12 бесштоковой полости и таким образом формирует уплотнение, которое полностью устраняет прямую связь между маслопроводным каналом А и бесштоковой полостью. Прямая связь между маслопроводным каналом А и бесштоковой полостью также может быть устранена частично. Гидравлическое масло в бесштоковой полости выходит в маслопроводный канал А через дроссельный канал 301b для масла. Поскольку количество указанного масла, выходящего через дроссельный канал 301b, является небольшим, захваченное гидравлическое масло создает соответствующее амортизирующее давление, которое действует на выпускающую масло сторону поршня 6 и таким образом противодействует силе инерции поршня, т.е., замедляет или тормозит его ход. Дроссельная буферизация является чрезвычайно плавной и надежной и таким образом предотвращает буферизующий механизм от механических повреждений.
[0082] Относительно конструкции дроссельного канала 301а или 301b для масла, если площадь поперечного сечения дроссельного канала 301а или 301b (т.е., сечения потока) является постоянной во время буферизирующего процесса гидравлического цилиндра, дроссельный канал 301а или 301b может быть обозначен как постоянный дроссельный канал; и если сечение потока изменяется автоматически во время буферизирующего процесса гидравлического цилиндра, дроссельный канал 301а или 301b может быть обозначен как изменяемый дроссельный канал. Могут быть выбраны различные формы, как описано ниже.
[0083] Согласно первому варианту реализации настоящего изобретения дроссельные каналы 301а, 301b сформированы в областях скольжения между поршневым штоком 3 и первой буферной втулкой 4, а также между поршневым штоком 3 и второй буферной втулкой 11 (т.е. дроссельный канал 301а расположен в области скольжения между поршневым штоком 3 и первой буферной втулкой 4, и дроссельный канал 301b расположен в области скольжения между поршневым штоком 3 и второй буферной втулкой 11). Дроссельные каналы 301а, 301b представляют собой сужающиеся линейные дроссельные смазочные канавки, глубина которых постепенно уменьшается в направлении к поршню 6. Четыре дроссельные смазочные канавки равномерно распределены на наружной поверхности поршневого штока 3 и таким образом способствуют достижению плавного буферизующего эффекта с дроссельным регулированием.
[0084] Согласно второму варианту реализации настоящего изобретения (как показано на фиг.11) дроссельные каналы 301а, 301b сформированы дроссельными наклонными поверхностями, соответственно расположенными на поршневом штоке 3. Дроссельная наклонная поверхность постепенно поднимается в направлении к поршню, т.е., площадь поперечного сечения дроссельного канала постепенно уменьшается в направлении к поршню, и таким образом способствует достижению плавного буферизующего эффекта с дроссельным регулированием.
[0085] Согласно пятому варианту реализации настоящего изобретения (показанному на фиг.14) в области скольжения между поршневым штоком 3 и первой буферной втулкой 4 расположена переходная втулка 304. Дроссельный канал 301а, сформированный на переходной втулке 304, содержит первый сегмент 3012, расположенный во входном конце переходной втулки 304, и второй сегмент 3011, расположенный в выходном конце переходной втулки 304. Первый сегмент 3012 является конической линейной дроссельной смазочной канавкой, сформированной на переходной втулке 304, причем глубина указанной смазочной канавки уменьшается в направлении к поршню 6; второй сегмент 3011 является маслопроводным каналом, расположенным в переходной втулке 304, и таким образом достигается плавный буферизирующий эффект с дроссельным регулированием.
[0086] Согласно шестому варианту реализации настоящего изобретения (показанному на фиг.15) в области скольжения между поршневым штоком 3 и первой буферной втулкой 4 расположена переходная втулка 304. Дроссельный канал 301а для масла, расположенный на переходной втулке 304, содержит канал 3013 для масла, расположенный внутри переходной втулки 304 и проходящий в осевом направлении, и несколько дроссельных отверстий 3014, расположенных на наружной поверхности переходной втулки 304 вдоль осевого направления переходной втулки 304 и находящихся в гидравлической связи с каналом 3013. Если первая буферная втулка 4 перемещается скольжением в направлении к поршню 6, количество дроссельных отверстий 3014, закрытых первой буферной втулкой 4, постепенно увеличивается, так что сечение потока через дроссельный канал 301а постепенно уменьшается, и таким образом достигается плавный буферизующий эффект с дроссельным регулированием. Диаметр дроссельных отверстий 3014 также может постепенно уменьшаться в направлении к поршню 6 и таким образом обеспечивать постепенное замедление.
[0087] В дополнение к вышеописанным вариантам реализации дроссельные, каналы 301а, 301b также могут быть постоянными дроссельными каналами для масла и могут быть расположены на первой буферной втулке 4 и второй буферной втулке 11 соответственно. Площади поперечного сечения дроссельных каналов 301а и 301b постепенно уменьшаются по глубине и/или по ширине в направлении к поршню. Согласно вариантам реализации настоящего изобретения дроссельные каналы 301а, 301b расположены в областях, в которых первая буферная втулка 4 и вторая буферная втулка 11 перемещаются относительно поршневого штока 3, и дроссельные каналы 301а, 301b являются сужающимися линейными дроссельными каналами для масла, глубина которых уменьшается в направлении к поршню 6. Дроссельные каналы 301а и 301b могут быть изготовлены с меньшими затратами по сравнению со спиральными дроссельными каналами для масла с изменяемой глубиной. Изготовление спирального дроссельного канала для масла с изменяемой глубиной является чрезвычайно трудоемким и высокозатратным процессом, а точность обработки глубины спирали является неуправляемой, таким образом, достижение идеального буферизующего эффекта не является возможным. Простота изготовления конического линейного дроссельного канала для масла и управляемая точность обработки сужения позволяют достичь идеального буферизующего эффекта. Первый вариант реализации настоящего изобретения является наиболее предпочтительным вариантом реализации.
[0088] Если поршневой шток 3 проходит до конца своего хода, первая буферная втулка 4 не достигает конечного положения, и все еще может перемещаться в направлении к поршню на некоторое расстояние L1. Если поршневой шток 3 возвращается, масло входит в канал В; под действием гидравлического масла первая буферная втулка 4 выталкивается в направлении к поршню 6 и сжимает возвратную пружину 5; таким образом уплотняющая торцевая поверхность 401 первой буферной втулки 4 отходит от уплотняющей торцевой поверхности 101 концевой крышки штоковой полости 1, так что канал В входит в прямую связь со штоковой полостью, и гидравлическое масло проходит в штоковую полость и вызывает перемещение поршня 6. Во время обратного перемещение поршневого штока 3 первая буферная втулка 4 взаимодействует с концевой крышкой 1 штоковой полости и действует в качестве запорного клапана. Первая буферная втулка 4 поддерживает расстояние L1 от конечной точки ее перемещения в направлении к поршню 6. Чем больше расстояние L1, тем длиннее расстояние между уплотняющей торцевой поверхностью 401 первой буферной втулки 4 и уплотняющей торцевой поверхностью 101 концевой крышки 1 штоковой полости, тем больше поток гидравлического масла, протекающего в штоковую полость. Чем меньше расстояние L1, тем короче расстояние между уплотняющей торцевой поверхностью 401 первой буферной втулки 4 и уплотняющей торцевой поверхностью 101 концевой крышки 1 штоковой полости, тем меньше поток гидравлического масла, протекающего в штоковую полость. Расстояние L1 должно обеспечивать возможность прямой связи канала В со штоковой полостью.
[0089] Если поршневой шток 3 перемещается назад до конца его хода, вторая буферная втулка 11 не достигает конечного положения, и все еще может перемещаться в направлении к поршню на некоторое расстояние L2. Если поршневой шток 3 проходит в направлении наружу, масло входит в канал А; под действием гидравлического масла вторая буферная втулка 11 выталкивается в направлении к поршню 6 и сжимает возвратную пружину 7; таким образом, уплотняющая торцевая поверхность 111 второй буферной втулки 11 отходит от уплотняющей торцевой поверхности 121 концевой крышки бесштоковой полости 12, так что канал А входит в прямую связь с бесштоковой полостью, и гидравлическое масло протекает в бесштоковую полость и вынуждает поршень 6 перемещаться. Во время перемещения поршневого штока 3 вторая буферная втулка 11 взаимодействует с концевой крышкой 12 бесштоковой полости и таким образом действует в качестве запорного клапана. Вторая буферная втулка 11 сохраняет расстояние L2 от конечной точки ее перемещения в направлении к поршню 6. Чем больше расстояние L2, тем длиннее расстояние между уплотняющей торцевой поверхностью 111 второй буферной втулки 11 и уплотняющей торцевой поверхностью 121 концевой крышки 12 бесштоковой полости, тем больше поток гидравлического масла, протекающего в бесштоковую полость. Чем меньше расстояние L2, тем короче расстояние между уплотняющей торцевой поверхностью 111 второй буферной втулки 11 и уплотняющей торцевой поверхностью 121 концевой крышки 12 бесштоковой полости, тем меньше поток гидравлического масла, проходящего в бесштоковую полость. Расстояние L2 должно быть достаточным для обеспечения возможности прямой связи канала А для масла с бесштоковой полостью.
[0090] Для обеспечения плавности перемещения первой буферной втулки 4 и второй буферной втулки 11 вдоль поршневого штока 3, увеличения срока службы и улучшения рабочих характеристик между двумя буферными втулками и поршневым штоком 3 выполнены несколько периферийных балансирующих каналов 302а, 302b для масла, т.е., несколько периферийных балансирующих каналов 302а расположены между первой буферной втулкой 4 и поршневым штоком 3, и несколько периферийных балансирующих каналов 302b расположены между второй буферной втулкой 11 и поршневым штоком 3. Балансирующие каналы 302а, 302b выполнены в наружной поверхности поршневого штока 3. Согласно другому варианту реализации балансирующие каналы 302а, 302b могут быть расположены на внутренних поверхностях первой буферной втулки 4 и второй буферной втулки 11, т.е., балансирующие каналы 302а расположены на внутренней поверхности первой буферной втулки 4, и балансирующие каналы для масла 302b расположены на внутренней поверхности второй буферной втулки 11. Наружные поверхности поршневого штока 3, согласованные с первой и второй буферными втулками 4, 11, могут быть хромированными для повышения твердости и качества поверхности.
[0091] Для надежного расположения первой буферной втулки 4 на поршневом штоке 3 имеется заплечик 303. Между первой буферной втулкой 4 и поршнем 6 установлена возвратная пружина 5 для создания значительного амортизирующего эффекта гидравлического цилиндра и быстрого возврата поршня 6. Один конец возвратной пружины 5 взаимодействует с поршнем 6, и другой конец взаимодействует с первой буферной втулкой 4. Возвратная пружина 5 выполнена с возможностью возврата и амортизации первой буферной втулки 4. Если гидравлический цилиндр не находится в буферном положении, первая буферная втулка 4 сближена с заплечиком 303 под действием приложенной силы возвратной пружины 5. Заплечик 303 оснащен масловыпускающим каналом D, который гидравлически связан с дроссельным каналом 301а. Для расположения первой буферной втулки 4 на поршневом штоке 3, на поршневом штоке 3 также могут быть расположены различные конструкции, такие как ограничительное кольцо.
[0092] Для надежного ограничения второй буферной втулки 11 в концевой части поршневого штока 3 имеется ограничивающий заплечик. Указанный ограничивающий заплечик содержит ключ 10, колпачок 8 ключа и ограничительное кольцо 9. Ключ 10 имеет кольцевую конструкцию, состоящую из двух полукруглых элементов, и собран в соответствующем канале ограничивающего заплечика в концевой части поршневого штока 3. Колпачок 8 расположен между ключом 10 и ограничительным кольцом 9 и выполнен с возможностью крепления ключа 10. Ограничительное кольцо 9 выполнено с возможностью размещения колпачка 8. Сечение ключа 10 имеет Г-образную форму, и на наружной поверхности ключа 10 выполнен масловыпускающий канал Е. Сечение колпачка ключа имеет квадратную форму. Вторая буферная втулка 11 и гидравлическое масло прикладывают очень большую силу к ключу 10. Для предотвращения повреждения колпачка 8 и ограничительного кольца 9 под действием приложенной силы сечение ключа 10 имеет Г-образную форму, и сечение колпачка 8 имеет квадратную форму, так что приложенная сила передается поршневому штоку 3 посредством ключа 10, имеющего Г-образную форму. Таким образом предотвращена опасность повреждения колпачка 8 и ограничительного кольца 9 под действием очень большой силы, приложенной к ключу 10 второй буферной втулкой 11 и гидравлическим маслом.
[0093] Поршень 6 может быть соединен с поршневым штоком 3 резьбовым соединением. Например, поршень 6 закреплен на выточке поршневого штока 3 посредством винта 13 и имеет уплотнение с поршневым штоком 3 в форме неподвижного уплотнительного кольца. Концевая крышка 1 штоковой полости и корпус 2 цилиндра соединены болтовым соединением, в то время как концевая крышка 12 и корпус 2 соединены сваркой. Для соединения концевой крышки 1 и концевой крышки 12 с корпусом 2 могут быть выбраны различные способы. Например, концевая крышка 1 и концевая крышка 12 могут быть соединены с корпусом 2 сваркой, болтовым соединением или резьбовым соединением, или они также могут быть изготовлены в форме единой конструкции.
[0094] Уплотнения между корпусом 2 и концевой крышкой 1, а также между корпусом 2 и концевой крышкой 12 могут быть достигнуты с использованием уплотняющего элемента (K08-D), который представляет собой 0-образное уплотнительное кольцо с добавлением материала, имеющего повышенную ползучесть и износостойкость, в кольцевой форме. Концевая крышка 1 снабжена ограничивающим заплечиком 102, выполненным с возможностью ограничения перемещение поршня 6 влево относительно чертежа; и концевая крышка 12 снабжена ограничивающим заплечиком, выполнен с возможностью ограничения перемещении поршня 6 вправо относительно чертежа.
[0095] Ниже описан рабочий процесс гидравлического цилиндра: когда поршневой шток 3 проходит в наружном направлении, поршень 6 перемещается влево; когда поршневой шток 3 находится в конечном положении втягивающего рабочего хода, вторая буферная втулка 11 и концевая крышка 12 бесштоковой полости находятся в контактном уплотненном положении; для быстрой подачи масла в бесштоковую полость поршневой шток 3 вталкивается и таким образом совершает дополнительное перемещение. Между второй буферной втулкой 11 и конечной точкой ее скользящего перемещения в направлении к поршню 6 все еще имеется расстояние L2; под действием гидравлического масла вторая буферная втулка 11 сжимает пружину 7 и перемещается в направлении к поршню 6. Таким образом, уплотняющая торцевая поверхность 111 второй буферной втулки 11 отдаляется от уплотняющей торцевой поверхности 121 бесштоковой полости 12. В этот момент вторая буферная втулка 11 взаимодействует с концевой крышкой 12 и таким образом выполняет функцию запорного клапана.
[0096] Гидравлическое масло протекает в бесштоковую полость и вынуждает поршень 6 перемещаться влево относительно чертежа. Гидравлическое масло в штоковой полости выпускается в канал В для масла; когда поршневой шток 3 проходит в направлении от конца рабочего хода на некоторое расстояние, поверхность 401 первой буферной втулки 4 входит в контакт с поверхностью 101 штоковой полости и таким образом формирует уплотнение, полностью или частично устраняя прямую связь между каналом В и штоковой полостью. Гидравлическое масло в штоковой полости выпускается через дроссельный канал 301а и масловыпускающий канал D в канал В, причем дроссельный канал 301а образован между первой буферной втулкой 4 и поршневым штоком 3. Поскольку количество выпущенного масла в дроссельном канале 301а по существу является небольшим, соответствующее буферное давление, генерируемое в захваченном гидравлическом масле, приложено к масловыпускающей стороне поршня 6 и таким образом противодействует силе инерции поршня. Таким образом, гидравлический цилиндр начинает вступать в буферное положение, созданное в его левой части. При дальнейшем перемещении поршневого штока 3 поршень 6 продолжает перемещаться влево; первая буферная втулка 4 скользит вправо относительно поршневого штока 3, так что поперечное сечение потока в дроссельном канале 301а между первой буферной втулкой 4 и поршневым штоком 3 постепенно уменьшается; количество выпущенного масла также уменьшается;
буферное давление, генерируемое в штоковой полости и приложенное к масловыпускающей стороне поршня 6, постепенно увеличивается; перемещение поршня 6 замедляется, и таким образом достигается задача замедления и торможения и, следовательно, реализация эффекта плавного буферизованного замедления. Когда левая поверхность поршня 6 входит в контакт с ограничивающим заплечиком 102 концевой крышки 1, поршень 6 больше не перемещается влево, и поршневой шток 3 проходит до конца рабочего хода. Таким образом, полный буферный процесс завершен.
[0097] Когда поршневой шток 3 втягивается назад, поршень 6 перемещается вправо относительно чертежа. Когда поршневой шток 3 находится в конечном положении рабочего хода, первая буферная втулка 4 и концевая крышка 1 штоковой полости находятся в контактном уплотняющем положении; и для быстрой подачи масла в штоковую полость поршневой шток 3 принуждается к выполнению втягивающегося перемещения. Между первой буферной втулкой 4 и конечной точкой ее перемещения в направлении к поршню 6 все еще остается расстояние L1; под действием гидравлического масла первая буферная втулка 4 сжимает пружину 5 и смещается в направлении к поршню 6. Таким образом, уплотняющая торцевая поверхность 401 первой буферной втулки 4 отдаляется от уплотняющей торцевой поверхности 101 штоковой полости 1. В этот момент первая буферная втулка 4 взаимодействует с концевой крышкой 1 и таким образом выполняет функцию запорного клапана во время процесса возврата поршневого штока 3.
[0098] Гидравлическое масло протекает в штоковую полость через канал В для масла и вынуждает поршень 6 перемещаться вправо, и поршневой шток 3 втягивается назад. Гидравлическое масло из бесштоковой полости выпускается через канал А; когда поршневой шток 3 оказывается втянут в положение, отдаленное от конца рабочего хода на некоторое расстояние, поверхность 111 второй буферной втулки 11 входит в контакт с поверхностью 121 концевой крышки бесштоковой полости и таким образом формирует уплотнение, полностью или частично устраняющее прямую связь между каналом А и бесштоковой полостью. Гидравлическое масло в бесштоковой полости выпускается через дроссельный канал 301b и масловыпускающий канал Е в канал А, причем дроссельный канал 301b образован между второй буферной втулкой 11 и поршневым штоком 3. Поскольку количество выпущенного масла в дроссельном канале 301b по существу является небольшим, соответствующее буферное давление, генерируемое в захваченном гидравлическом масле, приложено к масловыпускающей стороне поршня 6 и таким образом противодействует силе инерции поршня. Таким образом, гидравлический цилиндр начинает вступать в буферное положение. При дальнейшем втягивании поршневого штока 3 поршень 6 продолжает перемещаться вправо, вторая буферная втулка 11 перемещается скольжением влево относительно поршневого штока 3, так что поперечное сечение потока в дроссельном канале 301b между второй буферной втулкой 11 и поршневым штоком 3 постепенно уменьшается; количество выпущенного масла также уменьшается; буферное давление, генерируемое в бесштоковой полости и приложенное к масловыпускающей стороне поршня 6, постепенно увеличивается; перемещение поршня 6 замедляется, и таким образом достигается задача замедления и торможения и, следовательно, реализация эффекта плавной буферизации замедления. Когда поверхность правого конца поршня 6 сближается с ограничивающим заплечиком концевой крышки 12, поршень 6 больше не перемещается вправо, и поршневой шток 3 оказывается втянутым до конца рабочего хода. Таким образом, весь буферный процесс завершен.
[0099] На фиг.12 показан третий вариант реализации, который является модификацией описанного выше первого варианта реализации. Третий вариант реализации отличается от первого варианта реализации следующим: переходная втулка 304 установлена в области, в которой поршневой шток 3 прежде был оснащен первой буферной втулкой 4, причем переходная втулка 304 оснащена первой буферной втулкой 4. На наружной поверхности переходной втулки 304 выполнены периферийные балансирующие каналы для масла и сужающиеся линейные дроссельные каналы для масла, а также наружная поверхность переходной втулки 304, сопряженная с первой буферной втулкой 4, может быть металлизирована хромом для повышения ее твердости и качества.
[0100] Согласно первому варианту реализации многочисленные периферийные балансирующие каналы для масла и сужающиеся линейные дроссельные каналы для масла сформированы непосредственно на поршневом штоке 3. Поскольку поршневой шток 3 имеет большой диаметр и длинный рабочий ход, имеются высокие требования к точности обработки указанных периферийных балансирующих каналов для масла и сужающихся линейных дроссельных каналов для масла, причем указанная обработка является чрезвычайно трудной. Согласно третьему варианту реализации обработка многочисленных периферийных равномерно распределенных балансирующих каналов для масла и сужающихся линейных дроссельных каналов для масла может быть выполнена на переходной втулке 304 с относительной легкостью и высокой точностью.
[0101] На фиг.13 показан четвертый вариант реализации, который является модификацией описанного выше первого варианта реализации. Четвертый вариант реализации отличается от первого варианта реализации тем, что: поршневой шток 3 содержит корпус 3а и буферный вал 3b, причем корпус 3а и буферный вал 3b соединены резьбовым соединением и затем скреплены посредством винта 15. Буферный вал 3b оснащен буферной втулкой 11, причем в концевой части буферного вала 3b сформирован заплечик, ограничивающий буферную втулку 11. Поскольку буферный вал 3b имеет небольшую длину, многочисленные периферийные балансирующие каналы и суженные линейные дроссельные каналы для масла могут быть выполнены на буферном валу 3b с высокой точностью. Корпус 3а поршневого штока и буферный вал 3b могут быть соединены вместе различными способами, например, резьбовым соединением, сваркой, болтовым соединением, и т.п., как описано выше.
[0102] Согласно описанным выше вариантам реализации, если имеется потребность в буферизации в штоковой полости гидравлического цилиндра/ буферная втулка может быть расположена только в штоковой полости; если есть потребность в буферизации в бесштоковой полости гидравлического цилиндра, буферная втулка может быть расположена только в бесштоковой полости; если есть потребность в буферизации как в штоковой полости, так и в бесштоковой полости, буферные втулки могут быть расположены в штоковой полости и бесштоковой полости соответственно. По меньшей мере две буферные втулки также могут быть расположены в одной полости в зависимости от требований конкретного случая применения. Многочисленные периферийные балансирующие каналы и многочисленные дроссельные каналы для масла, проходящие в осевом направлении, также могут быть расположены на внутренней поверхности буферных втулок, и площадь поперечного сечения дроссельного канала для масла может быть постоянной.
[0103] Согласно описанным выше вариантам реализации возвратная пружина может быть расположена между буферными втулками и поршнем, и также не использоваться, поскольку буферная втулка входит в контакт с концевой крышкой штоковой полости и таким образом формирует уплотнение под действием гидравлического масла.
[0104] В гидравлическом цилиндре согласно одному варианту реализации настоящего изобретения в дополнение к описанным выше вариантам реализации дроссельный канал для масла также может быть расположен на концевой крышке штоковой полости, концевой крышке бесштоковой полости, буферной втулке и поршневом штоке. Все указанные модификации находятся в пределах объема защиты настоящей заявки.
[0105] Если гидравлический цилиндр согласно одному варианту реализации настоящего изобретения используется в гидравлической буферной системе для замены существующего масляного цилиндра, может быть использован вариант реализации гидравлической буферной системы согласно настоящей заявке.
[0106] Если гидравлический цилиндр согласно одному варианту реализации настоящего изобретения используется в экскаваторе, может быть использован вариант реализации экскаватора согласно настоящей заявке.
[0107] Если гидравлический цилиндр согласно одному варианту реализации настоящего изобретения используется в автобетононасосе, может быть использован вариант реализации автобетононасоса согласно настоящей заявке. Гидравлический цилиндр согласно одному варианту реализации настоящего изобретения также может использоваться в строительных машинах других типов.
[0108] Не смотря на то, что выше описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, указанные предпочтительные варианты реализации не должны быть истолкованы как ограничение настоящего изобретения. В настоящем изобретении могут быть сделаны различные изменения и модификации, не отступающие от идеи и объема настоящей заявки, и объем защиты настоящего изобретения должен быть определен пунктами приложенной формулы.