[发明专利]一种强力机械自锁液压缸

说明书

技术领域

发明涉及一种液压缸，具体涉及一种机械自锁液压缸，属于液压缸技术领域。

背景技术

自锁式液压缸目前在军用及航空上有着广泛的需求，在工程领域如冶金、起降设备也有大量需求。在冶金、煤矿等众多机械领域，液压部件为了使工件能在停止工作时，防止在外力或自重(液压缸立放)作用下发生位移，需要将液压缸锁紧。

目前液压缸主要是依靠封堵压力油的方式来锁紧液压缸，易泄露，发生“负压效应”和“软腿现象”，虽然有很多改进的产品，但没从根本上解决问题。液压锁在长时间保持在某个位置时，由于压力油泄露等问题，精度往往达不到要求，在发生油路故障时，精度和可靠性便得不到保障；液压锁往往都需要单向阀、换向阀等多个辅助元件配合来实现锁紧回路，这些元件的使用使整个装置占用空间大，同时，油路增多给液压缸带来容易泄漏和维修不便的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种强力机械自锁液压缸，能够满足在活塞杆全部缩回后自动锁紧的要求，并能在液压系统泄压后或者发生泄露的情况下长期保持锁紧状态，直至主动解锁。

一种强力机械自锁液压缸，包括缸盖、充气阀、制动块、弹簧、锁定块、钢珠、活塞、缸筒、缸底、活塞杆和螺钉；

其中，缸盖的一端设有同轴的环形凹槽和导向柱，缸盖的外圆周面上设有充气阀与环形凹槽相通；

制动块上的中心孔为台阶盲孔，台阶盲孔的小直径段与缸盖的导向柱间隙配合，台阶盲孔的大直径段与缸盖的导向柱之间构成弹簧的安装空间，制动块的外圆周面由直径不同的两个圆周面构成，两圆周面之间的过渡平面形成限位台阶面，小直径圆周面一端倒角形成一个锥面；

锁定块为空心圆环结构，其内孔为台阶通孔，大直径的台阶孔内壁上加工有周向的弧面卡槽；

活塞的中心孔为台阶通孔，小直径通孔为活塞杆安装孔，大直径沉孔与制动块的小直径段为间隙配合，活塞上对应大直径沉孔部分的壁厚上加工钢珠安装孔，钢珠安装孔沿周向分布，该安装孔为锥形孔，锥形孔的大、小端分别位于外、内圆周面上，钢珠从锥形孔的大端装入，小端限制钢珠从锥形孔内脱出；活塞的外圆周面上加工一道周向的环形凹槽，凹槽的底面上设有与大直径沉孔底面贯通的油路；

缸筒为空心圆柱套，其圆周面上沿轴线方向分别设有无杆腔油口和有杆腔油口与内腔相通，缸筒的内孔为台阶孔，台阶端面在轴向上位于缸筒的端面与无杆腔油口之间；

其整体连接关系为：缸筒的两端分别由缸盖和缸底封闭，弹簧套装在缸盖的导向柱上，制动块套装在弹簧外，弹簧的两端分别与缸盖环形凹槽底面与制动块台阶盲孔的台阶面抵触；制动块的大直径外圆周面与缸盖的内圆周面密封配合，锁定块上大直径孔一端的端面与缸筒内孔的台阶端面抵触，锁定块的另一端面与缸盖位于缸筒部分的端面抵触，活塞的钢珠安装孔内装入钢珠后与缸筒内孔相配合，活塞的环形凹槽对应缸筒上的无杆腔油口；活塞杆的一端固定在活塞的活塞杆安装孔内，另一端穿过缸底位于缸筒之外；缸筒内活塞与缸底端面之间的空腔为有杆腔，制动块的端面、锁定块的大直径台阶孔内壁以及活塞大直径沉孔内壁之间形成的空腔为无杆腔，制动块与缸盖内侧面之间形成的空腔为气压腔。

各个部件之间的密封面上均装有密封圈。

工作过程：在非工作状态时，通过充气阀向气压腔内充入压缩氮气，使气压腔内产生气压，能推动制动块向缸底方向运动，由于气体的可压缩性，在外力作用下制动块还可以向缸盖方向运动；弹簧具有同样的作用，其起到了加强作用于制动块力的效果。

进行锁定工作时：通过有杆腔油口向有杆腔内加油压，油压推动活塞杆往缸筒内缩回，在缩回过程中，活塞带着钢珠一起进入制动块与锁定块形成的环形腔内，同时活塞和钢珠与制动块接触后推动制动块向缸盖方向运动，直至钢珠进入锁定块的环形卡槽内，然后制动块在气压腔内压缩气体及弹簧的压力作用下向缸底方向运动至受到锁定块的约束，此时，制动块小直径段的外圆周面与活塞的大直径沉孔配合后将钢珠限制在锁定块的环形卡槽内，油缸被机械锁定，即使有杆腔与无杆腔两端泄去油压，液压缸也能保持锁定状态直至解锁。

进行解锁工作时：通过无杆腔油口向无杆腔内加油压，制动块在油压作用下压缩弹簧向缸盖方向移动，活塞上的钢珠失去制动块对其的限制，钢珠在活塞带动下沿锥孔轴下落并从锁定块的环形卡槽脱离，完成解锁动作。

有益效果：