[发明专利]液压缸及其制造方法及使用该液压缸的液压弹簧操动机构

说明书

本发明涉及一种液压缸及其制造方法及使用该液压缸的液压弹簧操动机构，液压缸包括外型腔、位于外型腔内部的内型腔，内型腔由钢材制成且其上设有与活塞适配的活塞腔，外型腔由铝合金铸造而成，外型腔上设有油道。本发明将整个液压缸的缸体分为两部分，内型腔和外型腔，其中内型腔采用钢材预制成型，内型腔是与活塞配合使用的，能够承载更高的油压，抵抗应力变形，具有更高的机械可靠性。外型腔不需要承载较高的油压，因而采用了铝合金材质，使得液压缸的整体质量比整体采用钢材的液压缸降低很多，大幅度降低产品重量，便于加工、运输和装配，进一步地也改善了与液压缸对接的超/特高压开关筒体的受力，提高了机械连接的可靠性。

技术领域

本发明涉及断路器所用操动机构技术领域，具体涉及一种液压缸及其制造方法及使用该液压缸的液压弹簧操动机构。

背景技术

高压断路器是电力输送的关键设备，而其中的操动机构是关键部件，用来使断路器实现分合闸。按照储能方式的不同，主要分为液压弹簧操动机构、弹簧操动机构、气动操动机构、电磁式操动机构，液压弹簧操动机构以其输出功率大，反应快，可靠性高等特点，被普遍采用。液压操动机构，以液压缸为中心布置，液压缸不仅是连接中心，也是油路集成块。液压缸需要承受高油压，额定油压50MPa左右，缓冲油压100MPa左右，甚至更高。液压缸需具备较高的机械强度以保证机械连接和承载的可靠性。目前，液压缸一般采用铝材或钢材锻制或铸造而成，具体的结构可参见授权公告号为CN201655571U的中国专利公开的高压断路器的液压弹簧操动机构。

应用在超/特高压开关设备中的大功率液压弹簧操动机构，例如中国专利（公开号为CN1808650A）公开的大功率液压操动机构，其中的液压缸体积更大，额定油压更高，接近60MPa。这种液压缸若也采用常规的制造方法制造，存在如下弊端：

（1）采用铝材锻制或铸造，如果热处理过程控制不当，会导致液压缸材料的金相组织发生异常，产生安全隐患，严重时会引起重大故障。

（2）采用钢材锻制或铸造，由于液压缸体积很大，重量会特别重，不利于加工、运输和装配。大功率液压弹簧操动机构是安装在超/特高压开关筒体的法兰上的，重量过大，不利于与之对接的超/特高压开关筒体的受力，严重时甚至会造成开关漏气。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压缸制造方法，以解决现有技术中液压缸不能兼顾机械强度高、重量轻的技术问题。同时本发明还提供一种液压缸及使用该液压缸的液压弹簧操动机构。

为了实现以上目的，本发明中的液压缸制造方法技术方案如下：

液压缸制造方法，将液压缸分为内型腔和外型腔进行制造，具体包括以下步骤，1）、制造内型腔毛坯，内型腔毛坯为中空钢材，内型腔毛坯中空部分形成用于与活塞适配的活塞腔；2）、将所述内型腔毛坯放置在铸造模具中，并在该铸造模具中放置预先制造好的油道型芯，以通过所述油道型芯在铸造过程中铸造出液压缸的油道主体；3）、向铸造模具中注入高温液态铝合金，对未凝固的液相铝合金施压，使得液相铝合金充满铸造模具内腔，外型腔毛坯制成，同时液压缸毛坯也成型；4）、取出液压缸毛坯，进行机加工，使得内型腔和外型腔尺寸符合要求。

在步骤1）中，将所述内型腔毛坯的外侧面制成异形表面，以提高内型腔毛坯与外型腔毛坯的结合力。

进一步地，所述内型腔毛坯为中空的异形圆柱体，内型腔毛坯的外周壁为螺纹结构。

在进行步骤3）之前，在内型腔毛坯的外轮廓表面涂上热喷涂层。

在步骤3）之后，取出液压缸毛坯，对液压缸毛坯进行热处理。

机加工包括如下工序，精加工液压缸台阶内孔、液压缸外形及液压缸上的连接螺纹孔。

进一步地，在进行步骤3）之前，在所述铸造模具中放置预先制造好的油道型芯，以通过所述油道型芯在铸造过程中铸造出液压缸的油道主体。