專利名稱：一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)，尤其涉及一種用于鐵路道床吹吸吸污裝置提升和下降控制的液壓缸及控制方法與液壓系統(tǒng)，屬于鐵路維護與保養(yǎng)設施技術領域。
背景技術：
鐵路道表面經(jīng)常會沉積粉塵、固體碎片、微小石子、煤塊及鋼軌打磨磨屑等污物，列車經(jīng)過時將污物卷起，影響行車安全。鐵路道床吹掃作業(yè)前，需要控制四只液壓缸同步運動將吹吸吸污裝置放下；作業(yè)時，需要向四只液壓缸的上腔提供壓力，并可調節(jié)，以保證吹吸吸污裝置始終貼近鋼軌表面移動，而又不至于壓壞裝置支撐車輪；作業(yè)后，又需要控制四只液壓缸快速運動將吹吸吸污裝置提起，并且不能產(chǎn)生沖擊。
現(xiàn)有的液壓缸一般由缸蓋、缸筒和活塞等組成，只能通過調節(jié)系統(tǒng)的供油壓力和流量，來整體調節(jié)液壓缸的壓力和流量，不能單獨調節(jié)液壓缸一腔的壓力和流量，且緩沖裝置較為復雜，緩沖效果不理想。如專利號為201120365015. X的中國實用新型專利，公開了一種緩沖液壓缸，該緩沖液壓缸包括缸體、端蓋、活塞、密封圈、進油孔、以及限流金屬圈，活塞桿的近活塞端設置離活塞越遠，其偏離活塞桿軸線的角度越大的導向槽，具有導向槽的部分活塞桿較粗而且無法伸出端蓋，限流金屬圈設置在缸體內(nèi)壁上并可以轉動，限流金屬圈有一觸桿伸入所述導向槽，限流金屬圈距端蓋的最遠距離等于較粗的部分活塞桿的長度，限流金屬圈上有一小孔，進油口設置在限流金屬圈與缸體的接觸壁上，進油口和小孔的圓心與活塞軸心連線的角度等于導向槽在活塞周向偏移的角度，進油口和小孔在相對位移過程中始終連通，該緩沖液壓缸可以使活塞減少對缸底的沖擊，實現(xiàn)緩沖，但實現(xiàn)過程較復雜。如專利號為200710306527. 7的中國發(fā)明專利，涉及一種具有緩沖能力的復合液壓缸及方法，能吸收由于外拉伸負載突然消失時產(chǎn)生的沖擊力，保護液壓缸，該液壓缸包括主柱塞缸及操作缸，主柱塞缸的主缸缸蓋和主缸缸體密封連接為一體，主柱塞在主缸缸體內(nèi)，主柱塞為空腔體,操作缸缸體套接在主柱塞的空腔體內(nèi)，活塞桿在操作缸缸體內(nèi)延伸至主缸缸體的C腔內(nèi)，活塞桿在操作缸缸體內(nèi)由密封套密封，所述液壓缸結構及控制方法簡單，但多只液壓缸作業(yè)難以實現(xiàn)同步性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)，在作業(yè)過程中，當液壓缸向下伸出時，通過調節(jié)壓力和流量，可以實現(xiàn)多只液壓缸驅動同一部件并保持運動的同步性；而當液壓缸快速向上縮回時，又具有緩沖功能，能避免廣生沖擊。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。本發(fā)明公開了一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸，包括缸筒、上缸蓋、下缸蓋、活塞，所述上缸蓋下方連接缸筒，所述缸筒內(nèi)部安裝有活塞，所述活塞上套有活塞密封，所述下缸蓋通過螺栓固定在所述缸筒下方，所述下缸蓋與所述活塞桿之間由下缸蓋密封實現(xiàn)密封，所述缸筒下部設有下控制油口，所述上缸蓋左側設有上控制油口，所述上缸蓋右側設有L泄油口，所述上缸蓋內(nèi)部還裝置有流量調節(jié)組件和壓力調節(jié)組件；所述上控制油口與所述下控制油口通過換向閥連接液壓系統(tǒng)。在上述方案中優(yōu)選的是，所述上缸蓋的內(nèi)部還加工設置有流量調節(jié)組件出油路和流量調節(jié)組件出口旁路。在上述方案中優(yōu)選的是，所述上缸蓋的下底面通過導向螺柱固定連接有緩沖墊，所述緩沖墊與所述上缸蓋的下底面形成一個緩沖腔。在上述方案中優(yōu)選的是，所述壓力調節(jié)組件包括套筒、穿過套筒左側孔的壓力調節(jié)桿、密封圈及支撐。在上述方案中優(yōu)選的是，所述壓力調節(jié)桿與所述支撐之間還安裝有彈簧?！ぴ谏鲜龇桨钢袃?yōu)選的是，所述套筒的右側還連接有閥套。在上述方案中優(yōu)選的是，所述閥套的內(nèi)孔安裝有閥芯，所述閥芯與閥套的配合處還設置有閥口。在上述方案中優(yōu)選的是，所述閥芯內(nèi)還設有出口。在上述方案中優(yōu)選的是，所述閥套上還開設有泄油口 L、油口 BI、油口 B2，其分別與所述上缸蓋的L泄油口、流量調節(jié)組件出油路、流量調節(jié)組件出口旁路對應連接。在上述方案中優(yōu)選的是，所述流量調節(jié)組件包括螺套、固定在螺套內(nèi)的流量調節(jié)桿、密封圈。在上述方案中優(yōu)選的是，所述螺套的右側還連接有定壓差閥套，所述定壓差閥套具有定壓差閥套A面和定壓差閥套B面。在上述方案中優(yōu)選的是，所述定壓差閥套的內(nèi)腔還安裝有調壓彈簧。在上述方案中優(yōu)選的是，所述定壓差閥套內(nèi)還套接有閥套。在上述方案中優(yōu)選的是，所述閥套的內(nèi)部還固定有閥芯，所述閥芯具有節(jié)流口，所述閥芯與所述閥套的內(nèi)孔還固定有復位彈簧。在上述方案中優(yōu)選的是，所述流量調節(jié)組件還具有油腔A、油口 Al、油口 A2，所述流量調節(jié)組件的油口 Al、油口 A2分別與所述上缸蓋的上控制油口、流量調節(jié)組件出油路對應連接。在上述方案中優(yōu)選的是，所述換向閥具有四個油口，分別是油口 P、油口 T、油口 A和油口 B。在上述方案中優(yōu)選的是，所述換向閥的油口 A、油口 B分別與所述上控制油口、下控制油口相連接，所述換向閥的油口 P和油口 T則分別與液壓系統(tǒng)的高壓油口和回油口相連接。本發(fā)明還公開了一種緩沖液壓缸的控制方法，包括如上面任一項所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，以及與所述緩沖液壓缸的上控制油口、下控制油口及換向閥相連接的液壓系統(tǒng)，該控制方法包括
當所述緩沖液壓缸的活塞向下運動時，進入液壓缸上腔的油液經(jīng)過流量調節(jié)組件，流量調節(jié)組件對油液流量進行調節(jié)，壓力調節(jié)組件對油液壓力進行調節(jié)，使得流到液壓缸活塞上腔油液的流量和壓力達到要求；
當所述緩沖液壓缸的活塞向上運動時，活塞上端在接近上缸蓋下端面時，旁路切斷，活塞上腔的油液只能從緩沖墊上的小孔經(jīng)緩沖腔流走，使得活塞向上運動速度快速減慢直至停止，實現(xiàn)緩沖功能。在上述方案中優(yōu)選的是，所述壓力調節(jié)組件對油液壓力進行調節(jié)油液從壓力調節(jié)組件的閥套上的油口 BI流入，經(jīng)閥口流至出口，從油口 B2流出；油液從油口 B2流出時，從閥芯與閥套的間隙處泄漏的油液流回油箱，閥芯的直徑截面Φ(1上受到油口油壓的作用，其作用力與彈簧的壓縮力使得壓力調節(jié)桿旋轉；通過調節(jié)彈簧的壓縮量，可調節(jié)油口Β2的壓力。在上述方案中優(yōu)選的是，所述流量調節(jié)組件對油液流量進行調節(jié)油液從上控制油口進入，按流動方向所示，經(jīng)油腔A和節(jié)流口后流至油口 Α2，通過的油液流量取決于節(jié)流口開口的大小及節(jié)流口前后的壓差；定壓差閥套在定壓差閥套A面、定壓差閥套B面分別受 到油壓的作用，其作用力等于定壓差閥套前后面的壓差與定壓差閥套B面面積的乘積，也等于調壓彈簧的壓縮力，近似為定值，其作用力與調壓彈簧的壓縮力使得流量調節(jié)桿旋轉；通過調節(jié)節(jié)流口開口的大小，可調節(jié)通過節(jié)流口的流量。本發(fā)明又公開了一種緩沖液壓缸控制系統(tǒng)，包括如上面任一項所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，以及與所述緩沖液壓缸的上控制油口、下控制油口及換向閥相連接的液壓系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)還包括電控模塊和同步模塊。在上述方案中優(yōu)選的是，所述電控模塊與所述緩沖液壓缸、所述液壓系統(tǒng)相連接，控制換向閥及電磁鐵通電，轉換液壓缸供油回路，在活塞向上、向下運動過程中調節(jié)油液壓力和流量，進而控制液壓缸的下降速度和沖擊壓力。在上述方案中優(yōu)選的是，所述同步模塊與所述電控模塊、所述緩沖液壓缸、所述液壓系統(tǒng)相連接，以實現(xiàn)多只液壓缸驅動同一作業(yè)部件并保持運動同步。電控模塊驅動電磁鐵通電，當向油口 A供油，油口 B回油，活塞向下運動；進入液壓缸上腔的油液經(jīng)流量調節(jié)組件對油液流量進行調節(jié)，壓力調節(jié)組件對壓力進行調節(jié)，流到液壓缸活塞上腔油液的流量和壓力可達到要求；電控模塊驅動電磁鐵通電，當向油口 B供油，油口 A回油，活塞向上運動，當活塞上纟而接近上缸蓋下纟而面時，芳路切斷，活塞上腔的油只能從緩沖墊上的小孔經(jīng)緩沖腔流走，活塞向上運動速度快速減慢直至停止，實現(xiàn)緩沖功倉泛。本發(fā)明的一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點和效果
當液壓缸上腔供油，下腔回油時，調節(jié)進入上腔液壓油的壓力，改變流量，從而實現(xiàn)上腔壓力低，多只液壓缸可同步驅動同一工作裝置的目的；液壓缸下腔供油，上腔回油快速向上縮回時，具有緩沖功能，可避免活塞快速停止產(chǎn)生的沖擊。本發(fā)明的一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)，可運用于鐵路道床吹吸吸污裝置的提升和下降控制，調節(jié)單只液壓缸的下壓速度和壓力，并實現(xiàn)四只液壓缸同步運動放下吹吸吸污裝置，保證吸污裝置貼近鋼軌表面移動，并不會壓壞支撐車輪，快速提升時不會產(chǎn)生沖擊。


圖I為本發(fā)明的一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的緩沖液壓缸結構示意 圖2為本發(fā)明的一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的緩沖液壓缸的壓力調節(jié)組件結構示意 圖3為本發(fā)明的一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的緩沖液壓缸的流量調節(jié)組件結構示意 圖4為本發(fā)明的一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的緩沖液壓缸油液經(jīng)過流量調節(jié)組件的流動方向示意 圖5為本發(fā)明的一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的液壓缸的控制方法流程圖；
圖6為本發(fā)明的一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的液壓缸的控制系統(tǒng)示意 附圖標記
I、上缸蓋，2、流量調節(jié)組件出油路，3、L泄油口，4、壓力調節(jié)組件，5、流量調節(jié)組件出口旁路，6、緩沖腔，7、活塞密封，8、螺栓，9、下缸蓋，10、下缸蓋密封，11、下控制油口，12、缸筒，13、換向閥，14、活塞，15、緩沖墊，16、導向螺柱，17、流量調節(jié)組件，18、上控制油口，21、壓力調節(jié)桿，22、套筒，23、密封圈，24、彈簧，25、支撐，26、閥芯，27、閥套，28、閥口，29，出口，31、流量調節(jié)桿，32、螺套，33、密封圈，34、定壓差閥套，35、流動方向，36、閥套，37、調壓彈簧，38、節(jié)流口，39、閥芯，40、復位彈簧，41、泄油口 L，42、油口 BI，43、油口 B2，44、閥芯直徑截面Φ(1，45、定壓差閥套A面、46、定壓差閥套B面，47、油腔A、48、油口 Al、49、油口 A2。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作詳細說明，以下描述僅作為示范和解釋，并不對本發(fā)明作任何形式上的限制。如圖I所示，一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸，包括缸筒12、上缸蓋I、下缸蓋9、活塞14，上缸蓋I下方連接缸筒12，缸筒12內(nèi)部安裝有活塞14，活塞14上套有活塞密封
7,下缸蓋9通過螺栓8固定在缸筒12下方，下缸蓋9與活塞桿之間由下缸蓋密封10實現(xiàn)密封，缸筒12下部設有下控制油口 11，上缸蓋I左側設有上控制油口 18，上缸蓋I右側設有L泄油口 3，上缸蓋I內(nèi)部還裝置有流量調節(jié)組件17和壓力調節(jié)組件4 ;上控制油口 18與下控制油口 11通過換向閥13連接液壓系統(tǒng)。并且，上缸蓋I的內(nèi)部還加工有流量調節(jié)組件出油路2和流量調節(jié)組件出口旁路5，通過導向螺柱16將緩沖墊15連接在上缸蓋I的下底面，緩沖墊15的上方是緩沖腔6。換向閥13具有四個油口，分別是油口 P、油口 T、油口 A和油口 B，其油口 A、油口 B分別與上控制油口 18、下控制油口 11相連接，其油口 P和油口 T則分別與液壓系統(tǒng)的高壓油口和回油口相連接。如圖2所示，可調壓力和流量的緩沖液壓缸的壓力調節(jié)組件4包括套筒22、穿過套筒22左側孔的壓力調節(jié)桿21、密封圈23及支撐25。壓力調節(jié)桿21與支撐25之間安裝有彈簧24，套筒22的右側連接著閥套27，閥套27的內(nèi)孔安裝了閥芯26，閥芯26內(nèi)設有出口29，閥芯26與閥套27的配合處設有閥口 28。閥套27上有泄油口 L、油口 BI、油口 B2，其分別與L泄油口 3、流量調節(jié)組件出油路2、流量調節(jié)組件出口旁路5對應連接。如圖3所示，可調壓力和流量的緩沖液壓缸的流量調節(jié)組件17包括螺套32、固定在螺套32內(nèi)的流量調節(jié)桿31、密封圈33。螺套32的右側連接定壓差閥套34，定壓差閥套34具有定壓差閥套A面45和定壓差閥套B面46。定壓差閥套34的內(nèi)腔安裝有調壓彈簧37，還套接有閥套36，閥套36的內(nèi)部固定有閥芯39，閥芯39具有節(jié)流口 38，閥芯39與所述閥套36的內(nèi)孔還固定有復位彈簧40。流量調節(jié)組件17還具有油腔A、油口 Al、油口 A2，其油口 Al、油口 A2分別與上控制油口 18、流量調節(jié)組件出油路2對應連接。進一步，可調壓力和流量的緩沖液壓缸的控制方法如圖5所示
SI當活塞14向下運動時，進入液壓缸上腔的油液經(jīng)過流量調節(jié)組件17，流量調節(jié)組件17對油液流量進行調節(jié)，壓力調節(jié)組件4對油液壓力進行調節(jié)，使得流到液壓缸活塞上 腔油液的流量和壓力達到要求；
S2 當活塞14向上運動時，活塞上端在接近上缸蓋I下端面時，旁路切斷，活塞上腔的油液只能從緩沖墊15上的小孔經(jīng)緩沖腔6流走，使得活塞向上運動速度快速減慢直至停止，實現(xiàn)緩沖。其中，Sll油液從壓力調節(jié)組件4的閥套27上的油口 BI流入，經(jīng)閥口 28流至出口 29，從油口 B2流出，油液從油口 B2流出時，從閥芯26與閥套27的間隙處泄漏的油液流回油箱，閥芯26的直徑截面Φ(1上受到油口油壓的作用，其作用力與彈簧24的壓縮力使得壓力調節(jié)桿21旋轉，通過調節(jié)彈簧24的壓縮量，可調節(jié)油口 Β2的壓力；
S12油液從上控制油口 18進入，按圖4中流動方向35所示，經(jīng)油腔A和節(jié)流口 38后流至油口 Α2，通過的油液流量取決于節(jié)流口 38開口的大小及節(jié)流口 38前后的壓差，定壓差閥套34在定壓差閥套A面45、定壓差閥套B面46分別受到油壓的作用，定壓差閥套34在定壓差閥套A面45、定壓差閥套B面46分別受到油壓的作用，其作用力等于定壓差閥套前后面的壓差與定壓差閥套B面面積的乘積，也等于調壓彈簧37的壓縮力，近似為定值，其作用力與調壓彈簧37的壓縮力使得流量調節(jié)桿31旋轉，通過調節(jié)節(jié)流口 38開口的大小，可調節(jié)通過節(jié)流口 38的流量。鐵路道床吹吸吸污裝置，具有如圖6所示的液壓缸控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括可調壓力和流量的緩沖液壓缸，和與緩沖液壓缸的上控制油口、下控制油口及換向閥相連接的液壓系統(tǒng)，以及包括電控模塊和同步模塊的緩沖液壓缸控制系統(tǒng)。啟動鐵路道床吹吸吸污裝置的液壓缸控制系統(tǒng)進行鐵路道床吹掃作業(yè),控制換向閥及電磁鐵通電，轉換液壓缸供油回路，在活塞向上、向下運動過程中調節(jié)油液壓力和流量，進而控制液壓缸的下降速度和沖擊壓力。電磁鐵通電，當向A 口供油，B 口回油，活塞向下運動；進入液壓缸上腔的油液經(jīng)流量調節(jié)組件對流量進行調節(jié)，壓力調節(jié)組件對壓力進行調節(jié)，流到液壓缸活塞上腔油液的流量和壓力可達到要求；當向B 口供油，A 口回油，活塞向上運動，當活塞上端接近上缸蓋下端面時，旁路切斷，活塞上腔的油只能從緩沖墊上的小孔經(jīng)緩沖腔流走，活塞向上運動速度快速減慢直至停止，實現(xiàn)緩沖。同步模塊與電控模塊、緩沖液壓缸、液壓系統(tǒng)相連，實現(xiàn)多只液壓缸驅動作業(yè)并保持運動同步性。以上所述僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非是對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的權利要求書確定的保護 范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸，包括缸筒、上缸蓋、下缸蓋、活塞，所述上缸蓋下方連接缸筒，所述缸筒內(nèi)部安裝有活塞，所述活塞上套有活塞密封，所述下缸蓋通過螺栓固定在所述缸筒下方，所述下缸蓋與所述活塞桿之間由下缸蓋密封實現(xiàn)密封，其特征在于所述缸筒下部設有下控制油口，所述上缸蓋左側設有上控制油口，所述上缸蓋右側設有L泄油口，所述上缸蓋內(nèi)部還裝置有流量調節(jié)組件和壓力調節(jié)組件；所述上控制油口與所述下控制油口通過換向閥連接液壓系統(tǒng)。
2.如權利要求I所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，其特征在于所述上缸蓋的內(nèi)部還加工設置有流量調節(jié)組件出油路和流量調節(jié)組件出口旁路。
3.如權利要求I所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，其特征在于所述上缸蓋的下底面通過導向螺柱固定連接有緩沖墊，所述緩沖墊與所述上缸蓋的下底面形成一個緩沖腔。
4.如權利要求I所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，其特征在于所述壓力調節(jié)組件包括套筒、穿過套筒左側孔的壓力調節(jié)桿、密封圈及支撐。
5.如權利要求4所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，其特征在于所述壓力調節(jié)桿與所述支撐之間還安裝有彈簧。
6.如權利要求4所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，其特征在于所述套筒的右側還連接有閥套。
7.如權利要求6所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，其特征在于所述閥套的內(nèi)孔安裝有閥芯，所述閥芯與閥套的配合處還設置有閥口。
8.如權利要求7所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，其特征在于所述閥芯內(nèi)還設有出口。
9.如權利要求6或7所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，其特征在于所述閥套上還開設有泄油口 L、油口 BI、油口 B2，其分別與所述上缸蓋的L泄油口、流量調節(jié)組件出油路、流量調節(jié)組件出口旁路對應連接。
10.如權利要求I所述的可調壓力和流量的緩沖液壓缸，其特征在于所述流量調節(jié)組件包括螺套、固定在螺套內(nèi)的流量調節(jié)桿、密封圈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可調壓力和流量的緩沖液壓缸、控制方法及液壓系統(tǒng)，緩沖液壓缸包括缸筒、上缸蓋、下缸蓋、活塞，上缸蓋下方連接缸筒，缸筒內(nèi)部安裝有活塞，活塞上套有活塞密封，缸筒下部設有下控制油口，上缸蓋左側設有上控制油口，上缸蓋內(nèi)部還裝置有流量調節(jié)組件和壓力調節(jié)組件，上控制油口與下控制油口通過換向閥連接液壓系統(tǒng)。本發(fā)明公開的液壓缸控制方法及液壓系統(tǒng)，運用于鐵路道床吹吸吸污裝置的提升和下降控制，調節(jié)單只液壓缸的下壓速度和壓力，并實現(xiàn)四只液壓缸同步運動放下吹吸吸污裝置，保證吸污裝置貼近鋼軌表面移動，并不會壓壞支撐車輪，快速提升時不會產(chǎn)生沖擊。
文檔編號F15B15/20GK102943789SQ201210445480
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權日2012年11月9日
發(fā)明者郭關柱 申請人:昆明中鐵大型養(yǎng)路機械集團有限公司