一种液压破碎锤中缸体密封结构的制作方法

本发明涉及液压破碎锤领域，尤其涉及液压破碎锤中缸部件。

背景技术：

液压破碎锤是一种将液压能转换为机械冲击能的破碎机具,在高压油的驱动下，通过自身阀控系统与缸体活塞系统的相互反馈控制，自动完成活塞在缸体中的高频往复运动，将液体的液压能转化为活塞的冲击能打击钎杆，输出能量从而达到破碎岩石的目的。

中缸部件是液压破碎锤上的关键零部件之一，其主要由中缸体1、活塞2、活塞环3、密封件4和换向阀5组成。目前市场上常见的中缸部件的中缸体，其内孔结构从左到右前三道槽为密封件沟槽，第四道槽为回油槽，回油槽与活塞杆形成回油腔，工作中始终通回油，为常低压；右边紧邻回油槽的圆柱段内孔为与活塞杆配合的间隙密封段，配合间隙为0.07-0.08mm，右边紧邻该圆柱段内孔与活塞杆形成油缸的前、后腔，工作中前腔始终为高压，最右端的大孔安装活塞环。在破碎锤工作时，前腔中的高压油通过圆柱段内孔与活塞杆配合的间隙密封段泄漏出的油液通过回油槽与活塞杆形成回油腔流回油箱，这样，前三道槽中的密封件始终承受的是低压油的作用。由于前三道槽中的密封件始终承受的是低压油，活塞在水平工作时，活塞的重量只能由密封件的原始压缩量来承担支撑作用，特别是对于大规格的活塞来说，由于其自身较重，密封件的原始压缩量难以承担支撑作用，造成活塞在缸体中偏心运动，同时由于间隙密封段的配合间隙只有0.07-0.08mm，活塞表面与缸体内孔表面接触，进而拉伤活塞和缸体内表面，形成破碎锤漏油、打击无力的现象，同时也使破碎锤产品失去功能，进而报废。

我公司实用新型专利《一种新型液压破碎锤中缸体》(专利号：cn205956110u)的中缸体(见图1)，其内孔结构包括自活塞头配合方向从左到右为防尘密封圈沟槽11、活塞杆密封圈沟槽12，活塞杆密封圈沟槽13，回油槽14，活塞杆密封圈沟槽15，回油槽14与活塞杆形成回油腔，工作中始终通回油，为常低压。在破碎锤工作时，前腔中的高压油通过圆柱段内孔与活塞杆配合的间隙密封段泄漏出的油液也是高压油，并始终作用在密封圈沟槽15的密封件上；因此，活塞在上述实用新型结构的中缸体中水平运动时，由于密封圈沟槽15中的密封件始终承受的是高压油，活塞的重量不仅由所述密封件的原始压缩量来承担支撑作用，同时密封圈沟槽15中的密封件由于受到高压油的作用，密封件受到轴向压缩和径向压缩，使密封件与被密封面配合更加紧密，对活塞起到了很大的支撑作用，而且压力越高支撑作用越好；此外，由于增加了密封圈沟槽15的密封件，间隙密封段的配合间隙加大到了0.23-0.25mm，也不会降低前腔压力，对破碎工作没有任何影响。本发明技术方案的实施大大减小了活塞在缸体中的偏心运动，避免了活塞表面与缸体内孔表面接触机会，进而避免了活塞和缸体内表面的拉伤，也就避免了破碎锤漏油、打击无力等现象的出现，特别是对于大规格的活塞来说，由于其自身较重，效果更加明显。

但在破碎锤工作时，当活塞向左作冲程运动过程中，由于被破碎物已碎而停止破碎锤工作时或者换向阀卡滞不能及时换向时，运动中的活塞由于惯性及后部氮气室的氮气压力的推动仍会继续向左运动，当活塞中部大径前端进入缓冲腔时，由于活塞杆密封圈沟槽15的密封作用，使缓冲腔成为了一个封闭腔，致使该腔中油压急剧升高，从而使密封圈沟槽15中的密封件磨损较快甚至损坏，缩短了该密封件的使用寿命，严重时甚至油封碎裂造成活塞和缸体前部拉伤，进而导致破碎锤漏油现象。同时，随着工程机械行业的不断发展，挖掘机的吨位越来越大，与之相配套的液压破碎锤规格也越来越大，活塞作为液压破碎锤重要零部件之一，其尺寸和自重均相应增加，这种情况下单靠增设的活塞杆密封圈沟槽15中密封件的支撑力已不能满足大型活塞重量所需支撑力的要求，因此，需要对中缸体前部密封结构进一步优化，在原有专利基础上加强对大型活塞的支撑力并延缓密封件使用寿命。

技术实现要素：

为了有效解决中缸体前部密封结构对活塞尤其是大型活塞支撑力不足、容易造成密封件损坏或拉缸、漏油等问题，本发明在现有技术基础上提供了以下二个改进方案：

技术方案一：

结合附图1、图2，本发明一种液压破碎锤中缸体密封结构，是在我公司专利《一种新型液压破碎锤中缸体》(专利号：cn205956110u)技术方案的基础上对中缸体前部密封结构的进一步优化；本发明中缸体内孔密封结构包括自活塞头配合方向从左到右依次为防尘密封圈沟槽11、活塞杆密封圈沟槽12，活塞杆密封圈沟槽13，回油槽14，活塞杆密封圈沟槽15，还包括在活塞杆密封圈沟槽15和前腔之间的任意位置设置常高压沟槽19，常高压沟槽19通过油路20与前腔连通。

本发明所述中缸体密封结构常高压沟槽19可设置在活塞杆密封圈沟槽15与前腔的任意位置，并通过增设油路20与前腔连通，工作中前腔始终为高压；在活塞作冲程运动过程中，当活塞中部大径前端进入缓冲腔时，由于在活塞杆密封圈沟槽15右侧设置了常通高压的沟槽19，使缓冲腔中的油液与进油油路相通，从而不会使缓冲腔中的油压急剧升高，避免了活塞杆密封圈沟槽15中的密封件因承受极高的压力而磨损较快甚至损坏，进而保证了密封圈沟槽15中的密封件由于始终受到高压油的作用而产生轴向压缩和径向压缩，使所述密封件与被密封面配合更加紧密，对活塞前部起到了很大的支撑作用，大大减小了活塞在缸体中的偏心运动，避免了活塞表面与缸体内孔表面接触机会，进而避免了活塞和缸体内表面拉伤，也就避免了破碎锤漏油、打击无力的现象的出现；该技术方案能够解决密封圈沟槽15中活塞杆密封圈磨损较快甚至损坏的问题，尤其适合用于中小型破碎锤。

结合附图4，本发明技术方案一进一步技术方案是：在活塞杆密封圈沟槽15与前腔之间的任意位置设置常高压沟槽19，在活塞杆密封圈沟槽13和回油槽14之间增设常高压沟槽17和活塞杆密封圈沟槽18，所述活塞杆密封圈沟槽18中的活塞杆密封圈18-1在工作中处于反装的状态，因为活塞杆密封圈18-1选择的是单向封油的单作用密封件，反装才能封住沟槽17中的高压油，进而保证活塞杆密封圈沟槽13内的u形密封圈和活塞杆密封圈沟槽18中的密封件，由于始终受到高压油的作用而产生轴向压缩和径向压缩，使所述密封件与被密封面配合更加紧密，对活塞前部起到支撑作用；同时在所述活塞杆密封圈沟槽12和右侧相邻的活塞杆密封圈沟槽13之间增设一道回油沟槽16，所述回油沟槽16与活塞杆形成回油腔，工作中始终通低压回油；常高压沟槽19通过油路20与前腔连通，常高压沟槽17通过油路21与前腔连通，工作中前腔始终为高压，使常高压沟槽17和19分别与活塞杆形成高压腔。

对于大型破碎锤，由于活塞自重较大，仅靠增设常高压回油沟槽19不能满足支撑大型活塞的受力需求，为此在活塞杆密封圈沟槽13和回油槽14之间增设常高压回油沟槽17和活塞杆密封圈沟槽18；该结构工作原理是：在活塞作冲程运动过程中，当活塞中部大径前端进入缓冲腔时，由于在活塞杆密封圈沟槽15右侧设置了常通高压的沟槽19，使缓冲腔中的油液与进油油路相通，从而不会使缓冲腔中的油压急剧升高，避免了活塞杆密封圈沟槽15中的密封件因承受极高的压力而磨损较快甚至损坏，进而保证了活塞杆密封圈沟槽15中的密封件由于始终受到高压油的作用而产生轴向压缩和径向压缩，使所述密封件与被密封面配合更加紧密，对活塞前部起到了很大的支撑作用；同时，由于常高压沟槽17与前腔连接常通高压油，使活塞杆密封圈沟槽13和18中的密封件在高压油的作用下，受到轴向压缩和径向压缩力，从而使密封件与被密封面配合更加紧密，进一步加强了对活塞的支撑作用，从而与活塞杆密封圈沟槽15中的密封件共同对活塞前部起支撑作用，显著提高了大型活塞因自身较重而需要更大的支撑力的要求。

技术方案二：

结合附图6，本发明一种液压破碎锤中缸体密封结构，其内孔结构包括自活塞头配合方向从左到右依次为防尘密封圈沟槽11、活塞杆密封圈沟槽12，活塞杆密封圈沟槽13，回油槽14，还包括在活塞杆密封圈沟槽13和回油槽14之间增设常高压沟槽17、活塞杆密封圈沟槽18，所述活塞杆密封圈沟槽18中的活塞杆密封圈18-1在工作中处于反装的状态，所述常高压沟槽17通过油路21与前腔连通，工作中前腔始终为高压，使常高压沟槽17与活塞杆形成高压腔，同时在所述活塞杆密封圈沟槽12和右侧相邻的活塞杆密封圈沟槽13之间增设一道回油沟槽16，所述回油沟槽16与活塞杆形成回油腔，工作中始终通低压回油。

采用上述技术方案，活塞在运动过程中，由于常高压沟槽17通高压油，使活塞杆密封圈沟槽13和18中的密封件由于在高压油的作用下，密封件受到轴向压缩和径向压缩力，使密封件与被密封面配合更加紧密，对活塞起到了很大的支撑作用。该技术方案适用于各种规格的破碎锤中缸体，尤其适用于中小型破碎锤。

因加强了中缸体前部密封结构对活塞尤其是大型活塞的支撑力，因此中缸体与活塞杆前段的配合间隙段10可适当加大至0.11-0.30mm。

本发明提供了一种改进后的液压破碎锤中缸体密封结构，它不仅在本公司原有专利(专利号：cn205956110u)基础上消除了活塞杆密封圈沟槽15的密封件易损坏的问题，同时进一步有效增强了对活塞尤其是大型活塞的支撑作用，从根本上解决了活塞和中缸体前部拉伤易，进而导致破碎锤漏油的技术问题。

附图说明

图1为本公司专利《一种新型液压破碎锤中缸体》(专利号：cn205956110u)的中缸部件示意图；

图2为本发明技术方案一示意图；

图3为本发明技术方案一实施例示意图；

图4为本发明技术方案一进一步技术方案示意图；

图5为本发明技术方案一进一步技术方案实施例示意图；

图6为本发明技术方案二示意图；

图7为本发明技术方案二实施例示意图

附图符号说明：中缸体1、活塞2、活塞环3、密封件4、换向阀5、中缸体与活塞杆前段的配合间隙段10、防尘密封圈沟槽11、活塞杆密封圈沟槽12、活塞杆密封圈沟槽13、回油槽14、活塞杆密封圈沟槽15、回油沟槽16、常高压沟槽17、活塞杆密封圈沟槽18、活塞杆密封圈18-1、常高压沟槽19。

具体实施方式

下面结合附图3、5、7对本发明技术方案做进一步详细说明：

技术方案一实施例：

结合附图3，本实施例中，缸体内孔密封结构包括自活塞头配合方向从左到右依次为防尘密封圈沟槽11、u形密封圈沟槽12，u形密封圈沟槽13，回油槽14，u形密封圈沟槽15，u形密封圈沟槽15与前腔之间的任意位置设置常高压沟槽19，为便于加工，自中缸体外表面打通增设与前腔相通的径向油路孔a，与常高压沟槽19相通的径向油路孔b，以及与油路孔a、油路孔b相通的轴向油路孔d，工作中前腔始终为高压，使常高压沟槽19与活塞杆形成高压腔。

本实施例的活塞杆直径为200mm，本实施例将中缸体1与活塞2杆前段的配合间隙10设定为0.18-0.20mm。

技术方案一进一步技术方案实施例：

结合附图5，在上述技术方案基础上，在u形密封圈沟槽13和回油槽14之间增设常高压沟槽17和斯特封沟槽18，所述斯特封沟槽18中的斯特封(18-1)在工作中处于反装的状态，同时在u形密封圈沟槽12和右侧相邻的u形密封圈沟槽13之间增设一道回油沟槽16，回油沟槽16与活塞杆形成回油腔，工作中始终通低压回油；为方便加工，自中缸体外表面打通增设与前腔相通的径向油路孔a，与常高压沟槽19相通的径向油路孔b，与常高压沟槽17相通的径向油路孔c，以及与油路孔a、油路孔b和油路孔c相通的轴向油路孔d，常高压沟槽17和19通过径向油路孔a、油路孔b、油路孔c和轴向油路孔d与前腔贯通，工作中前腔始终为高压，使常高压沟槽17和19分别与活塞杆形成高压腔。

技术方案二实施例：

结合附图7，本实施例中缸体内孔密封结构包括自活塞头配合方向从左到右依次为防尘密封圈沟槽11、u形密封圈沟槽12，u形密封圈沟槽13，回油槽14，还包括在u形密封圈沟槽13和回油槽14之间增设常高压沟槽17、斯特封沟槽18，所述斯特封沟槽18中的斯特封(18-1)在工作中处于反装的状态，同时在所述u形密封圈沟槽12和右侧相邻的u形密封圈沟槽13之间增设一道回油沟槽16，所述回油沟槽16与活塞杆形成回油腔，工作中始终通低压回油。

为便于加工，本技术方案实施例自中缸体外表面打通并增设与前腔相通的径向油路孔a，与常高压沟槽17相通的径向油路孔c，以及与油路孔a和油路孔c相通的轴向油路孔d，工作中前腔始终为高压，使常高压沟槽17与活塞杆形成高压腔。