致动器和平地机的制作方法

本技术总体上涉及用于重型机械的液压缸，更具体地，涉及具有满足机械的运动学、结构和载荷要求的特定性能尺寸的液压缸。

背景技术：

1、常规的装载在重型机械诸如挖掘机、平地机、前端装载机和推土机上的液压系统可以包括泵，该泵从箱抽取低压流体，对流体加压，并使加压流体可用于多个不同的致动器以用于移动致动器。致动器可以包括液压缸，该液压缸被特别设计成满足在使用机器执行其指定任务时使机器的各种结构元件相对于彼此移动的各种运动学、结构和负载要求。例如，一个或多个液压缸可被特别设计成处理当操作特定机器以执行诸如挖掘、运土、提升重负载和承载重负载的工作任务时所需的液压流体压力、运动特性、扭转应力、压缩应力、拉伸应力、环向应力、运动范围和运动速度。在各种示例性布置中，每个致动器的速度可以通过选择性地节流（即，限制）加压流体从泵到每个致动器中的流动而被独立地控制。例如，为了以高速移动特定致动器，从泵到致动器中的流体流仅被少量限制（或根本不被限制）。相反，为了以低速移动相同的或另一个致动器，增加了对流体流动的限制。尽管对于许多应用是足够的，但是使用流体限制来控制致动器速度会导致压力损失，这会降低液压系统的总效率。

2、一种替代类型的液压系统被称为闭环液压系统。闭环液压系统通常包括以闭环方式连接到单个致动器或一对串联操作的致动器的泵。在操作期间，泵从（多个）致动器的一个腔室抽吸流体并且将加压流体排出到相同（多个）致动器的相对腔室。例如，当缩回液压缸的杆时，液压流体可以被泵送到液压缸的杆端腔室中，并从液压缸中的附接到杆的活塞的相对侧上的头端腔室排出，当延伸杆时，液压流体可以被泵送到头端腔室中，并从杆端腔室排出。为了以更高的速度移动致动器，泵以更快的速率排出流体。为了以较低的速度移动致动器，泵以较慢的速率排出流体。闭环液压系统通常比常规的液压系统更有效，因为致动器的速度通过泵操作而不是流体限制来控制。即，泵被控制为仅排出以期望的速度移动（多个）致动器所需的那么多的流体，并且不需要对流体流动进行节流。

3、在izumi等人在1983年1月25日公开的美国专利4,369,625（‘625专利）中公开了与一个或多个液压缸结合使用的示例性闭环液压系统。在‘625专利中，描述了具有流动组合功能的多致动器无计量类型的液压系统。该液压系统包括回转回路、吊臂回路、斗杆回路、铲斗回路、左行驶回路和右行驶回路。摆动、吊杆、斗杆和铲斗回路中的每一个都具有以闭环方式连接到专用液压缸的泵。另外，第一集流阀连接在回转回路和斗杆回路之间，第二集流阀连接在斗杆回路和吊臂回路之间，并且第三集流阀连接在铲斗回路和吊臂回路之间。左、右行驶回路分别并联连接到铲斗和吊臂回路的泵。在这种构造中，任何一个液压缸可以接收来自多于一个泵的加压流体，使得其速度不受单个泵的容量限制。

4、尽管对现有闭环液压系统进行了改进，但是上述‘625专利的闭环液压系统仍然不是最佳的。特别地，系统的连接电路仅可以顺序地执行。此外，各种致动器的速度和力可能难以控制。此外，液压缸优选地设计成具有特定尺寸范围的冲程、完全缩回时的销到销长度、活塞杆的外径、缸膛的内径、杆端销的直径以及缸的头端处的耳轴销的直径，这取决于将使用液压缸的特定机器和负载应用。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种致动器和平地机，致动器被设计成具有通过广泛分析确定的特定性能尺寸的范围，所述广泛分析包括应用基于物理的方程、有限元分析和其它计算分析，这些其它计算分析考虑了在使用期间将施加在缸上的运动学和结构应力，结合旨在满足特定作业要求并解决上述问题和/或现有技术的其它问题中的一个或多个技术问题的经验数据和其它以客户为中心的数据。

2、一种致动器，其构造成相对于平地机上的第二结构元件致动所述平地机上的第一结构元件，所述致动器包括：

3、管，所述管包括限定在所述管中的轴向延伸的中心孔，所述轴向延伸的中心孔在所述管的封闭的远端和所述管的开放的近端之间延伸；

4、杆，其可滑动地安装在所述管内，所述杆通过头部密封组件可滑动地支撑在所述管的开放的近端处；

5、活塞，其安装在所述杆的远端处；

6、耳轴盖孔，其限定为穿过所述管的所述封闭的远端，并且构造成用于接纳耳轴销，所述耳轴销适于将所述管的所述封闭的远端枢转地连接到所述平地机的所述第一结构元件；以及

7、杆眼孔，其限定为穿过所述杆的近端并且构造成用于接纳杆眼销，所述杆眼销适于将所述杆的所述近端枢转地连接到所述平地机的所述第二结构元件；其中

8、当所述杆和所述活塞完全缩回到所述管中，所述杆的所述远端邻近所述管的所述封闭的远端定位时，从所述耳轴盖孔的中心到所述杆眼孔的中心的缩回的销到销尺寸等于347.5 mm ± 1.5 mm；

9、从所述活塞的邻近所述管的封闭的远端的第一完全缩回位置到所述活塞的在所述管的开放的近端处与所述头部密封组件接触的第二完全伸出位置的冲程尺寸等于495mm ± 1.5 mm；

10、所述管的所述轴向延伸的中心孔的内径等于130 mm ± 0.5 mm；以及

11、所述杆的直径等于65 mm ± 0.5 mm。

12、所述第一结构元件包括所述平地机的机架。

13、所述第二结构元件包括所述平地机的裂土工具。

14、所述第一结构元件包括所述平地机的裂土工具。

15、所述第二结构元件包括所述平地机的机架。

16、所述头部密封组件被固接到所述管以防止所述头部密封组件与所述管之间的相对旋转，或者所述活塞被固接到所述杆以防止所述活塞与所述杆之间的相对旋转。

17、所述头部密封组件在一个位置被固接到所述管以防止所述头部密封组件与所述管之间的相对旋转。

18、所述致动器为液压缸。

19、所述头部密封组件被固接到所述管以防止所述头部密封组件与所述管之间的相对旋转，并且所述活塞被固接到所述杆以防止所述活塞与所述杆之间的相对旋转。

20、一种平地机，包括多个结构元件和多个液压致动器，每个液压致动器使两个所述结构元件相互连接，其中，每个液压致动器构造成上述技术方案中任一项所述的致动器并且用于相对于所述平地机上的第二结构元件致动所述平地机上的第一结构元件。

21、在一个方面，本公开涉及一种致动器，其构造成相对于机器的第二结构元件致动机器的第一结构元件。致动器可以包括管，其中该管包括限定在管中的轴向延伸的中心孔，该孔在管的封闭远端和管的开放近端之间延伸。杆可以可滑动地安装在管内，杆通过头部密封组件可滑动地支撑在管的近端处。活塞可以安装在杆的远端处，并且活塞保持组件可以附接到杆的远端并且构造成将活塞保持在杆的远端上。耳轴盖孔可以限定为穿过管的封闭远端，并且构造成用于接纳耳轴销，该耳轴销适于将管的远端枢转地连接到机器的第一结构元件。杆眼孔可以限定为穿过杆的近端，并且构造为接纳杆眼销，该杆眼销适于将杆的近端枢转地连接到机器的第二结构元件。

22、在另一方面，本公开涉及一种平地机，该平地机包括多个结构元件和多个液压致动器，每个液压致动器使两个结构元件相互连接，其中，每个液压致动器构造成相对于平地机上的第二结构元件致动平地机上的第一结构元件。每个液压致动器可以包括管，该管包括限定在该管中的轴向延伸的中心孔，该中心孔在该管的封闭远端和该管的开放近端之间延伸。杆可滑动地安装在管内，杆通过头部密封组件可滑动地支撑在管的近端处。活塞可以安装在杆的远端处，并且活塞保持组件可以附接到杆的远端并且构造成将活塞保持在杆的远端上。耳轴盖孔可以限定为穿过管的封闭远端，并且构造成用于接纳耳轴销，该耳轴销适于将管的远端枢转地连接到平地机的第一结构元件。杆眼孔可以限定为穿过杆的近端，并且构造为接纳杆眼销，该杆眼销适于将杆的近端枢转地连接到平地机的第二结构元件。

23、在又一方面，本公开涉及一种液压缸，其构造成用于相对于机器上的第二结构元件致动机器上的第一结构元件。液压缸可以包括管，其中该管包括限定在管中的轴向延伸的中心孔，该孔在管的封闭远端和管的开放近端之间延伸。杆可以可滑动地安装在管内，杆通过头部密封组件可滑动地支撑在管的近端处。活塞可以安装在杆的远端处，并且活塞保持组件可以附接到杆的远端并且构造成将活塞保持在杆的远端上。耳轴盖孔可以限定为穿过管的封闭远端，并且构造成用于接纳耳轴销，该耳轴销适于将管的远端枢转地连接到机器的第一结构元件。杆眼孔可以限定为穿过杆的近端，并且构造为接纳杆眼销，该杆眼销适于将杆的近端枢转地连接到机器的第二结构元件。

24、本实用新型的技术方案用于重型机械的液压缸可受益于本文公开的特定性能尺寸以及诸如阻尼装置和头部密封布置的特征的组合，并且在一些实施例中，可实施头部相对于缸筒的固定和活塞相对于缸的活塞杆的固定，以防止头部和缸的活塞之间的相对旋转，并且改善极端条件下缸的操作特性、疲劳寿命和性能。

25、因此，本实用新型的各个实施例可以提供改进的能量使用和节约。另外，组合来自不同回路的流体流以满足单个致动器的需求的能力可以允许减少液压系统内所需的泵的数量和/或这些泵的尺寸和容量。这些减少可以减少泵损失，提高整体效率，改善液压系统的空间布置关系，和/或降低液压系统的成本。对于液压缸的冲程、销至销长度、杆直径、管孔直径等特定性能尺寸的应用至少部分地基于以下结果：对执行与操作过程相关联的某些作业任务所需的特定平地机的各种结构元件的结构和运动学分析，这还提高了操作的效率和质量，提高了液压缸各部件机械性能指标，延长了平地机的使用寿命，并减少了平地机部件故障的发生或者维修或保养的需要。