一种可以实现顺序动作的双出杆复合液压缸

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(1.江苏建筑职业技术学院 机电工程学院, 江苏 徐州　221008； 2.江苏徐州金枫液压技术开发有限公司, 江苏 徐州　221004)

引言

在液压传动的机械中，有些工作部份的运动需要按严格的顺序依次动作。例如液压传动的机床常要求先夹紧工件，然后使工作台移动以进行切削加工，这就要求驱动工作台的液压缸能按先后顺序要求来动作。这样在设计液压传动系统时常采用顺序动作回路来实现。

实现顺序动作的液压回路按照控制方式不同，可以分为行程控制和压力控制两种。

1　行程控制顺序动作回路

图1为行程阀控制的动作回路，在图示状态下，1、2两液压缸活塞均在左端。当推动手柄，使阀3左位工作，缸1的活塞右行，完成动作①;当缸1的活塞运动到终点后挡块压下行程阀4,缸2右行，完成动作②;手动换向阀C复位后，实现动作③; 随着挡块的后移，阀4复位，缸2活塞退回，实现动作④。

1.液压缸1　2.液压缸2　3.二位四通手动换向阀4.二位四通机动换向阀图1　行程阀控制的顺序动作回路

图2为行程开关控制的动作回路。在图示状态下，1、2两液压缸活塞均在左端。电磁阀1YA通电时使阀左位工作，缸1的活塞右行，完成动作①;当缸1的活塞运动到终点后触动行程开关2S，使电磁阀2YA通电换到左位，缸2的活塞右行，完成动作②;当缸2的活塞运动到终点后触动行程开关4S，电磁阀1YA断电复位，实现动作③;液压缸1的活塞运动到终点后触动行程开关1S，电磁阀2YA断电复位，缸2的活塞退回实现动作④。

1.液压缸1　2.液压缸2　3.二位四通电磁换向阀4.二位四通电磁换向阀图2　行程开关控制的顺序动作回路

2　压力控制顺序动作回路

图3为顺序阀控制的动作回路。当换向阀左位接入回路且顺序阀4的调定压力大于液压缸活塞伸出最大的左腔，缸1的右腔经顺序阀3的单向阀回油，实工作压力时，顺序阀4关闭，压力油进入液压缸1现动作①;当缸1的伸出行程结束到达终点后，压力升高，压力油打开顺序阀4进入液压缸2的左腔，缸2的右腔回油，实现动作②;同样道理， 当换向阀右位接入回路且顺序阀3的调定压力大于液压缸活塞缩回最大供油压力时，顺序阀3关闭，压力油进入缸2的右腔，缸2的左腔经顺序阀2的单向阀回油，实现动作③;当液压缸2的缩回行程结束到达终点后，压力升高，压力油打开顺序阀3进入缸1的右腔，缸1的左腔回油，实现动作④。

1.液压缸1　2.液压缸2　3.单向顺序阀　4.单向顺序阀图3　顺序阀控制的顺序动作回路

图4为压力继电器控制的顺序动作回路。其工作过程如下:当电磁铁1YA通电时，换向阀5左位接人油路，压力油进入液压缸的1左腔，缸1的右腔回油，实现动作①;当液压缸1的伸出行程结束到达终点后，压力升高，继电器3发出电信号，使电磁铁3YA通电，压力油进入液压缸2的左腔，缸2的右腔回油，实现动作②;同样道理，当3YA断电、 4YA通电时，换向阀6右位接入油路，压力油进入液压缸2右腔，实现动作③;当缸2的缩回行程结束到达终点后，压力升高，继电器4发出电信号，使电磁铁2YA通电，压力油进入液压缸1的右腔，实现动作④。

1.液压缸1　2.液压缸2　3.压力继电器　4.压力继电器5.三位四通电磁换向阀　6.三位四通电磁换向阀图4　压力继电器控制的顺序动作回路

从以上顺利控制的原理可看出，利用液压回路控制液压缸的顺序动作，回路复杂，应用的元件多，管路多，接头多，极会造成控制的不可靠，空间的占用，泄漏的增加。

为减少利用液压回路来控制液压缸顺利动作的弊端，同时精减结构，提高可靠性，本文从执行元件液压缸本身结构角度出发，设计并研制了一种可以实现顺序动作的双出杆复合液压缸，来实现上述顺序动作的要求。

3　一种可以实现顺序动作的双出杆复合液压缸

3.1　双出杆复合液压缸结构说明

复合液压缸是由采用特殊结构的两腔油路和4个顺序阀组合来实现两个活塞杆动作先后顺序的。具体为一件外缸体、两件内缸体，和通过一件活动缸底及两端端盖组成的双出杆复合液压缸结构。其中，一腔进油推动一端活塞杆1伸出，此端伸出到底后，打开顺序阀，另一端活塞杆2伸出；另一腔进油；油液经过特殊结构的油路，推动活塞杆2缩回，缩回到底后，打开顺序阀，另一端活塞杆1缩回。

3.2　双出杆复合液压缸结构图形

图5为这种可以实现顺序动作的双出杆复合液压缸的示意图：

1.外缸体　2.上内缸体　2.1.上活塞杆　2.2.上端盖　3.下内缸体3.1.下活塞杆　3.2.下端盖　4.油路A　5.油路B　5.1.油路口C5.2.油路口D　6.油腔E　7.沉头螺钉　8.密封配置　9.缸底a.顺序阀I　b.顺序阀II图5　双出杆复合液压缸

如图5所示，这一能实现顺序动作的双出杆复合液压缸包括一件外缸体1、在外缸体1内的上部固定一上内缸体2，在外缸体1内的下部固定一下内缸体3，在上内缸体2和下内缸体3之间设有缸底9，缸底9固定在外缸体1内，在缸底9上开设能连通上内缸体进油腔和下内缸体进油腔的顺序阀Ⅱ，所述的顺序阀Ⅱ设有两个，沿液压缸中心轴线对称布置。在下内缸体3中安装与之配合的下活塞杆3.1，在下内缸体3和外缸体1的下端安装有下端盖3.2，下内端盖3.2和下活塞杆3.1之间装有密封配置8；在上内缸体2中安装与之配合的上活塞杆2.1，在上内缸体2和外缸体1的上端安装有上端盖2.2，上端盖2.2和上活塞杆2.1之间装有密封配置8，上端盖2.2和下端盖3.2由沉头螺钉7固定在外缸体1上。在上活塞杆2.1内开设连通外部与上内缸体进油腔的油路A4和连通外部与上内缸体回油腔的油路B5， 油路B5和上内缸体回油腔之间设有油路口C5.1和油路口D5.2。在上内缸体2、下内缸体3和外缸体1之间开有连通上内缸体回油腔和下内缸体回油腔的油腔E6，在上活塞缸2.1处于完全伸出状态时，油路口C5.1可连通油路B和油腔E，在上内缸体回油腔上部与油腔E6之间设有顺序阀Ⅰ，顺序阀Ⅰ设有两个，沿液压缸中心轴线对称布置。

3.3　工作原理

油路A4进油，油液作用于上活塞杆2.1下端面，上内缸体2回油腔油液通过油路B5回油，上活塞杆2.1伸出，此端伸出到底后，顺序阀Ⅱ打开，油液作用于下活塞杆3.1上端面，下内缸体3回油腔油液通过油腔E6、有路口C5.1、油路B5回油，下活塞杆伸出。

油路B5进油(此时上、下活塞杆全伸状态)，油液经过油路口C5.1和油腔E6作用于下活塞杆3下端面，下内缸体3进油腔油液通过顺序阀Ⅱ和油路A4回油，下活塞杆3.1缩回，缩回到底后，顺序阀Ⅰ打开，油液作用于上活塞杆2.1上端面，上内缸体2进油腔油液经油路A4回油，上活塞杆2.1缩回。

顺序阀3和顺序阀4的作用是油液回油和活塞杆稳定。

4　结论

这种结构简单实现了两个液压缸的组合；规定了复合缸两活塞杆的动作顺序，防止了顺序错乱，并使得活塞杆在两端部都能保持稳定；同时液压缸两腔油路设计紧凑，使液压缸的动作可靠性得到了保证。这种双出杆复合液压缸可以在有动作先后顺序要求的工作装置上使用。

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