具有单件密封组件的液压锤 |
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| 申请号 | CN201580042996.5 | 申请日 | 2015-07-30 | 公开(公告)号 | CN106660199A | 公开(公告)日 | 2017-05-10 |
| 申请人 | 卡特彼勒公司; | 发明人 | C·T·穆尔; | ||||
| 摘要 | 一种用于液压锤(12)的密封组件(70)，包括具有至少一个环形凹部(74)的密封承座(52)，并且还包括一体地模制到所述至少一个环形凹部的表面上的至少一个 密封件 (72)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于液压锤(12)的密封组件(70)，所述密封组件包括： |
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| 说明书全文 | 具有单件密封组件的液压锤技术领域[0001] 本发明涉及一种液压锤，更具体地，涉及一种具有单件密封组件的液压锤。 背景技术[0002] 液压锤可以附接到各种机器，例如挖掘机、反铲挖土机、工具架或用于碾磨石头、混凝土和其他建筑材料的其他类似机器。液压锤安装到机器的悬臂并连接到液压系统。液压系统中的高压流体被供应到锤以驱动与作业工具接触的往复活塞，这又导致作业工具在与建筑材料接触的同时往复运动。 [0003] 活塞通常包括在被外壳围绕和保护的冲击系统内。冲击系统还包括控制流体流入和流出活塞的阀，以及在阀处提供流体的储存器的蓄积器。一个或多个通道将阀与蓄积器连接。另外，一个或多个密封件安装在冲击系统内，以帮助固定其部件并提供流入和流出一个或多个通道的密封。 [0004] 示例性的具有密封件的液压锤公开在2013年4月23日授予Henrikssonon的美国专利No.8,424,614('614专利)中。具体地，'614专利公开了一种液压锤，其包括具有纵向孔的壳体、支撑在孔中的缸体套筒以及在套筒中被往复驱动用于向工作工具输送锤击的锤活塞。液压锤还包括密封环，其围绕活塞的后端设置，以在套筒内密封地引导活塞。 [0005] 虽然'614专利的液压锤对于某些应用来说可能是足够的，但是它仍然可能不是最佳的。特别地，为了使锤正常工作，'614专利的密封环必须正确地安装在液压锤内。例如，如果密封环被不正确地定位和/或定向，则可能发生流体泄漏，并且因此，液压锤将不能正常工作。此外，密封环的安装可能需要大量的劳动时间和成本。 [0006] 所公开的液压锤旨在克服上述的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。 发明内容[0007] 在一个方面，本发明涉及一种用于液压锤的密封组件。密封组件可包括具有至少一个环形凹部的密封承座。密封组件还可包括至少一个密封件，其一体地模制到至少一个环形凹部的表面上。 [0008] 在另一方面，本发明涉及一种用于液压锤的密封组件。密封组件可以包括由非金属材料制成的密封承座。密封承座可以具有第一内环形凹部和定位成在重力方向上低于第一内环形凹部的第二内环形凹部。密封组件还可以包括一体地模制到第一内环形凹部的表面上的第一单向密封件和一体地模制到第二部环形凹部的表面上的第二单向密封件。 [0009] 在又一方面，本发明涉及一种液压锤系统。液压锤系统可以包括框架、活塞、设置在活塞外部且与活塞同轴的蓄积器隔膜、设置在活塞和蓄积器隔膜之间的套筒、位于蓄积器隔膜的轴向端部并且在套筒内部的阀以及设置在蓄积器隔膜和套筒之间的套筒衬套。液压锤系统还可以包括密封组件。密封组件可包括与阀同轴并且轴向地邻近阀定位的密封承座。密封承座可以由非金属材料制成，并且具有第一内环形凹部和定位成在重力方向上低于第一内环形凹部的第二内环形凹部。密封组件还可以包括一体地模制到第一内环形凹部的表面上的第一单向密封件和一体地模制到第二内环形凹部的表面上的第二单向密封件。附图说明 [0010] 图1是示例性公开的机器的示意图； [0011] 图2是可与图1的机器一起使用的示例性公开的液压锤组件的分解视图；以及[0012] 图3是可与图2的液压锤组件一起使用的示例性公开的密封组件的横截面视图。 具体实施方式[0013] 图1示出了具有锤12的示例性公开的机器10。机器10可以被配置为执行与特定行业，例如采矿或建筑有关的工作。机器10可以是反铲装载机(如图1所示)、挖掘机、滑移装载机或任何其它机器。锤12可以通过悬臂14和杆16枢转地连接到机器10。然而，可以设想，如果需要，可以替代地使用另一个连杆装置。 [0014] 在所公开的实施例中，一个或多个液压缸18可以升高、降低和/或摆动悬臂14和杆16，以相应地升高、降低和/或摆动锤12。液压缸18可以连接到机器10内的液压供应系统(未示出)。具体地，机器10可以包括通过一个或多个液压供应管线(未示出)连接到液压缸18和锤12的泵(未示出)。液压供应系统可以将来自泵的加压流体，例如油，引入到液压缸18和锤 12中。用于液压缸18和/或锤12的运动的操作员控制可位于机器10的舱室20内。 [0015] 如图1和2所示，锤12可包括外壳22和位于外壳22内的致动器组件26。外壳22可以将致动器组件26连接到杆16并且为致动器组件26提供保护。作业工具24可以可操作地连接到致动器组件26的与杆16相对的一端。可以设想，作业工具24可以包括能够与锤12相互作用的任何已知的工具。在一个实施例中，作业工具24包括冲击式钻头。 [0016] 如图2所示，致动器组件26可以包括子壳体28、轴套30和冲击系统32。子壳体28尤其可包括框架34和头部36。框架34可以是中空圆柱体，其具有沿其轴向长度的一个或多个凸缘或台阶。头部36可以覆盖框架34的一端。具体地，头部36上的一个或多个凸缘可以与框架34上的一个或多个凸缘连接，以提供密封接合。一个或多个紧固机构38可将头部36刚性地附接到框架34上。在一些实施例中，紧固机构38可以包括例如螺钉、螺母、螺栓或能够固定两个部件的任何其他装置。另外，框架34和头部36各自可包括孔以容纳紧固机构38。 [0017] 轴套30可设置在子壳体28的工具端内，并且可被配置为将作业工具24连接到冲击系统32。销40可以将轴套30连接到作业工具24。当通过锤12移位时，作业工具24可被配置为在轴套30内移动预定的轴向距离。 [0018] 冲击系统32可以设置在子壳体28的致动器端部内，并且被配置为当供给加压流体时移动作业工具24。如图2中的虚线所示，冲击系统32可以是组件，其包括活塞42、蓄积器隔膜44、套筒46、套筒衬套48、阀50和密封承座52。一个或多个密封件(图2中未示出)可以一体地模制到密封承座52上，如下面将更详细地讨论的。 [0019] 套筒衬套48可以组装在蓄积器隔膜44内，套筒46可以组装在套筒衬套48内，并且活塞42可以组装在套筒46内。所有这些部件可以大体上彼此同轴。此外，活塞42、套筒46、阀50和密封承座52可以全都至少部分地通过滑动配合径向容差保持在一起作为子组件。例如，滑动配合径向容差可以形成在套筒46和活塞42之间，以及密封承座52和活塞42之间。套筒46可以在活塞42上施加向内径向压力，并且密封承座52可以在活塞42上施加向内径向压力。这种构造可有助于将套筒46、密封承座52和活塞42作为子组件保持在一起。 [0020] 蓄积器隔膜44可以形成圆柱形的管，其被配置为保持用于锤12的足够量的加压流体以通过至少一个冲程驱动活塞42。当蓄积器隔膜44处于松弛状态(即不处于来自加压气体的压力下)时，蓄积器隔膜44可以与套筒46径向间隔开。然而，当蓄积器隔膜44处于来自加压气体的压力下时，在蓄积器隔膜44和套筒46之间不存在间隔，并且可以抑制它们之间的流体流动。 [0021] 阀50可以组装在活塞42的端部上并且位于套筒46和密封承座52二者的径向内侧。密封承座52的一部分可以与套筒46轴向重叠。另外，阀50可以轴向设置在蓄积器隔膜44的外部。阀50和密封承座52可以完全地位于头部36内。蓄积器隔膜44、套筒46和套筒衬套48可以位于框架34内。头部36可以被配置为当连接到框架34时关闭套筒46的端部。 [0022] 活塞42可被配置为在框架34和头部36二者内滑动。例如，活塞42可被配置为在框架34内往复运动并接触作业工具24的端部。具体地，可压缩气体(例如，氮气)可以设置在位于头部36内的气体室(未示出)中，位于活塞42的与轴套30相对的端部。活塞42可以在气体室内滑动地移动以增加和减小气体室的尺寸。气体室尺寸的减小可以增加气体室内的气体压力，从而驱动活塞42向下以接触作业工具24。 [0023] 活塞42可以包括沿着其长度的变化的直径，例如轴向设置在较宽直径部分之间的一个或多个窄直径部分。在所公开的实施例中，活塞42包括由两个宽直径部分60、62分隔开的三个窄直径部分54、56、58。窄直径部分54、56、58可与套筒46配合以选择性地打开和关闭套筒46内的流体通道。活塞42还可包括冲击端64，该冲击端64具有比所有窄直径部分54、56、58更小的直径。冲击端64可被配置为接触轴套30内的作业工具24。 [0024] 如图3所示，液压锤12可以配备有密封组件70，以将活塞42、套筒46和密封承座52固定在一起作为子组件并且在这些部件之间提供密封。密封组件70可以包括密封承座52和一个或多个一体地模制到密封承座52上的密封件，以简化组装。每个密封件可以设置在密封承座52的一个或多个凹部内。例如，密封组件70可以包括模制到密封承座52的第一内环形凹部74的表面上的第一密封件72和模制到密封载体52的第二内环形凹部78的表面上的第二密封件76。在一个实施例中，凹部78可以定位成在重力方向上低于凹部74。为了本发明的目的，重力方向上较低可以指一旦锤12被组装到机器10的连杆上并被配置用于使用(例如，如图1所示)的相应位置。在所公开的实施例中，密封件72、76可以在制造过程之后永久地附接到密封承座52，使得密封件72、76和密封承座52作为单件组件一体地形成。通过具有单件组件，可以消除与安装密封件有关的时间和成本，从而简化锤12的组装。另外，也可以消除与密封件的不正确安装和不正确对准有关的问题。 [0025] 在一些实施例中，密封件72、76可以包括设置在密封承座52和活塞42之间的单向密封件(例如，U形杯状密封件)。例如，密封件72可以具有相对于重力大致向上定向的U形部分，而密封件76可以具有相对于重力大致向下定向的U形部分。与例如O形环状密封件相反，U形杯状密封件可以在活塞42和密封承座52之间产生较小的摩擦，并且因此产生较少的热量和密封件的磨损。密封件72、76可以帮助固定子组件，使得阀50在冲击系统32内适当地上下移动。例如，密封件72、76可以被压缩以在密封承座52和活塞42上产生径向力，从而将密封承座52固定到活塞42上。 [0026] 图3中还示出了，密封组件70还可以包括模制到密封承座52的第三内环形凹部84的表面上的第三密封件80和第四密封件82。在一个实施例中，凹部84可以定位成在重力方向上低于凹部74、78。在一些实施例中，密封件80可以模制到密封件82上，并且密封件82可以模制到凹部84的表面上。类似于密封件72、76，密封件80、82也可以帮助固定子组件，使得阀50在冲击系统32内适当地上下移动。 [0027] 在一些实施例中，密封承座52可以由非金属材料(例如塑料材料，包括例如高温塑料)制成。塑料材料密封承座可以比典型的铸铁密封承座便宜。而且，塑料材料可以具有更适合于将密封件72、76、80、82模制到密封承座52上的性质。密封件72、76、82可以由橡胶或聚氨酯材料制成，而密封件80可以由尼龙材料制成。在制造过程中，密封件72、76、82可使用例如本领域中已知的通常用于将塑料和橡胶或聚氨酯材料模制到一起的任何粘合剂永久地模制到密封承座52上。类似地，密封件80可使用例如本领域中已知的通常用于将橡胶或聚氨酯材料与尼龙材料模制到一起的任何粘合剂永久地模制到密封件82上。 [0028] 在一些实施例中，第五密封件86可设置在密封承座52的第一外环形凹部88中，而第六密封件90可设置在密封承座52的第二外环形凹部92中。在所公开的实施例中，密封件86、90没有一体地模制到密封承座52上。然而，可以设想，如果需要，密封件86、90可以一体地模制到密封承座52上。密封件86、90可以是由橡胶或聚氨酯材料制成的O形环的形式。类似于密封件72、76、80、82，密封件86、90也可以帮助固定子组件，使得阀50在冲击系统32内适当地上下移动。 [0029] 可以设想，虽然本文描述的密封件72、76、80、82由与密封承座52不同的材料制成，但是密封件可以可选地由与密封承座52相同的材料一体地制造。例如，密封组件70可以完全由塑料材料制成。这种配置可通过提供更便宜和更简单的替换部分来进一步简化制造和组装过程。下面将更详细地描述密封组件70的组装和更换。 [0030] 工业实用性 [0031] 所公开的密封组件可以用于任何液压锤应用中。所公开的密封组件可以作为单件组件安装和从锤移除。更具体地，作为单件组件的密封组件在锤的组装期间可以不需要放置单独的密封件。相反，密封组件作为整体可以是插入式更换组件，这可以帮助减少机器的维修和停机时间。现在将详细描述在机器10的维修期间密封组件70的组装和更换。 [0032] 将密封组件70组装到锤12上可以包括将密封组件70滑至窄直径部分58上，并将其布置在活塞42的外部并与其同轴。密封件72、76、80、82可以在该组装期间被压缩，从而将密封承座52固定到活塞42上。因此，密封组件70可以作为单件组件保持在一起，使得不需要单独的密封件安装。 [0033] 密封组件70可以作为单件组件从锤12移除，以便于机器10的更快的维修和低的停机时间。例如，在密封组件70的任何部件(例如，密封件72)失效时，不用逐件地拆卸密封组件70直到密封件72暴露，而是可以将密封组件70作为单件组件移除并且使用另一个密封组件70替换。具体地，锤12可以从机器10的连杆上移除，并且致动器组件26可以从外壳22移除。因此，头部36、框架34和冲击系统32可从外壳22移除。然后可以将头部36从框架34移除以暴露冲击系统32。在头部36从框架34移除之前，可以从连杆移除锤12。使用者可将密封组件70作为单件组件从框架34移除，并将新的密封组件70放置到框架34内。头部36可以与框架34重新组装，然后致动器组件26可以重新安装到外壳22内。锤12可以在头部36已被重新组装到框架34之后重新组装到机器10的连杆上。 [0034] 整个密封组件70可以配置并且用新的密封组件70替换。如上所述，密封承座52可以由比其金属替代品便宜的塑料材料制成，因此可以降低更换成本。在一些情况下，故障部件，例如密封件72，可以在密封组件70已经从框架34移除并且新的密封组件70放置到框架34中之后，在以后的时间在商店得到维护。因此，可以以较慢的速度维护密封件72，而不会影响机器10的停机时间。 [0035] 本发明可以提供一种具有单件密封组件的液压锤，该单件密封组件可以作为一个一体的部件安装和移除。因此，用户可能不再需要在锤上安装单个的密封件。这可以减少修理锤的成本和时间，并且可以减少与锤有关的机器的停机时间。另外，可以显著减少与密封件的未对准有关的问题。 |
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