[发明专利]活塞缸及活塞缸的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及活塞技术领域，具体而言，涉及一种活塞缸及活塞缸的制作方法。

背景技术

在图1所示的油缸结构示意图中，缸筒10’的周壁开设有两个油孔11’，其中一个油孔11’与油缸的有杆腔相连通，另一个油孔11’与油缸的无杆腔相连通，两个油口20’分别焊接固定于缸筒10’的外周壁上，且两个油口20’分别与两个油孔11’一一对应相连通。活塞杆50’沿缸筒10’的轴线方向可运动地穿设在缸筒10’的内腔中，导向套30’位于缸筒10’的缸口处，导向套30’的外周壁与缸筒10’的内周壁螺纹连接固定，导向套30’具有用于穿设活塞杆50’的通孔，活塞40’内置于缸筒10’的内腔中并套设在活塞杆50’上，活塞40’的内周壁与活塞杆50’的外周壁螺纹连接固定，在液压油的作用下，活塞40’随活塞杆50’运动。由于两个油口20’的限制，环向预应力复合材料层60’套设在缸筒10’的部分外周壁上，用于承受缸筒10’所受的环形载荷，阻止缸筒10’在环向载荷作用下的环向变形。环向预应力复合材料层60’由复合材料沿缸筒10’的圆周方向缠绕形成，起环向加强作用，同时，覆盖有环向预应力复合材料层60’的这部分缸筒10’可以适当地减小壁厚，从而起到减少缸筒10’重量的作用。

但是，环向预应力复合材料层60’是将复合材料沿缸筒10’的圆周方向缠绕在缸筒10’的外周壁上所形成，这种环向缠绕方式导致了环向预应力复合材料层60’的抗环向载荷而不抗轴向载荷的性能，当缸筒10’受到轴向载荷时，轴向载荷几乎全部由缸筒10’承担，容易造成缸筒10’损坏。

发明内容

本发明旨在提供一种活塞缸及活塞缸的制作方法，可以提高缸筒承受轴向载荷以及环向载荷的能力，有效保护缸筒。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种活塞缸，包括：缸筒；轴向预应力复合材料层，围绕在缸筒的外周壁上设置，用以承受缸筒所受到的轴向载荷；以及环向预应力复合材料层，围绕在轴向预应力复合材料层的外周壁上设置，用以承受缸筒所受到的环向载荷。

进一步地，缸筒的外周壁具有多个凸起；复合材料沿缸筒的轴向方向绕设在多个凸起上以形成轴向预应力复合材料层。

进一步地，缸筒的外周壁具有两组凸起，分别位于缸筒的两端，两组凸起中的每组凸起包括多个凸起，多个凸起沿缸筒的外周方向均匀间隔布置。

进一步地，环向预应力复合材料层为预制的环向预应力复合材料筒，环向预应力复合材料筒套设在轴向预应力复合材料层上以形成环向预应力复合材料层。

进一步地，环向预应力复合材料筒与轴向预应力复合材料层过盈配合。

进一步地，形成轴向预应力复合材料层的复合材料为碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料；形成环向预应力复合材料层的复合材料为碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。

进一步地，活塞缸还包括：导向套，固定于缸筒的缸口处；第一压力流体口部，固定于导向套的外端面上，并与活塞缸的有杆腔相连通；以及第二压力流体口部，固定于缸筒的缸底的外端面上，并与活塞缸的无杆腔相连通；轴向预应力复合材料层的第一端与缸筒的缸口平齐，轴向预应力复合材料层的第二端与缸筒的缸底平齐；环向预应力复合材料层的第一端与轴向预应力复合材料层的第一端平齐，环向预应力复合材料层的第二端与轴向预应力复合材料层的第二端平齐。

根据本发明的另一方面，提供了一种活塞缸的制作方法，包括以下步骤：围绕活塞缸的缸筒的外周壁设置轴向预应力复合材料层，用以承受缸筒所受到的轴向载荷；以及围绕轴向预应力复合材料层的外周壁设置环向预应力复合材料层，用以承受缸筒所受到的环向载荷。

进一步地，围绕活塞缸的缸筒的外周壁设置轴向预应力复合材料层，用以承受缸筒所受到的轴向载荷包括以下步骤：在缸筒的两端面施加轴向压力；沿缸筒的轴向方向在缸筒的外周壁上缠绕复合材料以形成轴向预应力复合材料层；以及卸载轴向压力。

进一步地，缸筒的外周壁具有两组凸起，分别位于缸筒的两端，两组凸起中的每组凸起包括多个凸起，多个凸起沿缸筒的外周方向均匀间隔布置；沿缸筒的轴向方向在缸筒的外周壁上缠绕复合材料以形成轴向预应力复合材料层包括以下步骤：将复合材料沿缸筒的轴向方向缠绕在两组凸起上以形成轴向预应力复合材料层。

进一步地，在缸筒的两端面施加轴向压力包括以下步骤：在缸筒的两端面施加10至100兆帕的轴向压力。