适用于工程机械的支腿液压缸技术领域
本发明涉及一种液压装置，具体涉及适用于工程机械的支腿液压缸。
背景技术
钻机，一种广泛用于探矿、铁路、公路、桥梁、水利水电、隧道、水井、锚杆、工程地质
勘探、地源热钻孔、煤层气钻探、防突钻机等的钻进作业的大型机械设备。挖掘机，又称挖掘
机械，是一种用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方
机械。在上述工程机械中，性能稳定安全的支腿液压缸是保证钻机、挖掘机等机械进行稳定
作业的基本构建。支腿液压缸的好坏直接影响整机的正常工作。若是支腿液压缸发生故障，
即不能进行正常的支撑作用时，需要对之腿液压缸进行检修。由于液压缸的拆卸较困难，常
规检修方法是先从支腿液压缸的外观进行检查，看有无漏油的情况，若是没有漏油情况，则
记下来从易到难的顺序考虑、分析支腿液压缸可能存在的故障。首先更换液压锁，然后查看
更换液压锁后原故障排除否。若支腿液压缸的故障仍存在，在分析原因可能是液压缸自身
故障，即需要对支腿液压缸进行拆检。通常进行到这一步的时候，会发现缸体发生了外凸变
形，同时活塞上的活塞密封圈被损坏，无法将缸体分为两个独立密封的腔室。当活塞密封圈
未被损坏时，液压缸承受外载荷的有效工作面积为活塞截面面积A1，当活塞密封圈被损坏
后，液压缸的整个腔室被连通，液压缸承受外载荷的有效工作面积由原来的活塞截面面积
A1变为活塞杆面积A2。在同样的外载荷F的作用下，液压锁的封闭造成支腿液压缸内的压强
急剧增加，由活塞密封圈未被损坏时的P1＝F/A1，变为活塞密封圈被损坏后的P2＝F/A2，由
此可知F＝P1A1＝P2A2，即P2＝P1(A1/A2)，根据液压缸的常规结构设计可知，P2＝2～5P1。可见
活塞密封的密封性能失效后，液压缸支承相同负载时，液压缸内的工作压强将增加数倍，从
而使液压缸缸体内壁径向外凸变形。当液压缸缸体的变形由弹性变形变为塑性变形时，会
出现支腿在外在和作用下收缩的现象，不利于工程作业的顺利进行，甚至还会影响到作业
现场工人的生命安全。因此及早发现活塞密封圈的密封性能失效，能及时地避免损坏液压
缸缸体，利于工程作业的顺利进行，保护工人生命安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何及早地发现支腿液压缸内的活塞密封圈的密
封性能失效。因此本发明的目的在于提供适用于工程机械的支腿液压缸，解决支腿液压缸
内的活塞密封圈的密封性能失效的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
适用于工程机械的支腿液压缸，包括液压缸本体、液压锁、监控系统和固定组件，
所述液压缸本体主要由缸底、缸体、活塞和活塞杆组成。缸底通过焊接的方式与缸体连接在
一起，活塞位于缸体中，且塞杆贯穿活塞。在缸体的外表面上设置有液压锁，所述液压锁的
内腔一端通过缸底上的油孔与压缸本体的内腔连通，液压锁的内腔的另一端通过缸体侧面
上远离缸底的油孔与压缸本体的内腔连通。所述监控系统主要由压力传感器Ⅰ、压力传感器
Ⅱ、控制器和报警装置，所述压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ和报警装置均与控制器连接，所述
压力传感器Ⅰ安装在活塞杆上穿过活塞且能与缸底接触的端面上，所述压力传感器Ⅱ安装
在活塞上靠近缸底的端面上；所述固定组件与液压缸本体连接并将之固定在钻机或挖掘机
上。报警装置包含语音模块，语音模块的语音芯片采用ISD1420，也可以直接将语音模块设
置为蜂鸣器。控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值
来控制相关电控设备的启动、调速、制动和反向的主令装置。控制器由程序计数器、指令寄
存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协
调和指挥整个计算机系统的操作。压力传感器Ⅰ将活塞杆上承受的工作压力信息传递给控
制器，压力传感器Ⅱ将活塞上承受的工作压力信息传递给控制器。当活塞上的工作压力变
小，活塞杆上的压力变大时，活塞密封的密封性能收到破坏，无法将缸体分为两个独立密封
的腔室。此时，液压缸本体内的工作压强将增加数倍，及其容易使液压缸本体缸体内壁径向
外凸变形。此时控制器根据该信号触发报警装置报警，现场的工作人员根据报警装置的报
警提示，进行液压缸的拆分检修、更换活塞密封圈的操作。
进一步地，所述压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ均为无线压力传感器，且压力传感器
Ⅰ和压力传感器Ⅱ均通过无线通信模块将信号传递给控制器。压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ
通过无线信号传输的方式将压力信息传递给控制器，而不用采用有线传输的方式，是为了
增加液压缸本体的密封性能，不用在液压缸本体上钻穿线孔。压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ
均为防水防油的压力传感器。无线压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，应用
于压力监测的传感器，是一种将压力信号转为电信号，在通过无线方式传递出去的传感器。
进一步地，还包括与控制器连接的显示器。显示器通常也被称为监视器，是一种输
入输出设备。显示器是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到
人眼的显示工具。优选的，显示器为LED显示器。
进一步地，所述固定组件包括底座和连接座；在连接座的上表面设置有与缸体形
状相匹配的凹槽，缸体位于凹槽上，且液压锁与凹槽相对，连接座上远离缸体的那一端与底
座连接，在底座上设置有若干个通孔。所述底座为方形板，所述通孔的轴线垂直于底座。所
述通孔有四个，且均匀分布在底座的四个角上。通过底座上的通孔，可以稳固地将支腿液压
缸固定在工程机械设备上。
进一步地，在缸体与连接座之间设置有加强筋，所述加强筋的一条边与缸体的表
面连接，加强筋的另一条边与连接座的上表面连接。加强筋，又叫加强肋或加强板。在结构
设计过程中，可能出现结构体悬出面过大，或跨度过大的情况，在这样的情况下，结构件本
身的连接面能承受的负荷有限，则在两结合体的公共垂直面上增加一块加强板，以增加结
合面的强度。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明适用于工程机械的支腿液压缸，当活塞上的工作压力变小，活塞杆上的
压力变大时，活塞密封的密封性能收到破坏，无法将缸体分为两个独立密封的腔室；此时，
液压缸本体内的工作压强将增加数倍，及其容易使液压缸本体缸体内壁径向外凸变形；控
制器根据该信号触发报警装置报警，现场的工作人员根据报警装置的报警提示，进行液压
缸的拆分检修、更换活塞密封圈的操作，进而避免损坏液压缸缸体，利于工程作业的顺利进
行，保护工人生命安全；
2、本发明适用于工程机械的支腿液压缸，压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ通过无线
信号传输的方式将压力信息传递给控制器，而不用采用有线传输的方式，增加液压缸本体
的密封性能，不用在液压缸本体上钻穿线孔；
3、本发明适用于工程机械的支腿液压缸，通过底座上的通孔，可以稳固地将支腿
液压缸固定在工程机械设备上，同时在缸体与连接座之间设置有加强筋，增加了结合面的
强度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部
分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为压力传感器的位置示意图；
图3为支腿液压缸的左视图；
图4为连接座的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-缸底，2-缸体，3-活塞，4-活塞杆，5-液压锁，6-压力传感器Ⅰ，7-压力传感器Ⅱ，
8-底座，9-连接座，10-凹槽，11-加强筋，12-通孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本
发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作
为对本发明的限定。
实施例一
如图1-图4所示，本发明适用于工程机械的支腿液压缸，包括液压缸本体、液压锁
5、监控系统和固定组件，所述液压缸本体主要由缸底1、缸体2、活塞3和活塞杆4组成。缸底1
通过焊接的方式与缸体2连接在一起，活塞3位于缸体2中，且塞杆4贯穿活塞3。在缸体2的外
表面上设置有液压锁5，所述液压锁5的内腔一端通过缸底1上的油孔与压缸本体的内腔连
通，液压锁5的内腔的另一端通过缸体2侧面上远离缸底1的油孔与压缸本体的内腔连通。所
述监控系统主要由压力传感器Ⅰ6、压力传感器Ⅱ7、控制器和报警装置，所述压力传感器Ⅰ6、
压力传感器Ⅱ7和报警装置均与控制器连接，所述压力传感器Ⅰ6安装在活塞杆4上穿过活塞
3且能与缸底1接触的端面上，所述压力传感器Ⅱ7安装在活塞3上靠近缸底1的端面上；所述
固定组件与液压缸本体连接并将之固定在钻机或挖掘机上。报警装置包含语音模块，语音
模块的语音芯片采用ISD1420，也可以直接将语音模块设置为蜂鸣器。控制器是指按照预定
顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制相关电控设备的启动、调
速、制动和反向的主令装置。控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和
操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。
压力传感器Ⅰ6将活塞杆4上承受的工作压力信息传递给控制器，压力传感器Ⅱ7将活塞3上
承受的工作压力信息传递给控制器。当活塞3上的工作压力变小，活塞杆4上的压力变大时，
活塞密封的密封性能收到破坏，无法将缸体分为两个独立密封的腔室。此时，液压缸本体内
的工作压强将增加数倍，及其容易使液压缸本体缸体内壁径向外凸变形。此时控制器根据
该信号触发报警装置报警，现场的工作人员根据报警装置的报警提示，进行液压缸的拆分
检修、更换活塞密封圈的操作。
进一步地，所述压力传感器Ⅰ6和压力传感器Ⅱ7均为无线压力传感器，且压力传感
器Ⅰ6和压力传感器Ⅱ7均通过无线通信模块将信号传递给控制器。压力传感器Ⅰ6和压力传
感器Ⅱ7通过无线信号传输的方式将压力信息传递给控制器，而不用采用有线传输的方式，
是为了增加液压缸本体的密封性能，不用在液压缸本体上钻穿线孔。压力传感器Ⅰ6和压力
传感器Ⅱ7均为防水防油的压力传感器。无线压力传感器是工业实践中最为常用的一种传
感器，应用于压力监测的传感器，是一种将压力信号转为电信号，在通过无线方式传递出去
的传感器。
进一步地，还包括与控制器连接的显示器。显示器通常也被称为监视器，是一种输
入输出设备。显示器是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到
人眼的显示工具。优选的，显示器为LED显示器。
进一步地，所述固定组件包括底座8和连接座9；在连接座9的上表面设置有与缸体
2形状相匹配的凹槽10，缸体2位于凹槽10上，且液压锁5与凹槽10相对，连接座9上远离缸体
2的那一端与底座8连接，在底座8上设置有若干个通孔12。所述底座8为方形板，所述通孔12
的轴线垂直于底座8。所述通孔12有四个，且均匀分布在底座8的四个角上。通过底座8上的
通孔12，可以稳固地将支腿液压缸固定在工程机械设备上。
进一步地，在缸体2与连接座9之间设置有加强筋11，所述加强筋11的一条边与缸
体2的表面连接，加强筋11的另一条边与连接座9的上表面连接。加强筋，又叫加强肋或加强
板。在结构设计过程中，可能出现结构体悬出面过大，或跨度过大的情况，在这样的情况下，
结构件本身的连接面能承受的负荷有限，则在两结合体的公共垂直面上增加一块加强板，
以增加结合面的强度。
实施例二
本实施例是在实施例一的基础上，对实施例一作出进一步说明。
夜间进行工程作业时，为了便于工人能更便捷地获得控制器关于活塞密封塞的密
封性的提醒，可将灯光报警器与控制器连接。当支腿液压缸的活塞密封塞的密封性能出现
问题时，控制器不仅将压力信息显示在显示器上、将报警装置的语音启动，还将灯光报警器
启动。工人可以直接通过灯光报警器的闪烁来判断出活塞密封塞的密封性能出现问题。
实施例三
本实施例是在实施例一的基础上，对连接座9的结构作出进一步说明。
连接座9的上表面设置有与缸体2形状相匹配的凹槽10，缸体2位于凹槽10上。当缸
体2的横截面为方形时，凹槽10的横截面也为与之匹配的方形；当缸体2的横截面为圆形时，
凹槽10的横截面为与之匹配的一端劣弧。所对圆心角大于180°的圆弧叫做优弧；与优弧相
对的是"劣弧"，即小于180°的弧。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步
详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明
的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含
在本发明的保护范围之内。