一種氣浮式無摩擦氣缸的製作方法

2023-06-28 06:27:26 1

專利名稱：一種氣浮式無摩擦氣缸的製作方法
技術領域：
本發明涉及氣缸技術領域，特別涉及一種氣浮式無摩擦氣缸。
背景技術：
氣缸被廣泛應用於各個領域，但因現有氣缸的活塞密封圈與氣缸缸筒之間以及活塞杆與防塵圈之間均存在不同程度的接觸摩擦，極大地影響其工作效率。為有效減小氣缸的摩擦，提高工作效率，降低能耗，業內做了諸多有意義的探索，如1、提高氣缸的加工精度；2、採用特殊潤滑脂；3、使用摩擦係數小的材料等。上述一系列方法雖然可在一定程度上減小氣缸的摩擦力，降低能量的損耗，但仍無法徹底解決摩擦力問題，且整個氣缸的加工成本不斷地提高，使用壽命也會大大降低。近來，業內在現有低摩擦式氣缸基礎上，取得了新的突破與創新。具體表現為如下兩種新型氣缸一種是滾珠式無摩擦氣缸，這種新型的滾珠式無摩擦氣缸採用了間隙密封來降低活塞杆與端蓋之間的摩擦力，活塞與缸筒之間應用了滾珠導向套，利用滾珠支撐有效降低了摩擦力。這種新型滾珠式無摩擦氣缸在勻速性、高低壓摩擦、高速以及高頻方面都有所突破，但也同樣存在一些缺陷和不足，比如對徑向負載敏感，結構複雜、加工製造難度大，價格
曰蟲印貝。另一種是膜片式無摩擦氣缸，這種氣缸的活塞和氣缸缸筒壁之間設計了一層彼此連接的隔膜囊，工作過程中兩者之間無直接接觸，另外，活塞杆前端採用了直線滾珠軸承， 大大降低了氣缸的摩擦力。膜片式無摩擦氣缸雖然具備了所有氣缸應具備的特點，但由於這種特殊的膜片式結構的限制，工作行程有限，極大地限制了其應用領域和應用範圍。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種結構簡單，設置合理，工作行程大且零摩擦的氣浮式無摩擦氣缸。為實現上述目的，本發明採用以下技術方案本發明所述的一種氣浮式無摩擦氣缸，它包括氣缸體以及、活塞以及活塞杆，所述氣缸體由氣缸缸筒以及分別固定設於氣缸缸筒兩端的前端蓋和後端蓋組成，所述前端蓋包括前端蓋殼體和設於前端蓋殼體內的空氣軸承，所述前端蓋殼體上設有軸承進氣口和前端進氣口，軸承進氣口與空氣軸承連通，前端進氣口連通氣缸缸筒內；所述後端蓋包括後端蓋殼體，後端蓋殼體上設有後端進氣口，後端進氣口連通氣缸缸筒內；所述活塞杆一端穿過空氣軸承與間隙設於氣缸缸筒內的活塞連接；所述活塞由活塞主體、分別固定設於活塞主體兩端的活塞前端蓋和活塞後端蓋組成，所述活塞主體圓周方向上設有若干出氣孔，出氣孔內設有噴氣嘴，所述活塞前端蓋和活塞後端蓋上均設有單向閥機構。進一步地，所述活塞杆一端通過前緩衝頭與活塞的活塞前端蓋連接，所述活塞後端蓋外側設有後緩衝頭。
優選地，所述前緩衝頭與活塞前端蓋之間設有球絞接頭。進一步地，所述活塞主體外壁圓周方向設有導向環。進一步地，所述出氣孔的出口處設有均壓槽。進一步地，所述單向閥機構包括單向閥體，成型於單向閥體上的閥進氣口和閥出氣口，所述閥進氣口內側設有膜片；所述單向閥體上固定連接有定位套管。進一步地，所述空氣軸承前端與前端蓋殼體之間設有孔用彈性擋圈。進一步地，所述後端蓋殼體上設有調節氣孔，調節氣孔與氣缸缸筒內連通，所述調節氣孔內設有緩衝調節螺釘。採用上述結構後，本發明有益效果為本發明通過空氣軸承有效地實現了活塞杆與前端蓋的零摩擦，通過帶出氣孔的活塞有效的實現了活塞外壁與氣缸缸筒內壁之間的零摩擦，極大地提高了本發明的工作效率，節省了能耗。另外，本發明還有效地解決現有低摩擦氣缸具有的結構複雜，加工維護困難，行程小，徑向負載敏感等缺陷和不足。


圖1是本發明整體結構示意圖；圖2是本發明局部剖視結構示意圖；圖3是本發明單向閥關閉狀態結構示意圖；圖4是本發明單向閥工作狀態結構示意圖；圖5是圖2中A處放大結構示意圖；圖6是本發明活塞圓周方向截面結構示意圖；圖7是本發明活塞軸向方向截面結構示意圖；圖8是本發明氣缸前端蓋截面結構示意圖；圖9是本發明氣缸後端蓋截面結構示意圖。圖中1、固定螺母；2、活塞杆；3、前緩衝頭；4、球絞接頭；5、活塞；51、活塞後端蓋；52、噴氣嘴；53、活塞前端蓋；54、導向環；55、活塞主體；56、單向閥機構；561、單向閥體；562、定位套管；563、膜片；564、閥進氣口 ；565、閥出氣口 ；6、後緩衝頭；7、後端蓋；71、後端蓋殼體；72、緩衝調節螺釘；73、緩衝密封圈一；74、調節氣孔；8、氣缸缸筒；9、前端蓋；91、前端蓋殼體；92、緩衝密封圈二 ；93、孔用彈性擋圈；94、空氣軸承；10、後端進氣口 ；11、前端進氣口 ；12、軸承進氣口 ；B、間隙；C、節流孔；d、出氣孔；e、均壓槽。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明如圖1至圖9所示，本發明所述的一種氣浮式無摩擦氣缸，它包括氣缸體以及、活塞5以及活塞杆2。也即所述氣缸體、活塞5以及活塞杆2構成本發明主體結構，一般均採用金屬材料製作而成。所述氣缸體由氣缸缸筒8以及分別固定設於氣缸缸筒8兩端的前端蓋9和後端蓋 7組成。所述前端蓋9包括前端蓋殼體91和設於前端蓋殼體91內的空氣軸承94，所述空氣軸承94前端與前端蓋殼體91之間設有孔用彈性擋圈93，以對空氣軸承94進行軸向定位。另外，前端蓋殼體91後端還設有緩衝密封圈二 92，以進一步提高本發明密封效果。所述前端蓋殼體91上設有軸承進氣口 12和前端進氣口 11，軸承進氣口 12與空氣軸承94連通，軸承進氣口 12用於對空氣軸承94進行通氣。前端進氣口 11連通氣缸缸筒8內，主要通過前端進氣口 11對氣缸缸筒8內進行通氣。所述後端蓋7包括後端蓋殼體71，後端蓋殼體71上設有後端進氣口 10，後端進氣口 10連通氣缸缸筒8內，主要通過後端進氣口 10對氣缸缸筒8內進行通氣。所述後端蓋殼體71上還設有調節氣孔74，調節氣孔74與連通氣缸缸筒8內，所述調節氣孔74內設有緩衝調節螺釘72，本發明主要通過調節緩衝調節螺釘72達到調節緩衝效果的作用。所述後端蓋殼體71前端設有緩衝密封圈一 73，以進一步提高本發明密封效果。所述活塞5由內部為中空的活塞主體55、分別固定設於活塞主體55兩端的活塞前端蓋53和活塞後端蓋51組成，所述活塞主體55圓周方向上設有若干出氣孔d，本發明優選若干出氣孔d呈規律排列於活塞主體55，更具體而言，若干出氣孔d均勻分布於幾個平行圓周之上。所述出氣孔d內設有噴氣嘴52，用於將活塞主體55內的氣體均勻向外噴出。 所述出氣孔d的出口處設有均壓槽e，以實現活塞主體55外壁各處噴壓均勻。節流孔c設於噴氣嘴52中間位置。所述活塞5設於氣缸缸筒8內，在正常工作狀態下，活塞5外壁與氣缸缸筒8內壁之間呈一定間隙b，以確保本發明在正常工作狀態下實現活塞5與氣缸缸筒8之間的零摩擦。所述活塞主體陽外壁圓周方向設有導向環54，以防止活塞5在浮起之前或者其它不正常工作狀態下與氣缸缸筒8之間因摩擦受損，有效地提高了本發明的安全係數。所述活塞前端蓋53和活塞後端蓋51上均設有單向閥機構56，以確保氣缸缸筒8 內兩端的氣體單向進入活塞5內。所述單向閥機構56包括單向閥體561，成型於單向閥體 561上的閥進氣口 564和閥出氣口 565，所述閥進氣口 564內側設有膜片563。所述單向閥體561上固定連接有定位套管562，定位套管562是將單向閥機構56固定連接於活塞前端蓋53和活塞後端蓋51上。當單向閥機構56外側受壓時，膜片563將打開，單向閥機構56 處於開啟狀態；當單向閥機構56內側受壓時，膜片563壓緊，單向閥機構56處於關閉狀態。所述活塞杆2 —端上設有固定螺母1，用於固定連接其它部件；活塞杆2另一端穿過空氣軸承94伸入氣缸缸筒8內。活塞杆2外徑小於空氣軸承94內徑，以確保活塞杆2 浮動時，活塞杆2與空氣軸承94實現零摩擦。所述活塞杆2伸入氣缸缸筒8內的一端依次通過前緩衝頭3、球絞接頭4與活塞5的活塞前端蓋53連接。前緩衝頭3主要作用在於實現緩衝效果，而球絞接頭4的主要作用在於當活塞杆2與活塞5發生偏心的情況下起到糾偏的作用。
另外，所述活塞後端蓋51外側設有後緩衝頭6，以實現更好的緩衝效果。本發明工作原理在本發明工作前，首先通過軸承進氣口 12對空氣軸承94供氣，使空氣軸承94正常工作，當軸承進氣口 12所進氣體達到一定壓力時，活塞杆2將懸浮起。然後對後端蓋7 上的後端進氣口 10供氣，氣體經後端進氣口 10進入氣缸缸筒8內。氣缸缸筒8後端壓力升高，氣體經活塞後端蓋51上的單向閥機構56進入活塞5內，致使活塞5內部壓力升高。 高壓氣體從噴氣嘴52上的節流孔c噴出，通過均壓槽e均壓後進入活塞5和氣缸缸筒8之間的間隙b內。活塞5在氣體作用下浮起，並在氣體作用下向前運動，氣體氣缸前端蓋9上的前端進氣口 11排出。如需進行相反運動，則對氣缸前端蓋9上的前端進氣口 11供氣，氣體最終經後端蓋7上的後端進氣口 10排出，本發明實現與前述相反的運動。在活塞5外壁與氣缸缸筒8內壁最終保持一定間隙b情況下，本發明可實現零摩擦操作。本發明有效實現了無接觸式零摩擦力的工作方式，大大降低了能量的損耗，提高了工作效率，從而延長了氣缸的使用壽命。以上所述僅是本發明的較佳實施方式，故凡依本發明專利申請範圍所述的構造、 特徵及原理所做的等效變化或修飾，均包括於本發明專利申請範圍內。
權利要求
1.一種氣浮式無摩擦氣缸，它包括氣缸體以及、活塞(5)以及活塞杆O)，所述氣缸體由氣缸缸筒(8)以及分別固定設於氣缸缸筒(8)兩端的前端蓋(9)和後端蓋(7)組成，其特徵在於所述前端蓋(9)包括前端蓋殼體(91)和設於前端蓋殼體(91)內的空氣軸承(94)， 所述前端蓋殼體(91)上設有軸承進氣口(1 和前端進氣口(11)，軸承進氣口(1 與空氣軸承(94)連通，前端進氣口(11)連通氣缸缸筒(8)內；所述後端蓋(7)包括後端蓋殼體 (71)，後端蓋殼體(71)上設有後端進氣口(10)，後端進氣口(10)連通氣缸缸筒(8)內；所述活塞杆( 一端穿過空氣軸承(94)與間隙(b)設於氣缸缸筒(8)內的活塞( 連接；所述活塞(5)由活塞主體(55)、分別固定設於活塞主體(5 兩端的活塞前端蓋(5 和活塞後端蓋(51)組成，所述活塞主體(5 圓周方向上設有若干出氣孔(d)，出氣孔(d)內設有噴氣嘴(52)，所述活塞前端蓋(5 和活塞後端蓋(51)上均設有單向閥機構(56)。
2.根據權利要求1所述的一種氣浮式無摩擦氣缸，其特徵在於所述活塞杆( 一端通過前緩衝頭(3)與活塞(5)的活塞前端蓋(5 連接，所述活塞後端蓋(51)外側設有後緩衝頭(6)。
3.根據權利要求2所述的一種氣浮式無摩擦氣缸，其特徵在於所述前緩衝頭(3)與活塞前端蓋(5 之間設有球絞接頭G)。
4.根據權利要求1-3任一所述的一種氣浮式無摩擦氣缸，其特徵在於所述活塞主體 (55)外壁圓周方向設有導向環(54)。
5.根據權利要求4所述的一種氣浮式無摩擦氣缸，其特徵在於所述出氣孔(d)的出口處設有均壓槽(e)。
6.根據權利要求5所述的一種氣浮式無摩擦氣缸，其特徵在於所述單向閥機構(56) 包括單向閥體(561)，成型於單向閥體(561)上的閥進氣口(564)和閥出氣口(565)，所述閥進氣口(564)內側設有膜片(563)；所述單向閥體(561)上固定連接有定位套管(562)。
7.根據權利要求5所述的一種氣浮式無摩擦氣缸，其特徵在於所述空氣軸承(94)前端與前端蓋殼體(91)之間設有孔用彈性擋圈(93)。
8.根據權利要求5所述的一種氣浮式無摩擦氣缸，其特徵在於所述後端蓋殼體(71) 上設有調節氣孔(74)，調節氣孔(74)與氣缸缸筒(8)內連通，所述調節氣孔(74)內設有緩衝調節螺釘(72)。
全文摘要
本發明涉及氣缸技術領域，特別涉及一種氣浮式無摩擦氣缸，它包括氣缸體以及、活塞以及活塞杆，所述前端蓋包括前端蓋殼體和空氣軸承，所述前端蓋殼體上設有軸承進氣口和前端進氣口，所述後端蓋包括後端蓋殼體，後端蓋殼體上設有後端進氣口，所述活塞杆穿過空氣軸承與活塞連接；所述活塞由活塞主體、活塞前端蓋和活塞後端蓋組成，所述活塞主體圓周方向上設有若干出氣孔，出氣孔內設有噴氣嘴，所述活塞前端蓋和活塞後端蓋上均設有單向閥機構。本發明通過空氣軸承有效地實現了活塞杆與前端蓋的零摩擦，通過帶出氣孔的活塞有效的實現了活塞外壁與氣缸缸筒內壁之間的零摩擦，極大地提高了本發明的工作效率，節省了能耗。
文檔編號F15B15/08GK102221025SQ201110200490
公開日2011年10月19日 申請日期2011年7月18日 優先權日2011年7月18日
發明者孫光鋒, 陶國良 申請人:浙江億太諾氣動科技有限公司