[實用新型]雙作用氣懸浮無摩擦氣缸

有效

• 申請號: 201220749475.7
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN203051292U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 葉必卿;周丹鋒;單曉杭;孫建輝;周海清
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14;F15B15/20
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 趙芳;朱萍

技術領域

本實用新型涉及一種氣浮氣缸。

背景技術

普通的氣缸通常采用機械密封，缸筒和活塞之間存在接觸摩擦力。

傳統的低摩擦氣缸依靠提高加工精度、采用特殊的低摩擦材料或者脂潤滑來減小摩擦力，但存在加工困難、成本高、維護困難且壽命短的缺陷；或者通過改善密封形式，來降低摩擦力，如德國FESTO公司采用特殊的密封技術應用于氣缸，采用單向密封圈，具有很小的滑行阻力。日本SMC公司采用滾珠導向套技術以及間隙密封技術，該低摩擦氣缸在勻速性、高低壓摩擦、告訴以及高頻方面都有所突破，然而也同樣存在一些缺陷，比如對徑向載荷敏感，結構復雜、加工制造難度大，價格昂貴。

為滿足超精密恒力輸出控制、微壓動作控制等方面的要求，氣體潤滑技術在實現零摩擦氣缸上得到應用。如專利申請號為201120080863.6的“一種帶有氣浮軸承的無摩擦氣缸”就公布了一種根據氣浮原理設計的無摩擦氣缸，缸筒與活塞之間留有極小的間隙，在活塞徑向上設置勻布的節流孔，通過中空的活塞桿以及軟管為缸內的活塞供氣，并通過球鉸連接使得無摩擦氣缸能承受一定的徑向負載而不發生活塞卡死在氣缸內。但是通過中空活塞桿和軟管的供氣方式復雜、裝配繁瑣、不易維護，后來對無摩擦氣缸進行了優化，采用氣缸自身容腔中的壓縮空氣作為潤滑劑，將氣體引入間隙中，使活塞在氣缸中處于完全懸浮狀態，活塞和缸筒彼此不接觸，從而消除了氣缸結構中活塞與缸筒之間的摩擦力。但是，不論采用哪種供氣方式，由于活塞與缸筒之間留有間隙，氣缸的高壓腔和低壓腔之間存在很大的氣壓差，從而在間隙間會形成氣壓流，直接影響活塞通過節流孔在間隙內形成的氣壓膜，另一方面，氣膜形成的前提是間隙內存在一定的氣壓差，而靠近高壓腔一端的間隙氣壓升高，導致氣膜厚度、壓力分布不均勻，對該無摩擦氣缸的穩定性、精度、承載能力都造成了影響。

發明內容

為了克服傳統氣缸存在摩擦力的不足，解決氣浮無摩擦氣缸供氣難、氣膜形成不穩定的缺點，本實用新型提供一種采用氣缸自身高壓腔供氣的、氣膜不受高壓影響的雙作用氣懸浮無摩擦氣缸。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種雙作用氣懸浮無摩擦氣缸，包括缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋和后端蓋，所述活塞桿與活塞連接，所述活塞與缸筒間存在間隙，所述前端蓋安裝在缸筒的前端，所述后端蓋安裝在缸筒的后端，所述后端蓋上有進出氣口，所述活塞從一端面沿軸向方向打第一盲孔形成第一進氣孔，所述第一進氣孔沿活塞周向均布，再從活塞壁沿徑向方向打第二盲孔與所述第一進氣孔連通形成第一節流孔，所述第一節流孔在活塞軸向方向至少有兩組且對稱分布；所述活塞從另一端面沿軸方向打第三盲孔形成第二進氣孔，所述第二進氣孔與活塞另一端面的進氣口形成夾角且不相通，再從活塞壁沿徑向方向打第四盲孔與所述第二進氣孔連通形成第二節流孔，所述第二節流孔與第一節流孔之間不干涉，所述第二節流孔在活塞軸向方向至少有兩組且對稱分布；所述活塞中部圓周面上有一圈凹槽，從凹槽內沿活塞徑向方向打孔通向圓心形成卸壓槽，所述卸壓槽沿圓周方向均布且與第一進氣孔、第二進氣孔、第一節流孔和第二節流孔不相通，所述活塞桿沿軸向中心打通孔，所述活塞與活塞桿連接的一端沿軸向中心打孔與卸壓槽連通。

進一步，氣懸浮無摩擦氣缸為單出桿活塞或雙出桿活塞。

本實用新型的有益效果主要表現在：利用氣缸自身容腔中的壓縮空氣作為潤滑劑，活塞在氣體作用下可雙向運動，活塞與氣缸表面內始終存在穩定的氣膜，活塞兩端均有氣浮的進氣孔與對應的節流孔，由氣缸工作時的高壓腔供氣，且兩端的進氣孔成一定的角度不相互干涉，中部開有泄壓槽，泄壓槽通過活塞桿內的通孔與外界大氣壓連通，始終保證活塞節流孔與泄壓槽之間存在壓力梯度,即使活塞在變化運動方向時的瞬間左右兩腔的壓力相同也不會影響活塞與缸筒間隙氣膜的形成。

附圖說明

圖1是雙作用氣懸浮無摩擦氣缸的示意圖。

圖2是活塞的三維結構圖。

圖3是活塞結構圖。

圖4是圖3的A-A截面圖。

圖5是圖3的B-B截面圖。

圖6是圖3的C-C截面圖。

圖7是圖3的D-D截面圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。