[發明專利]單缸單活塞式倍力節能缸及作動模塊

在審

• 申請號: 201810912933.6
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108708886A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 蔣曄;李艷;魏山虎;鐘康民
• 申請（專利權）人: 蘇州勞靈精密機械有限公司;蘇州普來可瑞機電技術有限公司
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14;F15B13/04;F15B11/08
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;陳婷婷

本發明公開了一種單缸單活塞式倍力節能缸及作動模塊，其中，單缸單活塞式倍力節能缸包括缸體、活塞及活塞桿，所述活塞將所述缸體的內腔分隔為相互隔絕的推力作動腔與拉力作動腔，所述活塞桿穿過所述拉力作動腔并向前穿出至所述缸體的外部，所述拉力作動腔內設有倍力節能高剛度壓縮彈簧構成拉力型倍力節能缸，或者所述推力作動腔內設有倍力節能高剛度壓縮彈簧構成推力型倍力節能缸。該倍力節能缸的輸出力接近于現有的雙缸雙活塞二倍力缸，返回行程節能效果極為顯著，綠色化特征明顯；同時，該單缸單活塞倍力節能缸，較現有的二倍力缸結構簡單，軸向尺寸小，制造成本低，安裝調整方便，大幅度提高現有倍力缸的技術經濟指標。

技術領域

本發明涉及一種單缸單活塞式倍力節能缸及作動模塊。

背景技術

人們為了減小氣缸與液壓缸，特別是氣缸的徑向尺寸，會選擇采用倍力缸(也稱串聯缸)，因為采用二倍力缸能夠使缸徑縮小40％左右，多倍力缸能夠使缸徑縮小更多。

附圖1是現有雙作用二倍力氣缸的結構原理圖。由圖中可見，后活塞桿5’與前活塞10’固聯。當作為拉力缸使用時，其工作原理是：工作行程時，壓力氣體通過前活塞拉力作動腔氣管管接頭螺紋適配孔21’與后活塞拉力作動腔氣管管接頭螺紋適配孔17’，同時進入前活塞拉力作動腔20’與后活塞拉力作動腔16’，拉動后活塞4’-后活塞桿5’-前活塞10’-前活塞桿11’，一起向左運動，由前活塞桿11’輸出拉力做功。

拉力計算公式為F_拉＝π(D²-d²)P/2(其中D為活塞直徑，d為活塞桿直徑，P為系統壓力)。而普通缸的輸出拉力為π(D²-d²)P/4。所以，圖1所示二倍力缸的輸出拉力，是普通缸輸出拉力的2倍。

設該氣缸的工作行程為L_工作，則工作行程耗能的計算公式為E_工作＝π(D²-d²)L_工作P/2。L_工作＝L_max時，氣缸工作行程的耗能最大，E_工作max＝π(D²-d²)L_工作maxP/2。

返回行程時，壓力氣體通過后活塞推力作動腔氣管管接頭螺紋適配孔1-14’與前活塞推力作動腔氣管管接頭螺紋適配孔1-18’，同時進入后活塞推力作動腔15’與前活塞推力作動腔19’，推動后活塞4’-后活塞桿5’-前活塞10’-前活塞桿11’，一起向右運動，返回原始位置。當返回原始位置停止運動時，后活塞推力作動腔15’與前活塞推力作動腔19’的氣體壓力均為系統額定壓力P。

設該氣缸的最大行程為L_max，則返回行程耗能計算公式為E_返回＝πD²L_maxP/2。對比工作行程與返回行程耗能的計算公式，很明顯L_max≥L_工作，而D²﹥(D²-d²)，因此返回行程耗能E_返回大于工作行程耗能E_工作。二者之差為E_返回-E_工作＝π(D²L_max-D²L_工作+d²L_工作)P/2。而返回行程只需要克服相關部位的摩擦力，所需消耗的能量是極少的。因此，現有的雙作用倍力氣缸，能量浪費極為嚴重。