專利名稱：一種帶卸壓槽的氣懸浮無摩擦氣缸的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣浮氣缸。
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(tǒng)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(xiàn)零摩擦氣缸上得到應用。如專利申請?zhí)枮?01120080863. 6的“一種帶有氣浮軸承的無摩擦氣缸”就公布了一種根據(jù)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(jié)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(fā)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(yōu)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(tài)，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(jié)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(wěn)定性、精度、承載能力都造成了影響。

發(fā)明內容
為了克服已有氣浮氣缸的高低壓氣流對氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較低的不足，本發(fā)明提供一種有效避免高低壓氣流對氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較高的帶卸壓槽的氣懸浮無摩擦氣缸。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種帶卸壓槽的氣懸浮無摩擦氣缸，包括缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋和后端蓋，所述活塞桿通過活塞連接頭與活塞連接，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，所述后端蓋有進氣口，所述前端蓋有出氣口，所述活塞靠近氣缸進氣口的一面有均布的進氣孔，所述活塞均布沿徑向方向的節(jié)流孔，所述進氣孔沿軸向方向打第一盲孔與節(jié)流孔連通，所述活塞靠近氣缸出氣口一側設有直徑比第一盲孔大的第二盲孔，所述活塞外圓柱面靠近中部設有一圈凹槽，從凹槽上方沿徑向打孔與第二盲孔相通形成卸壓槽，所述卸壓槽與節(jié)流孔之間相互隔離。進一步,所述節(jié)流孔內有節(jié)流塞。更進一步，所述活塞外圓柱上卸壓槽也可以開成其他形狀。所述活塞上徑向節(jié)流孔沿圓周均布，且所述節(jié)流孔在軸向方向上至少有兩組，靠近氣缸進氣口的節(jié)流孔另一側布有卸壓槽。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在有效避免高低壓氣流對氣膜產(chǎn)生影響、均衡活塞與缸筒間隙的氣壓、控制精度較高。


圖1是一種帶卸壓槽的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是氣流原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。參照圖1 圖6，一種帶卸壓槽的氣懸浮無摩擦氣缸，該氣缸由缸筒3、活塞4、活塞桿7、前端蓋2和后端蓋8組成，所述活塞桿7通過活塞連接頭與活塞4連接，所述活塞4與缸筒3間存在極小的間隙11，所述端蓋安裝在缸筒的兩端，所述前端蓋2上有進氣口 1，后端蓋8上有出氣口，所述活塞4靠近氣缸進氣口的一面有均布的進氣孔6，所述活塞均布沿徑向方向的節(jié)流孔5，所述進氣孔6沿軸向方向打第一盲孔與節(jié)流孔5連通，所述活塞4靠近氣缸出氣口 一側有直徑比第一盲孔大的第二盲孔，所述活塞4外圓柱面靠近中部設有一圈凹槽，從凹槽上方沿徑向打孔與第二盲孔相通形成卸壓槽10，所述卸壓槽10與節(jié)流孔5之間相互隔離。所述節(jié)流孔內有節(jié)流塞。所述活塞外圓柱上卸壓槽10也可以開成其他形狀，能夠均衡間隙內氣壓，促進氣膜生成即可。所述活塞上徑向節(jié)流孔5沿圓周均布，且所述節(jié)流孔在軸向方向上至少有兩組，靠近氣缸進氣口的節(jié)流孔5另一側布有卸壓槽10。氣缸進氣口一側由缸筒、端蓋、活塞形成高壓腔13,氣缸出氣口一側由缸筒、端蓋、活塞形成低壓腔9，高壓腔為無桿腔。下面結合圖6進行進一步的說明，在活塞靠近中部位置設計有卸壓槽，卸壓槽與低壓腔相通，一方面將從高壓腔進入活塞與缸筒間隙的氣體流經(jīng)過一定的縫隙節(jié)流阻尼減壓后從卸壓槽內排出到低壓腔，不影響活塞上節(jié)流孔形成的氣膜，另一方面，從節(jié)流孔出來的高壓氣體在間隙內流動并從相近的卸壓槽排出，避免因間隙內氣壓升高，壓差小而無法形成厚度均勻的氣膜。氣體從進氣口進入高壓腔，推動活塞運動，同時高壓氣體從活塞進氣孔進入活塞內，通過節(jié)流孔在活塞與缸筒的間隙內形成氣膜，供氣方式更加簡單。
上述實例用來解釋本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發(fā)明做出任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種帶卸壓槽的氣懸浮無摩擦氣缸，包括缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋和后端蓋，所述活塞桿通過活塞連接頭與活塞連接，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，所述后端蓋有進氣口，所述前端蓋有出氣口，其特征在于所述活塞靠近氣缸進氣口的一面有均布的進氣孔，所述活塞均布沿徑向方向的節(jié)流孔，所述進氣孔沿軸向方向打第一盲孔與節(jié)流孔連通，所述活塞靠近氣缸出氣口一側設有直徑比第一盲孔大的第二盲孔，所述活塞外圓柱面靠近中部設有一圈凹槽，從凹槽上方沿徑向打孔與第二盲孔相通形成卸壓槽，所述卸壓槽與節(jié)流孔之間相互隔離。
2.如權利要求1所述的帶卸壓槽的氣懸浮無摩擦氣缸，其特征在于所述節(jié)流孔內有節(jié)流塞O
3.如權利要求1或2所述的帶卸壓槽的氣懸浮無摩擦氣缸，其特征在于所述活塞上徑向節(jié)流孔沿圓周均布，且所述節(jié)流孔在軸向方向上至少有兩組，靠近氣缸進氣口的節(jié)流孔另一側布有卸壓槽。
全文摘要
一種帶卸壓槽的氣懸浮無摩擦氣缸，包括缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋和后端蓋，所述活塞桿通過活塞連接頭與活塞連接，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，所述后端蓋有進氣口，所述前端蓋有出氣口，所述活塞靠近氣缸進氣口的一面有均布的進氣孔，所述活塞沿均布徑向方向的節(jié)流孔，所述進氣孔沿軸向方向打第一盲孔與節(jié)流孔連通，所述活塞靠近氣缸出氣口一側設有直徑比第一盲孔大的第二盲孔，所述活塞外圓柱面靠近中部設有一圈凹槽，從凹槽上方沿徑向打孔與第二盲孔相通形成卸壓槽，所述卸壓槽與節(jié)流孔之間相互隔離。本發(fā)明有效避免高低壓氣流對氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較高。
文檔編號F15B15/20GK103016443SQ20121059351
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者孫建輝, 單曉杭, 周海清 申請人:浙江工業(yè)大學