專利名稱：一種缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣浮氣缸。
背景技術(shù)：
普通的氣缸通常采用機(jī)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(rùn)滑來(lái)減小摩擦力，但存在加工困難、成本高、維護(hù)困難且壽命短的缺陷；或者通過(guò)改善密封形式，來(lái)降低摩擦力，如德國(guó)FESTO公司采用特殊的密封技術(shù)應(yīng)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(dǎo)向套技術(shù)以及間隙密封技術(shù)，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(duì)徑向載荷敏感，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工制造難度大，價(jià)格昂貴。為滿足超精密恒力輸出控制、微壓動(dòng)作控制等方面的要求，氣體潤(rùn)滑技術(shù)在實(shí)現(xiàn)零摩擦氣缸上得到應(yīng)用。如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01120080863.6的“一種帶有氣浮軸承的無(wú)摩擦氣缸”就公布了一種根據(jù)氣浮原理設(shè)計(jì)的無(wú)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(shè)置勻布的節(jié)流孔，通過(guò)中空的活塞桿以及軟管為缸內(nèi)的活塞供氣，并通過(guò)球鉸連接使得無(wú)摩擦氣缸能承受一定的徑向負(fù)載而不發(fā)生活塞卡死在氣缸內(nèi)。但是通過(guò)中空活塞桿和軟管的供氣方式復(fù)雜、裝配繁瑣、不易維護(hù)，后來(lái)對(duì)無(wú)摩擦氣缸進(jìn)行了優(yōu)化，采用氣缸自身容腔中的壓縮空氣作為潤(rùn)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(jié)構(gòu)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(huì)形成氣壓流，直接影響活塞通過(guò)節(jié)流孔在間隙內(nèi)形成的氣壓膜，另一方面，氣膜形成的前提是間隙內(nèi)存在一定的氣壓差，而靠近高壓腔一端的間隙氣壓升高，導(dǎo)致氣膜厚度、壓力分布不均勻，對(duì)該無(wú)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(nèi)容為了克服已有氣浮氣缸的高低壓氣流對(duì)氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較低的不足，本實(shí)用新型提供一種有效避免高低壓氣流對(duì)氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較高的缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:—種缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸,包括外缸筒、內(nèi)缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋和后端蓋，所述活塞桿與活塞連接，所述活塞套裝在內(nèi)缸筒內(nèi)且與缸筒間存在間隙，所述內(nèi)缸筒兩端密封套裝在外缸筒內(nèi)且與外缸筒間存在間隙，所述后端蓋和前端蓋固定安裝在外缸筒的兩端且，所述后端蓋上有進(jìn)出氣口，所述內(nèi)缸筒缸筒壁上沿徑向方向打通孔形成節(jié)流孔且沿著圓周方向和軸向均布，所述外缸筒缸筒壁上有氣浮進(jìn)氣口，所述活塞從與活塞桿連接的一端打孔形成減壓腔，所述活塞桿與活塞固定連接，所述活塞內(nèi)減壓腔通過(guò)活塞桿端部的孔與低壓腔相通，所述活塞外圓柱面沿徑向打孔形成卸壓孔，所述卸壓孔在活塞外圓柱面沿圓周方向均布，所述卸壓孔與減壓腔相通。進(jìn)一步，所述活塞的長(zhǎng)度至少大于四排節(jié)流孔的間距。更進(jìn)一步，所述進(jìn)出氣口的進(jìn)氣口與氣浮進(jìn)氣口與同一氣源連接。所述內(nèi)缸筒兩端通過(guò)O型圈套裝在外缸筒內(nèi)且與外缸筒間存在一定的間隙；所述活塞桿與活塞通過(guò)螺紋連接。本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:有效避免高低壓氣流對(duì)氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較高。

圖1是一種缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸的示意圖。圖2是內(nèi)缸筒的三維結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1和圖2，一種缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸，由外缸筒3、內(nèi)缸筒4 、活塞15、活塞桿9、后端蓋I和前端蓋8、O型圈10組成，所述活塞桿9與活塞連接15，所述活塞15套裝在內(nèi)缸筒4內(nèi)且與缸筒間存在間隙5，所述內(nèi)缸筒4兩端通過(guò)O型圈10套裝在外缸筒3內(nèi)且與外缸筒3間存在一定的間隙6，所述后端蓋I和前端蓋8安裝在外缸筒3的兩端且與外缸筒3通過(guò)螺栓固定，所述后端蓋I上有進(jìn)氣口 18，所述內(nèi)缸筒4缸筒壁上沿徑向方向打通孔形成節(jié)流孔7且沿著圓周方向和軸向均布，所述外缸筒3缸筒壁上有氣浮進(jìn)氣口 16，所述活塞15從與活塞桿9連接的一端打孔形成減壓腔13，所述活塞桿9與活塞15通過(guò)螺紋連接，所述活塞15內(nèi)減壓腔13通過(guò)活塞桿端部的孔12與低壓腔11相通，所述活塞15外圓柱面沿徑向打孔形成卸壓孔14，所述卸壓孔14在活塞15外圓柱面沿圓周方向均布，所述卸壓孔14與減壓腔13相通。所述活塞的長(zhǎng)度至少大于四排節(jié)流孔的間距。所述進(jìn)出氣口的進(jìn)氣口與氣浮進(jìn)氣口采用同一氣源供氣，保證壓力相同。內(nèi)缸筒和外缸筒間存在間隙，高壓氣體進(jìn)入間隙內(nèi)通過(guò)內(nèi)缸筒上的節(jié)流孔在活塞與缸筒間形成氣膜，同時(shí)內(nèi)缸筒和低壓腔的部分存在一定的氣體泄漏量，但是由于節(jié)流塞孔徑很小，泄漏量不大。內(nèi)缸筒和外缸筒內(nèi)的氣體和氣缸高壓腔內(nèi)的氣體是連通的，壓力相同，因此氣缸內(nèi)高壓腔的一段沒(méi)有氣體泄漏量?；钊嫌行秹嚎?，卸壓孔與低壓腔連通，因此間隙內(nèi)存在一定的壓力梯度，由節(jié)流孔進(jìn)入間隙內(nèi)的高壓氣體一部分從間隙一端流出到低壓區(qū)，一部分通過(guò)卸壓孔流出，氣膜的形成不受高壓氣體的影響。內(nèi)缸筒和外缸筒兩端通過(guò)O型圈連接密封而非剛性連接，提高了活塞與缸筒間抗側(cè)向力的能力，避免了活塞偏移時(shí)對(duì)氣膜的影響，能承受一定的徑向負(fù)載而不發(fā)生活塞卡死在氣缸內(nèi)。上述實(shí)例用來(lái)解釋本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)力要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸，其特征在于:所述氣懸浮無(wú)摩擦氣缸包括外缸筒、內(nèi)缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋和后端蓋，所述活塞桿與活塞連接，所述活塞套裝在內(nèi)缸筒內(nèi)且與缸筒間存在間隙，所述內(nèi)缸筒兩端密封套裝在外缸筒內(nèi)且與外缸筒間存在間隙，所述后端蓋和前端蓋固定安裝在外缸筒的兩端且，所述后端蓋上有進(jìn)出氣口，所述內(nèi)缸筒缸筒壁上沿徑向方向打通孔形成節(jié)流孔且沿著圓周方向和軸向均布，所述外缸筒缸筒壁上有氣浮進(jìn)氣口，所述活塞從與活塞桿連接的一端打孔形成減壓腔，所述活塞桿與活塞固定連接，所述活塞內(nèi)減壓腔通過(guò)活塞桿端部的孔與低壓腔相通，所述活塞外圓柱面沿徑向打孔形成卸壓孔，所述卸壓孔在活塞外圓柱面沿圓周方向均布，所述卸壓孔與減壓腔相通。
2.如權(quán)利要求1所述的缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸，其特征在于:所述活塞的長(zhǎng)度至少大于四排節(jié)流孔的間距。
3.如權(quán)利要求1或2所述的缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸，其特征在于:所述進(jìn)出氣口的進(jìn)氣口與氣浮進(jìn)氣口與同一氣源連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸，其特征在于:所述內(nèi)缸筒兩端通過(guò)O型圈套裝在外缸筒內(nèi)且與外缸筒間存在一定的間隙；所述活塞桿與活塞通過(guò)螺紋連接。
專利摘要一種缸筒供氣的氣懸浮無(wú)摩擦氣缸，包括外缸筒、內(nèi)缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋和后端蓋，活塞桿與活塞連接，活塞套裝在內(nèi)缸筒內(nèi)且與缸筒間存在間隙，內(nèi)缸筒兩端密封套裝在外缸筒內(nèi)且與外缸筒間存在間隙，后端蓋和前端蓋固定安裝在外缸筒的兩端且，后端蓋上有進(jìn)出氣口，內(nèi)缸筒缸筒壁上沿徑向方向打通孔形成節(jié)流孔且沿著圓周方向和軸向均布，外缸筒缸筒壁上有氣浮進(jìn)氣口，活塞從與活塞桿連接的一端打孔形成減壓腔，活塞桿與活塞固定連接，活塞內(nèi)減壓腔通過(guò)活塞桿端部的孔與低壓腔相通，活塞外圓柱面沿徑向打孔形成卸壓孔，卸壓孔在活塞外圓柱面沿圓周方向均布，卸壓孔與減壓腔相通。本實(shí)用新型有效避免高低壓氣流對(duì)氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較高。
文檔編號(hào)F15B15/20GK203051295SQ20122075085
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者葉必卿, 周丹鋒, 單曉杭, 孫建輝, 周海清 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)