CN102777529A

CN102777529A - 一种氮气垫

Info

Publication number: CN102777529A
Application number: CN2012102528319A
Authority: CN
Inventors: 姚镇波
Original assignee: RONGCHENG JINCHEN MACHINERY CO Ltd
Current assignee: RONGCHENG JINCHEN MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2012-11-14

Abstract

本发明涉及一种氮气垫，其包括一带有活塞腔的缸体、一固定在缸体底部的缸盖、一活塞和一装配在缸盖上的气体调节阀，缸盖与缸体之间设有静密封件，特点是：活塞腔是由两活塞腔组成的台阶式活塞腔，活塞是由两活塞体组成的台阶式活塞，两活塞体对应动配合在两活塞腔内，且一活塞体的顶部伸出活塞腔，活塞体与活塞腔的台阶面配合轴向限位，活塞体与活塞腔腔壁之间自上向下依次设置有防尘圈、第一动密封件、第一导向环和第二动密封件及第二导向环，在一活塞体的周向面上开一环形槽，在活塞体底部开一呼吸腔，呼吸腔经呼吸通孔连通连通环形槽。本发明结构紧凑，轴向尺寸小，密封性能好，使用寿命长，抗偏载能力强，运动稳定性高。

Description

一种氮气垫

技术领域

本发明涉及一种只使用气体作为阻尼介质的弹簧、减振器、减震器或类似结构的运动阻尼器，尤其是一种氮气垫。

背景技术

在模具工业中，一直大量使用着弹簧、橡皮、液压垫或气垫等弹性元件。随着模具向精密、复杂、高效、长寿命的方向迅速发展，上述弹性元件的不足方面日益凸现。例如，弹簧、橡皮存在着弹压力不恒定的性能，影响了加工件的质量；液压垫所使用的液压油粘稠度高，存在着冲击响应速度慢和易发热的不足，无法满足工艺要求；气垫由于气压的波动和管道节流损失，其所提供的弹压力不准确，并且其占有空间大，模具安装调试不方便。

近年来，氮气弹簧已成为模具中弹性元件的取代品。与其它弹性元件相比，氮气弹簧具有弹压力恒定、结构简单，能大幅度的提高产品质量和成品率，且氮气是一种无毒、无腐蚀、不燃烧的气体，使用安全、可靠。现有技术的氮气弹簧，主要包括柱塞、缸体、缸盖，进气装置，为了确保具有足够的弹压力，一般在模具中设置多个氮气弹簧，但是，因每个氮气弹簧须承受较高压力，易损坏，且存在着各个弹簧的压力不容易保持一致的不足。为解决上述问题，2010年3月31日授权公告的CN201434036Y中国实用新型专利说明书中公开的“一种冲压模用氮气弹簧”公开一种具有可靠密封、多个柱塞的氮气弹簧，但是处于同一缸盖上的多个柱塞抗偏载能力差，会受模具偏心冲压力的影响，将降低加工件质量和顶件及卸件的精度。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种密封可靠、抗偏载能力强、使用安全的氮气垫。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氮气垫，包括一带有活塞腔的缸体、一缸盖、一活塞和一气体调节阀，所述的缸盖经固定连接件固定在所述的缸体的底部，在缸盖与缸体之间设有静密封件，所述的气体调节阀装配在所述的缸盖上，经缸盖上的通孔连通活塞腔，其特征在于：所述的活塞腔是由一第一活塞腔和一第二活塞腔组成的台阶式活塞腔，所述的活塞是由一第一活塞体和一第二活塞体组成的台阶式活塞，活塞的两活塞体对应动配合在两活塞腔内，且第一活塞体的顶部伸出第一活塞腔，并由两活塞体之间的台阶面与两活塞腔之间的台阶面配合轴向限位，所述的第一活塞体与第一活塞腔腔壁之间自上向下依次设置有一防尘圈、一第一动密封件、一第一导向环和一第二动密封件，所述的第二活塞体与第二活塞腔腔壁之间设置有一第二导向环，在与第二活塞体相接处的第一活塞体的周向面上开一环形槽，第二活塞体自底部至内部开一呼吸腔，在该呼吸腔的腔壁上设有一个或一个以上连通所述环形槽的呼吸通孔。

所述的静密封件是由一O形密封圈和一挡圈组成。

所述的第一动密封件是一Y形密封圈。

所述的第二动密封件是由一耐磨圈和一O形密封圈径向组合而成。

所述的第一活塞腔中部的腔壁上开一环形润滑介质槽，在所述的缸体上设有一连通该环形润滑介质槽的润滑介质通孔。

本发明的缸盖固定在缸体的底部，两者之间设有静密封件，活塞动配合在缸体的活塞腔内，其中活塞和活塞腔采用的是台阶式结构，由两者之间的台阶面轴向限位，活塞的顶部伸出活塞腔，其结构简单、紧凑，轴向尺寸小；活塞采用的是整体式活塞，其刚性好，耐冲击；在活塞与活塞腔腔壁之间自上向下依次设置有防尘圈、第一动密封件、第一导向环和第二动密封件及第二导向环，其活塞与活塞腔之间的动密封件采用的双动密封结构，密封性能好，使用寿命长；其活塞与活塞腔之间的导向件采用的是双导向结构，抗偏载能力强，运动稳定性高；在活塞自底部至内部开一呼吸腔，在活塞的周向面上开一环形槽，呼吸腔与环形槽之间设有呼吸通孔，使活塞在运动过程中，活塞腔台阶面下方的活塞、活塞腔形成的空间内的压力与活塞、缸盖间的压力相等的，保证了工作可靠；缸盖上装配的气体调节阀，实现了弹压力的调节，能满足各种工艺的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是本发明的一种结构主剖视图。

图2是图1中Ⅰ处的局部放大图。

图中：1.缸体，2.缸盖，3.活塞，301.第一活塞体，302.第二活塞体，303.活塞台阶面，4.气体调节阀，5.活塞腔，501.第一活塞腔，502.第二活塞腔，503.活塞腔台阶面，6.静密封件，601.第一O形密封圈，602.挡圈，7.第二导向环，8.环形槽，9.第二动密封件，901. 耐磨圈， 902.第二O形密封圈，10.润滑介质通孔，11.环形润滑介质槽，12.第一导向环，13.第一动密封件，14.防尘圈，15.呼吸通孔，16.呼吸腔，17.通孔。

具体实施方式

在图1中，一种氮气垫，包括一缸体1、一缸盖2、一活塞3和一气体调节阀4，缸体1上开有活塞腔5。

如图1所示，缸盖2经固定连接件固定在缸体1的底部，在缸盖2与缸体1之间设有静密封件6。固定连接件采用通用的螺栓与螺母(图中未画出)。

在图2中，静密封件6是由一第一O形密封圈601和一挡圈602轴向组合而成，第一O形密封圈601和挡圈602设置于与缸体1具有静配合关系的缸盖2外周面的凹槽内。

在图1中，气体调节阀4装配在缸盖2上，经缸盖2上的通孔17连通活塞腔5，气体调节阀4可外接氮气充气系统。通过调节气体调节阀4，可方便地调节活塞腔5内的压力大小，以满足各种工艺的要求。

在图1中，活塞腔5是由一第一活塞腔501和一第二活塞腔502组成的台阶式活塞腔。活塞3是由一第一活塞体301和一第二活塞体302组成的台阶式活塞。活塞的两活塞体301、302对应动配合在两活塞腔501、502内，并且第一活塞体301的顶部伸出第一活塞腔501，在轴向上由两活塞体301、302之间的活塞台阶面303与两活塞腔501、502之间的活塞腔台阶面503配合实现限位。

在图1中，在第一活塞体301与第一活塞腔501腔壁之间自上向下依次设置有一防尘圈14、一第一动密封件13、一第一导向环12和一第二动密封件9。在第二活塞体302与第二活塞腔502腔壁之间设置有一第二导向环7。

如图1、图2所示，防尘圈14采用常规的防尘圈，嵌装在与第一活塞体301具有动配合关系的第一活塞腔501腔壁的凹槽内，防止灰尘进入第一活塞体301与第一活塞腔501腔壁之间，而影响两者之间的密封性。

第一动密封件13是一Y形密封圈。Y形密封圈属于自紧式密封圈，嵌装在与第一活塞体301具有动配合关系的第一活塞腔501腔壁的凹槽内。Y型密封圈在压力的作用下，其开口的两圈边分别压紧在第一活塞体301和腔壁的凹槽槽壁上，压力越大，密封越紧。

第二动密封件9是由一耐磨圈901和一第二O形密封圈902组成。耐磨圈901和第二O形密封圈902装于与第一活塞体301具有动配合关系的第一活塞腔501腔壁的凹槽中，径向组合。耐磨圈901采用青铜复合材料制成，第二O形密封圈902的材质为丁腈橡胶，这种组合式的密封件属接触型自紧式密封件。在高压气体作用下，第二O型密封圈902发生形变，并挤压耐磨圈901，使耐磨圈901与第一活塞体301表面的接触应力增加，挤压应力增大，起到自紧式密封的作用。

第一导向环12、第二导向环7主材采用聚四氟乙烯，辅料采用青铜粉、玻纤、石墨、二硫化钼等材料，使之能够自润滑。第一导向环12嵌装于与第一活塞体301具有动配合关系的第一活塞腔501腔壁的凹槽中。第二导向环7嵌装于与第二活塞腔502腔壁具有动配合关系的第二活塞体302周向面的凹槽中。本发明设计中考虑到导向结构稳定性对动密封结构的影响：氮气垫的弹压力是通过活塞对高压氮气反复压缩与膨胀来传递的，如果活塞导向精度不高，会引起偏载使运动不平稳，造成运动副磨损严重，密封效果差，缩短密封寿命。因此，本发明采用双耐磨导向环来保证运动稳定性和抗偏载能力。

由于活塞在运动过程中，在活塞腔台阶面503下方，第一活塞体301与第二活塞腔502形成一带负压的空间。为了保证该空间内的压力与活塞、缸盖间的压力相等，如图1、图2所示，在与第二活塞体302相接处的第一活塞体301的周向面上开一环形槽8，第二活塞体302自底部至内部开一呼吸腔16，在该呼吸腔16的腔壁上设有连通环形槽8的呼吸通孔15。呼吸通孔15可以设计成一个或多个，为了提高工作可靠性，本实施例的呼吸通孔15设置成八个。

考虑到运动副在工作中产生摩擦，如润滑效果不好或无润滑，运动副的机械能将转换为热能，使氮气升温而影响氮气的压缩和膨胀系数。同时，还会加剧运动副的摩擦磨损，造成气体泄漏，而缩短动密封的寿命。因此，如图1、图2所示，在第一活塞腔501中部的腔壁上开一环形润滑介质槽11，在缸体1上设有一连通该环形润滑介质槽11的润滑介质通孔10。氮气垫在工作过程中，润滑介质通孔10是采用密封件进行密闭的。加润滑油时，通过润滑介质通孔10注入润滑油，以增强部件间的润滑，减少部件间的摩擦力，增加动密封寿命。

本发明的活塞采用的是整体式活塞，其刚性好，耐冲击。活塞与缸体间结构简单、紧凑，轴向尺寸小。活塞与活塞腔之间的动密封件采用的双动密封结构，密封性能好，使用寿命长。活塞与活塞腔之间的导向件采用的是双导向环结构，抗偏载能力强，运动稳定性高。

Claims

1.一种氮气垫，包括一带有活塞腔的缸体、一缸盖、一活塞和一气体调节阀，所述的缸盖经固定连接件固定在所述的缸体的底部，在缸盖与缸体之间设有静密封件，所述的气体调节阀装配在所述的缸盖上，经缸盖上的通孔连通活塞腔，其特征在于：所述的活塞腔是由一第一活塞腔和一第二活塞腔组成的台阶式活塞腔，所述的活塞是由一第一活塞体和一第二活塞体组成的台阶式活塞，活塞的两活塞体对应动配合在两活塞腔内，且第一活塞体的顶部伸出第一活塞腔，并由两活塞体之间的台阶面与两活塞腔之间的台阶面配合轴向限位，所述的第一活塞体与第一活塞腔腔壁之间自上向下依次设置有一防尘圈、一第一动密封件、一第一导向环和一第二动密封件，所述的第二活塞体与第二活塞腔腔壁之间设置有一第二导向环，在与第二活塞体相接处的第一活塞体的周向面上开一环形槽，第二活塞体自底部至内部开一呼吸腔，在该呼吸腔的腔壁上设有一个或一个以上连通所述环形槽的呼吸通孔。

2.根据权利要求1所述的一种氮气垫，其特征在于：所述的静密封件是由一O形密封圈和一挡圈组成。

3.根据权利要求1所述的一种氮气垫，其特征在于：所述的第一动密封件是一Y形密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种氮气垫，其特征在于：所述的第二动密封件是由一耐磨圈和一O形密封圈径向组合而成。

5.根据权利要求1所述的一种氮气垫，其特征在于：所述的第一活塞腔中部的腔壁上开一环形润滑介质槽，在所述的缸体上设有一连通该环形润滑介质槽的润滑介质通孔。