CN103982474A - 新型气液增力缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可以在同等设备尺寸条件下，采用二段冲程方式，进一步提高冲压力的新型气液增力缸。其基本结构中，工作气道包括进气道和出气道，进气道和出气道上分别设置有高压单向气阀和大流量单向气阀，进气道和出气道的连接处设置有切换阀；冲压杆包括前杆、后杆以及冲压头，后杆内设置有二次冲压油腔，二次冲压油腔的内径由后端至前端逐渐减小，二次冲压油腔的前端设置有活塞挡块；前杆的后端设置有活塞腔，前杆的中段和前段设置有滑杆腔，活塞腔内设置有二次冲压活塞，滑杆腔内设置有顶杆，冲压头连接在顶杆的前端；顶杆包括前顶杆和后顶杆，后顶杆上设置有卡块，滑杆腔包括前滑杆腔和后滑杆腔，后滑杆腔的内壁上设置有卡槽。

Description

新型气液增力缸

技术领域

本发明涉及一种用于冲床等设备的动力驱动设备，尤其涉及一种新型气液增力缸。 

背景技术

气液增力缸也称气液增压缸，是结合气缸和油缸优点而改进设计、能将输入压力变换、以较高压力输出的液压元件；例如，中国专利公开号为CN2743288Y的实用新型专利，即公开了这样一种气液增力缸，通常包括液压缸、气缸和气液转换回路，其中液压缸由快进缸和增力缸组成，快进缸和增力缸之间是一个密闭的贮油腔，快进缸内设置有冲压杆，冲压杆上工作活塞的两侧具有大气缸和小气缸，冲压杆的一侧为工作油腔，增力缸内设置有转换活塞，转换活塞为相互套接的左活塞和右活塞，右活塞上设置顶压杆，左活塞在顶压杆上滑动并且与右活塞之间设置有弹簧，气缸内设置有工作气腔，工作气腔对应右活塞的右侧，气液转换回路设置在快进缸和气缸之间，气液转换回路包括主控制阀、差压式转换阀和四条气通道，其中用于连接工作气腔和差压式转换阀的气通道为工作气道；这种气液增力缸使用时包括三个行程：快进行程时，由快进缸内的大气缸和小气缸驱动，工作活塞左移，左活塞左移，使冲压杆端部的模具与工件接触；力行程时，由增力缸内的工作气缸驱动，右活塞左移，压缩工作油腔推动冲压杆，同时顶压杆顶在冲压杆的右侧，使冲压杆左端的模具冲压进入工件；返回行程时，由快进缸内的大气缸和小气缸驱动，工作活塞、左活塞和右活塞复位。 

现有技术中的气液增力缸，虽然可以达到2kN以上的冲击力，但是由于工作油腔直径差、冲击杆对工作活塞支撑的机械力、以及冲压杆外径的限制，冲击力难以得到进一步的提高，同时力行程仅采用一段冲程的方式，也限制了冲压杆冲击力的进一步提升。 

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的气液增力缸，使其更具有产业上的利用价值。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可以在同等设备尺寸条件下，采用二段冲程方式，进一步提高冲压力的新型气液增力缸。 

本发明的新型气液增力缸，包括液压缸、气缸和气液转换回路，其中液压缸包括快进缸和增力缸，液压缸中设置有贮油腔、工作油腔、大气缸、小气缸，快进缸和增力缸内分别设置有相对滑动的冲压杆和转换活塞，气液转换回路包括工作气道；所述工作气道包括均与气缸相连的进气道和出气道，所述进气道和出气道上分别设置有高压单向气阀和大流量单向气阀，所述进气道和出气道的连接处设置有切换阀；所述冲压杆包括前杆、后杆以及冲压头，所述前杆的后端与后杆的前端可拆卸连接，所述后杆内设置有二次冲压油腔，所述二次冲压油腔的内径由后端至前端逐渐减小，所述二次冲压油腔的前端设置有活塞挡块；所述前杆的后端设置有用于与二次冲压油腔相通的活塞腔，所述前杆的中段和前段设置有与所述活塞腔相通的滑杆腔，所述活塞腔内设置有二次冲压活塞，所述滑杆腔内设置有相对滑动并且后端与所述二次冲压活塞相连的顶杆，所述冲压头可拆卸连接在所述顶杆的前端；所述顶杆包括前顶杆和后顶杆，所述后顶杆上设置有弧形的卡块，所述滑杆腔包括前滑杆腔和后滑杆腔，所述后滑杆腔的内壁上设置有限制所述卡块的剖面为弧形的卡槽。 

进一步的，所述快进缸上还设置有与工作油腔相连通的缓冲油箱。 

进一步的，所述高压单向气阀包括第一阀体和第一阀芯，所述第一阀体上设置有由进气端至出气端孔径逐渐减小的第一进气孔，所述第一进气孔内固定有挡条；所述第一阀芯包括第一阀杆、固定在第一阀杆上位于出气端的第一阀塞、以及设置在第一阀杆上位于进气端的第一限位板，所述第一限位板与所述挡条之间设置有第一复位弹簧，所述第一限位板通过调节螺丝固定在所述第一阀杆上，所述第一阀塞上设置有第一密封垫。 

进一步的，所述大流量单向气阀包括第二阀体和第二阀芯，所述第二阀体上设置有第二进气孔，所述第二阀体上位于进气端固定有支撑条；所述第二阀芯包括第二阀杆、设置在第二阀杆位于出气端的第二阀塞、以及固定在第二阀杆上位于进气端的第二限位板，所述第二限位板与所述支撑条之间设置有第二复位弹簧，所述第二阀塞通过调节螺丝固定在所述第二阀体上，所述第二阀塞上设置有第二密封垫。 

进一步的，所述活塞挡块为环形，并且所述活塞挡块的剖面为三角形。 

进一步的，所述卡块为剖面为弧形的环形的卡块，所述卡槽为环形卡槽。 

进一步的，所述前杆的后端与后杆的前端设置有相互配合的螺纹。 

进一步的，所述冲压头螺纹连接在所述顶杆的前端。 

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：可以在同等设备尺寸条件下，采用二段冲程方式，进一步提高冲压力。 

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 

附图说明

图1是本发明新型气液增力缸的结构示意图； 

图2是本发明新型气液增力缸中冲压杆的结构示意图；

图3是本发明新型气液增力缸中高压单向气阀的结构示意图； 

图4是本发明新型气液增力缸中大流量单向气阀的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 

参见图1至图4所示，一种新型气液增力缸，包括液压缸1、气缸2和气液转换回路3，其中液压缸1由快进缸4和增力缸5组成，快进缸4和增力缸5之间是一个密闭的贮油腔6，快进缸4内设置有冲压杆7，冲压杆7上工作活塞8的两侧具有大气缸9和小气缸10，冲压杆7的一侧为工作油腔11，增力缸5内设置有转换活塞，转换活塞为相互套接的左活塞12和右活塞13，右活塞13上设置顶压杆14，左活塞12在顶压杆14上滑动并且与右活塞13之间设置有弹簧15，气缸2内设置有工作气腔16，工作气腔16对应右活塞13的右侧，气液转换回路3设置在快进缸4和气缸2之间，气液转换回路3包括主控制阀17、差压式转换阀18和四条气通道，其中用于连接工作气腔和差压式转换阀的气通道为工作气道19；工作气道19包括均与气缸2相连的进气道31和出气道32，进气道31和出气道32上分别设置有高压单向气阀33和大流量单向气阀34，进气道31和出气道32的连接处设置有切换阀35；冲压杆7包括前杆41、后杆42以及冲压头43，前杆41的后端与后杆42的前端可拆卸连接，后杆42内设置有二次冲压油腔44，二次冲压油腔44的内径由后端至前端逐渐减小，二次冲压油腔44的前端设置有活塞挡块45；前杆41的后端设置有用于与二次冲压油腔44相通的活塞腔46，前杆41的中段和前段设置有与活塞腔46相通的滑杆腔47，活塞腔46内设置有二次冲压活塞48，滑杆腔47内设置有相对滑动并且后端与二次冲压活塞48相连的顶杆49，冲压头43可拆卸连接在顶杆49的前端；顶杆49包括前顶杆491和后顶杆492，后顶杆492上设置有弧形的卡块493，滑杆腔47包括前滑杆腔和后滑杆腔，后滑杆腔的内壁上设置有限制卡块493的剖面为弧形的卡槽471，前顶杆491和后顶杆492的连接处为弧面，前顶杆491的直径大于等于后顶杆492上卡块493处的直径；快进缸4上还设置有与工作油腔11相连通的缓冲油箱20。 

本发明的工作原理如下：工作气道的作用在于，力行程时对工作气腔进气以便完成冲压作业，返回行程时对工作气腔出气以便右活塞复位，然而，进气过程和出气过程若采用相同的气道，则出现进气气压不高和出气缓慢的问题，因而本发明中将其改为进气和出气两个气道，并使高压单向气阀具有加压进气的作用，使得工作气腔的气压得到有效提升，进而间接提高了冲压杆的冲击力；与此同时，冲压杆中设置二次冲压油腔，使得顶压杆向工作油腔移动的过程中，除了使工作油腔快速压缩进而顶压冲压杆移动，同时顶压杆插入冲压杆的二次冲压油腔中，还具有了活塞的作用，进一步压缩二次冲压油腔中的液压油，而卡槽对卡块的限位作用，使得二次冲压活塞的位移受到了限制，当二次冲压油腔中的液压油的压力大于卡槽对卡块的限位作用时，顶杆冲出，实现二次冲压，从而提高了瞬间的冲压力；当返回行程时，二次冲压油腔内产生负压，带动顶杆复位移动，最终使卡块重复卡在卡槽中，以便进行下一轮冲压作业。另外，应当说明的是，活塞挡块的作用在于进一步增加二次冲压油腔的输出压力，同时限制顶杆向右侧的移动，而冲压头也可以设置成外径大于滑杆腔端部的孔径，以便限制顶杆向右侧的移动；冲压杆设置成可拆卸的前杆和后杆是为了方便顶杆的安装和拆卸，冲压头可拆卸连接在顶杆端部，是为了方便更换不同的冲压头，以便完成冲压作业；缓冲油箱是为了实现工作油腔内液压油的快速压缩与释放。 

高压单向气阀33包括第一阀体51和第一阀芯52，第一阀体51上设置有由进气端至出气端孔径逐渐减小的第一进气孔53，第一进气孔53内固定有挡条54；第一阀芯52包括第一阀杆521、固定在第一阀杆521上位于出气端的第一阀塞522、以及设置在第一阀杆521上位于进气端的第一限位板523，第一限位板523与挡条54之间设置有第一复位弹簧524，由于高压单向气阀的进气端位于气缸外侧，为了方便调节第一复位弹簧的预紧程度，第一限位板523通过调节螺丝525固定在第一阀杆521上，第一阀塞522上设置有第一密封垫526。 

大流量单向气阀34包括第二阀体61和第二阀芯62，第二阀体61上设置有第二进气孔63，第二阀体61上位于进气端固定有支撑条64；第二阀芯62包括第二阀杆621、设置在第二阀杆621位于出气端的第二阀塞622、以及固定在第二阀杆621上位于进气端的第二限位板623，第二限位板623与支撑条64之间设置有第二复位弹簧624，由于大流量单向气阀的出气端位于气缸外侧，为了方便调节第二复位弹簧的预紧程度，第二阀塞622通过调节螺丝625固定在第二阀体621上，第二阀塞622上设置有第二密封垫626。 

为了有效提高活塞挡块的增压作用和阻挡作用，活塞挡块为环形，并且活塞挡块的剖面为三角形。 

为了提高卡槽对卡块的阻挡效果，同时不至于卡块无法复位至卡槽中，卡块为剖面为弧形的环形的卡块，卡槽为环形卡槽。 

为了方便拆卸安装，前杆的后端与后杆的前端设置有相互配合的螺纹；冲压头螺纹连接在顶杆的前端。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种新型气液增力缸，包括液压缸、气缸和气液转换回路，其中液压缸包括快进缸和增力缸，液压缸中设置有贮油腔、工作油腔、大气缸、小气缸，快进缸和增力缸内分别设置有相对滑动的冲压杆和转换活塞，气液转换回路包括工作气道，其特征在于：所述工作气道包括均与气缸相连的进气道和出气道，所述进气道和出气道上分别设置有高压单向气阀和大流量单向气阀，所述进气道和出气道的连接处设置有切换阀；所述冲压杆包括前杆、后杆以及冲压头，所述前杆的后端与后杆的前端可拆卸连接，所述后杆内设置有二次冲压油腔，所述二次冲压油腔的内径由后端至前端逐渐减小，所述二次冲压油腔的前端设置有活塞挡块；所述前杆的后端设置有用于与二次冲压油腔相通的活塞腔，所述前杆的中段和前段设置有与所述活塞腔相通的滑杆腔，所述活塞腔内设置有二次冲压活塞，所述滑杆腔内设置有相对滑动并且后端与所述二次冲压活塞相连的顶杆，所述冲压头可拆卸连接在所述顶杆的前端；所述顶杆包括前顶杆和后顶杆，所述后顶杆上设置有弧形的卡块，所述滑杆腔包括前滑杆腔和后滑杆腔，所述后滑杆腔的内壁上设置有限制所述卡块的剖面为弧形的卡槽。

2.根据权利要求1所述的新型气液增力缸，其特征在于：所述快进缸上还设置有与工作油腔相连通的缓冲油箱。

3.根据权利要求1所述的新型气液增力缸，其特征在于：所述高压单向气阀包括第一阀体和第一阀芯，所述第一阀体上设置有由进气端至出气端孔径逐渐减小的第一进气孔，所述第一进气孔内固定有挡条；所述第一阀芯包括第一阀杆、固定在第一阀杆上位于出气端的第一阀塞、以及设置在第一阀杆上位于进气端的第一限位板，所述第一限位板与所述挡条之间设置有第一复位弹簧，所述第一限位板通过调节螺丝固定在所述第一阀杆上，所述第一阀塞上设置有第一密封垫。

4.根据权利要求1所述的新型气液增力缸，其特征在于：所述大流量单向气阀包括第二阀体和第二阀芯，所述第二阀体上设置有第二进气孔，所述第二阀体上位于进气端固定有支撑条；所述第二阀芯包括第二阀杆、设置在第二阀杆位于出气端的第二阀塞、以及固定在第二阀杆上位于进气端的第二限位板，所述第二限位板与所述支撑条之间设置有第二复位弹簧，所述第二阀塞通过调节螺丝固定在所述第二阀体上，所述第二阀塞上设置有第二密封垫。

5.根据权利要求1所述的新型气液增力缸，其特征在于：所述活塞挡块为环形，并且所述活塞挡块的剖面为三角形。

6.根据权利要求1所述的新型气液增力缸，其特征在于：所述卡块为剖面为弧形的环形的卡块，所述卡槽为环形卡槽。

7.根据权利要求1所述的新型气液增力缸，其特征在于：所述前杆的后端与后杆的前端设置有相互配合的螺纹。

8.根据权利要求1所述的新型气液增力缸，其特征在于：所述冲压头螺纹连接在所述顶杆的前端。