CN104019079A - 一种单作用推力缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单作用推力缸，包括缸体、前端盖、后端盖与活塞杆，所述活塞杆上开设有内孔，所述内孔中穿设有导杆组件，所述导杆组件包括杆体和固定地设于所述杆体前端的大直径端头，所述杆体的后端固定地连接在所述后端盖上，所述活塞杆的所述内孔后端固定地连接有挡盖，所述挡盖与所述大直径端头在所述内孔中形成环形空间，所述环形空间内设有压缩弹簧。该单作用推力缸可用于单作用液压缸或单作用气压缸，其结构简单、具有较小的轴向尺寸、装配工艺性好、制造成本低，且具有较高的机械效率。

Description

一种单作用推力缸

  

技术领域

本发明涉及一种单作用推力缸。

  

背景技术

  单作用气缸与液压缸，相对于双作用的气缸与液压缸，其结构简单，造价低，其主要原因在于单作用气缸或液压缸只需要一条进出气体或液体的管道，而双作用气缸或液压缸则需要两条。此外，双作用气缸与液压缸的前端盖与缸筒之间需要设置静密封装置，且活塞杆与前端盖内孔之间还需要设置动密封装置，如附图1所示。

  而传统的单作用推力气缸与液压缸的基本结构如图2所示，其最为突出的缺点是，由于复位弹簧一般需要占用三分之一左右的轴向空间，造成缸筒的轴向尺寸加大，这不仅浪费材料，而且显著地增加了成本。

  综上所述，创新出一种复位弹簧不占用轴向空间的单作用推力气缸与液压缸，对于减少其轴向尺寸、降低生产成本具有非常积极的意义。此外，也可相应提高工业上大量应用的液压与气压传动系统的经济型。

  为了设计出复位弹簧不占用轴向空间的单作用推力气缸与液压缸，比较容易想到的技术方案是，在活塞杆内孔中设置拉力复位弹簧，如公开号为102979781A的中国发明专利申请，其中就提出了采用拉力弹簧复位的一种单作用柱塞气缸，该气缸的结构如附图3所示。该种类型的单作用缸，其具有以下显著缺点：（1）由于采用拉伸弹簧，所以必须在活塞杆及后端盖上设置弹簧的钩挂装置，这样不仅造成相关零件的加工工艺性不好，而且弹簧的装配极为不便；（2）由于所采用的拉伸弹簧，其力学特性是线性的，亦即弹簧的复位力与其变形量成正比，所以，弹簧的最小复位力与最大复位力存在较大的差值，从而造成不必要的力浪费，相应降低了气缸或液压缸的机械效率。

  

发明内容

本发明的目的是提供一种轴向尺寸小、机械效率高、输出推力的单作用推力缸，其结构简单且具有良好的装配工艺性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种单作用推力缸，包括缸体、前端盖、后端盖与活塞杆，所述活塞杆上开设有内孔，所述内孔中穿设有导杆组件，所述导杆组件包括杆体和固定地设于所述杆体前端的大直径端头，所述杆体的后端固定地连接在所述后端盖上，所述活塞杆的所述内孔后端固定地连接有挡盖，在所述内孔中所述挡盖与所述大直径端头形成环形空间，所述环形空间内设有压缩弹簧。

优选地，所述压缩弹簧为非线性蝶形弹簧。

进一步优选地，所述压缩弹簧套设在所述杆体上。

优选地，所述活塞杆上所述内孔为通孔，所述活塞杆的前端固定地连接有力输出元件。

优选地，所述大直径端头与所述杆体一体设置，或者所述大直径端头与所述杆体固定连接设置。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的单作用推力缸，可用于单作用液压缸或单作用气压缸，其中由于将复位弹簧置于活塞杆的内孔中，不需要占用液压缸或气压缸的轴向空间，从而极大地缩小了缸体的轴向尺寸，显著地降低了制造成本。此外，由于复位弹簧采用压缩弹簧，其刚度较一般的螺旋弹簧有更大的选择范围，而且由于其非线性特性，弹簧的复位力可以控制在较小的范围之内，缸体的直径相比现有技术有了大幅减小，同时还有效地提高了该单作用推力缸的机械效率，使其具有良好的节能性。

  

附图说明

附图1为现有技术中双作用缸的工作原理示意图；

附图2为现有技术中传统的单作用推力缸的工作原理示意图；

附图3为现有技术中采用拉力弹簧复位的一种单作用柱塞气缸的工作原理示意图；

附图4为本发明的单作用推力缸的工作原理示意图一；

附图5为本发明的单作用推力缸的工作原理示意图二；

附图6为本发明的单作用推力缸的工作原理示意图三；

其中：1、缸体；2、前端盖；21、呼吸孔；3、后端盖；31、进气孔/进油孔；4、活塞杆；41、内孔；5、导杆组件；51、杆体；52、大直径端头；6、挡盖；7、压缩弹簧；8、电磁换向阀；9、力输出元件。

  

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

参见图4、图5、图6所示的单作用推力缸，包括缸体1、设于缸体1前部的前端盖2、设于缸体1后部的后端盖3、设于缸体1中可沿前后方向移动的活塞杆4，此处活塞杆4的前端穿出前端盖2外。

以上及以下关于方向的定义中，均是以推力缸工作时活塞杆4运动的方向来定义的，活塞杆4相对缸体1向外移动的方向为前，反之为后，亦即图4、图5、图6中的左右方向，其中左方为后，右方为前。

活塞杆4上开设有内孔41，该内孔41的前部封闭设置。在这里，内孔41设置为通孔，活塞杆4的前端固定地设有力输出元件9，该力输出元件9将内孔41的前部封闭。这样，将后端盖3与缸体3密封连接，便可使得后端盖3、活塞杆4及缸体1之间便形成一封闭的压力腔。

该内孔41中穿设有导杆组件5，该导杆组件5包括杆体51和固定地设于杆体51前端的大直径端头52，杆体51与大直径端头52可一体成型设置，两者也可以分离设置再通过螺钉或其他部件将两者固定地连接在一起。杆体51的后端固定地连接在后端盖3上，活塞杆4的内孔41的后端固定地连接有挡盖6，在内孔41中挡盖6与大直径端头52之间形成环形空间，该环形空间内设有压缩弹簧7。

参见图4所示，初始状态下，在压缩弹簧7的推力作用下，活塞杆4的活塞位于缸体1的后部，当压缩气体/液压油通过开设在后端盖3上的进气孔/进油孔31进入压力腔中时，活塞杆4向前移动，该单作用推力缸即输出向前的推力，此时压缩弹簧7被挤压在挡盖6与大直径端头52之间，如图5所示。

当活塞杆4向前运动结束后，压力腔中的压缩气体通入大气或液压油回流至油箱，在压缩弹簧7的推力作用下，推动活塞杆4向后移动，如图6所示，直至完成复位。上述过程可通过电磁换向阀8的换向操作来实现。

参见各附图所示，前端盖2上还开设有呼吸孔21，以使得活塞杆4与前端盖2之间的空间与外面相连通，这样可保证活塞杆4的顺利移动，避免上述空间内形成的气压对活塞杆4的前后移动形成阻力。

在本实施例中，压缩弹簧7采用非线性蝶形弹簧，其在上述环形空间内套设在杆体51上。由于蝶形弹簧的力学特性是非线性的，选用蝶形弹簧时可根据实际应用的工况来选取合理的力学特性区间，这样可以使得弹簧的复位力变化范围大幅度缩小，可有效地提高该单作用推力缸的机械效率，有利于节能。而传统的拉伸螺旋弹簧由于其力学特征是线性的，其刚度与其变形量成正比，导致变形量较大时，其复位力显著变大，而这一复位力需要消耗活塞额外提供作用力来克服，势必将在系统压力一定的条件下，造成缸径扩大，本发明则很好地解决了这一问题，缸体的直径相比现有技术进一步减小。

此外，蝶形弹簧可采用叠片的形式来提高刚度，这使得本发明的推力缸输出的推力具有更大的调节范围，使其具有更好的通用性。

  

综上，本发明的单作用推力缸，其可用作单作用液压缸或单作用气压缸，其中通过采用压缩弹簧7来复位，且压缩弹簧7不需要占用该推力缸的轴向空间，从而极大地缩小了缸体1的轴向尺寸，节约材料，显著地降低了制造成本。采用的压缩弹簧7的复位力变化范围幅度小，有效地提高了该单作用推力缸的机械效率，使其具有良好的节能性。此外，该推力缸中仅需后端盖3与缸体1之间的静密封、活塞杆4与缸体1之间的动密封这两处密封，结构更简单，装配也更为简单，具有良好的装配工艺性。

  

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种单作用推力缸，包括缸体、前端盖、后端盖与活塞杆，其特征在于：所述活塞杆上开设有内孔，所述内孔中穿设有导杆组件，所述导杆组件包括杆体和固定地设于所述杆体前端的大直径端头，所述杆体的后端固定地连接在所述后端盖上，所述活塞杆的所述内孔后端固定地连接有挡盖，在所述内孔中所述挡盖与所述大直径端头形成环形空间，所述环形空间内设有压缩弹簧。

2.根据权利要求1所述的单作用推力缸，其特征在于：所述压缩弹簧为非线性蝶形弹簧。

3.根据权利要求2所述的单作用推力缸，其特征在于：所述压缩弹簧套设在所述杆体上。

4.根据权利要求1所述的单作用推力缸，其特征在于：所述活塞杆上所述内孔为通孔，所述活塞杆的前端固定地连接有力输出元件。

5.根据权利要求1所述的单作用推力缸，其特征在于：所述大直径端头与所述杆体一体设置，或者所述大直径端头与所述杆体固定连接设置。