CN104675802A - 一种自锁紧无摩擦快速响应平衡系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种自锁紧无摩擦快速响应平衡系统。包括缸体、上轴套、活塞、活塞杆、下轴套等，活塞插入缸体的中空腔体内，上轴套套装在活塞的外侧，上轴套的外侧与缸体的内侧壁触接，下轴套套装在下端盖的内侧壁，活塞杆的一端与活塞相连接，活塞杆的另一端穿过下轴套伸出缸体的中空腔体外，下端盖的外端部设有锁紧装置，锁紧装置包括支撑缸筒、夹紧衬套、锁紧缸筒、推环、楔形环等，支撑缸筒与下端盖连接，锁紧缸筒装设在支撑缸筒所设的中空腔体内，楔形环装设在锁紧缸筒所设的中空腔体内，夹紧衬套装设在楔形环与活塞杆之间，楔形环的外端部装设有推环。在自锁装置不通气的情况下，自锁装置抱紧活塞杆，使活塞杆实现随时定位、快速定位、精确定位。

Description

一种自锁紧无摩擦快速响应平衡系统
技术领域
本发明是一种自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，属于自锁紧无摩擦快速响应平衡系统的创新技术。
背景技术
现有的缸体都是用活塞密封，活塞在上下移动的时候，摩擦阻力力随着负载的变大而变大。另外，现有由缸体及其活塞等构件组成的无摩擦快速响应平衡系统一般都没有自锁功能，其存在的缺点是一旦活塞上下移动到指定位置，很难保持上下的位置不变，使其定位不准确，导致使用发生偏差。上述的缺点造成活塞杆拉动负载的时候推拉阻力较大，直接影响到气缸拉升重物的定位精度。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种自锁紧无摩擦快速响应平衡系统。本发明可以实现活动组件的无摩擦上下运动和活动组件的即时响应刹车效果，使活塞杆实现随时定位、快速定位、精确定位。
本发明的技术方案是：本发明的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，包括有上端盖、缸体、上轴套、活塞、活塞杆、下端盖、下轴套，其中活塞插入缸体所设的中空腔体内，上轴套套装在活塞的外侧，上轴套的外侧与缸体的内侧壁触接，缸体的上下端部分别装设有上端盖及下端盖，下轴套套装在下端盖的内侧壁，活塞杆的一端通过螺母与活塞相连接，活塞杆的另一端穿过下轴套伸出缸体所设的中空腔体外，上述下轴套在与下端盖的接触面设有环形导气间隙, 下端通气孔D与第一接头连接，活塞设有上端通气口A，上轴套与活塞的接触面设有环形导气间隙, 上轴套上设有环形均布的上轴套通气节流口G，下轴套上设有环形均布的下轴套通气节流口E，活塞与下端盖之间设有气腔F, 上端通气口A的一端与气腔F相通，另一端与环形均布的上轴套节流通气口G相通，下端通气孔D与环形分布的下轴套通气节流口E相通，其中下端盖的外端部设有锁紧装置，锁紧装置包括有支撑缸筒、夹紧衬套、第二接头、锁紧缸筒、推环、楔形环、螺栓、弹簧、圆盖板，支撑缸筒与下端盖通过螺栓连接，锁紧缸筒装设在支撑缸筒所设的中空腔体内，楔形环装设在锁紧缸筒所设的中空腔体内，夹紧衬套装设在楔形环与活塞杆之间，楔形环的外端部装设有推环，推环与锁紧缸筒之间设有锁紧装置气腔C，锁紧装置气腔C通过锁紧装置通气口B与第二接头连接，第二接头与气源连接，下端盖与楔形环之间还装设有圆盖板，弹簧装设在圆盖板的外侧，螺栓装设在弹簧的外侧，且螺栓与锁紧缸筒连接。
本发明由于采用设有锁紧装置的结构，在自锁装置不通气的情况下，自锁装置抱紧活塞杆，从而使活塞杆实现随时定位、快速定位、精确定位。本发明可以实现活动组件的无摩擦上下运动和活动组件的即时响应刹车效果。另外，本发明采用气悬浮活塞的气缸结构，即活塞组件与缸体之间是用高压空气填充，活塞上下移动的阻力很小，几乎为零。这种纯粹气悬浮活塞，使其空载运行的摩擦力变得很小，理论值可以达到0摩擦。本发明是一种带有自锁功能，设计巧妙，性能优良，方便实用的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中的局部放大图。
具体实施方式
实施例：
本发明的结构示意图如图1所示，本发明的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，包括有上端盖1、缸体2、上轴套7、活塞8、活塞杆9、下端盖13、下轴套11，其中活塞8插入缸体2所设的中空腔体内，上轴套7套装在活塞8的外侧，上轴套7的外侧与缸体2的内侧壁触接，缸体2的上下端部分别装设有上端盖1及下端盖13，下轴套11套装在下端盖13的内侧壁，活塞杆9的一端通过螺母3与活塞8相连接，活塞杆9的另一端穿过下轴套11伸出缸体2所设的中空腔体外，上述下轴套11在与下端盖13的接触面设有环形导气间隙, 下端通气孔D与第一接头12连接，活塞8设有上端通气口A，上轴套7与活塞8的接触面设有环形导气间隙, 上轴套7上设有环形均布的上轴套通气节流口G，下轴套11上设有环形均布的下轴套通气节流口E，活塞8与下端盖13之间设有气腔F, 上端通气口A的一端与气腔F相通，另一端与环形均布的上轴套节流通气口G相通，下端通气孔D与环形分布的下轴套通气节流口E相通，其中下端盖13的外端部设有锁紧装置，锁紧装置包括有支撑缸筒14、夹紧衬套15、第二接头16、锁紧缸筒18、推环19、楔形环20、螺栓21、弹簧22、圆盖板23，支撑缸筒14与下端盖13通过螺栓连接，锁紧缸筒18装设在支撑缸筒14所设的中空腔体内，楔形环20装设在锁紧缸筒18所设的中空腔体内，夹紧衬套15装设在楔形环20与活塞杆9之间，楔形环20的外端部装设有推环19，推环19与锁紧缸筒18之间设有锁紧装置气腔C，锁紧装置气腔C通过锁紧装置通气口B与第二接头16连接，第二接头16与气源连接，下端盖13与楔形环20之间还装设有圆盖板23，弹簧 22装设在圆盖板23的外侧，螺栓21装设在弹簧 22的外侧，且螺栓21与锁紧缸筒18连接。圆盖板23用于固定弹簧22，圆盖板23作为锁紧装置的密封盖，为弹簧22预紧提供支撑力。弹簧 22用于推动楔形环20，间接作用于夹紧衬套15，使其夹紧活塞杆9。螺栓21用于连接圆盖板23和锁紧缸筒18， 上述夹紧衬套15、第二接头16、锁紧缸筒18、推环19、楔形环20、螺栓21、弹簧22、圆盖板23是自锁紧装置的锁紧部分组件，支撑缸筒 14是自锁紧装置的支撑部分零件，锁紧部分组件与支撑缸筒 14之间可以轻松的相对滑动，从而使其能自适应对心。上述第一接头12及第二接头16都是快速接头。
    当活塞杆9被气悬浮后，自锁紧装置的第二接头16由通气改变为不通气的时候，自锁紧装置要锁紧活塞杆9，在活塞杆9被锁紧的过程中，自锁紧装置的锁紧部分组件会径向自由浮动，以适应活塞杆9的同心度要求，即该锁紧装置在满足自锁紧的情况下，也能保证活塞杆9和活塞8之间、活塞8与缸体2之间、活塞杆9与下轴套11 之间的气膜组织不发生破坏，始终保持活塞8和活塞杆9始终处于气悬浮的状态。当自锁紧装置的第二接头16通气，自锁紧装置松开活塞杆9，恢复活塞杆9沿轴向自由运动。
本实施例中，上述推环19与楔形环20粘结在一起。
本实施例中，上述上端盖1与缸体2通过螺栓连接，下端盖13与支撑缸筒 14之间通过螺栓连接，支撑缸筒 14与锁紧缸筒18之间没有螺栓连接，能相对轻松的滑动，以此来保证活塞杆9与下轴套11之间的对心性。夹紧衬套15与活塞杆9之间的自适应对心性，可以保证不破坏上轴套7与活塞8组成的活塞组件与缸体2、下轴套11与活塞杆9之间的气膜组织。
本实施例中，上述上轴套7是铜套，下轴套11是铜套。
本实施例中，上述下端盖13与缸体2的接触面装设有密封圈10。
本实施例中，上述活塞杆9通过其端部设有的螺纹与装设在活塞8端部的螺母3连接。
本实施例中，上述螺母3通过锥面垫圈6与活塞8的端面接触。
本实施例中，上述螺母3与锥面垫圈6之间还装设有球面垫圈5。
本实施例中，上述螺母3与球面垫圈5之间还装设有平垫圈 4。
本实施例中，上述上轴套7与活塞8之间通过过盈配合固定在一起 ；上述下端盖13与下轴套11之间通过过盈配合固定在一起。
本发明的工作原理如下：高压气体通过第一接头12进入气道，先进入下端的E口，在活塞杆9与下轴套11之间形成气膜；同时气体进入封闭腔F，沿着通道A进入上端节流气道G，使上轴套7与缸体2之间形成气膜间隙。从而能使活动组件与固定组件之间相对运动达到零摩擦，实现无摩擦效果。
当第二接头16通入高压气体，气体沿着通气道B，进入密闭气腔C，向上推动推环19、楔形环形20向上移动，进而压迫弹簧22，最终使夹紧衬套15松开活塞杆9，实现通气解锁的效果。
当第二接头16不通气，由于弹簧22的预紧安装，弹簧22向下压迫楔形环20, 楔形环20挤压夹紧衬套15，使夹紧衬套15收缩，夹紧活塞杆9，实现不通气锁紧的效果。

Claims (10)

1.一种自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，包括有上端盖（1）、缸体（2）、上轴套（7）、活塞（8）、活塞杆（9）、下端盖（13）、下轴套（11），其中活塞（8）插入缸体（2）所设的中空腔体内，上轴套（7）套装在活塞（8）的外侧，上轴套（7）的外侧与缸体（2）的内侧壁触接，缸体（2）的上下端部分别装设有上端盖（1）及下端盖（13），下轴套（11）套装在下端盖（13）的内侧壁，活塞杆（9）的一端通过螺母（3）与活塞（8）相连接，活塞杆（9）的另一端穿过下轴套（11）伸出缸体（2）所设的中空腔体外，上述下轴套（11）在与下端盖（13）的接触面设有环形导气间隙, 下端通气孔D与第一接头（12）连接，活塞（8）设有上端通气口A，上轴套（7）与活塞（8）的接触面设有环形导气间隙, 上轴套（7）上设有环形均布的上轴套通气节流口G，下轴套（11）上设有环形均布的下轴套通气节流口E，活塞（8）与下端盖（13）之间设有气腔F, 上端通气口A的一端与气腔F相通，另一端与环形均布的上轴套节流通气口G相通，下端通气孔D与环形分布的下轴套通气节流口E相通，其特征在于下端盖（13）的外端部设有锁紧装置，锁紧装置包括有支撑缸筒（14）、夹紧衬套（15）、第二接头（16）、锁紧缸筒（18）、推环（19）、楔形环（20）、螺栓（21）、弹簧（22）、圆盖板（23），支撑缸筒（14）与下端盖（13）通过螺栓连接，锁紧缸筒（18）装设在支撑缸筒（14）所设的中空腔体内，楔形环（20）装设在锁紧缸筒（18）所设的中空腔体内，夹紧衬套（15）装设在楔形环（20）与活塞杆（9）之间，楔形环（20）的外端部装设有推环（19），推环（19）与锁紧缸筒（18）之间设有锁紧装置气腔C，锁紧装置气腔C通过锁紧装置通气口B与第二接头（16）连接，第二接头（16）与气源连接，下端盖（13）与楔形环（20）之间还装设有圆盖板（23），弹簧 （22）装设在圆盖板（23）的外侧，螺栓（21）装设在弹簧( 22)的外侧，且螺栓（21）与锁紧缸筒（18）连接。
2.根据权利要求1所述的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，其特征在于上述推环（19）与楔形环(20)粘结在一起。
3.根据权利要求1所述的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，其特征在于上述上端盖1与缸体（2）通过螺栓连接，下端盖(13)与支撑缸筒( 14)之间通过螺栓连接，支撑缸筒 (14)与锁紧缸筒(18)之间没有螺栓连接，能相对轻松的滑动。
4.根据权利要求1所述的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，其特征在于上述上轴套（7）是铜套，下轴套（11）是铜套。
5.根据权利要求1所述的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，其特征在于上述下端盖（13）与缸体（2）的接触面装设有密封圈（10）。
6.根据权利要求1所述的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，其特征在于上述活塞杆（9）通过其端部设有的螺纹与装设在活塞杆（8）端部的螺母（3）连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，其特征在于上述螺母（3）通过锥面垫圈（6）与活塞（8）的端面接触。
8.根据权利要求7所述的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，其特征在于上述螺母（3）与锥面垫圈（6）之间还装设有球面垫圈（5）。
9.根据权利要求8所述的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，其特征在于上述螺母（3）与球面垫圈（5）之间还装设有平垫圈 （4）。
10.根据权利要求9所述的自锁紧无摩擦快速响应平衡系统，其特征在于上述上轴套（7）与活塞（8）之间通过过盈配合固定在一起 ；上述下端盖（13）与下轴套（11）之间通过过盈配合固定在一起。
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