CN107588055B - 一种高精密短行程气缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种高精密短行程气缸，包括缸体、端盖及活塞组件，活塞组件包括活塞、第一活塞杆及第二活塞杆，第一活塞杆与第二活塞杆对插于活塞内，第一活塞杆的前端与缸体固定连接，第二活塞杆的后端穿出端盖；第一活塞杆的后端固定连接有第一开合滑片，第二活塞杆的前端固定连接有与第一开合滑片配合的第二开合滑片，第一开合滑片与第二开合滑片之间形成有“V”形间隙，“V”形间隙内活动抵设有钢珠，活塞的内壁形成有与钢珠相抵配合的挤压面。本发明结构简单合理，安装方便，能够有效适用于高精密短行程调节，工作性能稳定可靠，适于推广应用。

Description

一种高精密短行程气缸

技术领域

本发明涉及气缸技术领域，特别涉及一种高精密短行程气缸。

背景技术

气缸是引导活塞在缸内进行直线往复运动，从而实现动力输出的机件，是自动领域中最为常见的执行元件之一，在各行各业中得到了广泛的应用，被人所熟知。但是，目前市面上常见的气缸，在运行过程中因一些缓冲、防撞、压力等因素，使得气缸工作时行程公差一般都比较大，无法在精密的短行程控制系统中使用，或者使用中容易出现故障。例如，在汽车制造行业中，对于方向盘、仪表盘的高度进行调节，由于其调节行程较短，采用现有技术中的气缸则难以实现，因而无法满足实际使用需求。故有必要对现有气缸的结构加以改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种高精密短行程气缸，其结构简单合理，安装方便，能够有效适用于高精密短行程调节，工作性能稳定可靠，适于推广应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种高精密短行程气缸，包括缸体、端盖及活塞组件，所述缸体与所述端盖配合连接，所述活塞组件包括活塞、第一活塞杆及第二活塞杆，所述活塞设置于所述缸体内，所述活塞的前端与所述缸体之间形成有气室，所述缸体设置有与所述气室连通的进气口，所述活塞的后端与所述端盖之间设置有复位机构；

所述第一活塞杆与所述第二活塞杆对插于所述活塞内，且所述第一活塞杆与所述第二活塞杆同轴配合，所述第一活塞杆的前端与所述缸体固定连接，所述第二活塞杆的后端穿出所述端盖；所述第一活塞杆的后端固定连接有第一开合滑片，所述第二活塞杆的前端固定连接有与所述第一开合滑片配合的第二开合滑片，所述第一开合滑片与所述第二开合滑片之间形成有“V”形间隙，所述“V”形间隙内活动抵设有钢珠，所述活塞的内壁形成有与所述钢珠相抵配合的挤压面，所述第二活塞杆的后端设置限位件，所述限位件与所述端盖的前端面止挡配合；

当所述活塞在所述气室的气体压力作用下后移时，所述活塞通过所述挤压面释放所述钢珠，并且所述第二活塞杆在外力作用下，通过所述第二开合滑片使所述钢珠朝远离所述第二活塞杆的轴线方向移动，此时所述第二活塞杆相对于所述第一活塞杆前移；当所述活塞在所述复位机构的作用下前移复位时，所述活塞通过所述挤压面压迫所述钢珠，使所述钢珠朝靠近所述第二活塞杆的轴线方向移动，所述钢珠通过所述第二开合滑片沿轴向推抵所述第二活塞杆，此时所述第二活塞杆相对于所述第一活塞杆后移。

进一步地，所述复位机构包括弹簧座和复位弹簧，所述弹簧座及所述复位弹簧由前至后依次抵设于所述活塞与所述端盖之间。

进一步地，所述弹簧座与所述端盖之间抵设有两个所述复位弹簧，且两个所述复位弹簧相互套接。

进一步地，所述端盖通过端盖卡簧与所述缸体相连接。

进一步地，所述挤压面为由前至后逐渐朝所述活塞的轴线方向倾斜的斜面。

进一步地，所述活塞内壁的前端设置有与所述钢珠配合的退让槽，所述挤压面的前端延伸至所述退让槽。

进一步地，所述活塞内壁的后端设置有保持面，所述挤压面的后端延伸至所述保持面。

进一步地，所述第一活塞杆、所述第二活塞杆均呈中空设置，所述第一活塞杆与所述第二活塞杆之间设置有支撑座，所述支撑座的外壁凸设有与所述钢珠配合的支撑架，所述支撑架伸入于所述“V”形间隙内。

进一步地，所述第一开合滑片的后端面设置有第一锥面，所述第二开合滑片的前端面设置有第二锥面，所述第一锥面与所述第二锥面配合形成所述“V”形间隙，所述钢珠抵设于所述第一锥面与所述第二锥面之间。

进一步地，所述限位件为固定于所述第二活塞杆外部的活塞杆卡簧。

本发明的有益效果为：本发明提供的高精密短行程气缸，通过设置相对插设在活塞内的第一活塞杆和第二活塞杆，使第一活塞杆与缸体固定连接，在第一活塞杆的后端固定连接第一开合滑片，第二活塞杆的前端固定连接第二开合滑片，第一开合滑片与第二开合滑片配合形成的“V”形间隙内设置钢珠，并在活塞的内壁设置与钢珠相抵的挤压面，工作状态下，当活塞在气压作用下后移时，活塞对钢珠的压迫力降低，第二活塞杆在外力作用下通过第二开合滑片推动钢珠，使钢珠朝远离第二活塞杆轴线的方向移动，第一开合滑片与第二开合滑片之间的间距减小，此时第二活塞杆相对于第一活塞杆前移，实现第二活塞杆的回缩；当活塞复位时，活塞对钢珠的压迫力增大，钢珠朝靠近第二活塞杆轴线的方向移动，使得第一开合滑片与第二开合滑片之间的间距增大，此时第二活塞杆相对于第一活塞杆后移，实现第二活塞杆的伸出。

综上所述，与现有技术相比，由于本发明第二活塞杆的行程主要依靠第一开合滑片、第二开合滑片、钢珠及活塞的协同配合，因而能够充分保证第二活塞杆实际输出行程的精确度，使得本发明能够有效适用于高精密短行程调节的工作环境。本发明结构简单合理，安装方便，工作性能稳定可靠，适于推广应用。

附图说明

图1是本发明第二活塞杆处于缩回状态下的整体结构示意图。

图2是本发明第二活塞杆处于伸出状态下的整体结构示意图。

图1-2中：1、缸体；2、端盖；21、端盖卡簧；3、活塞；31、挤压面；32、退让槽；33、保持面；4、第一活塞杆；5、第二活塞杆；6、气室；7、活塞杆弹簧；81、弹簧座；82、复位弹簧；9、第一开合滑片；91、第一锥面；10、第二开合滑片；101、第二锥面；11、“V”形间隙；12、钢珠；13、支撑座；131、支撑架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示的一种高精密短行程气缸，包括缸体1、端盖2及活塞组件，缸体1与端盖2配合连接，本实施例中，端盖2通过端盖卡簧21与缸体1相连接，安装较为方便。活塞组件包括活塞3、第一活塞杆4及第二活塞杆5，活塞3设置于缸体1内，活塞3的前端与缸体1之间形成有气室6，缸体1设置有与气室6连通的进气口（图中未示出）。

活塞3的后端与端盖2之间设置有复位机构，复位机构包括弹簧座81和复位弹簧82，弹簧座81及复位弹簧82由前至后依次抵设于活塞3与端盖2之间，具体地说，弹簧座81与端盖2之间抵设有两个复位弹簧82，且两个复位弹簧82相互套接，采用双复位弹簧结构，从而来提高复位机构的复位效果。

第一活塞杆4与第二活塞杆5对插于活塞3内，且第一活塞杆4与第二活塞杆5同轴配合，第一活塞杆4的前端与缸体1固定连接，第二活塞杆5的后端穿出端盖2。第二活塞杆5的后端设置限位件，限位件与端盖2的前端面止挡配合，用于对第二活塞杆5进行轴向限位，具体地说，限位件为固定于第二活塞杆5外部的活塞杆卡簧7。

第一活塞杆4的后端固定连接有第一开合滑片9，第二活塞杆5的前端固定连接有与第一开合滑片9配合的第二开合滑片10，第一开合滑片9与第二开合滑片10之间形成有“V”形间隙11，“V”形间隙11内活动抵设有钢珠12，具体地说，第一开合滑片9的后端面设置有第一锥面91，第二开合滑片10的前端面设置有第二锥面101，第一锥面91与第二锥面101配合形成“V”形间隙11，钢珠12抵设于第一锥面91与第二锥面101之间。

本实施例中，第一活塞杆4、第二活塞杆5均呈中空设置，第一活塞杆4与第二活塞杆5之间设置有支撑座13，支撑座13的外壁凸设有与钢珠12配合的支撑架131，支撑架131伸入于“V”形间隙11内。工作时通过支撑架131对钢珠12进行支撑，从而提高钢珠12运行轨迹的稳定性。

活塞3的内壁形成有与钢珠12相抵配合的挤压面31，本实施例中，挤压面31为由前至后逐渐朝活塞3的轴线方向倾斜的斜面。为了提高第二活塞杆5在完全伸出或缩回时的位置精度，活塞3内壁的前端设置有与钢珠12配合的退让槽32，挤压面31的前端延伸至退让槽32，活塞3内壁的后端设置有保持面33，挤压面31的后端延伸至保持面33。

安装时，第二活塞杆5与外部负载相接，工作状态下，当向进气口内充入压缩气体时，参见图1，气室6内的压力升高，活塞3在气室6的气体压力作用下后移，活塞3通过挤压面31释放钢珠12，而第二活塞杆5则在负载的外力作用下，通过第二开合滑片10使钢珠12朝远离第二活塞杆5的轴线方向移动，使得第一开合滑片9与第二开合滑片10之间的间距减小，此时第二活塞杆5相对于第一活塞杆4前移，实现第二活塞杆5的回缩，当钢珠12运动至退让槽32时，第二活塞杆5处于完全缩回状态。当停止向进气口充入压缩气体时，参见图2，活塞3在复位弹簧82的作用下前移复位，使得活塞3通过挤压面31压迫钢珠12，使钢珠12朝靠近第二活塞杆5的轴线方向移动，在此过程中，钢珠12便通过第二开合滑片10沿轴向推抵第二活塞杆5，此时第二活塞杆5相对于第一活塞杆4后移，即第二活塞杆5克服负载的作用力而伸出，当钢珠12与保持面33相抵时，第二活塞杆处于完全伸出状态。

综上所述，与现有技术相比，由于本发明第二活塞杆5的行程主要依靠第一开合滑片9、第二开合滑片10、钢珠12及活塞3的协同配合，因而能够充分保证第二活塞杆5实际输出行程的精确度，使得本发明能够有效适用于高精密短行程调节的工作环境，具体地说，本发明第二活塞杆5的行程能够控制在1.5mm，同时第二活塞杆5在回缩时的行程公差亦可精密到±0.03mm。本发明结构简单合理，安装方便，工作性能稳定可靠，适于推广应用。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种高精密短行程气缸，包括缸体、端盖及活塞组件，所述缸体与所述端盖配合连接，其特征在于：所述活塞组件包括活塞、第一活塞杆及第二活塞杆，所述活塞设置于所述缸体内，所述活塞的前端与所述缸体之间形成有气室，所述缸体设置有与所述气室连通的进气口，所述活塞的后端与所述端盖之间设置有复位机构；

所述第一活塞杆与所述第二活塞杆对插于所述活塞内，且所述第一活塞杆与所述第二活塞杆同轴配合，所述第一活塞杆的前端与所述缸体固定连接，所述第二活塞杆的后端穿出所述端盖；所述第一活塞杆的后端固定连接有第一开合滑片，所述第二活塞杆的前端固定连接有与所述第一开合滑片配合的第二开合滑片，所述第一开合滑片与所述第二开合滑片之间形成有“V”形间隙，所述“V”形间隙内活动抵设有钢珠，所述活塞的内壁形成有与所述钢珠相抵配合的挤压面，所述第二活塞杆的后端设置限位件，所述限位件与所述端盖的前端面止挡配合；

当所述活塞在所述气室的气体压力作用下后移时，所述活塞通过所述挤压面释放所述钢珠，并且所述第二活塞杆在外力作用下，通过所述第二开合滑片使所述钢珠朝远离所述第二活塞杆的轴线方向移动，此时所述第二活塞杆相对于所述第一活塞杆前移；当所述活塞在所述复位机构的作用下前移复位时，所述活塞通过所述挤压面压迫所述钢珠，使所述钢珠朝靠近所述第二活塞杆的轴线方向移动，所述钢珠通过所述第二开合滑片沿轴向推抵所述第二活塞杆，此时所述第二活塞杆相对于所述第一活塞杆后移。

2.根据权利要求1所述的高精密短行程气缸，其特征在于：所述复位机构包括弹簧座和复位弹簧，所述弹簧座及所述复位弹簧由前至后依次抵设于所述活塞与所述端盖之间。

3.根据权利要求2所述的高精密短行程气缸，其特征在于：所述弹簧座与所述端盖之间抵设有两个所述复位弹簧，且两个所述复位弹簧相互套接。

4.根据权利要求1或2所述的高精密短行程气缸，其特征在于：所述端盖通过端盖卡簧与所述缸体相连接。

5.根据权利要求1所述的高精密短行程气缸，其特征在于：所述挤压面为由前至后逐渐朝所述活塞的轴线方向倾斜的斜面。

6.根据权利要求5所述的高精密短行程气缸，其特征在于：所述活塞内壁的前端设置有与所述钢珠配合的退让槽，所述挤压面的前端延伸至所述退让槽。

7.根据权利要求5或6所述的高精密短行程气缸，其特征在于：所述活塞内壁的后端设置有保持面，所述挤压面的后端延伸至所述保持面。

8.根据权利要求1所述的高精密短行程气缸，其特征在于：所述第一活塞杆、所述第二活塞杆均呈中空设置，所述第一活塞杆与所述第二活塞杆之间设置有支撑座，所述支撑座的外壁凸设有与所述钢珠配合的支撑架，所述支撑架伸入于所述“V”形间隙内。

9.根据权利要求1或8所述的高精密短行程气缸，其特征在于：所述第一开合滑片的后端面设置有第一锥面，所述第二开合滑片的前端面设置有第二锥面，所述第一锥面与所述第二锥面配合形成所述“V”形间隙，所述钢珠抵设于所述第一锥面与所述第二锥面之间。

10.根据权利要求1所述的高精密短行程气缸，其特征在于：所述限位件为固定于所述第二活塞杆外部的活塞杆卡簧。