CN108561345A - 一种定位助力一体式气缸及工作系统 - Google Patents

一种定位助力一体式气缸及工作系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种定位助力一体式气缸及工作系统，该气缸包括气缸活塞杆组件、限位块、气缸外缸筒、气缸后盖组件、浮动活塞组件、气缸前盖组件；工作系统由压缩机、干燥器、三个单向阀、储气筒、两个二位四通阀、一体式气缸、减压阀、排气阀组成；气缸助力运动是通过助力左气腔和助力右气腔的压力差来实现活塞杆的助力运动，气缸的定位是通过定位左气腔和定位右气腔，通过两者间的面积差，令浮动活塞压紧在机械限位块上，定位右气腔的面积小于定位左气腔，进而实现气缸活塞杆定位；本发明可以在一根气缸上实现助力运动和定位两个功能，并且能够让气缸的定位精度更高、气缸体积更小，系统工作过程简单、运行稳定性好，同时压缩机开关不影响气缸的定位功能。

Description

一种定位助力一体式气缸及工作系统
技术领域
本发明涉及气缸领域，尤其涉及一种定位助力一体式气缸及工作系统。
背景技术
气缸系统被广泛应用于机械行业中的动力执行机构，普通气缸通常包括缸筒、活塞、活塞杆，活塞可以在缸筒中往复运动，活塞将缸筒分为左右两个气腔，通过调节左右气腔的压力差来驱动活塞杆在缸筒中的运动。传统的气缸只能完成伸缩两个助力动作，由于活塞带动活塞杆运动，因活塞不能定位，所以活塞杆也不能定位，为了能让气缸停在指定的位置，一般采用电磁控制阀或压力传感器控制气缸运动完成定位，由于气体的可压缩性和工作环境的复杂性，其定位精度比较低、稳定性比较差，气缸外形尺寸较大，控制系统复杂，同时不能保证压缩机停止工作后完成定位功能。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种定位助力一体式气缸及工作系统，该定位助力一体式气缸系统不仅提高气缸活塞杆组件的定位精度，而且不会因电气或者工况环境复杂而导致定位失灵，具有极好的定位稳定性，使一根气缸可以实现定位和助力两个功能，从而让其系统结构紧凑、简单，体积轻巧且成本低。
本发明所采用的技术方案是：进一步的，工作系统包括压缩机、干燥器、三个单向阀、减压阀、储气筒、测压表、排气阀、TD2二位四通阀、TD3二位四通阀、助力定位一体式气缸；助力定位一体式气缸的气腔包括定位左气腔、定位右气腔、助力左气腔、助力右气腔；定位助力一体式气缸构件包括气缸活塞杆组件、限位块和气缸外筒壳、气缸后盖组件、浮动活塞组件、气缸前盖组件。
进一步的，所述气缸活塞杆组件在活塞杆上加工出同气缸后盖组件进气道外径相配合尺寸的内孔，利用动密封件密封实现左右移动，活塞同气缸外筒壳内侧圆柱面配合，实现左右移动，活塞杆外圆同浮动活塞组件和气缸前盖组件动密封能左右运动。
进一步的，所述气缸外筒的内圆柱面加工出限位块加工位置同气缸定位尺寸有关，起到限制浮动活塞组件向右运动，缸筒壳上需要加工三个进出气口，进出气口分别为C5、C6、C7，C5在限位块左侧靠近气缸前盖组件端，气缸前盖组件端外圆柱面同外缸筒壳内侧面焊接，C6、C7在限位块的右侧C6在其这端，C7在靠近气缸后盖组件端，后盖组件同外缸筒壳焊接。
进一步的，所述气缸后盖组件内部有气道，加工出C8进出气口，伸出杆是定位右气腔滑道支撑和气道通路。
进一步的，所述浮动活塞组件，活塞与气缸外筒是滑动密封运动，内圆与气缸活塞杆组件的活塞杆滑动密封运动，外圆与限位块内圆间隙配合。
进一步的，所述减压阀是起到保护系统的作用，当系统压力超过设定压力值，阀打开通过排气阀降压；储气筒的作用是当压缩机关闭，系统定位功能正常工作；TD2二位四通阀和TD3二位四通阀的作用是通过TD2、TD3的通断电，完成系统定位和助力功能切换；单向阀的作用是防止气体回流，按设计路线单向流动。
进一步的，所述向左助力运动是打开压缩机经干燥器经单向阀经储气筒经通电TD2二位四通阀经通电TD2二位四通阀进入助力右气腔，其他气腔是低压气通过排气阀排出，完成助力动作。
进一步的，所述向右助力运动是打开压缩机经干燥器经单向阀经储气筒经通电TD2二位四通阀经断电TD2二位四通阀进入助力左气腔，其他气腔是低压气通过排气阀排出，完成助力动作。
进一步的，所述定位是打开压缩机经干燥器经单向阀经储气筒经断电TD2二位四通阀进入定位左气腔和定位右气腔，在气压压力相同定位左气腔的作用面积大于定位右气腔推动浮动活塞组件向右运动，进而推动气缸活塞杆组件移动，运动至限位块限制其继续向右运动，气缸完成定位功能；关闭压缩机高压气从储气筒输出，其他动作与上述相同，在此过程中其他气腔是低压气通过排气阀排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明了一种定位助力一体式气缸及工作系统，实现了助力功能和定位功能与一体的精妙机械结构，使整个气缸体积、尺寸相对较小，通过自身机械限位完成高精度定位，不受电气或者工况环境的影响，稳定性较高不会产生误动作，与气缸相配合的工作系统操作简单，使用了标准气路部件，同时可以在压缩机关闭情况下正常实现定位功能。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明的助力定位一体式气缸剖视图；
图3为本发明的活塞杆组件剖视图；
图4为本发明的气缸外壳组件剖视图；
图5为本发明的气缸后盖组件剖视图；
图6为本发明的浮动活塞组件剖视图；
图7为本发明的气缸前盖组件剖视图；
图8为本发明的电磁通电表图。
图中：1-压缩机、2-干燥器、3-单向阀、4-减压阀、5-储气筒、6-测压表、7-排气阀、8-TD2二位四通阀、9-TD3二位四通阀、10-助力定位一体式气缸、11-定位左气腔、12-定位右气腔、13-助力左气腔、14-助力右气腔、15-气缸活塞杆组件、16-限位块、17-气缸外筒壳、18-气缸后盖组件、19-浮动活塞组件、20-气缸前盖组件
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细说明。
本实施例的一种定位助力一体式气缸及工作系统，如图1至图8所示，包括定位助力一体式气缸(10)和工作系统，如图1所示的工作系统包括压缩机(1)、干燥器(2)、三个单向阀(3)、减压阀(4)、储气筒(5)、测压表(6)、排气阀(7)、TD2二位四通阀(8)、TD3二位四通阀(9)、助力定位一体式气缸(10)；助力定位一体式气缸(10)的气腔包括定位左气腔(11)、定位右气腔(12)、助力左气腔(13)、助力右气腔(14)；如图2所示的定位助力一体式气缸(10)包括气缸活塞杆组件(15)如图3、限位块(16)和气缸外筒壳(17)如图4、气缸后盖组件(18)如图5、浮动活塞组件(19)如图6、气缸前盖组件(20)如图7。
所述的气缸活塞杆组件(15)如图3所示，活塞杆加工出同气缸后盖组件(18)进气道外径相配合尺寸的内孔，利用动密封件密封实现左右滑动，活塞同气缸外筒壳(17)内侧圆柱面配合，实现左右移动，活塞杆外圆同浮动活塞组件(19)和气缸前盖组件(20)动密封能左右运动。
所述的气缸外筒壳(17)如图4所示，在缸筒壳内圆柱面加工出限位块(16)加工位置的确定同气缸定位尺寸有关，起到限制浮动活塞组件(19)向右运动，缸筒壳上需要加工三个进出气口，进出气口分别为C5、C6、C7，C5在限位块(16)左侧靠近气缸前盖组件端(20)，气缸前盖组件端(20)外圆柱面同外缸筒壳内侧面焊接，C6、C7在限位块(16)的右侧C6在其这端，C7在靠近气缸后盖组件(18)端，后盖组件同外缸筒壳焊接。
所述的气缸后盖组件(18)如图5所示，成T字型横截面，内部有气道，加工出C8进出气口，伸出杆是定位右气腔(12)滑道支撑和气道通路。
所述的浮动活塞组件(19)如图6所示，活塞与气缸外筒壳(17)动密封运动，内圆与气缸活塞杆组件(15)的活塞杆动密封运动，外圆与限位块(16)内圆间隙配合。
所述的减压阀(4)是起到保护系统的作用，当系统压力超过设定压力值，阀打开通过排气阀(7)降压。
所述的储气筒(5)的作用是当压缩机(1)关闭，提供气源保证系统定位功能正常工作。
所述的TD2二位四通阀(8)和TD3二位四通阀(9)的作用是通过TD2、TD3的通断电，完成系统定位和助力功能切换。
所述的三个单向阀(3)的作用是防止气体回流，按设计路线单向流动。
如图8所示，电磁阀的通断电图可以表示各功能口的作用：
向左助力运动：高压气流动P1→C2→P2→C3→C6，低压气流动C7→C4→T2→排气阀(7)和C5/C8→C1→T1→排气阀(7)；向右助力运动：高压气流动P1→C2→P2→C4→C7，低压气流动C6→C3→T2→7和C5/C8→C1→T1→排气阀(7)；定位：高压气流动P1→C1→C5/C8，低压气流动C7→C4→T2→7和C6→C3→P2→C2→T1→排气阀(7)。
所述的向左助力运动是打开压缩机(1)经干燥器(2)经单向阀(3)经储气筒(5)经通电TD2二位四通阀(8)经通电TD2二位四通阀(8)进入助力右气腔(14)完成助力动作。
所述的向右助力运动是打开压缩机(1)经干燥器(2)经单向阀(3)经储气筒(5)经通电TD2二位四通阀(8)经断电TD2二位四通阀(8)进入助力左气腔(13)完成助力动作。
所述的定位是打开压缩机(1)经干燥器(2)经单向阀(3)经储气筒(5)经断电TD2二位四通阀(8)进入定位左气腔(11)和定位右气腔(12)，在气压压力相同定位左气腔(11)的作用面积大于定位右气腔(12)推动浮动活塞组件(19)向右运动，进而推动气缸活塞杆组件(15)移动，运动至限位块(16)限制其继续向右运动，气缸完成定位功能；关闭压缩机(1)高压气从储气筒(5)输出，其他动作与上述相同。

Claims (5)

1.一种定位助力一体式气缸及工作系统，其特征在于：此发明由定位助力一体式气缸(10)和工作系统两部分构成，定位助力一体式气缸(10)包括气缸活塞杆组件(15)、限位块(16)、气缸外筒壳(17)、气缸后盖组件(18)、浮动活塞组件(19)、气缸前盖组件(20)；工作系统包括压缩机(1)、干燥器(2)、三个单向阀(3)、减压阀(4)、储气筒(5)、测压表(6)、排气阀(7)、TD2二位四通阀(8)、TD3二位四通阀(9)、助力定位一体式气缸(10)；气缸助力运动是通过助力左气腔(13)和助力右气腔(14)的压力差来实现活塞杆的助力运动，气缸的定位是通过定位左气腔(11)和定位右气腔(12)，通过两者间的面积差，令浮动活塞压紧在机械限位块(16)上，定位右气腔(12)的面积小于定位左气腔(11)，进而实现气缸活塞杆组件(15)定位；整个工作系统定位功能同空气压缩机(1)开关机无关。
2.根据权利要求1所述的一种定位助力一体式气缸及工作系统，其特征在于：所述定位助力一体式气缸(10)有定位和助力两个功能，且定位功能在工作系统压缩机(1)关闭的情况下正常工作，其中气缸活塞杆组件(15)在其杆件内部加工了定位右气腔(12)和动密封件，限位块(16)同气缸外筒壳(17)内侧面加工在一起，在限定浮动活塞(18)向右运动。
3.根据权利要求1和2所述的一种定位助力一体式气缸及工作系统，其特征在于：所述气缸外筒壳(17)上需要加工三个进出气口，进出气口分别为C5、C6、C7，C5在限位块左侧靠近气缸前盖组件端，气缸前盖组件端外圆柱面同外缸筒壳内侧面焊接，C6、C7在限位块的右侧C6在其这端，C7在靠近气缸后盖组件端，后盖组件同外缸筒壳焊接，气缸后盖组件(18)加工了C8进气口以及伸向气缸活塞杆组件(15)的定位右气腔(12)进气道，和安装螺纹及密封件。
4.根据权利要求1和2、3所述的一种定位助力一体式气缸及工作系统，其特征在于：所述浮动活塞组件(19)活塞同气缸外筒壳(17)内侧壁是动密封，限位块(16)限制其右运动位移，活塞内孔同气缸活塞杆组件(15)杆的外表面采用动密封的结构，可以自由移动。
5.根据权利要求1所述的一种定位助力一体式气缸及工作系统，其特征在于：所述工作系统是同定位助力一体式气缸(10)运动功能相匹配，实现气缸的定位和助力工作，此系统通过储气筒(5)、减压(6)、排气阀(7)、TD2二位四通阀(8)、TD3二位四通阀(9)、单向阀(3)即关闭压缩机(1)不影响定位功能，其中TD2二位四通阀(8)和TD3二位四通阀(9)连接实现C5、C6、C7、C8的进出气。
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