CN108561480A - 一种上死点缓冲气垫 - Google Patents

Abstract

本发明的一种上死点缓冲气垫，其特征在于：包括活塞气缸系统、多级缓冲系统、压力调节系统和凸轮保护系统，所述活塞气缸系统包括缸体、活塞杆、活塞和通气板，所述多级缓冲系统包括多层孔板和挡板，所述压力调节系统包括调节块、调节弹簧和调节杆，所述凸轮保护系统包括连杆和凸轮机架。具有采用多级缓冲，且缓冲效果好，调节方便，结构稳定，使用寿命长的优点。

Description

一种上死点缓冲气垫

技术领域

本发明专利涉及大型压力机的气垫部分，尤其涉及缓冲气垫。

背景技术

压力机是机械制造领域中用于冲压加工的设备。现在大多数大型压力机的气垫部分无上死点缓冲装置。即使有的也是采用聚氨酯缓冲，其上死点过渡不稳定，而且寿命也较低，需要经常更换。另外，没有一些缓冲装置的大型压力机还有人身安全问题，可能发生意外。所以安全可靠的缓冲气垫是很有必要的一个选择。

因此，如何设计一种上死点缓冲气垫，使其克服上述存在的问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种采用多级缓冲，且缓冲效果好，调节方便，结构稳定，使用寿命长的上死点缓冲气垫。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种上死点缓冲气垫，其特征在于：包括活塞气缸系统、多级缓冲系统、压力调节系统和凸轮保护系统；

所述活塞气缸系统包括缸体、活塞杆、活塞和通气板，所述缸体两端开口，所述活塞固定设置于所述活塞杆上，所述活塞杆穿过所述缸体，所述通气板固定设置于所述缸体中部，所述活塞杆滑动且密封设置于所述通气板上，所述活塞位于所述通气板下方，所述通气板上开设有下通气口和上通气口，所述下通气口一端连通所述缸体下部，所述上通气口一端连通所述缸体上部，所述下通气口另一端通过外置气管连通所述上通气口另一端；

所述多级缓冲系统包括多层孔板和挡板，所述多层孔板固定设置于所述通气板上方，所述多层孔板下端和所述通气板上端紧密贴合，所述多层孔板外壁和所述缸体内壁紧密贴合，所述多层孔板具有多个台阶环，且所述台阶环由下往上依次增大，所述台阶环内壁上均开设有通气孔，且所述通气孔从下往上依次减小，所述通气孔连通所述台阶环内壁和所述台阶环上壁，所述多层孔板下端开设有通气槽，所述通气槽连通所述上通气口，所述活塞杆穿过所述多层孔板，且和所述多层孔板之间具有间隙；所述挡板具有多个，且和所述台阶环一一对应，所述挡板套设于活塞杆上，并填充所述活塞杆和所述多层孔板之间的间隙，所述挡板外壁紧密贴合所述台阶环内壁，相邻所述挡板之间相嵌合且紧密贴合；

所述压力调节系统包括调节块、调节弹簧和调节杆，所述调节块滑动设置于所述活塞杆上，所述调节弹簧设置于所述调节块和最上方的所述挡板之间，所述调节杆延伸出所述缸体并作用于所述调节块，用于调节所述调节块和最上方的所述挡板之间的距离；

所述凸轮保护系统包括连杆和凸轮机架，所述连杆一端铰接于所述活塞杆下端，所述连杆另一端横向设置有移动头，所述凸轮机架上开设有凸轮槽，所述活塞杆上下往复运动时，所述移动头通过所述连杆在所述凸轮槽内作环绕运动。

作为优选，所述调节块两侧开设有斜槽，所述活塞杆上开设有腰形槽，所述调节杆转动设置于所述缸体上且穿过所述腰形槽，所述调节杆两侧设置有螺旋方向相反的螺纹段，两侧的所述螺纹段上分别螺纹连接有斜面板，所述斜面板和所述斜槽贴合且滑动连接，所述调节杆转动时，两侧的所述斜面板发生横向移动，通过所述斜槽推动所述调节块发生纵向移动。上述调节方式简单可靠。

作为改进，所述压力调节系统还包括调节阀，所述调节阀设置于所述外置气管上，用于调节所述下通气口和所述上通气口的通气量。调节阀属于外置调节，其之间调节通气量，调节更加直接，用于配置内置调节部件(包括调节块、调节弹簧和调节杆)使用。

进一步优选，所述多层孔板具有四个台阶环，从下往上依次为一级台阶环、二级台阶环、三级台阶环和四级台阶环；对应的所述挡板为四个，从下往上依次为一级挡板、二级挡板、三级挡板和四级挡板。四级缓冲能满足一般使用需求。

作为改进，所述缸体上端还固定设置有透气盖板，所述活塞杆滑动设置于所述透气盖板上。透气盖板一方面用于保护缸体内零部件，另一方面和通气板组合，作为活塞杆的滑动载体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、多级缓冲系统的设置，使得原本非线性的缓冲更加接近线性缓冲，具有良好的缓冲效果。以四级缓冲系统为例其具体工作原理如下：工作时，缸体下部的气体通过通气板后，首先到达通气槽并作用在一级挡板上，一级挡板被向上推动，直到漏出一级台阶环上的通气孔，气体压力作用在二级挡板上。在此过程中通气孔口径减小，气体单位时间里的流量减小，缓冲阻力增大，由气体状态方程PV＝NRT，可得P与V成反比，现在V的变化速率降低，使得反比的曲线更加趋向于线性，对设备的冲击损害也得到减小，增加了使用寿命。三、四级挡板亦是如此，当四级挡板离开四级台阶孔上的通气孔时，缓冲也刚好结束，气体通过最后一个通气孔进入大气。需要说明的是，当活塞下降时，气体可以从多级缓冲系统、通气板处回流，也可以通过在缸体下部靠近通气板处设置单向阀(由于是常用设置，故本方案中未显示，但这并不妨碍其可能成为本方案隐含且公开的技术手段)，在活塞下降时，从单向阀回流进气体。

2、压力调节系统可以对挡板施加一定的压力，通过给予不同的压力，设置不同的缓冲力度，以适应不同的压力机设备。而且调节块、调节弹簧和调节杆属于内置调节装置，相比现有外置的调节阀结构，其具有更长的使用寿命，以及更稳定的使用效果，

3、凸轮保护系统的移动头和凸轮槽构成凸轮副，根据活塞杆的移动速度、加速度等参数设计本方案的凸轮槽形状，使得移动头能够在凸轮槽里运动，并且在任意位置，当活塞杆往回走的时候，移动头连同连杆也能原路返回或者完成整圈的轨迹回到原处。当冲击力过大，超出预想范围时，连杆会受到凸轮槽上的阻力使得活塞杆不会超出预想，防止危险情况的发生，保证本装置不受损坏，提高其使用寿命。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的立体结构示意图(未显示调节阀)；

图2是根据本发明的一个优选实施例的爆炸视图(未显示调节阀)；

图3是根据本发明的一个优选实施例的截面视图；

图4和图5是根据本发明的一个优选实施例中多级挡板的状态变化示意图；

图6是根据本发明的一个优选实施例中移动头在凸轮槽内的移动路程示意图；

图7是根据本发明的一个优选实施例中多层孔板的立体结构示意图；

图8是根据本发明的一个优选实施例中多层孔板的半剖视图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1～8所示，本发明的一个优选的实施例包括活塞气缸系统1、多级缓冲系统2、压力调节系统3和凸轮保护系统4。具体的：

活塞气缸系统1包括缸体11、活塞杆12、活塞13、通气板14和透气盖板15，缸体1两端开口，活塞13固定设置于活塞杆12上，活塞杆12穿过缸体11，通气板14固定设置于缸体11中部，活塞杆12滑动且密封设置于通气板14上，活塞13位于通气板14下方，通气板14上开设有下通气口141和上通气口142，下通气口141一端连通缸体下部，上通气口142一端连通缸体上部，下通气口141另一端通过外置气管5连通上通气口142另一端。透气盖板15固定设置于缸体11上端，活塞杆12滑动设置于透气盖板15上。

多级缓冲系统2包括多层孔板21和挡板22，多层孔板21固定设置于通气板14上方，多层孔板21下端和通气板14上端紧密贴合，多层孔板21外壁和缸体11内壁紧密贴合，多层孔板21具有多个台阶环211/212/213/214，且台阶环由下往上依次增大，台阶环内壁上均开设有通气孔21a，且通气孔21a从下往上依次减小，通气孔21a连通台阶环内壁和台阶环上壁，多层孔板21下端开设有通气槽21b，通气槽21b连通上通气口142，活塞杆12穿过多层孔板21，且和多层孔板21之间具有间隙；挡板22具有多个，且和台阶环一一对应，挡板22套设于活塞杆12上，并填充活塞杆12和多层孔板21之间的间隙，挡板22外壁紧密贴合台阶环内壁，相邻挡板22之间相嵌合且紧密贴合。本实施例中，多层孔板21具有四个台阶环，从下往上依次为一级台阶环211、二级台阶环212、三级台阶环213和四级台阶环214；对应的挡板22为四个，从下往上依次为一级挡板221、二级挡板222、三级挡板223和四级挡板224。

压力调节系统3包括调节块31、调节弹簧32和调节杆33，调节块31滑动设置于活塞杆12上，调节弹簧32设置于调节块31和最上方的挡板22之间，调节杆33延伸出缸体11并作用于调节块31，用于调节调节块31和最上方的挡板22之间的距离；具体的，调节块31两侧开设有斜槽311，活塞杆12上开设有腰形槽121，调节杆33转动设置于缸体11上且穿过腰形槽121，调节杆33两侧设置有螺旋方向相反的螺纹段331，两侧的螺纹段331上分别螺纹连接有斜面板34，斜面板34和斜槽311贴合且滑动连接，调节杆33转动时，两侧的斜面板34发生横向移动，通过斜槽311推动调节块31发生纵向移动。压力调节系统3还包括调节阀35，调节阀35设置于外置气管5上，用于调节下通气口141和上通气口142的通气量。

凸轮保护系统4包括连杆41和凸轮机架42，连杆41一端铰接于活塞杆12下端，连杆41另一端横向设置有移动头411，凸轮机架42上开设有凸轮槽421，活塞杆12上下往复运动时，移动头411通过连杆41在凸轮槽421内作环绕运动。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种上死点缓冲气垫，其特征在于：包括活塞气缸系统、多级缓冲系统、压力调节系统和凸轮保护系统；

所述活塞气缸系统包括缸体、活塞杆、活塞和通气板，所述缸体两端开口，所述活塞固定设置于所述活塞杆上，所述活塞杆穿过所述缸体，所述通气板固定设置于所述缸体中部，所述活塞杆滑动且密封设置于所述通气板上，所述活塞位于所述通气板下方，所述通气板上开设有下通气口和上通气口，所述下通气口一端连通所述缸体下部，所述上通气口一端连通所述缸体上部，所述下通气口另一端通过外置气管连通所述上通气口另一端；

所述多级缓冲系统包括多层孔板和挡板，所述多层孔板固定设置于所述通气板上方，所述多层孔板下端和所述通气板上端紧密贴合，所述多层孔板外壁和所述缸体内壁紧密贴合，所述多层孔板具有多个台阶环，且所述台阶环由下往上依次增大，所述台阶环内壁上均开设有通气孔，且所述通气孔从下往上依次减小，所述通气孔连通所述台阶环内壁和所述台阶环上壁，所述多层孔板下端开设有通气槽，所述通气槽连通所述上通气口，所述活塞杆穿过所述多层孔板，且和所述多层孔板之间具有间隙；所述挡板具有多个，且和所述台阶环一一对应，所述挡板套设于活塞杆上，并填充所述活塞杆和所述多层孔板之间的间隙，所述挡板外壁紧密贴合所述台阶环内壁，相邻所述挡板之间相嵌合且紧密贴合；

所述压力调节系统包括调节块、调节弹簧和调节杆，所述调节块滑动设置于所述活塞杆上，所述调节弹簧设置于所述调节块和最上方的所述挡板之间，所述调节杆延伸出所述缸体并作用于所述调节块，用于调节所述调节块和最上方的所述挡板之间的距离；

所述凸轮保护系统包括连杆和凸轮机架，所述连杆一端铰接于所述活塞杆下端，所述连杆另一端横向设置有移动头，所述凸轮机架上开设有凸轮槽，所述活塞杆上下往复运动时，所述移动头通过所述连杆在所述凸轮槽内作环绕运动。

2.根据权利要求1所述的一种上死点缓冲气垫，其特征在于：所述调节块两侧开设有斜槽，所述活塞杆上开设有腰形槽，所述调节杆转动设置于所述缸体上且穿过所述腰形槽，所述调节杆两侧设置有螺旋方向相反的螺纹段，两侧的所述螺纹段上分别螺纹连接有斜面板，所述斜面板和所述斜槽贴合且滑动连接，所述调节杆转动时，两侧的所述斜面板发生横向移动，通过所述斜槽推动所述调节块发生纵向移动。

3.根据权利要求2所述的一种上死点缓冲气垫，其特征在于：所述压力调节系统还包括调节阀，所述调节阀设置于所述外置气管上，用于调节所述下通气口和所述上通气口的通气量。

4.根据权利要求3所述的一种上死点缓冲气垫，其特征在于：所述多层孔板具有四个台阶环，从下往上依次为一级台阶环、二级台阶环、三级台阶环和四级台阶环；对应的所述挡板为四个，从下往上依次为一级挡板、二级挡板、三级挡板和四级挡板。

5.根据权利要求4所述的一种上死点缓冲气垫，其特征在于：所述缸体上端还固定设置有透气盖板，所述活塞杆滑动设置于所述透气盖板上。