CN1289901A - 自动往复气缸 - Google Patents

Abstract

本发明由一个二位五通的气阀和两只双作用的气缸组成的自动往复气缸。压缩气进入座(11)。通过垫片(28)和阀芯(9)的气孔进入B腔,B腔的气通过气管(27)进入D腔使活塞(24)向左运动。AC腔的气体通过垫片(14)排出。当活塞(5)的端面碰到弹簧(17)压缩弹簧使阀气(9)(13)换向。使气体进入AC腔则活塞(5)向右运动。BD腔气体通过垫片排出。本气缸可以BC两腔工作。ABC或BCD三腔工作或ABCD四腔工作。

Description

自动往复气缸

本发明是由活塞控制换向的双缺自动往复气缸。

在目前的现有技术过程中，气缸都是由二位五通换向的。气缸所产生的有效出口压力不大，并且都是单缸运动。由于存在这样的缺点，该产品在实际过程中尚待改进。

本发明的目的是提供一种结构简单，成本低，节能的自动往复气缸。

气缸的内径和工作压力的选择

气缸是以压缩空气为能源，将压缩空气能量转化为机械能量的，在气动系统中用作往复运动的执行元件。气缸的作用是克服负载使元件运动。本自动往复气缸杆作往复运动，气缸杆的运动负载运动，负载可以是液压千斤顶，也可以是其它往复运动的设备。本自动往复气缸根据一般的常用公式和实验可得： $F=p\frac{{\mathrm{nd}}^2}{4}R$

式中：F：气缸有效出力(N)    P：工作压力(kgf/cm²)

      d：活塞直径    (cm)   R：磨擦力  (N)

摩擦力R与工作压力，密封圈形状有关，本气缸的摩擦力根据实践可得18％。以气缸杆带动液压千斤顶为例，设定H=1500(N)，P=0.8Mpa，可得d=40(mm)。

根据气缸内径，考虑到气缸所承受的压力，特选用40Cr作气缸材料，气缸内径即为活塞直径，活塞则采用45作材料，因为45经过热处理后有一定的硬度和耐磨性。

气缸的行程，气缸杆直径的确定：

气缸的行程由工作的移动距离来确定，为了避免气缸造误差对工件移动距离及气缸出力的影响，根据一般的常用公式和实践经验可得

H=(0.85-0.9)S

H：工件的移动距离(mm)    S：气缸行程(mm)

本气缸以带液压千斤顶为例，设定工件的移动距离H=32mm，由式可得S=35(mm)

气缸杆根据实践经验确定为φ8mm，由于气缸杆是往复运动零件，需要有一定的耐磨性和硬度，所以气缸杆材料选用材质较好的40Cr。

密封圈的选择

活塞在往复运动过程中，为了要求运动的平稳性，使气缸杆在较短的时间内达到一定距离，则要求密封性能好，该产品采用了三种不同形状的密封圈，第一种为O型密封圈，O型密封圈安装在阀座的两个环形槽内，避免了B腔，C腔的气体向外排气，端盖(2)上的环形槽内安装了O形密封圈，避免了A腔的气体向外排气；端盖(21)上的环形槽内安装了O形密封圈，避免了D腔的气体向外排气；第二种为O型密封圈，E形密封圈分别安装在阀芯(9)和阀心(13)之间，E形开口方向相反，阀芯(13)安装了四个E形密封圈，且E形密封圈开口方向相反，避免了B腔和C腔的通气；第三种是X形密封圈，X形密封圈安装在活塞(5)和活塞(24)的环形槽内，避免了A腔和B腔相通气，C腔和D腔相通气。

密封圈采用耐油橡胶作材料。

弹簧的选择

本自动往复气缸安装了两个弹簧，分别安装在阀芯(9)和阀芯(13)上。当活塞的端面碰到弹簧时，由于弹簧弹力的作用使其阀芯迅速换向，弹簧采用65Mn作原材料。

自动往复气缸的优点

自动往复气缸和一般气缸相比较，得出如下优点：

自动往复气缸所产生的有效出力比一般气缸所产生的有效出力大；自动往复气缸根据需要可以BC两腔工作，也可以ABC或BCD三腔工作或ABCD四腔工作。自动工作的长度由需要而定。而一般气缸采用的是两腔工作；自动往复气缸采用的是靠弹簧的弹力作用来换向的，而一般气缸是靠二位五通换向阀来实现换向的。

自动往复气缸的外形说明

自动往复气缸的结构简单，制造成本低，经济适用，广泛应用于各种行业。自动往复气缸的外形尺寸暂时设定为长160mm，直径Φ48mm，重量为0.8公斤，由于该产品外形尺寸小，重量轻，易于携带。

自动往复气缸的进气说明

自动往复气缸的进气之前安装了一个调压阀，该调压阀的作用是用来控制进入进气口的压力，从而控制活塞运动的快慢，从而根据实际应用的需要来调节进气的压力。

图(1)是自动往复气缸的装配图。

图(2)是拨杆偏心工作的原理图。

图(3)是进排气工作的原理图。

图(1)是的动往复气缸的装配说明。(1)镙帽  (2)端盖  (3)O型密封圈  (4)镙钉  (5)活塞  (6)X型密封圈  (7)拉杆  (8)气缸筒  (9)阀芯  (10)O型密封  (11)阀座  (12)E型密封圈  (13)阀芯  (14)垫片  (15)内卡缝圈  (16)外卡缝圈  (17)弹簧  (18)气缸杆  (19)气缸杆  (20)气缸筒  (21)端盖  (22)O型密封圈  (23)YX形密封导向圈  (24)活塞  (25)X形封圈  (26)E形密封圈  (27)气管  (28)垫片  (29)拨杆

当气缸处于不工作状态时，拨杆停在中间位置。如图(1)所示，这时中间垫片左边的E形密封圈把阀芯(13)左边的气孔封死，避免气体进入B腔，中间垫片右边的E形密封圈把阀芯(13)右边的气孔封死，避免气体进入C腔。

当拨杆处于左边位置时，拨杆头带动阀芯(13)往右运动，此时，中间垫片的气孔对准

阀芯(13)左边的气孔，中间垫片右边的气孔对准阀芯(13)右边的气孔，此时，气体从进气口进入，再通过中间垫片的进气孔进入阀芯(13)左边的气孔，气体进入B腔，一部分气压力作用于B腔，另一小部分气体从气管进入D腔，气压力作用于D腔，进一步推动活塞(13)往左运动，从而加大了输出的力量。

当活塞(24)运动到与弹簧相接触时，由手弹力的作用拨杆立即换向到右边位置，此时，中间垫片的气孔接通阀芯(13)，阀芯(9)左边的气孔，此时，气体从进气口进入C腔，推动活塞(24)往右运动，D腔的气体则通过气管进入B腔，B腔的气体则通过阀芯(9)左边的气孔和阀芯(13)左边的气孔进入阀座左边的气孔排气，C腔的气体则的气缸杆(18)上的气孔进入A腔，作用于活塞(5)上，进一步推动活塞往右运动，从而实现了双缸运动，这样通过气缸杆(19)的往复运动，从而带动负载运动。

Claims (6)

1、当气缸处于不工作状态时，拨杆停在中间位置。如图(1)所示，这时中间垫片左边的E形密封圈把阀芯(13)左边的气孔封死，避免气体进入B腔，中间垫片右边的E形密封圈把阀芯(13)右边的气孔封死，避免气体进入C腔。

当拨杆处于左边位置时，拨杆头带动阀芯(13)往右运动，此时，中间垫片的气孔对准阀芯(13)左边的气孔，中间垫片右边的气孔对准阀芯(13)右边的气孔，此时，气体从进气口进入，再通过中间垫片的进气孔进入阀芯(13)左边的气孔，气体进入B腔，一部分气压力作用于B腔，另一小部分气体从气管进入D腔，气压力作用于D腔，进一步推动活塞(13)往左运动，从而加大了输出的力量。

当活塞(24)运动到与弹簧相接触时，由于弹力的作用拨杆立即换向到右边位置，此时，中间垫片的气孔接通阀芯(13)，阀芯(9)左边的气孔，此时，气体从进气口进入C腔，推动活塞(24)往右运动，D腔的气体则通过气管进入B腔，B腔的气体则通过阀芯(9)左边的气孔和阀芯(13)左边的气孔进入阀座左边的气孔排气，C腔的气体则的气缸杆(18)上的气孔进入A腔，作用于活塞(5)上，进一步推动活塞往右运动，从而实现了双缸运动，这样通过气缸杆(19)的往复运动，从而带动负载运动。

2、根据权利要求1所述的自动往复气缸，其特征在于：实现了阀芯两端各自通气，而不串气。

3、根据权利要求1所述的自动往复气缸，其特征在于：实现了活塞杆给另一腔通排气的功能。

4、根据权利要求1所述的自动往复气缸，其特征在于：实现了活塞控制阀芯左右换向的功能。

5、根据权利要求1所述的自动往复气缸，其特征在于：实现了更简单的气阀结构，也实现了四个E形圈和三垫片组成的二位五通换气阀来产生了换气工作。

6、根据权利要求1所述的自动往复气缸，可以BC两腔工作，也可以ABC或BCD三腔工作或ABCD四腔工作。