CN215444601U - 一种安全、精度高及寿命长的超薄气缸 - Google Patents

Abstract

本新型公开了一种安全、精度高及寿命长的超薄气缸，包括后端盖，具有后盖本体以及后盖轴肩结构，后盖轴肩结构的外圆周上设置有后盖凹槽；前端盖，具有前盖本体以及后盖轴肩结构，后盖轴肩结构的外圆周上设置有前盖凹槽，前端盖具有轴向前盖通孔，缸体，具有缸体轴向通孔，缸体轴向通孔具有活塞段以及位于活塞段前后两侧的前盖段和后盖段，前端盖和后端盖分别通过缸体被横向挤压产生的横向变量填充进前盖凹槽和后盖凹槽中而固接在前盖段和后盖段；及活塞活塞杆组件，包括活塞以及活塞杆，活塞外圆周面与活塞段孔壁动密封连接，活塞杆与前盖轴向通孔孔壁动密封连接；本实用新型的超薄气缸使用寿命长，具有较好的密封性、较高的强度及行程精度。

Description

一种安全、精度高及寿命长的超薄气缸

技术领域

本实用新型属于气缸技术领域，涉及一种安全、精度高及寿命长的超薄气缸。

背景技术

超薄气缸是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件，工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能，气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力，涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称"气缸"。

目前，国内外的超薄气缸主要采用卡簧封住气缸的前端盖，卡簧占据活塞运动的空间，缩短了活塞的有效行程，而且缸体内存在安装活动间隙，严重影响定位及行程精度；进一步地，气缸在往复动作过程中，活塞会对前后盖形成一定程度的撞击，压力越大撞击力就越大，时间越长，前后端盖尤其是前端盖就会出现松动、变形，导致气缸的重复精度降低，出现动作卡滞、泄漏等，且卡簧在压力下工作时容易弹出，造成气缸不能继续运作甚至出现伤人等意外危险；传统的超薄气缸存在着使用寿命短和行程精度不够等缺陷，制约着其进一步的发展和应用，因此需要寻找一种方式和方法进行改善。

实用新型内容

有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个。本实用新型提供了一种安全、精度高及寿命长的超薄气缸，包括后端盖，所述后端盖具有后盖本体以及形成在所述后盖本体的后部的后盖轴肩结构，所述后盖轴肩结构的外圆周上设置有后盖凹槽；前端盖，所述前端盖具有前盖本体以及形成在所述前盖本体的前部的前盖轴肩结构，所述前盖轴肩结构的外圆周上设置有前盖凹槽，所述前端盖具有轴向前盖通孔，缸体，所述缸体具有缸体轴向通孔，所述缸体轴向通孔具有活塞段以及位于所述活塞段前后两侧且分别与所述前端盖和所述后端盖相匹配的前盖段和后盖段，所述前端盖和后端盖分别通过所述缸体被横向挤压产生的横向变量填充进所述前盖凹槽和所述后盖凹槽中而固定安装在所述缸体的所述前盖段和所述后盖段，即所述前盖轴肩结构以及所述后盖轴肩结构分别位于所述前盖段以及所述后盖段内且所述前盖轴肩结构以及所述后盖轴肩结构分别与所述前盖段和所述后盖段过盈配合，所述前盖段的内壁具有与所述前盖凹槽配合的前凸出结构（前凸出结构即为所述缸体被横向挤压产生的横向变量），所述后盖段的内壁具有与所述后盖凹槽配合的后凸出结构（后凸出结构即为所述缸体被横向挤压产生的横向变量）；以及活塞活塞杆组件，所述活塞活塞杆组件包括活塞以及固定在所述活塞上的活塞杆，所述活塞的外圆周面与所述活塞段孔壁动密封连接，所述活塞杆与所述前盖轴向通孔孔壁动密封连接。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，超薄气缸主要采用卡簧封住气缸的前端盖，活塞的有效行程短，行程精度低，前后端盖尤其是前端盖就会出现松动、变形，气缸使用寿命低；而本实用新型公开的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，对缸体进行横向挤压，使缸体内周面产生塑性变形，缸体前端和后端的横向挤压变量分别与前盖凹槽和后盖凹槽完全契合，使得前端盖和后端盖被分别固接在前盖段和后盖段上，密封性以及气缸整体强度得到了保障，显著提高了气缸的安全性，且端盖不会晃动而影响气缸动作的精度，无需设置卡簧且无需预留安装间隙，使用寿命更长，保证气缸的密封性和强度，具有较高的行程精度。

本实用新型中，通过一步挤压成型可使气缸前后端盖完全密封固定在缸体上，显著提高了气缸的密封性能；气缸的工作性能显著提高和使用寿命延长，在高频率工作状态下，本实用新型的超薄气缸的使用寿命与现有技术中的超薄气缸相比，从6个月延长到18个月以上，有望在机械、自动化及汽车等领域中广泛应用。

另外，根据本实用新型公开的安全、精度高及寿命长的超薄气缸还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述缸体为铝合金材料制成的缸体。

更进一步地，所述缸体为含有铜0.15～0.4 wt%，锰0.15 wt%，镁0.8～1.2 wt%，锌0.25 wt%，铬0.04～0.35 wt%，钛基Mxene 0.01～0.1 wt%，硅0.4～0.8 wt%，铁0.7 wt%且余量为铝的铝合金材料制成的缸体。

缸体为一种铝合金材质的构件，具有重量轻、导热性好的优点，且铝与活塞（活塞为铝合金材质）热膨胀系数完全一样，受热后间隙变化小，可减少冲击噪声和机油消耗，并且本案中采用了新的铝合金材料体系，该材料具有较好的强度和硬度，又具有适中的韧性和塑性。

进一步地，所述后端盖呈圆片形结构。

进一步地，所述前端盖呈圆片形结构。

进一步地，所述前盖凹槽为V型槽。

进一步地，所述后盖凹槽为V型槽。

进一步地，所述活塞杆为45#钢材质制成的杆件。

进一步地，所述活塞的外圆周面上开设有与第一密封圈相匹配的活塞密封圈槽，所述活塞通过所述第一密封圈与所述缸体密封连接。

更进一步地，所述第一密封圈为丁晴胶材质制成的密封圈。

进一步地，所述前盖轴向通孔的内壁上开设有两个分别与两个第二密封圈对应配合的前盖密封圈槽，所述前盖轴向通孔通过所述两个第二密封圈与所述活塞杆密封连接。

更进一步地，所述第二密封圈为O型圈。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型的实施例中安全、精度高及寿命长的超薄气缸的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例中铝合金的抗拉强度与钛基Mxene含量的关系图；以及

图3为本实用新型的一个实施例中的铝合金的断裂韧性与钛基Mxene含量的关系图。

其中，1为缸体；2为前端盖；3为活塞；4为后端盖；5为活塞杆。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“联接”、“连通”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；“配合”可以是面与面的配合，也可以是点与面或线与面的配合，也包括孔轴的配合，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的实用新型构思如下，提供一种安全、精度高及寿命长的超薄气缸，对缸体进行横向挤压，使缸体内周面产生塑性变形，缸体前端和后端的横向挤压变量分别与前盖凹槽和后盖凹槽完全契合，使得前端盖和后端盖被分别固接在前盖段和后盖段上，密封性以及气缸整体强度得到了保障，显著提高了气缸的安全性，且端盖不会晃动而影响气缸动作的精度，无需设置卡簧且无需预留安装间隙，使用寿命更长，保证气缸的密封性和强度，具有较高的行程精度。

下面将参照附图来描述本实用新型，其中图1是本实用新型的实施例中安全、精度高及寿命长的超薄气缸的结构示意图。

如图1所示，根据本实用新型的实施例，一种安全、精度高及寿命长的超薄气缸包括后端盖4，所述后端盖4具有后盖本体以及形成在所述后盖本体的后部的后盖轴肩结构，所述后盖轴肩结构的外圆周上设置有后盖凹槽；前端盖2，所述前端盖2具有前盖本体以及形成在所述前盖本体的前部的前盖轴肩结构，所述前盖轴肩结构的外圆周上设置有前盖凹槽，所述前端盖2具有轴向前盖通孔，缸体1，所述缸体1具有缸体轴向通孔，所述缸体轴向通孔具有活塞段以及位于所述活塞段前后两侧且分别与所述前端盖2和所述后端盖4相匹配的前盖段和后盖段，所述前端盖2和后端盖4分别通过所述缸体1被横向挤压产生的横向变量填充进所述前盖凹槽和所述后盖凹槽中而固定安装在所述缸体1的所述前盖段和所述后盖段，即、所述前盖轴肩结构以及所述后盖轴肩结构分别位于所述前盖段以及所述后盖段内且所述前盖轴肩结构和所述后盖轴肩结构分别与所述前盖段和所述后盖段过盈配合，所述前盖段的内壁具有与所述前盖凹槽配合的前凸出结构（即、所述缸体被横向挤压产生的横向变量），所述后盖段的内壁具有与所述后盖凹槽配合的后凸出结构（即、所述缸体被横向挤压产生的横向变量）；以及活塞活塞杆组件，所述活塞活塞杆组件包括活塞3以及固定在所述活塞3上的活塞杆5，所述活塞3的外圆周面与所述活塞段孔壁动密封连接，所述活塞杆5与所述前盖轴向通孔孔壁动密封连接。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，超薄气缸主要采用卡簧封住气缸的前端盖2，活塞3的有效行程短，行程精度低，前后端盖尤其是前端盖2就会出现松动、变形，气缸使用寿命低；而本实用新型公开的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，对缸体1进行横向挤压，使缸体1内周面产生塑性变形，缸体1前端和后端的横向挤压变量分别与前盖凹槽和后盖凹槽完全契合，使得前端盖2和后端盖4被分别固接在前盖段和后盖段上，密封性以及气缸整体强度得到了保障，显著提高了气缸的安全性，且端盖不会晃动而影响气缸动作的精度，无需设置卡簧且无需预留安装间隙，使用寿命更长，保证气缸的密封性和强度，具有较高的行程精度。

本实用新型中，通过一步挤压成型可使气缸前后端盖完全密封固定在缸体1上，显著提高了气缸的密封性能；气缸的工作性能显著提高和使用寿命延长，在高频率工作状态下，本实用新型的超薄气缸的使用寿命与现有技术中的超薄气缸相比，从6个月延长到18个月以上，有望在机械、自动化及汽车等领域中广泛应用。

另外，根据本实用新型公开的安全、精度高及寿命长的超薄气缸还具有如下附加技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述缸体1为铝合金材料制成的缸体1。

根据本实用新型的一些实施例，所述缸体1为含有铜0.15～0.4 wt%，锰0.15 wt%，镁0.8～1.2 wt%，锌0.25 wt%，铬0.04～0.35 wt%，钛基Mxene 0.01～0.1 wt%，硅0.4～0.8wt%，铁0.7 wt%且余量为铝的铝合金材料制成的缸体1。

缸体1为一种铝合金材质的构件，具有重量轻、导热性好的优点，且铝与活塞3（活塞3为铝合金材质）热膨胀系数完全一样，受热后间隙变化小，可减少冲击噪声和机油消耗，并且本案中采用了新的铝合金材料体系，该材料具有较好的强度和硬度，又具有适中的韧性和塑性。

图2为本实用新型的一个实施例中铝合金的抗拉强度与钛基Mxene含量的关系图。通过图2可以清晰的看到，添加钛基Mxene后的铝合金的强度可以由165提高到298兆帕，表明了添加钛基Mxene可以大幅度的提高铝合金的强度。而且最佳的钛基Mxene的掺杂量为0.1 wt%，0.1 wt%时强度达到最大值，低于或高于此值强度都会降低。

图3为本实用新型的一个实施例中的铝合金的断裂韧性与钛基Mxene含量的关系图。通过图3可以清晰的看到，添加钛基Mxene后的铝合金的韧性可以由33提高到36兆帕*米1/2，表明了添加钛基Mxene可以稍提高铝合金的韧性。这与通常在提高强度的同时会降低韧性截然不同，也说明了本专利提出的添加钛基Mxene，具有不同于一般技术的独特优势，充分展示了其新颖性和独创性。

根据本实用新型的一些实施例，所述后端盖4呈圆片形结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述前端盖2呈圆片形结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述前盖凹槽为V型槽。

根据本实用新型的一些实施例，所述后盖凹槽为V型槽。

根据本实用新型的一些实施例，所述活塞杆5为45#钢材质制成的杆件。

45#钢材质具有良好的综合机械性能，且自身硬度高，耐磨，有效的延长了气缸的使用寿命。

根据本实用新型的一些实施例，所述活塞3的外圆周面上开设有与第一密封圈相匹配的活塞3密封圈槽，所述活塞3通过所述第一密封圈与所述缸体1密封连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一密封圈为丁晴胶材质制成的密封圈。

根据本实用新型的一些实施例，所述前盖轴向通孔的内壁上开设有两个分别与两个第二密封圈对应配合的前盖密封圈槽，所述前盖轴向通孔通过所述两个第二密封圈与所述活塞杆5密封连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二密封圈为O型圈。

任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例中。在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。

尽管参照本实用新型的多个示意性实施例对本实用新型的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本实用新型原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本实用新型的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种安全、精度高及寿命长的超薄气缸，其特征在于,包括:

后端盖，所述后端盖具有后盖本体以及形成在所述后盖本体的后部的后盖轴肩结构，所述后盖轴肩结构的外圆周上设置有后盖凹槽；

前端盖，所述前端盖具有前盖本体以及形成在所述前盖本体的前部的前盖轴肩结构，所述前盖轴肩结构的外圆周上设置有前盖凹槽，所述前端盖具有轴向前盖通孔，

缸体，所述缸体具有缸体轴向通孔，所述缸体轴向通孔具有活塞段以及位于所述活塞段前后两侧且分别与所述前端盖和所述后端盖相匹配的前盖段和后盖段，所述前盖轴肩结构以及所述后盖轴肩结构分别位于所述前盖段以及所述后盖段内且所述前盖轴肩结构以及所述后盖轴肩结构分别与所述前盖段和所述后盖段过盈配合，所述前盖段的内壁具有与所述前盖凹槽配合的前凸出结构，所述后盖段的内壁具有与所述后盖凹槽配合的后凸出结构；以及

活塞活塞杆组件，所述活塞活塞杆组件包括活塞以及固定在所述活塞上的活塞杆，所述活塞的外圆周面与所述活塞段孔壁动密封连接，所述活塞杆与所述前盖轴向通孔孔壁动密封连接。

2.根据权利要求1所述的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，其特征在于，所述缸体为铝合金材料制成的缸体。

3.根据权利要求1所述的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，其特征在于，所述前盖凹槽为V型槽。

4.根据权利要求1所述的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，其特征在于，所述后盖凹槽为V型槽。

5.根据权利要求1所述的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，其特征在于，所述活塞杆为45#钢材质制成的杆件。

6.根据权利要求1所述的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，其特征在于，所述活塞的外圆周面上开设有与第一密封圈相匹配的活塞密封圈槽，所述活塞通过所述第一密封圈与所述缸体密封连接。

7.根据权利要求6所述的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，其特征在于，所述第一密封圈为丁晴胶材质制成的密封圈。

8.根据权利要求1所述的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，其特征在于，所述前盖轴向通孔的内壁上开设有与第二密封圈配合的前盖密封圈槽，所述前盖轴向通孔通过所述第二密封圈与所述活塞杆密封连接。

9.根据权利要求8所述的安全、精度高及寿命长的超薄气缸，其特征在于，所述第二密封圈为O型圈。

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