專利名稱：缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣浮氣缸。
背景技術(shù)：
普通的氣缸通常采用機(jī)械密封，缸筒和活塞之間存在接觸摩擦力。傳統(tǒng)的低摩擦氣缸依靠提高加工精度、采用特殊的低摩擦材料或者脂潤滑來減小摩擦力，但存在加工困難、成本高、維護(hù)困難且壽命短的缺陷；或者通過改善密封形式，來降低摩擦力，如德國FESTO公司采用特殊的密封技術(shù)應(yīng)用于氣缸，采用單向密封圈，具有很小的滑行阻力。日本SMC公司采用滾珠導(dǎo)向套技術(shù)以及間隙密封技術(shù)，該低摩擦氣缸在勻速性、高低壓摩擦、告訴以及高頻方面都有所突破，然而也同樣存在一些缺陷，比如對(duì)徑向載荷敏感，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工制造難度大，價(jià)格昂貴。為滿足超精密恒力輸出控制、微壓動(dòng)作控制等方面的要求，氣體潤滑技術(shù)在實(shí)現(xiàn)零摩擦氣缸上得到應(yīng)用。如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01120080863. 6的“一種帶有氣浮軸承的無摩擦氣缸”就公布了一種根據(jù)氣浮原理設(shè)計(jì)的無摩擦氣缸，缸筒與活塞之間留有極小的間隙，在活塞徑向上設(shè)置勻布的節(jié)流孔，通過中空的活塞桿以及軟管為缸內(nèi)的活塞供氣，并通過球鉸連接使得無摩擦氣缸能承受一定的徑向負(fù)載而不發(fā)生活塞卡死在氣缸內(nèi)。但是通過中空活塞桿和軟管的供氣方式復(fù)雜、裝配繁瑣、不易維護(hù)，后來對(duì)無摩擦氣缸進(jìn)行了優(yōu)化，采用氣缸自身容腔中的壓縮空氣作為潤滑劑，將氣體引入間隙中，使活塞在氣缸中處于完全懸浮狀態(tài)，活塞和缸筒彼此不接觸，從而消除了氣缸結(jié)構(gòu)中活塞與缸筒之間的摩擦力。但是，不論采用哪種供氣方式，由于活塞與缸筒之間留有間隙，氣缸的高壓腔和低壓腔之間存在很大的氣壓差，從而在間隙間會(huì)形成氣壓流，直接影響活塞通過節(jié)流孔在間隙內(nèi)形成的氣壓膜，另一方面，氣膜形成的前提是間隙內(nèi)存在一定的氣壓差，而靠近高壓腔一端的間隙氣壓升高，導(dǎo)致氣膜厚度、壓力分布不均勻，對(duì)該無摩擦氣缸的穩(wěn)定性、精度、承載能力都造成了影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有氣浮氣缸的高低壓氣流對(duì)氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較低的不足，本發(fā)明提供一種有效避免高低壓氣流對(duì)氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較高的缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，所述氣浮無摩擦氣缸包括缸筒、活塞、活塞桿、底座和端蓋，所述活塞套裝在缸筒內(nèi)且與缸筒間存在間隙，所述活塞與活塞桿一端固定連接，所述缸筒一端安裝底座，所述缸筒的另一端安裝端蓋，所述底座上設(shè)有氣源進(jìn)氣口，所述活塞桿穿過端蓋，所述缸筒包括外缸筒和微孔材料層，所述外缸筒內(nèi)壁上附加一層微孔材料層，所述外缸筒外壁上有進(jìn)氣孔，所述微孔材料層在外壁進(jìn)氣孔處有一條軸向分布的第一凹槽，所述微孔材料層與外缸筒內(nèi)壁接觸的表面有沿圓周方向有第二凹槽，所述第二凹槽在微孔材料表面軸向均布；所述活塞靠近進(jìn)氣口 一側(cè)有一圈第三凹槽，從第三凹槽內(nèi)沿徑向打孔與活塞靠近有桿腔一側(cè)的空腔連通，所述活塞桿與活塞有空腔的一端連接，所述空腔通過通孔與缸筒內(nèi)有桿腔相通。進(jìn)一步，所述氣源進(jìn)氣口與缸筒外壁上的進(jìn)氣孔接同一氣源。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在有效避免高低壓氣流對(duì)氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較聞。


圖1是缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1, 一種缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，由缸筒、活塞6、活塞桿7、底座1、端蓋8組成，所述活塞6套裝在缸筒內(nèi)與缸筒間存在極小的間隙14，所述活塞與活塞桿7 —端固定連接，所述缸筒一端安裝底座1，所述缸筒的另一端安裝端蓋8，所述底座上設(shè)有氣源進(jìn)氣口 15，所述活塞桿7穿過端蓋8 ;所述缸筒由外缸筒2和微孔材料層3兩部分組成，所述外缸筒2內(nèi)壁上附加一層微孔材料層3，所述外缸筒2外壁上有進(jìn)氣孔13，所述微孔材料層3在進(jìn)氣孔處有一條軸向分布的第一凹槽11，所述微孔材料層3與外缸筒2內(nèi)壁接觸的表面有沿圓周方向有第二凹槽4，所述第二凹槽4在微孔材料層表面軸向均布。所述活塞靠近進(jìn)氣口一側(cè)有一圈第三凹槽，從第三凹槽內(nèi)沿徑向打孔5與活塞靠近有桿腔一側(cè)的空腔連通，所述活塞桿7通過螺紋與活塞6有空腔的一端連接，所述空腔通過通孔12與缸筒內(nèi)有桿腔相通。所述氣源進(jìn)氣口 15與缸筒外壁上的進(jìn)氣孔13接同一氣源，保證壓力相同。本實(shí)施例中，缸筒是根據(jù)氣浮軸承氣浮套的原理設(shè)計(jì)成的，高壓氣體從氣缸進(jìn)氣口進(jìn)入，推動(dòng)活塞移動(dòng)，同時(shí)，氣體從缸筒上的進(jìn)氣口缸筒內(nèi)，通過缸筒內(nèi)壁上的微孔材料層，在活塞與缸筒的間隙內(nèi)形成氣膜?；钊膬啥烁鶕?jù)氣體壓力的不同形成高壓腔和低壓腔，氣體從微孔材料流出的前提是存在氣壓差，由于高壓腔的氣體和缸筒內(nèi)的氣體接同一氣源，所以高壓腔部分沒有氣體泄漏量，而低壓腔內(nèi)會(huì)有部分氣流從微孔材料層內(nèi)泄漏，但是由于泄氣量極小，屬于可行的設(shè)計(jì)?；钊欢耸芨邏呵粴怏w影響，致使間隙內(nèi)壓力升高，對(duì)于形成穩(wěn)定的氣膜不利，因此，在活塞上開有卸壓槽，卸壓槽與低壓腔相通，從高壓腔進(jìn)入間隙的氣體經(jīng)過阻尼密封后從卸壓槽留出，同時(shí)，創(chuàng)造出了間隙內(nèi)的低壓區(qū)，促進(jìn)了穩(wěn)定氣膜的形成。上述實(shí)例用來解釋本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，所述氣浮無摩擦氣缸包括缸筒、活塞、活塞桿、底座和端蓋，所述活塞套裝在缸筒內(nèi)且與缸筒間存在間隙，所述活塞與活塞桿一端固定連接，所述缸筒一端安裝底座，所述缸筒的另一端安裝端蓋，所述底座上設(shè)有氣源進(jìn)氣口，所述活塞桿穿過端蓋，其特征在于所述缸筒包括外缸筒和微孔材料層，所述外缸筒內(nèi)壁上附加一層微孔材料層，所述外缸筒外壁上有進(jìn)氣孔，所述微孔材料層在外壁進(jìn)氣孔處有一條軸向分布的第一凹槽，所述微孔材料層與外缸筒內(nèi)壁接觸的表面有沿圓周方向有第二凹槽，所述第二凹槽在微孔材料層表面軸向均布；所述活塞靠近進(jìn)氣口一側(cè)有一圈第三凹槽，從第三凹槽內(nèi)沿徑向打孔與活塞靠近有桿腔一側(cè)的空腔連通，所述活塞桿與活塞有空腔的一端連接，所述空腔通過通孔與缸筒內(nèi)有桿腔相通。
2.如權(quán)利要求1所述的缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，其特征在于所述氣源進(jìn)氣口與缸筒外壁上的進(jìn)氣孔接同一氣源。
全文摘要
一種缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，活塞套裝在缸筒內(nèi)且與缸筒間存在間隙，活塞與活塞桿一端固定連接，缸筒一端安裝底座，缸筒的另一端安裝端蓋，底座上設(shè)有氣源進(jìn)氣口，活塞桿穿過端蓋，缸筒包括外缸筒和微孔材料層，外缸筒內(nèi)壁上附加一層微孔材料層，外缸筒外壁上有進(jìn)氣孔，微孔材料層在外壁進(jìn)氣孔處有一條軸向分布的第一凹槽，微孔材料層與外缸筒內(nèi)壁接觸的表面有沿圓周方向有第二凹槽，第二凹槽在微孔材料表面軸向均布；活塞靠近進(jìn)氣口一側(cè)有一圈第三凹槽，從第三凹槽內(nèi)沿徑向打孔與活塞靠近有桿腔一側(cè)的空腔連通，活塞桿與活塞有空腔的一端連接，空腔通過通孔與缸筒內(nèi)有桿腔相通。本發(fā)明有效避免高低壓氣流對(duì)氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較高。
文檔編號(hào)F15B15/14GK103047220SQ20121059471
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者孫建輝, 周海清, 單曉杭 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)