一種用于安裝y形皮圈的帶有t形環(huán)槽的雙向氣動活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征是活塞的軸向剖面皮圈槽是T形，活塞的T形槽處在活塞中間圓周位置上呈環(huán)T形，T形槽有階梯臺階面，階梯面有折角，頂端有內(nèi)倒角?；钊鸗形槽的中間是活塞的T形皮圈槽下部，臺階上是活塞的T形皮圈槽上部，頂部是活塞厚度。活塞的T形槽與Y形皮圈成對應(yīng)形狀。安裝使用時，Y形皮圈裝入活塞T形槽，柄部對應(yīng)柄部，皮圈向外張開的兩側(cè)外圈對應(yīng)落在T形槽兩側(cè)的臺階上。結(jié)構(gòu)簡單，密封可靠，避免了因要求密封可靠致使活塞發(fā)卡運(yùn)動受阻的故障出現(xiàn)。
【專利說明】—種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以壓縮空氣或液體為工作介質(zhì)使活塞或柱塞雙向運(yùn)動(簡稱雙向作用活塞或柱塞)的雙向密封裝置，尤其是能保障經(jīng)較長期使用有一定磨損后，又遇到寒冷天氣時仍能有效密封的一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向作用活塞或柱塞(下略稱為雙向氣動活塞)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的雙向氣動活塞的密封，都是用截面為圓形的橡膠密封圈(以下簡稱為O形圈)作密封，大都是一個活塞只用一個O形圈，也有少數(shù)用兩個O形圈的，相應(yīng)地把活塞上的密封圈槽加工成U形環(huán)槽。這種密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是制造簡單，成本費(fèi)用低，缺點(diǎn)是當(dāng)O形圈稍有磨損后冷車或冷機(jī)時易漏氣，或者因安裝O形圈不當(dāng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)時易出現(xiàn)漏氣，尤其是當(dāng)環(huán)境溫度低使O形圈收縮變硬時更易漏氣。而要使其不易漏氣，就必須增大O形圈的截面直徑，或者在相同截面直徑下，在加工活塞的U形O形圈槽時使其淺些，在修理中則是在活塞的O形圈槽底加繞墊些生膠帶，使O形圈露出多些，以貼緊缸壁使其密封好些，但這樣又可能增大了活塞的運(yùn)動阻力。由此可見，用O形圈和U形環(huán)槽配合的密封結(jié)構(gòu)作雙向氣動活塞的密封是不可靠、不耐用的，是難以達(dá)到密封、靈活、耐用的要求的。
[0003]對于像法士特(富勒)變速器副箱中的高低檔換檔氣缸中活塞雙向運(yùn)動要求雙向均起密封作用的活塞，其現(xiàn)在是用O形圈作密封，活塞上的O形圈槽當(dāng)然只是U形。這一密封結(jié)構(gòu)的高低檔換擋氣缸因活塞運(yùn)動頻繁，密封結(jié)構(gòu)又不完善，因而活塞出現(xiàn)漏氣的故障率相當(dāng)高。換檔氣缸一旦出現(xiàn)漏氣，一方面不但要增加充氣時間損耗多些燃料，而且經(jīng)常的漏氣還會使干燥器不能正常排水，致貯器筒中有水引發(fā)其它故障，及干燥器易失效；另一方面嚴(yán)重漏氣時，會出現(xiàn)活塞不能推動撥叉撥動副箱同步器滑套接合齒輪，這時會出現(xiàn)掛檔車不走，或者副箱同步器滑套仍停留在高檔側(cè)與驅(qū)動齒輪接合，這時掛檔起步就是高檔，亦或者是因掛低檔漏氣掛低檔車不走，只好掛高檔起步使用，如果是重車，就會導(dǎo)致離合器打滑燒磨壞。
[0004]對于像中型、重型汽車中使用的制動繼動閥、感載閥、掛車閥或雙腔串聯(lián)式制動閥(剎車總泵)下腔的活塞，當(dāng)活塞上的O形圈密封不嚴(yán)時，在制動時會出現(xiàn)繼動閥、感載閥、掛車閥或剎車總泵，活塞下腔輸出的氣壓反竄到上腔返回到剎車總泵上腔，使駕駛員感到制動踏板有反彈腳感，隨之變硬腳、費(fèi)力，有的還會出現(xiàn)剎車總泵漏氣，而且更重要的是會使汽車所有的制動閥類進(jìn)氣閥門開度小，輸出制動氣壓低，汽車制動差。而要使其密封可靠，就要使O形圈露出活塞直徑表面多些，但這又有可能會使活塞卡滯不靈活，出現(xiàn)活塞回位排氣不良致拖剎車。而對于像掛車平時點(diǎn)剎車時易出現(xiàn)拖剎，重踩、急踩制動踏板后松開又不拖剎車了，其原因就是掛車制動閥活塞用O形圈作密封，活塞卡滯點(diǎn)剎時輸出的制動氣壓低，在松開踏板后，低氣壓不能推動活塞回位，排氣不良致掛車拖剎車。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有裝用于雙向氣動活塞的O形圈密封可靠性、靈活性和耐用性差的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種起活塞雙向密封作用的Y形橡膠密封皮圈(簡稱為Y形皮圈)和T形環(huán)槽(皮圈槽)配套的全新的密封結(jié)構(gòu)形式，用Y形皮圈和T形皮圈槽配合的密封結(jié)構(gòu)代替O形圈和U形環(huán)槽配合的密封結(jié)構(gòu)，作雙向氣動活塞的密封。皮圈中間部分不可壓縮，稱為實(shí)體部分；皮圈的向兩側(cè)斜向外張開段即外圈或者叫臂圈可壓縮，稱為非實(shí)體部分。兩側(cè)外圈形狀、大小分別對稱相等。活塞上T形環(huán)槽用于安裝Y形皮圈。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣的:一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于活塞軸向剖面的皮圈槽是T形槽，T形槽有階梯臺階面，活塞的T形槽處在活塞厚度的中間圓周位置上呈環(huán)T形，活塞T形槽的中間是活塞的T形皮圈槽下部，臺階上是活塞的T形皮圈槽上部，頂部是活塞厚度。
[0007]活塞的T形槽是活塞的T形皮圈槽上部的寬度比活塞的T形皮圈槽下部的寬度寬。
[0008]活塞的T形槽軸向各有一個階梯式臺肩，臺肩形狀、大小對稱相等。
[0009]活塞的T形槽上部端口各有一個ηX 15°至ηΧ45°的內(nèi)倒角。
[0010]活塞的T形槽的形狀對應(yīng)皮圈Y形的形狀。
[0011]活塞包括長條形的柱塞。
[0012]柱塞上的T形皮圈槽在柱塞長度上的任意部位上。
[0013]柱塞的工作介質(zhì)是氣體。
[0014]柱塞的工作介質(zhì)是液體。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:其既確保了活塞與氣缸之間的有效可靠密封，又避免了因要求密封可靠致使活塞發(fā)卡運(yùn)動受阻的故障出現(xiàn)，而且即使其經(jīng)過了較長的使用期，其向兩側(cè)斜向外張開的外圈外表面有了一定量的磨損，并且其又遇到寒冷的天氣，在這種情況下工作時，其也能在工作氣壓力的作用下張開貼緊在缸壁上仍能達(dá)到密封的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明結(jié)構(gòu)構(gòu)成是這樣的:
圖1為本發(fā)明一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣活塞Y形皮圈軸向剖面構(gòu)造圖橫剖視圖。
[0017]圖2為本發(fā)明一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞軸向剖面圖橫剖視圖。
[0018]圖1?圖2中，皮圈外圈端口面寬度(I)、皮圈外圈張開外表面斜角(2)、皮圈的外圈(3)、皮圈體(4)、皮圈實(shí)體部分寬厚度(5)、皮圈兩外圈之間寬度(6)、皮圈孔半徑Rl(7)、皮圈張開內(nèi)面與實(shí)體寬相交點(diǎn)半徑R2 (8)，皮圈外圈表斜面夾角底圓半徑R3 (9)、設(shè)計(jì)中的活塞表面半徑R4 (10)、設(shè)計(jì)中的缸孔半徑R5 (11)、皮圈外圈頂點(diǎn)圓半徑R6 (12)、活塞厚度(13)、活塞的T形皮圈槽上部寬度(14)、活塞的T形皮圈槽下部寬度(15)、活塞的皮圈槽底半徑rl (16)、活塞的皮圈槽階梯部位半徑r2 (17)、活塞半徑r3 (18)、活塞外徑單側(cè)寬留量(19)、T形皮圈端口內(nèi)倒角(20)、活塞體(21)。
【具體實(shí)施方式】[0019]本發(fā)明的最佳實(shí)施例是這樣的，參照附圖，皮圈裝到活塞上后，其實(shí)體部分低于活塞直徑表面既可減少運(yùn)動阻力，又可藏油脂以保持潤滑；皮圈的向兩側(cè)斜向外張開口即外圈直徑略大于缸孔直徑，其與活塞一起裝入氣缸中后，首先可靠皮圈外圈的彈性力張開貼緊在缸壁上起皮圈與缸壁之間原始貼緊密封作用，形皮圈兩側(cè)外圈內(nèi)面與T形環(huán)槽兩邊的臺肩之間在裝入缸孔后仍有一定空隙，這一空隙是工作介質(zhì)對皮圈外圈徑向張開的作用力空間，使得經(jīng)過較長期使用的皮圈外圈表層有一定磨損后，又遇到寒冷天氣有一定收縮在開始使用時，其仍能在工作介質(zhì)作用下張開，隨時自動補(bǔ)償貼緊在缸壁上，從而起到皮圈與缸壁之間恒定密封作用；而皮圈的孔徑略小于活塞的T形皮圈槽直徑，皮圈裝入到活塞的皮圈槽中后將箍緊皮圈槽，對內(nèi)圈部位的密封起主要作用；同時Y形皮圈的下部與T形環(huán)槽下部的配合，既起皮圈下部定位穩(wěn)定作用，工作時的工作氣壓力會使Y形皮圈產(chǎn)生軸向側(cè)壓，使Y形皮圈“下部”側(cè)面貼緊于T形皮圈槽下部未受氣壓力的一側(cè)，從而對內(nèi)圈部位的密封起輔助作用；工作時的工作氣壓還會使Y形皮圈頭部產(chǎn)生軸向側(cè)傾趨勢，并出現(xiàn)一定的軸向側(cè)傾，使無壓力一側(cè)皮圈外圈將伏下首先消除該側(cè)外圈內(nèi)面與T形環(huán)槽臺肩之間的空隙，隨之靠在臺肩上，這樣既能對皮圈的上部起著承托穩(wěn)定作用，又減小或消除了無壓力一側(cè)皮圈外圈與缸壁接觸摩擦阻力，還使得受氣壓力的一側(cè)外圈進(jìn)一步張開些，這時將更有效地貼緊缸壁密封將更好。這也就說明了一個道理，Y形皮圈與T形環(huán)槽的活塞一起裝入到缸孔后，皮圈外圈內(nèi)面與T形環(huán)槽的臺肩之間的空隙既不可沒有，也不可過大。作用于活塞的氣壓換向后，其作用機(jī)理，密封形態(tài)和密封效果與換向前一樣，只是方向相反罷了。安裝使用時，Y形皮圈裝入活塞T形槽，柄部對應(yīng)柄部，皮圈向外張開的外圈卡在活塞的T形槽臺階面上。Y形皮圈的材料應(yīng)使用耐油耐磨的丁睛橡膠?；钊牟牧蠎?yīng)根據(jù)其工作頻繁程度，受力的大小不同而選用鋼材、鑄鐵、鋁合金或者是塑料。皮圈張開內(nèi)面與實(shí)體寬相交點(diǎn)半徑R2 (S)0皮圈的外圈(3)也稱臂圈，單側(cè)臂圈軸向長度等于二分之一非實(shí)體部分長度。皮圈兩外圈之間寬度的皮圈非實(shí)體部分等于皮圈兩外圈之間寬厚減去皮圈實(shí)體部分的覽厚度。
[0020]針對現(xiàn)有部件的活塞厚度(11)許可范圍確定相應(yīng)的Y形皮圈兩外圈之間的寬度
(4)，再確定皮圈內(nèi)圈(實(shí)體部分)的厚度(3)，由于Y形皮圈與活塞一起裝入氣缸中后，Y形皮圈已變形成接近于T形，因此，把活塞的皮槽加工成圖2中的上部寬下部窄的與皮圈軸向截面相對應(yīng)的又稍寬一點(diǎn)的T形的環(huán)凹槽。在上述兩圖中，Rl (7) <rl(16)，使皮圈內(nèi)圈能箍緊活塞的皮圈槽，確保內(nèi)圈部位的密封；同時T形皮圈槽的柄部的尺寸(r2(17)-rl(16))應(yīng)小于Y形皮圈的柄部尺寸(R2 (8)-Rl (7))，以免發(fā)生干涉影響皮圈內(nèi)圈箍緊皮圈槽。并在端口處加工一個nX30°的內(nèi)倒角(20)，η等于T形皮圈槽上部階梯深的四分之一，即η=(r3 (18) -r2 (17)) +4，以確?；钊鈴絾蝹?cè)留有一定的寬度(19)，設(shè)置內(nèi)倒角(20)既有利于拆裝Y形皮圈，同時其也是作為壓縮空氣對Y形皮圈外圈的楔入口，對無氣壓力的一側(cè)則是泄瀉氣口。皮圈張開的外圈外表面斜角(2)應(yīng)控制在10°-30°之間，以確保既能密封又要防止皮圈因外圈斜度過大致阻力過大。皮圈的外圈端口面厚度(I)應(yīng)根據(jù)活塞直徑的大小做成一定比例的尺寸，以確保具有足夠密封的彈性張力和耐用期；而且外圈端口面應(yīng)做成與軸線垂直，以確保外表斜面與缸壁的軸向接觸密封線長度，尤其是外圈端口面不能做成與外表斜面垂直，更不能有外倒角。同時，在氣缸孔的外端口處加工一個nX30°的內(nèi)倒角(n > R6 (12) -R5 (11)),以利于把裝有皮圈的活塞裝入到氣缸中。在把皮圈裝入活塞的皮圈槽時，應(yīng)用一條扁頭的鋼枝條挑起皮圈轉(zhuǎn)動一圈以上，使皮圈裝正入槽中；在裝配之前，應(yīng)用2號鋰基潤滑脂潤滑缸孔壁和活塞圓周及皮圈外表面，在皮圈外圈外表斜面夾角底涂滿油脂以確保潤滑。在把活塞裝入氣缸時，注意觀察內(nèi)側(cè)皮圈口，必要時用厚薄規(guī)壓一下皮圈，使其能順利裝入到氣缸中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于活塞軸向剖面的皮圈槽是T形槽，T形槽有階梯臺階面，活塞的T形槽處在活塞厚度(13)的中間圓周位置上呈環(huán)T形，活塞T形槽的中間是活塞的T形槽皮圈槽下部(15)，臺階上是活塞的T形槽皮圈槽上部(14)，頂部是活塞厚度(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于活塞的T形槽是活塞的T形皮圈槽上部(14)的寬度比活塞的T形皮圈槽下部(15)的寬度寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于活塞的T形槽軸向各有一個階梯式臺肩，臺肩形狀、大小分別對稱相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于活塞的T形槽上部端口各有一個ηX 15°至ηΧ45°的內(nèi)倒角(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于活塞的T形槽的形狀對應(yīng)皮圈Y形的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于活塞包括長條形的柱塞。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于柱塞上的T形皮圈槽在柱塞長度上的任意部位上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于柱塞的工作介質(zhì)是氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于安裝Y形皮圈的帶有T形環(huán)槽的雙向氣動活塞，其特征在于柱塞的工作介質(zhì)是液體。
【文檔編號】F16J1/00GK103438209SQ201310228058
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月22日
【發(fā)明者】陳滄帆 申請人:陳滄帆