專利名稱：一種采用微孔材料形成穩(wěn)定氣膜的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，比如對徑向載荷敏感，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工制造難度大，價格昂貴。為滿足超精密恒力輸出控制、微壓動作控制等方面的要求，氣體潤滑技術(shù)在實現(xiàn)零摩擦氣缸上得到應(yīng)用。如專利申請?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穩(wěn)定性較差、控制精度較低的不足，本發(fā)明提供一種穩(wěn)定性良好、控制精度較高的采用微孔材料形成穩(wěn)定氣膜的氣浮無摩擦氣缸。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種采用微孔材料形成穩(wěn)定氣膜的氣浮無摩擦氣缸，包括缸筒、活塞、氣浮軸承和活塞桿，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，所述缸筒的內(nèi)壁與氣浮軸承外圈連接，所述活塞桿穿過氣浮軸承的內(nèi)圈和端蓋，缸筒的有桿腔設(shè)有出氣口，所述活塞包括活塞套和微孔材料層，所述活塞套靠近高壓腔一側(cè)有一段凸臺，所述凸臺與缸筒間留有間隙，所述微孔材料層套裝在凸臺另一側(cè)的外表面形成完整的圓柱形活塞，所述活塞套內(nèi)壁上有進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔與高壓腔相通，所述微孔材料層在活塞套上進(jìn)氣孔處有一條沿活塞軸向方向的凹槽，所述微孔材料層的內(nèi)壁上有環(huán)形凹槽且軸向均布。進(jìn)一步，所述活塞套凸臺外圓柱面處設(shè)有一圈凹槽，從凹槽上方沿徑向打盲孔，再沿活塞套壁向有桿腔方向打通孔形成卸壓槽，所述卸壓槽凹槽靠近無桿腔一端設(shè)有傾斜坡度。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氣膜產(chǎn)生影響、控制精度較聞。


圖1是一種采用微孔材料形成穩(wěn)定氣膜的氣浮無摩擦氣缸的示意圖。圖2是活塞的結(jié)構(gòu)圖。圖3是圖2的A-A截面圖。圖4是圖2的B-B截面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照圖1 圖4，一種采用微孔材料形成穩(wěn)定氣膜的氣浮無摩擦氣缸，包括缸筒3、活塞、氣浮軸承4和活塞桿I，所述活塞與活塞桿I 一端固定連接，所述缸筒3—端安裝底座11，所述缸筒3的另一端安裝端蓋2，所述底座11上設(shè)有氣源進(jìn)氣口 12，所述缸筒3的內(nèi)壁與氣浮軸承4外圈連接，所述活塞桿I穿過氣浮軸承4的內(nèi)圈和端蓋2，缸筒3的有桿腔設(shè)有出氣口 16。所述活塞由微孔材料5和活塞套8組成，所述活塞套8靠近高壓腔一側(cè)有一段凸臺，所述凸臺與缸筒間留有極小的間隙，所述微孔材料套5裝在凸臺另一側(cè)的外表面形成完整的圓柱形活塞，所述活塞套8內(nèi)壁上有進(jìn)氣孔13，所述進(jìn)氣孔與高壓腔相通，所述微孔材料5在活塞套上進(jìn)氣孔處有一條沿活塞軸向方向的凹槽，所述微孔材料內(nèi)壁上有環(huán)形凹槽6且軸向均布。所述活塞套凸臺外圓柱面處設(shè)有一圈凹槽10，從凹槽上方沿徑向打盲孔，再沿活塞套壁向有桿腔方向打通孔9形成卸壓槽，所述卸壓槽凹槽靠近無桿腔一端設(shè)有傾斜坡度。
權(quán)利要求
1.一種采用微孔材料形成穩(wěn)定氣膜的氣浮無摩擦氣缸，包括缸筒、活塞、氣浮軸承和活塞桿，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，所述缸筒的內(nèi)壁與氣浮軸承外圈連接，所述活塞桿穿過氣浮軸承的內(nèi)圈和端蓋，缸筒的有桿腔設(shè)有出氣口，其特征在于所述活塞包括活塞套和微孔材料層，所述活塞套靠近高壓腔一側(cè)有一段凸臺，所述凸臺與缸筒間留有間隙，所述微孔材料層套裝在凸臺另一側(cè)的外表面形成完整的圓柱形活塞，所述活塞套內(nèi)壁上有進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔與高壓腔相通，所述微孔材料層在活塞套上進(jìn)氣孔處有一條沿活塞軸向方向的凹槽，所述微孔材料層的內(nèi)壁上有環(huán)形凹槽且軸向均布。
2.如權(quán)利要求1所述的采用微孔材料形成穩(wěn)定氣膜的氣浮無摩擦氣缸，其特征在于 所述活塞套凸臺外圓柱面處設(shè)有一圈凹槽，從凹槽上方沿徑向打盲孔，再沿活塞套壁向有桿腔方向打通孔形成卸壓槽，所述卸壓槽凹槽靠近無桿腔一端設(shè)有傾斜坡度。
全文摘要
一種采用微孔材料形成穩(wěn)定氣膜的氣浮無摩擦氣缸，包括缸筒、活塞、氣浮軸承和活塞桿，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，缸筒的內(nèi)壁與氣浮軸承外圈連接，活塞桿穿過氣浮軸承的內(nèi)圈和端蓋，缸筒的有桿腔設(shè)有出氣口，活塞包括活塞套和微孔材料層，活塞套靠近高壓腔一側(cè)有一段凸臺，凸臺與缸筒間留有間隙，微孔材料層套裝在凸臺另一側(cè)的外表面形成完整的圓柱形活塞，活塞套內(nèi)壁上有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣孔與高壓腔相通，微孔材料層在活塞套上進(jìn)氣孔處有一條沿活塞軸向方向的凹槽，微孔材料層的內(nèi)壁上有環(huán)形凹槽且軸向均布。本發(fā)明穩(wěn)定性良好、控制精度較高。
文檔編號F15B15/20GK103016441SQ20121059328
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者單曉杭, 周海清, 孫建輝 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)