專利名稱：一種氮氣墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種只使用氣體作為阻尼介質(zhì)的彈簧、減振器、減震器或類似結(jié)構(gòu)的運動阻尼器，尤其是ー種氮氣墊。
背景技術(shù)：
在模具エ業(yè)中，一直大量使用著彈簧、橡皮、液壓墊或氣墊等弾性元件。隨著模具向精密、復(fù)雜、高效、長壽命的方向迅速發(fā)展，上述弾性元件的不足方面日益凸現(xiàn)。例如，彈簧、橡皮存在著彈壓カ不恒定的性能，影響了加工件的質(zhì)量；液壓墊所使用的液壓油粘 稠度高，存在著沖擊響應(yīng)速度慢和易發(fā)熱的不足，無法滿足エ藝要求；氣墊由于氣壓的波動和管道節(jié)流損失，其所提供的彈壓カ不準(zhǔn)確，并且其占有空間大，模具安裝調(diào)試不方便。近年來，氮氣彈簧已成為模具中弾性元件的取代品。與其它彈性元件相比，氮氣彈簧具有彈壓カ恒定、結(jié)構(gòu)簡單，能大幅度的提高產(chǎn)品質(zhì)量和成品率，且氮氣是ー種無毒、無腐蝕、不燃燒的氣體，使用安全、可靠?，F(xiàn)有技術(shù)的氮氣彈簧，主要包括柱塞、缸體、缸蓋，進(jìn)氣裝置，為了確保具有足夠的彈壓力，一般在模具中設(shè)置多個氮氣彈簧，但是，因每個氮氣彈簧須承受較高壓力，易損壞，且存在著各個彈簧的壓カ不容易保持一致的不足。為解決上述問題，2010年3月31日授權(quán)公告的CN201434036Y中國實用新型專利說明書中公開的“一種沖壓模用氮氣彈簧”公開ー種具有可靠密封、多個柱塞的氮氣彈簧，但是處于同一缸蓋上的多個柱塞抗偏載能力差，會受模具偏心沖壓カ的影響，將降低加工件質(zhì)量和頂件及卸件的精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供ー種密封可靠、抗偏載能力強、使用安全的氮氣墊。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是ー種氮氣墊，包括一帶有活塞腔的缸體、ー缸蓋、一活塞和ー氣體調(diào)節(jié)閥，所述的缸蓋經(jīng)固定連接件固定在所述的缸體的底部，在缸蓋與缸體之間設(shè)有靜密封件，所述的氣體調(diào)節(jié)閥裝配在所述的缸蓋上，經(jīng)缸蓋上的通孔連通活塞腔，其特征在干所述的活塞腔是由ー第一活塞腔和一第二活塞腔組成的臺階式活塞腔，所述的活塞是由ー第一活塞體和一第二活塞體組成的臺階式活塞，活塞的兩活塞體對應(yīng)動配合在兩活塞腔內(nèi)，且第一活塞體的頂部伸出第一活塞腔，并由兩活塞體之間的臺階面與兩活塞腔之間的臺階面配合軸向限位，所述的第一活塞體與第一活塞腔腔壁之間自上向下依次設(shè)置有一防塵圈、一第一動密封件、一第一導(dǎo)向環(huán)和一第二動密封件，所述的第二活塞體與第二活塞腔腔壁之間設(shè)置有一第二導(dǎo)向環(huán)，在與第二活塞體相接處的第一活塞體的周向面上開ー環(huán)形槽，第二活塞體自底部至內(nèi)部開ー呼吸腔，在該呼吸腔的腔壁上設(shè)有ー個或ー個以上連通所述環(huán)形槽的呼吸通孔。所述的靜密封件是由ー 0形密封圈和ー擋圈組成。所述的第一動密封件是ー Y形密封圏。
所述的第二動密封件是由ー耐磨圈和一 0形密封圈徑向組合而成。所述的第一活塞腔中部的腔壁上開ー環(huán)形潤滑介質(zhì)槽，在所述的缸體上設(shè)有ー連通該環(huán)形潤滑介質(zhì)槽的潤滑介質(zhì)通孔。本發(fā)明的缸蓋固定在缸體的底部，兩者之間設(shè)有靜密封件，活塞動配合在缸體的活塞腔內(nèi)，其中活塞和活塞腔采用的是臺階式結(jié)構(gòu)，由兩者之間的臺階面軸向限位，活塞的頂部伸出活塞腔，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，軸向尺寸??；活塞采用的是整體式活塞，其剛性好，耐沖擊；在活塞與活塞腔腔壁之間自上向下依次設(shè)置有防塵圈、第一動密封件、第一導(dǎo)向環(huán)和第二動密封件及第ニ導(dǎo)向環(huán)，其活塞與活塞腔之間的動密封件采用的雙動密封結(jié)構(gòu)，密封性能好，使用壽命長；其活塞與活塞腔之間的導(dǎo)向件采用的是雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，抗偏載能力強，運動穩(wěn)定性高；在活塞自底部至內(nèi)部開ー呼吸腔，在活塞的周向面上開ー環(huán)形槽，呼吸腔與環(huán)形槽之間設(shè)有呼吸通孔，使活塞在運動過程中，活塞腔臺階面下方的活塞、活塞腔形成的空間內(nèi)的壓カ與活塞、缸蓋間的壓カ相等的，保證了工作可靠；缸蓋上裝配的氣體調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)了彈壓カ的調(diào)節(jié)，能滿足各種エ藝的要求。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)ー步說明。圖I是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)主剖視圖。圖2是圖I中I處的局部放大圖。圖中1.缸體，2.缸蓋，3.活塞，301.第一活塞體，302.第二活塞體，303.活塞臺階面，4.氣體調(diào)節(jié)閥，5.活塞腔，501.第一活塞腔，502.第二活塞腔，503.活塞腔臺階面，
6.靜密封件，601.第一 0形密封圏，602.擋圈，7.第二導(dǎo)向環(huán)，8.環(huán)形槽，9.第二動密封件，901.耐磨圈，902.第二 0形密封圈，10.潤滑介質(zhì)通孔，11.環(huán)形潤滑介質(zhì)槽，12.第一導(dǎo)向環(huán)，13.第一動密封件，14.防塵圈，15.呼吸通孔，16.呼吸腔，17.通孔。
具體實施例方式在圖I中，一種氮氣墊,包括一缸體I、一缸蓋2、一活塞3和一氣體調(diào)節(jié)閥4,缸體I上開有活塞腔5。如圖I所示，缸蓋2經(jīng)固定連接件固定在缸體I的底部，在缸蓋2與缸體I之間設(shè)有靜密封件6。固定連接件采用通用的螺栓與螺母(圖中未畫出)。 在圖2中，靜密封件6是由ー第一 0形密封圈601和ー擋圈602軸向組合而成，第一 0形密封圈601和擋圈602設(shè)置于與缸體I具有靜配合關(guān)系的缸蓋2外周面的凹槽內(nèi)。在圖I中，氣體調(diào)節(jié)閥4裝配在缸蓋2上，經(jīng)缸蓋2上的通孔17連通活塞腔5，氣體調(diào)節(jié)閥4可外接氮氣充氣系統(tǒng)。通過調(diào)節(jié)氣體調(diào)節(jié)閥4，可方便地調(diào)節(jié)活塞腔5內(nèi)的壓カ大小，以滿足各種エ藝的要求。在圖I中，活塞腔5是由ー第一活塞腔501和一第二活塞腔502組成的臺階式活塞腔?；钊?是由ー第一活塞體301和一第二活塞體302組成的臺階式活塞?；钊膬苫钊w301、302對應(yīng)動配合在兩活塞腔501、502內(nèi)，并且第一活塞體301的頂部伸出第一活塞腔501，在軸向上由兩活塞體301、302之間的活塞臺階面303與兩活塞腔501、502之間的活塞腔臺階面503配合實現(xiàn)限位。
在圖I中，在第一活塞體301與第一活塞腔501腔壁之間自上向下依次設(shè)置有一防塵圈14、一第一動密封件13、一第一導(dǎo)向環(huán)12和一第二動密封件9。在第二活塞體302與第二活塞腔502腔壁之間設(shè)置有一第二導(dǎo)向環(huán)7。如圖I、圖2所示，防塵圈14采用常規(guī)的防塵圈，嵌裝在與第一活塞體301具有動配合關(guān)系的第一活塞腔501腔壁的凹槽內(nèi)，防止灰塵進(jìn)入第一活塞體301與第一活塞腔501腔壁之間，而影響兩者之間的密封性。第一動密封件13是ー Y形密封圏。Y形密封圈屬于自緊式密封圈，嵌裝在與第一活塞體301具有動配合關(guān)系的第一活塞腔501腔壁的凹槽內(nèi)。Y型密封圈在壓力的作用下，其開ロ的兩圈邊分別壓緊在第一活塞體301和腔壁的凹槽槽壁上，壓カ越大，密封越紫。第二動密封件9是由ー耐磨圈901和一第二 0形密封圈902組成。耐磨圈901和
第二 0形密封圈902裝干與第一活塞體301具有動配合關(guān)系的第一活塞腔501腔壁的凹槽中，徑向組合。耐磨圈901采用青銅復(fù)合材料制成，第二 0形密封圈902的材質(zhì)為丁腈橡膠，這種組合式的密封件屬接觸型自緊式密封件。在高壓氣體作用下，第二 0型密封圈902發(fā)生形變，并擠壓耐磨圈901，使耐磨圈901與第一活塞體301表面的接觸應(yīng)カ增加，擠壓應(yīng)力増大，起到自緊式密封的作用。第一導(dǎo)向環(huán)12、第二導(dǎo)向環(huán)7主材采用聚四氟こ烯，輔料采用青銅粉、玻纖、石墨、ニ硫化鑰等材料，使之能夠自潤滑。第一導(dǎo)向環(huán)12嵌裝干與第一活塞體301具有動配合關(guān)系的第一活塞腔501腔壁的凹槽中。第二導(dǎo)向環(huán)7嵌裝干與第二活塞腔502腔壁具有動配合關(guān)系的第二活塞體302周向面的凹槽中。本發(fā)明設(shè)計中考慮到導(dǎo)向結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對動密封結(jié)構(gòu)的影響氮氣墊的彈壓カ是通過活塞對高壓氮氣反復(fù)壓縮與膨脹來傳遞的，如果活塞導(dǎo)向精度不高，會引起偏載使運動不平穩(wěn)，造成運動副磨損嚴(yán)重，密封效果差，縮短密封壽命。因此，本發(fā)明采用雙耐磨導(dǎo)向環(huán)來保證運動穩(wěn)定性和抗偏載能力。由于活塞在運動過程中，在活塞腔臺階面503下方，第一活塞體301與第二活塞腔502形成一帶負(fù)壓的空間。為了保證該空間內(nèi)的壓カ與活塞、缸蓋間的壓カ相等，如圖I、圖2所示，在與第二活塞體302相接處的第一活塞體301的周向面上開ー環(huán)形槽8，第二活塞體302自底部至內(nèi)部開ー呼吸腔16，在該呼吸腔16的腔壁上設(shè)有連通環(huán)形槽8的呼吸通孔15。呼吸通孔15可以設(shè)計成ー個或多個，為了提高工作可靠性，本實施例的呼吸通孔15設(shè)置成八個?？紤]到運動副在工作中產(chǎn)生摩擦，如潤滑效果不好或無潤滑，運動副的機(jī)械能將轉(zhuǎn)換為熱能，使氮氣升溫而影響氮氣的壓縮和膨脹系數(shù)。同時，還會加劇運動副的摩擦磨損，造成氣體泄漏，而縮短動密封的壽命。因此，如圖I、圖2所示，在第一活塞腔501中部的腔壁上開ー環(huán)形潤滑介質(zhì)槽11，在缸體I上設(shè)有ー連通該環(huán)形潤滑介質(zhì)槽11的潤滑介質(zhì)通孔10。氮氣墊在工作過程中，潤滑介質(zhì)通孔10是采用密封件進(jìn)行密閉的。加潤滑油時，通過潤滑介質(zhì)通孔10注入潤滑油，以增強部件間的潤滑，減少部件間的摩擦力，增加動密封壽命。本發(fā)明的活塞采用的是整體式活塞，其剛性好，耐沖擊?；钊c缸體間結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，軸向尺寸小?；钊c活塞腔之間的動密封件采用的雙動密封結(jié)構(gòu)，密封性能好，使用壽命長。活塞與活塞腔之間的導(dǎo)向件采用的是雙導(dǎo)向環(huán)結(jié)構(gòu)，抗偏載能力強，運動穩(wěn)定性聞。
權(quán)利要求
1.一種氮氣墊，包括一帶有活塞腔的缸體、一缸蓋、一活塞和一氣體調(diào)節(jié)閥，所述的缸蓋經(jīng)固定連接件固定在所述的缸體的底部，在缸蓋與缸體之間設(shè)有靜密封件，所述的氣體調(diào)節(jié)閥裝配在所述的缸蓋上，經(jīng)缸蓋上的通孔連通活塞腔，其特征在干所述的活塞腔是由一第一活塞腔和一第二活塞腔組成的臺階式活塞腔，所述的活塞是由ー第一活塞體和一第二活塞體組成的臺階式活塞，活塞的兩活塞體對應(yīng)動配合在兩活塞腔內(nèi)，且第一活塞體的頂部伸出第一活塞腔，并由兩活塞體之間的臺階面與兩活塞腔之間的臺階面配合軸向限位，所述的第一活塞體與第一活塞腔腔壁之間自上向下依次設(shè)置有一防塵圈、一第一動密封件、一第一導(dǎo)向環(huán)和一第二動密封件，所述的第二活塞體與第二活塞腔腔壁之間設(shè)置有一第二導(dǎo)向環(huán)，在與第二活塞體相接處的第一活塞體的周向面上開ー環(huán)形槽，第二活塞體自底部至內(nèi)部開ー呼吸腔，在該呼吸腔的腔壁上設(shè)有ー個或ー個以上連通所述環(huán)形槽的呼吸通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種氮氣墊，其特征在于所述的靜密封件是由ーO形密封圈和ー擋圈組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種氮氣墊，其特征在于所述的第一動密封件是ーY形密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種氮氣墊，其特征在于所述的第二動密封件是由ー耐磨圈和一 O形密封圈徑向組合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種氮氣墊，其特征在于所述的第一活塞腔中部的腔壁上開ー環(huán)形潤滑介質(zhì)槽，在所述的缸體上設(shè)有ー連通該環(huán)形潤滑介質(zhì)槽的潤滑介質(zhì)通孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氮氣墊，其包括一帶有活塞腔的缸體、一固定在缸體底部的缸蓋、一活塞和一裝配在缸蓋上的氣體調(diào)節(jié)閥，缸蓋與缸體之間設(shè)有靜密封件，特點是活塞腔是由兩活塞腔組成的臺階式活塞腔，活塞是由兩活塞體組成的臺階式活塞，兩活塞體對應(yīng)動配合在兩活塞腔內(nèi)，且一活塞體的頂部伸出活塞腔，活塞體與活塞腔的臺階面配合軸向限位，活塞體與活塞腔腔壁之間自上向下依次設(shè)置有防塵圈、第一動密封件、第一導(dǎo)向環(huán)和第二動密封件及第二導(dǎo)向環(huán)，在一活塞體的周向面上開一環(huán)形槽，在活塞體底部開一呼吸腔，呼吸腔經(jīng)呼吸通孔連通連通環(huán)形槽。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸小，密封性能好，使用壽命長，抗偏載能力強，運動穩(wěn)定性高。
文檔編號F16F9/02GK102777529SQ20121025283
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者姚鎮(zhèn)波 申請人:榮成金辰機(jī)械制造有限公司