专利名称：一种缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气浮气缸。
背景技术：
普通的气缸通常采用机械密封，缸筒和活塞之间存在接触摩擦力。传统的低摩擦气缸依靠提高加工精度、采用特殊的低摩擦材料或者脂润滑来减小摩擦力，但存在加工困难、成本高、维护困难且寿命短的缺陷；或者通过改善密封形式，来降低摩擦力，如德国FESTO公司采用特殊的密封技术应用于气缸，采用单向密封圈，具有很小的滑行阻力。日本SMC公司采用滚珠导向套技术以及间隙密封技术，该低摩擦气缸在匀速性、高低压摩擦、告诉以及高频方面都有所突破，然而也同样存在一些缺陷，比如对径向载荷敏感，结构复杂、加工制造难度大，价格昂贵。为满足超精密恒力输出控制、微压动作控制等方面的要求，气体润滑技术在实现零摩擦气缸上得到应用。如专利申请号为201120080863. 6的“一种带有气浮轴承的无摩擦气缸”就公布了一种根据气浮原理设计的无摩擦气缸，缸筒与活塞之间留有极小的间隙，在活塞径向上设置匀布的节流孔，通过中空的活塞杆以及软管为缸内的活塞供气，并通过球铰连接使得无摩擦气缸能承受一定的径向负载而不发生活塞卡死在气缸内。但是通过中空活塞杆和软管的供气方式复杂、装配繁琐、不易维护，后来对无摩擦气缸进行了优化，采用气缸自身容腔中的压缩空气作为润滑剂，将气体引入间隙中，使活塞在气缸中处于完全悬浮状态，活塞和缸筒彼此不接触，从而消除了气缸结构中活塞与缸筒之间的摩擦力。但是，不论采用哪种供气方式，由于活塞与缸筒之间留有间隙，气缸的高压腔和低压腔之间存在很大的气压差，从而在间隙间会形成气压流，直接影响活塞通过节流孔在间隙内形成的气压膜，另一方面，气膜形成的前提是间隙内存在一定的气压差，而靠近高压腔一端的间隙气压升高，导致气膜厚度、压力分布不均匀，对该无摩擦气缸的稳定性、精度、承载能力都造成了影响。
发明内容
为了克服已有气浮气缸的高低压气流对气膜产生影响、控制精度较低的不足，本发明提供一种有效避免高低压气流对气膜产生影响、控制精度较高的缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸，包括外缸筒、内缸筒、活塞、活塞杆、前端盖和后端盖，所述活塞杆与活塞连接，所述活塞套装在内缸筒内且与缸筒间存在间隙，所述内缸筒两端密封套装在外缸筒内且与外缸筒间存在间隙，所述后端盖和前端盖固定安装在外缸筒的两端且，所述后端盖上有进出气口，所述内缸筒缸筒壁上沿径向方向打通孔形成节流孔且沿着圆周方向和轴向均布，所述外缸筒缸筒壁上有气浮进气口，所述活塞从与活塞杆连接的一端打孔形成减压腔，所述活塞杆与活塞固定连接，所述活塞内减压腔通过活塞杆端部的孔与低压腔相通，所述活塞外圆柱面沿径向打孔形成卸压孔，所述卸压孔在活塞外圆柱面沿圆周方向均布，所述卸压孔与减压腔相通。进一步，所述活塞的长度至少大于四排节流孔的间距。更进一步，所述进出气口的进气口与气浮进气口与同一气源连接。所述内缸筒两端通过O型圈套装在外缸筒内且与外缸筒间存在一定的间隙；所述活塞杆与活塞通过螺纹连接。本发明的有益效果主要表现在有效避免高低压气流对气膜产生影响、控制精度较闻。
图1是一种缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸的示意图。图2是内缸筒的三维结构图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图1和图2，一种缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸，由外缸筒3、内缸筒4 、活塞15、活塞杆9、后端盖I和前端盖8、O型圈10组成，所述活塞杆9与活塞连接15，所述活塞15套装在内缸筒4内且与缸筒间存在间隙5，所述内缸筒4两端通过O型圈10套装在外缸筒3内且与外缸筒3间存在一定的间隙6，所述后端盖I和前端盖8安装在外缸筒3的两端且与外缸筒3通过螺栓固定，所述后端盖I上有进气口 18，所述内缸筒4缸筒壁上沿径向方向打通孔形成节流孔7且沿着圆周方向和轴向均布，所述外缸筒3缸筒壁上有气浮进气口 16，所述活塞15从与活塞杆9连接的一端打孔形成减压腔13，所述活塞杆9与活塞15通过螺纹连接，所述活塞15内减压腔13通过活塞杆端部的孔12与低压腔11相通，所述活塞15外圆柱面沿径向打孔形成卸压孔14，所述卸压孔14在活塞15外圆柱面沿圆周方向均布，所述卸压孔14与减压腔13相通。所述活塞的长度至少大于四排节流孔的间距。所述进出气口的进气口与气浮进气口采用同一气源供气，保证压力相同。内缸筒和外缸筒间存在间隙，高压气体进入间隙内通过内缸筒上的节流孔在活塞与缸筒间形成气膜，同时内缸筒和低压腔的部分存在一定的气体泄漏量，但是由于节流塞孔径很小，泄漏量不大。内缸筒和外缸筒内的气体和气缸高压腔内的气体是连通的，压力相同，因此气缸内高压腔的一段没有气体泄漏量。活塞上有卸压孔，卸压孔与低压腔连通，因此间隙内存在一定的压力梯度，由节流孔进入间隙内的高压气体一部分从间隙一端流出到低压区，一部分通过卸压孔流出，气膜的形成不受高压气体的影响。内缸筒和外缸筒两端通过O型圈连接密封而非刚性连接，提高了活塞与缸筒间抗侧向力的能力，避免了活塞偏移时对气膜的影响，能承受一定的径向负载而不发生活塞卡死在气缸内。上述实例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权力要求的保护范围内，对本发明做出任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸，其特征在于所述气悬浮无摩擦气缸包括外缸筒、内缸筒、活塞、活塞杆、前端盖和后端盖，所述活塞杆与活塞连接，所述活塞套装在内缸筒内且与缸筒间存在间隙，所述内缸筒两端密封套装在外缸筒内且与外缸筒间存在间隙，所述后端盖和前端盖固定安装在外缸筒的两端且，所述后端盖上有进出气口，所述内缸筒缸筒壁上沿径向方向打通孔形成节流孔且沿着圆周方向和轴向均布，所述外缸筒缸筒壁上有气浮进气口，所述活塞从与活塞杆连接的一端打孔形成减压腔，所述活塞杆与活塞固定连接，所述活塞内减压腔通过活塞杆端部的孔与低压腔相通，所述活塞外圆柱面沿径向打孔形成卸压孔，所述卸压孔在活塞外圆柱面沿圆周方向均布，所述卸压孔与减压腔相通。
2.如权利要求1所述的缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸，其特征在于所述活塞的长度至少大于四排节流孔的间距。
3.如权利要求1或2所述的缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸，其特征在于所述进出气口的进气口与气浮进气口与同一气源连接。
4.如权利要求1或2所述的缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸，其特征在于所述内缸筒两端通过O型圈套装在外缸筒内且与外缸筒间存在一定的间隙；所述活塞杆与活塞通过螺纹连接。
全文摘要
一种缸筒供气的气悬浮无摩擦气缸，包括外缸筒、内缸筒、活塞、活塞杆、前端盖和后端盖，活塞杆与活塞连接，活塞套装在内缸筒内且与缸筒间存在间隙，内缸筒两端密封套装在外缸筒内且与外缸筒间存在间隙，后端盖和前端盖固定安装在外缸筒的两端且，后端盖上有进出气口，内缸筒缸筒壁上沿径向方向打通孔形成节流孔且沿着圆周方向和轴向均布，外缸筒缸筒壁上有气浮进气口，活塞从与活塞杆连接的一端打孔形成减压腔，活塞杆与活塞固定连接，活塞内减压腔通过活塞杆端部的孔与低压腔相通，活塞外圆柱面沿径向打孔形成卸压孔，卸压孔在活塞外圆柱面沿圆周方向均布，卸压孔与减压腔相通。本发明有效避免高低压气流对气膜产生影响、控制精度较高。
文档编号F15B15/20GK103016444SQ201210595039
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者单晓杭, 孙建辉, 周海清 申请人:浙江工业大学