一种高速活塞制动装置的制作方法

本实用新型涉及一种弹射体对设备的机械冲击领域，特别是一种高速活塞制动装置。

背景技术：

一种高速活塞制动装置的主要作用是在高速运动的弹射体接近弹射架终端时，利用蓄能或耗能元件快速吸收并转化冲击载荷的动能，同时延长冲击载荷的作用时间，从而最大限度地减小弹射体对设备的机械冲击。随着现代工业在高速重型机械上的快速发展，缓冲系统也得到了越来越广泛的应用，在不同的工业系统中建立合适的缓冲系统，可以有效的减小设备冲击力、降低振动和噪声、改善系统性能、提高系统的稳定性等。

目前已经广泛应用于工业上的缓冲系统有：弹簧缓冲系统、橡胶缓冲系统、液压缓冲系统等。

弹簧缓冲系统主要由弹簧、壳体和碰头等几部分组成。缓冲过程中主要依靠弹簧的压缩来吸收设备撞击产生的动能，从而达到系统要求的缓冲效果。由于该系统具有结构简单，便于维修，缓冲力度大，适用于各种温度环境等优点，应用非常广泛。但弹簧缓冲系统的反弹较大，只适用于中等运动速度的设备。

橡胶缓冲系统是由整片橡胶或多片橡胶板叠成，在缓冲过程中一部分动能消耗于内摩擦，其余的动能转化为压缩势能。该缓冲系统具有结构简单，维修方便，价格低廉，缓冲效果好等优点；不足之处是缓冲性能具有温度敏感性，极易磨损，只适用于低速运作的设备。

液压缓冲系统依靠液压阻尼对高速运动的设备进行缓冲，通过节流孔吸收设备冲击产生的动能，从而起到一定的保护作用。该缓冲系统具有缓冲力度大且无反弹，稳定性和衰减系数与传统的缓冲系统相比有很大的提高；但结构比较复杂，系统密封性要求较高，并且对工作环境的温度变化较为敏感，适用于高速或质量较大的设备。

从上述介绍可知，常规的缓冲器均无法应用于高速缓冲系统中。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高速活塞制动装置，解决了高速活塞缓冲问题，使得缓冲活塞运动速度能够快速的缓冲至零，配合单项机构可以使得缓冲活塞在到达速度为零时停止运动，达到不反弹目的，可以最大限度地减小弹射体对设备的机械冲击。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种高速活塞制动装置，包括单向机构、气缸、缓冲活塞、运动活塞和泄气阀；其中，气缸为水平放置的圆筒结构；缓冲活塞水平同轴位于气缸内部的一端；运动活塞水平同轴为与气缸的内部，且运动活塞位于缓冲活塞的内侧；所述单向机构为筒状结构；单向机构同轴位于气缸外部轴向的一端，且缓冲活塞的一端伸入单向机构；所述泄气阀设置在气缸的外壁，与气缸的内腔连通，且泄气阀位于气缸一端与缓冲活塞之间。

在上述的一种高速活塞制动装置，所述的气缸的内径为390-410mm，壁厚为48-52mm。

在上述的一种高速活塞制动装置，所述的缓冲活塞分为两部分，一部分为圆柱杆结构，另一部分为锥形结构；圆柱杆结构位于气缸的轴心，且圆柱杆结构的一端与锥形结构锥顶固定连接，圆柱杆结构的另一端穿过气缸的轴向一端并伸入单向机构；所述锥形结构的锥底部分为圆柱体形状，且圆柱体的外壁与气缸的内壁接触；锥形结构的内部为中空结构。

在上述的一种高速活塞制动装置，所述锥形结构的锥底外壁与气缸内壁接触的长度为95-105mm；锥形结构的锥面与气缸的轴线夹角为65-85°。

在上述的一种高速活塞制动装置，所述圆柱杆结构的直径为58-62mm；且圆柱杆结构伸入单向机构的一端沿周向设置有楔形弹簧快，楔形弹簧快可沿周向伸缩。

在上述的一种高速活塞制动装置，所述单向机构内壁的周向等间隔均匀设置有止动齿，所述止动齿为钢材料。

在上述的一种高速活塞制动装置，所述楔形弹簧快完全伸展开后的外圈直径，比周向止动齿内圈的直径大18-20mm。

在上述的一种高速活塞制动装置，所述运动活塞为哑铃形状结构，运动活塞的轴向长度为480-520mm；哑铃结构的两端为圆柱体且圆柱体的外壁与气缸内壁接触；哑铃结构的中部为圆柱体结构，直径为190-210mm；运动活塞远离缓冲活塞一端的圆柱体沿周向设置有两个环形密封槽。

在上述的一种高速活塞制动装置，所述密封槽与气缸内壁之间设置有密封圈。

在上述的一种高速活塞制动装置，所述密封圈为聚四氟乙烯材料。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)本实用新型采用了压缩空气缓冲，提高了运动活塞的制动速度，实现了高速缓冲的功能；

(2)本实用新型采用了单向止动机构，避免了缓冲活塞的反向运动，提高了缓冲系统的安全性；

(3)本实用新型采用了聚四氟乙烯密封圈，提高了耐磨性和耐高温性，提高运动活塞的寿命；

(4)本实用新型运动活塞采用铝合金材质，减小了运动活塞的质量，提高了缓冲效率。

附图说明

图1为本实用新型制动装置示意图；

图2为本实用新型装置制动后示意图；

图3为本实用新型单向机构运动过程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：

如图1所示为制动装置示意图，由图可知，一种高速活塞制动装置，包括单向机构1、气缸2、缓冲活塞3、运动活塞4和泄气阀5；其中，气缸2的内径为390-410mm，壁厚为48-52mm；气缸2为水平放置的圆筒结构；缓冲活塞3水平同轴位于气缸2内部的一端，缓冲活塞3分为两部分，一部分为圆柱杆结构，另一部分为锥形结构；圆柱杆结构位于气缸2的轴心，且圆柱杆结构的一端与锥形结构锥顶固定连接，圆柱杆结构的另一端穿过气缸2的轴向一端并伸入单向机构1；所述锥形结构的锥底部分为圆柱体形状，且圆柱体的外壁与气缸2的内壁接触；锥形结构的锥底外壁与气缸2内壁接触的长度为95-105mm；圆柱杆结构的直径为58-62mm；锥形结构的锥面与气缸2的轴线夹角为65-85°；锥形结构的内部为中空结构；运动活塞4水平同轴为与气缸2的内部，且运动活塞4位于缓冲活塞3的内侧；所述单向机构1为筒状结构；单向机构1同轴位于气缸2外部轴向的一端，且缓冲活塞3的一端伸入单向机构1；且圆柱杆结构伸入单向机构1的一端沿周向设置有楔形弹簧快6，楔形弹簧快6可沿周向伸缩；泄气阀5设置在气缸2的外壁，与气缸2的内腔连通，且泄气阀5位于气缸2一端与缓冲活塞3之间。

单向机构1内壁的周向等间隔均匀设置有止动齿7，所述止动齿7为钢材料；且楔形弹簧快6完全伸展开后的外圈直径，比周向止动齿7内圈的直径大18-20mm。

其中，运动活塞4为哑铃形状结构，运动活塞4的轴向长度为480-520mm；哑铃结构的两端为圆柱体且圆柱体的外壁与气缸2内壁接触；哑铃结构的中部为圆柱体结构，直径为190-210mm；运动活塞4远离缓冲活塞3一端的圆柱体沿周向设置有两个环形密封槽8。

所述密封槽8与气缸2内壁之间设置有密封圈，密封圈为聚四氟乙烯材料。

除密封圈外的其它材料均采用铝合金材料。

如图2所示为装置制动后示意图，如图3所示为运动过程图，由图可知，机构运动工作过程为：

当运动活塞4行进至气缸2的末端，需要对高速运动的活塞进行减速制动，运动活塞4与封闭气腔前端的缓冲活塞3碰撞，当运动活塞4与缓冲活塞3接触的瞬间，可以认为二者以相同的速度一起运动。随着活塞行程的加大，封闭气腔内的压强随之增大，缓冲活塞3和运动活塞4所受到的反力也将增大，直到两活塞速度为零的位置。

这个过程中，缓冲活塞3一端的楔形弹簧快6被单向机构1内壁的止动齿7径向压缩后，实现缓冲活塞3继续伸入单向机构1内部

为了防止缓冲活塞3运动到极限位置后由于封闭气室内的高压气体作用而产生反弹，在缓冲活塞3尾端设置有单向机构1，单向机构1内部的止动齿7组织楔形弹簧快6的返回运动；

当单向机构1到达某一位置后活塞完全停止，然后通过泄气阀5将高压区的气体放出，使系统复位。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。