专利名称：双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种目前广泛用于机械制造，汽摩，运输设备，家具、医疗，健身器材、厨房橱柜等技术领域的压缩气弹簧(以下简称气弹簧)，更具体地说，本实用新型涉及一种在汽车、家具、纺织机械、工程机械等行业应用最广泛自由型气弹簧。
背景技术：
气弹簧是一种将高压气体密封于缸筒内，通过活塞产生弹性功能的产品.该产品工作时不需要外界动力，举力恒定.具有寿命长，易调控，无须保养等优点，可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件。它主要由缸筒、活塞杆、活塞、密封导向件、油气混合物和接头等组成。气弹簧是在密闭的缸筒内充入惰性气体或者油气混合物、使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。缸筒内有部分油液起液力阻尼作用、单向节流阀沟通有杆腔和无杆腔。自由状态活塞杆始终伸出，呈伸展状态。气弹簧有着很显著的优点:速度相对缓慢、动态力变化不大(一般在1: 1.4以内)。自由型气弹簧凭借其轻便、工作平稳、操作方便、价格优惠等特点，在汽车、工程机械、印刷机械、纺织设备、航空、医疗器械、家具、机械制造等领域等行业等到了广发的应用。自由型气弹簧是只有最短、最长两个位置，主要起支撑作用支撑杆器件.气动支撑杆以高压惰性气体为动力，在整个工作行程中支撑力是恒定的，并具有缓冲机构。通常评判一个气弹簧的质量优劣首先要考虑其密封性，如果密封性不好会在使用过程中出现漏油、漏气等现象、影响力值的精确度、尤其是是缸筒外径为22毫米、公称力大于650N的气弹簧、比如需要750N的气弹簧，压力误差不超过2N，由于漏气、气弹簧的力值可能和实际需要的750N相差比较大；气弹簧的使用寿命以其可以完全伸缩的次数计算、气弹簧在行程中的力值变化，理想状态下的气弹黄应该在整个行程中力值保持不变。但由于设计、加工和安装等因素，使得气弹簧在行程中的力值不可避免地出现变化。而其变化的幅度是衡量一支气弹簧质量好和差的重要标准，变化的幅度越小，说明气弹簧质量好，反之则差。由于漏油、漏气、使得气弹簧在行程中的力值不可避免地出现变化。气弹簧的公称力衰减量大、导致力值不断下降、不能达到使用寿命，因此密封性是衡量一支气弹簧质量优劣的重要标准，变化的幅度越小，说明气弹簧密封性好，反之则越差。气弹簧的缸筒两端都要密封、缸筒左端是静密封、一般能保证，缸筒右端是动密封、密封较困难、漏气、漏油时常发生、、泄漏是影响气弹簧的使用寿命的关键、其过程就是气弹簧受力变形密封状态变差最终导致漏气漏油的过程、目前市场上的气弹簧采用的是一个Y型油封的结构、其泄漏占有比例大、为此采用了许多措施、但是效果都不明显。尤其公称力大于500N、工作行程大于140毫米的气弹簧漏气漏油的比例较大，气弹簧在安装、使用时不当气弹簧受力而产生的初始绕度、由于受安装位置、使用条件等因素的影响、气弹簧受力而产生的初始绕度不可消除、气弹簧工作时气弹簧的活塞杆在伸展的过程中受载偏荷、气弹簧受力而产生的初始绕度和载偏荷会使活塞杆产生倾斜或弯曲变形、其表示形式为油封被活塞杆挤压成椭圆形油封的唇口变形、唇口变形不能和活塞杆完全接触、产生间隙降低密封性能、随之而来的就是气体外泄、导致漏气漏油和产生异响在气弹簧安装使用后才能明显地显露出来。由于气弹簧的工作特性所决定、气弹簧长期工作裸露在空间、位于缸筒最前端的导向件的端面和活塞杆表面聚集着空气中的粉尘、砂粒等杂质。活塞杆往复伸缩运动时、粘附在活塞杆表面的粉尘、砂粒等杂质会造成对油封的唇口的磨损、当这种磨损达到一定的程度也会降低油封的密封性能产生气弹簧缸内的油、气外泄、污染环境和与之周围的物体。
发明内容本实用新型的目的是针对上述气弹簧密封部分现有技术存在的不足之处，提供一种密封严密，行程力值衰减小、使用寿命长、并能消除漏油、漏气，消除活塞杆往复运动中产生的油液渗漏污染，增强活塞杆运动的稳定性和有效提高活塞杆抗偏载荷能力的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，包括，缸筒、活塞杆、活塞和密封导向件，活塞杆通过密封室与同轴装配的第一Y型油封7、内支承环8、第二 Y型油封10和导向件11，伸出套装固定在缸筒一段外圆上的护罩外，其特征在于:在缸筒密封室内腔动密封端，设有一个通过两端面分别轴向支撑Y型油封的内支承环，该内支承环的一端平面支撑一个贴近下陷内环的Y型油封，制有环形凸缘的另一端直接嵌入在另一个Y型油封的V形槽内，使该Y型油封紧贴导向件11，护罩15内装的外支撑环13 —端的环形凸形直接插入第三Y型油封14的V形槽内，从而构成三体密封稳中心导向防渗漏机构。在所述支承环的圆周上分布有至少三个径向通孔。本实用新型相比于现有技术有如下有益效果:本实用新型在缸筒动密封端的密封室内采用两个起到双层密封作用的Y型油封和在两个Y型油封之间设有一个刚性支承环的组合结构方式，使用支承环的轴向平面以支撑着一个Y型油封、支承环的另一端环形凸缘直接嵌入另一个Y型油封的V形槽内。为了使工作压力同时加到油封的内外唇边上、使唇边张开、在支承环上开了四个径向通孔。在两个Y型油封之间的支承环的隔离和支承环的刚性，避免了油封受缸内高压气体的压力相互挤压变形、关键是由于支撑环的另一端面环形凸缘直接嵌入了一个Y型油封的V形槽内、使得内外唇边涨开、始终紧贴著气弹簧缸筒的内壁和活塞杆，以此Y型油封不会有因气弹簧安装和受力而产生的初始绕度及偏载荷导致活塞杆产生弯曲被活塞杆挤压成椭圆形使气体外泄的弊端。这种双油封支承环三体机构不仅提高了气弹簧严密的密封性能、消除漏油、漏气等现象，同时也减少了气弹簧行程力值衰减的力值变化，延长了气弹簧的使用寿命。本实用新型在气弹簧最前段装置一个导向防尘防渗漏护罩机构，阶梯圆柱筒形导向防尘防渗漏护罩大端内孔与缸筒外圆过盈套装紧固在缸筒最前段上，通过活塞杆与护罩前端凸台的小孔滑动配合和介于后置台阶孔和前置中心圆孔间的台阶孔三孔同轴与刚性支撑环、骨架油封的较小过盈量配合，既保证了活塞杆与缸筒的同轴度，又增长了活塞杆的导向长度、同时由于护罩的刚性好、活塞杆与护罩前端凸台的小孔滑动配合、有效地提高了活塞杆运动的稳定性并增强了活塞杆的抗偏载荷的能力、更进一步地避免了双油封支承环三体机构的油封不会因气弹簧安装产生的初始饶度和受偏载荷导致活塞杆产生弯曲被气动活塞杆挤压成椭圆形趋势。有效地防止了气弹簧导向件和油封受粉尘、砂粒磨损，克服了气弹簧因气动活塞杆过长，在受力时产生的弯曲造成运动不稳定和液体外泄而产生污染的弊端，其中嵌入骨架油封V形槽内的刚性支撑环，将骨架油封端口的内外唇张开，始终紧贴护罩的内壁和气动活塞杆，使气动活塞杆在往复运动中所产生的油污得到进一步的刮除封闭，不会对环境和物品造成污染。同时也减少了气弹簧行程力值衰减的的力值变化，延长了气弹簧的使用寿命。使气弹簧合格率从原来结构的90%提高到98.8%。本实用新型气弹簧通过国家知名重点检验机构成都市产品质量监督检验院进行寿命试验、按照国家压缩气弹簧技术条件标准对气弹簧20000次循环寿命试验，气弹簧无漏油、漏气，弹簧气行程力值无衰减变化。试验后公称力的总衰减量小于13%的国家标准。
图1是本实用新型双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧的剖面示意图。图2是图1的I向局部剖面放大示意图.[0013]图中:I管端接头，2缸筒，3气室腔，4活塞，50型密封圈，6垫圈，7油封，8内支承环，9径向通孔，10油封，11导向件，12活塞杆，13外支承环，14骨架油封，15护罩，16杆端接头，17油液储存腔室，18密封室，19下陷内环，20高压气体。
具体实施方式
在图1、图2描述的实施例中，采用两个独立密封机构组成的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，包括，缸筒、活塞杆、活塞和密封的导向件。缸筒2具有将高压气体20油气混合物密封于缸筒2内的气室腔3和通过活塞4产生弹性功能的活塞杆12。活塞杆12通过密封室18与同轴装配的第一 Y型油封7、内支承环8、第二 Y型油封10和导向件11，伸出套装固定在缸筒一段外圆上的护罩15外。气弹簧一般两头都有连接件，而连接件的型式、规格很多，一般都是螺丝、丝牙或螺母连接，或者是图中所示的管端接头I和杆端接头16。可以在缸筒2内作往复运动的活塞4的柱体面上制有环形凹槽，凹槽内装有O型密封圈5，端面上装有垫圈6。相连活塞4的活塞杆12通过装在密封室18的第一 Y型油封7、内支承环8、第二 Y型油封10和端口部位的密封导向件11密封在缸筒2的缸体内。气弹簧密封件油封，又叫Y型油封，主要由骨架和密封体组成，骨架材料为钢质垫圈，密封体为橡胶。在第一 Y型油封7、第二 Y型油封10端面上制有环状V型槽。油封外柱面上制有外缘唇口 B、外唇口起到静密封的作用，油封内孔内缘上制有内唇口 A，内唇口起到往复密封的作用。整体起到密封气体和液压油的作用。在所述缸筒2的动密封端制有确定活塞4和活塞杆12沿轴向运动工作行程和将缸筒2分为气室腔3和密封室18的下陷内环19。密封室18位于在活塞4的始端，与第一 Y型油封7、第二 Y型油封10和内支承环8组件的末端之间。在下陷内环19形成的密封室18空间内、内支承环8和第二 Y型油封10之间空隙部位仍然充有油气混合物。在气弹簧前段筒体上装配有护罩15，护罩15的后置台阶孔套装固定在缸筒一段外圆上。活塞杆12通过护罩15内装的外支承环13和第三Y型油封14，穿过护套15前置中心圆孔伸出，与护罩15前置中心圆孔呈动配合状态作往复运动。三体密封稳中心导向防渗漏机构设置在气弹簧缸筒前段与护罩15套筒搭接段。 位于缸筒密封室动密封端内腔的刚性内支承环，它的两端面分别轴向支撑一个Y型油封，两个Y型油封分别位于上述内支承环两端。内支承环的一端轴向平面支撑一个贴近下陷内环的Y型油封，制有环形凸缘的另一端直接嵌入另一个Y型油封的V形槽内，使该Y型油封紧贴导向件11，从而构成的三体密封稳中心导向防渗漏机构。第一 Y型油封7为第一层密封，第二 Y型油封10为第二层密封。内支承环8位于第一 Y型油封7，第二 Y型油封10之间。支承环8的一较大端面支承第一 Y型油封7、使第一 Y型油封7不被高压气体油气混合物挤压变形。三体密封稳中心导向防渗漏机构由第一 Y型油封7、内支承环8和紧贴导向件11的第二 Y型油封10构成。在支承环的圆周上分布有至少三个径向通孔，也可以在支承环8圆周上开四个径向通孔，以使支承环8和第二 Y型油封10之间的空间，始终充满高压油气混合物，使工作压力同时加到第二 Y型油封10的内外唇上，使唇边张开。本实施例内支承环8是一个剖切面为η字截面台阶的刚性圆柱筒体，四个径向通孔均布在圆柱筒体的中间部位，贯穿筒体。支承环8可以是金属制件，也可以是具有一定刚度、强度的非金属制件，比如玻璃纤维增强尼龙支承环。内支撑环8的另一面环形凸缘直接嵌入了第二 Y型油封10的V形槽内、使得其内外唇边涨开始终紧贴著气弹簧缸筒的内壁和活塞杆、这样第一 Y型油封7、第二 Y型油封10就不会有因气弹簧安装和受力而产生的初始绕度以及偏载荷导致活塞杆产生弯曲，被活塞杆挤压成椭圆形使气体外泄造成漏气漏油的弊端、始终保持良好密封状态，起到双重密封的作用。在气弹簧气缸筒2最前段，装置了一个由同轴装配在缸筒2上的护罩15和装配在护罩15的内孔中的外支承环13、第三Y型油封14组成的导向防尘防渗漏护罩机构。第三Y型油封14是由支承环13刚性支撑的橡胶密封体，形状与第一 Y型油封7、第二 Y型油封10相同的第三Y型油封14的一端面上都制有V形环槽，另一端面底部有由橡胶密封的钢制垫圈。第三Y型油封14外柱面上制有起静密封作用的外缘唇口 B，内孔壁上制有起往复密封作用的内唇口 A。外支撑环13的前端面制有直接嵌入第三Y型油封14V形槽的环状凸缘，后端面紧贴在缸筒2前端面。伸出气弹簧的活塞杆12通过外支承环13、第三Y型油封14和护罩15。刚性的支承环13环形凸缘嵌入在第三Y型油封14的端面V形环槽内、护罩15套装紧固在缸筒最前段上。护罩15的后置台阶孔过盈配合紧固在缸筒一段外圆上，活塞杆12滑动地通过护套15内装的外支撑环13和第三Y型油封14、从护罩15前置中心圆孔伸出。以此外支承环13、第三Y型油封14密封在护套15内，组成一个严密的密封机构。活塞杆12与护罩15前置中心圆孔呈动配合状态，护罩15内装的刚性支撑环13 —端的环形凸形直接插入第三Y型油封14的V形槽内起到了刚性支撑作用，使第三Y型油封14内外唇口始终涨开与气动活塞杆12和护罩15内壁紧贴能有效刮除干净活塞杆12上粘附的油液，防止了气弹簧油液渗漏对其周围物体的污染。外支承环13圆柱体是一个剖切面为台阶π字截面，在圆柱的中间部位，制有径向均布并贯穿的四个圆孔、环柱面的均布径向通孔与第三Y型油封14、护罩15构成的了一个可以有效储存油液的独立油液储存腔室17。本实施例外支承环13的圆截面上的径向通孔可以是四个呈90度均匀分布的通孔。护罩15可以是三段直径不同的圆柱筒形体，内径孔可以是三个不同直径的阶梯连通孔。活塞杆12通过护罩15前端凸台圆孔滑动配合，介于后置台阶孔和前置中心圆孔间的台阶孔三孔同轴与刚性支撑环13、第三Y型油封14过盈配合。
权利要求1.一种双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，包括，缸筒、活塞杆、活塞和密封导向件，活塞杆通过密封室与同轴装配的第一 Y型油封(7)、内支承环(8)、第二 Y型油封(10)和导向件(11)，伸出套装固定在缸筒一段外圆上的护罩外，其特征在于:在缸筒密封室内腔动密封端，设有一个通过两端面分别轴向支撑Y型油封的内支承环，该内支承环的一端平面支撑一个贴近下陷内环的Y型油封，制有环形凸缘的另一端直接嵌入在另一个Y型油封的V形槽内，使该Y型油封紧贴导向件(11)，护罩(15)内装的外支撑环(13) —端的环形凸形直接插入第三Y型油封(14)的V形槽内，从而构成三体密封稳中心导向防渗漏机构。
2.如权利要求1所述的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，其特征在于，在所述支承环的圆周上分布有至少三个径向通孔。
3.如权利要求1所述的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，其特征在于，活塞杆(12)通过密封室(18)与同轴装配的第一 Y型油封(7)、内支承环(8)、第二 Y型油封(10)和导向件(11)，伸出套装固定在缸筒一段外圆上的护罩(15)夕卜。
4.如权利要求1所述的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，其特征在于，相连活塞(4)的活塞杆(12)通过装在密封室(18)的第一 Y型油封(7)、内支承环(8)、第二 Y型油封(10)和端口部位的密封导向件(11)密封在缸筒⑵的缸体内。
5.如权利要求1所述的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，其特征在于，在所述缸筒(2)的动密封端制有确定活塞4和活塞杆12沿轴向运动工作行程和将缸筒(2)分为气室腔(3)和密封室(18)的下陷内环(19)。
6.如权利要求1所述的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，其特征在于，密封室(18)位于在活塞(4)的始端，与第一 Y型油封(7)、第二 Y型油封(10)和内支承环(8)组件的末端之间。
7.如权利要求1所述的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，其特征在于，第一Y型油封(7)为第一层密封，第二 Y型油封(10)为第二层密封，内支承环(8)位于第一 Y型油封(7)和第二Y型油封(10)之间。
8.如权利要求1所述的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，其特征在于，内支承环(8)是一个剖切面为π字截面台阶的刚性圆柱筒体，四个径向通孔均布在圆柱筒体的中间部位，贯穿筒体。
9.如权利要求1所述的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，其特征在于，形状与第一 Y型油封(7)、第二 Y型油封(10)相同的第三Y型油封(14)的一端面上都制有V形环槽，另一端面底部有由橡胶密封的钢制垫圈，且它们的外柱面上都制有起静密封作用的外缘唇口 B，内孔壁上制有起往复密封作用的内唇口 Α。
10.如权利要求1所述的双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，其特征在于，在气弹簧气缸筒(2)前段，装置了一个由同轴装配在缸筒(2)上的护罩(15)和装配在护罩(15)的内孔中的外支承环(13)、第三Y型油封(14)组成的导向防尘防渗漏护罩机构。
专利摘要本实用新型公开的一种双油封三体稳中心导向防渗漏气弹簧，包括，缸筒、活塞杆、活塞和密封导向件，活塞杆通过密封室与同轴装配的第一Y型油封(7)、内支承环(8)、第二Y型油封(10)和导向件(11)，伸出套装固定在缸筒一段外圆上的护罩外。在缸筒密封室内腔动密封端，设有一个通过两端面分别轴向支撑Y型油封的内支承环，该内支承环的一端平面支撑一个贴近下陷内环的Y型油封，制有环形凸缘的另一端直接嵌入在另一个Y型油封的V形槽内，使该Y型油封紧贴导向件(11)，从而构成三体密封稳中心导向防渗漏机构。本实用新型按照国家压缩气弹簧技术条件标准，对气弹簧20000次循环寿命试验，气弹簧无漏油、漏气，弹簧气行程力值无衰减变化。试验后公称力的总衰减量小于13％的国家标准。
文档编号F16F9/02GK203067641SQ20132010088
公开日2013年7月17日 申请日期2013年2月21日 优先权日2013年2月21日
发明者杨世铭 申请人:杨世铭