一种氮气拉簧的制作方法

本实用新型涉及密封气动金属五金技术领域，更具体地说，它涉及一种氮气拉簧。

背景技术：

拉簧是一种弹件元件。一般的拉簧由弹簧钢丝绕制后经过热处理而成，是一种机械式弹簧结构。由于该类拉簧的弹簧的钢丝直径不能做得很大，因此拉簧的拉力和伸缩行程均较小。当弹簧受力较大时，在反复拉伸过程中容易变形，长期使用后无法恢复至原状，使用寿命短。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种氮气拉簧，其具有在有限的体积和长度内获得很大的弹拉力，同时弹拉力的力值大小在工作过程中变化平稳的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种氮气拉簧，包括缸体、与所述缸体滑移连接的活塞杆、套设在所述缸体与所述活塞杆之间的中间套，其中:

所述缸体一端开设有同轴的圆槽，另一端开设有贯穿所述缸体的第二排气孔，所述圆槽与所述第二排气孔连通，所述缸体下端外壁开设有用于固定所述缸体的环形安装槽；

所述中间套外壁与所述缸体内壁之间通过钢丝卡簧连接固定，所述中间套顶部与所述缸体顶部齐平，所述中间套外壁嵌设有O形圈和O形圈用挡圈，所述O形圈位于所述O形圈用挡圈下方，所述钢丝卡簧位于所述O形圈用挡圈的上方，所述中间套内壁嵌设有第二Y型密封圈和第二耐磨导向环，所述第二耐磨导向环位于所述第二Y型密封圈上方；

所述活塞杆包括一端伸出所述缸体且与所述中间套内壁直径配合的连接杆、伸入所述缸体内呈凸台状且与所述圆槽直径配合设置的活塞柱，所述活塞柱将所述圆槽内空间分隔成位于所述活塞柱下端部与所述圆槽底部之间的常压区以及所述活塞柱上端部与所述中间套下端部的高压区，所述活塞柱外壁沿其周向分别嵌设有第一Y型密封圈和第一耐磨导向环，所述第一耐磨导向环位于所述第一Y型密封圈下方，所述连接杆伸出所述缸体一端开设有同轴的安装孔，所述安装孔内安装有单向阀，所述单向阀上安装有内六角堵头，所述安装孔向下延伸有第一通气孔，所述第一通气孔的直径小于安装孔的直径，所述连接杆靠近所述活塞柱一端侧壁沿其径向方向还开设有与所述第一通气孔连通的第二通气孔，所述第二通气孔与所述高压区连通，所述连接杆伸出所述缸体一端还开设有同轴且用于安装所述连接杆的第二螺纹孔。

通过采用上述技术方案，活塞柱外壁沿其周向分别嵌设有第一Y型密封圈和第一耐磨导向环，其中第一Y型密封圈保证活塞柱在滑移过程中，活塞柱外壁与缸体内壁之间的动态密封，第一耐磨导向环可以对活塞柱起到扶持和导向作用，中间套外壁嵌设有O形圈和O形圈用挡圈，O形圈起到中间套外壁与缸体内壁之间的静态密封效果，O形圈用挡圈可以提高O形圈的使用寿命，中间套内壁嵌设有第二Y型密封圈和第二耐磨导向环，其中第二Y型密封圈保证连接杆在滑移过程中，连接杆外壁与中间套内壁之间的动态密封，保证氮气拉簧在使用过程中高压区一直处于密封状态，缸体下端外壁开设有安装槽，安装槽用于安装固定缸体，连接杆开设有第二螺纹孔，第二螺纹孔用于将活塞杆与拉钩或者拉环进行连接固定，单向阀上安装有内六角堵头，第二螺纹孔在螺纹连接安装过程中，内六角堵头可以保护单向阀不被触碰或者损坏，通过单向阀向高压区内充入需要压力的氮气，氮气拉簧在非工作状态时，由于高压区的压力作用，活塞柱底部与圆槽底部贴合，当拉簧处于工作状态时，受外力作用，活塞杆相对于缸体滑移，高压区被压缩，达到拉弹力的效果，当外力作用取消后，高压区内被压缩的氮气带动活塞柱回位到与圆槽底部贴合的状态。

进一步地，所述缸体开设所述第二排气孔一端还开设有均与所述缸体同轴的第一排气孔和用于固定所述缸体的第一螺纹孔，且所述第一螺纹孔的深度小于所述第一排气孔的深度。

通过采用上述技术方案，在氮气拉簧的实际使用过程中，缸体也可以根据实际需要选择通过第一螺纹孔螺纹还是安装槽来连接固定，同时第一螺纹孔上同轴延伸有第一排气孔，缸体在通过安装槽固定时，第一排气孔也能起到将圆槽内的常压区的空气与外部大气压保持一致。

进一步地，所述中间套内壁嵌设有第二防尘圈，所述第二防尘圈位于所述第二耐磨导向环的上方。

通过采用上述技术方案，在中间套与连接杆之间设置第二防尘圈，可以防止灰尘进入第二耐磨导向环和第二Y型密封圈中，提高第二耐磨导向环和第二Y型密封圈的使用寿命以及保护高压区的密封性不受影响。

进一步地，所述中间套外壁与所述缸体内壁之间还套设有第一防尘圈，所述第一防尘圈位于所述钢丝卡簧上方。

通过采用上述技术方案，在中间套与缸体之间设置第一防尘圈，可以防止灰尘进入O形圈和O形圈用挡圈中，提高O形圈和O形圈用挡圈的使用寿命以及保护高压区的密封性不受影响。

进一步地，所述第二通气孔位于所述活塞柱顶部上方10-20mm处。

通过采用上述技术方案，将第二通气孔设置在活塞柱顶部上方10-20mm处，接近活塞柱的设置，可以保护连接杆在受高压作用的情况下，提高整个活塞杆的使用寿命。

进一步地，所述所述活塞柱外壁开设有第一环形槽，所述第一耐磨导向环与所述第一Y型密封圈均嵌设在所述第一环形槽中。

通过采用上述技术方案，将第一耐磨导向环与第一Y型密封圈嵌设在同一个第一环形槽中，第一耐磨导向环在起到导向作用的同时，可以起到对第一Y型密封圈的支撑作用。

进一步地，所述中间套内壁开设有第四环形槽，所述第二耐磨导向环与所述第二Y型密封圈均嵌设在所述第四环形槽中。

通过采用上述技术方案，将第二耐磨导向环与第二Y型密封圈嵌设在同一个第四环形槽中，第二耐磨导向环在起到导向作用的同时，可以起到对第二Y型密封圈的支撑作用。

进一步地，所述活塞杆包括以下重量百分比的原料：镁28—30％，铝20—25％，硅5—8％，磷0.05-0.08％，钼1—1.2％，铜0.5—1.5％，锰0.5—0.8％，碳0.1—0.2％，锌0.3—0.6％，铌0.05-0.08％，稀土0.3—0.5％，余量为铁，以上各组分之和为100％，其中稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：15％，镝：5％，饵：8％，铽：12％，镥：5％，镱：10％，镨：10％，余量为镧系元素，以上各组分之和为100％。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

活塞柱外壁沿其周向分别嵌设有第一Y型密封圈和第一耐磨导向环，其中第一Y型密封圈保证活塞柱在滑移过程中，活塞柱外壁与缸体内壁之间的动态密封，第一耐磨导向环可以对活塞柱起到扶持和导向作用，中间套外壁嵌设有O形圈和O形圈用挡圈，O形圈起到中间套外壁与缸体内壁之间的静态密封效果，O形圈用挡圈可以提高O形圈的使用寿命，中间套内壁嵌设有第二Y型密封圈和第二耐磨导向环，其中第二Y型密封圈保证连接杆在滑移过程中，连接杆外壁与中间套内壁之间的动态密封，保证氮气拉簧在使用过程中高压区一直处于密封状态，缸体下端外壁开设有安装槽，安装槽用于安装固定缸体，连接杆开设有第二螺纹孔，第二螺纹孔用于将活塞杆与拉钩或者拉环进行连接固定，单向阀上安装有内六角堵头，第二螺纹孔在螺纹连接安装过程中，内六角堵头可以保护单向阀不被触碰或者损坏。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种实施方式的氮气拉簧的结构剖视示意图。

图中：1、缸体；11、圆槽；12、第二排气孔；13、安装槽；14、第一排气孔；15、第一螺纹孔；2、活塞杆；21、连接杆；211、安装孔；212、第一通气孔；213、第二通气孔；214、第二螺纹孔；22、活塞柱；221、第一Y型密封圈；222、第一耐磨导向环；3、中间套；31、O形圈；32、O形圈用挡圈；33、第二Y型密封圈；34、第二耐磨导向环；35、第二防尘圈；36、第一防尘圈；4、钢丝卡簧；5、常压区；6、高压区；7、单向阀；71、内六角堵头。

具体实施方式

实施例：

以下结合附图1对本实用新型作进一步详细说明。

一种氮气拉簧，如图1所示，包括缸体1、与缸体1滑移连接的活塞杆2、套设在缸体1与活塞杆2之间的中间套3，缸体1一端开设有与缸体1同轴的圆槽11，缸体1另一端开设有沿其长度方向设置的第一排气孔14和第二排气孔12，其中第一排气孔14及第二排气孔12均与圆槽11连通，缸体1开设第一排气孔14一端还开设有第一螺纹孔15，第一螺纹孔15与缸体1同轴，且第一螺纹孔15的深度小于第一排气孔14的深度，第一螺纹孔15用于安装拉钩或者拉环，活塞杆2包括同轴设置的连接杆21和活塞柱22，其中活塞柱22直径大于连接杆21直径，活塞柱22一端伸入圆槽11内，且活塞柱22外壁与圆槽11配合设置，活塞柱22外壁沿其周向分别嵌设有第一Y型密封圈221和第一耐磨导向环222，第一Y型密封圈221和第一耐磨导向环222均与缸体1内壁贴合，第一Y型密封圈221起到活塞杆2在与缸体1滑移过程中两者间的动态密封效果，第一耐磨导向环222起到对活塞柱22滑移过程中的导向作用，且本实施例中，第一耐磨导向环222位于第一Y型密封圈221下方，且两者共用一个第一环形槽，第一耐磨导向环222可以起到支撑第一Y型密封圈221的作用。

缸体1开设第一排气孔14一端外壁开设有环形安装槽13，在使用过程中，工作人员可以选择通过第一螺纹孔15或者安装槽13来固定缸体1。

中间套3外壁与圆槽11配合设置，中间套3的顶部与缸体1的顶部齐平，中间套3外壁与缸体1内壁贴合，中间套3外壁嵌设有O形圈31和O形圈用挡圈32，其中O形圈31位于O形圈用挡圈32下方，且O形圈31与O形圈用挡圈32共用一个第二环形槽，O形槽可以提供中间套3外壁与缸体1内壁之间的静态密封，O形圈用挡圈32与O形圈31的组合可以提高O形圈31的使用寿命。

中间套3外壁与缸体1内壁组合配合开设有供钢丝卡簧4卡入的第三环形槽，中间套3与缸体1之间通过钢丝卡簧4进行连接固定，本实施例中，钢丝卡簧4通过常规的压装方式装入缸体1与中间套3之间，也可以选用公告号为CN104175103B的安装方法进行安装。钢丝卡簧4位于O形圈用挡圈32的上方，中间套3上端外壁直径小于圆槽11直径，中间套3上端外壁与缸体1内壁之间套入有第一防尘圈36，用于阻止灰尘进入。

中间套3内壁与连接杆21外壁直径相同，连接杆21与中间套3内壁滑移连接，中间套3内壁嵌设有第二Y型密封圈33和第二耐磨导向环34，第二Y型密封圈33和第二耐磨导向环34均与连接杆21外壁贴合，第二Y型密封圈33起到连接杆21在与中间套3滑移过程中的动态密封效果，第二耐磨导向环34起到对连接杆21滑移过程中的导向作用，且本实施例中，第二耐磨导向环34位于第二Y型密封圈33上方，且两者共用一个第四环形槽，第二耐磨导向环34还可以起到支撑第二Y型密封圈33的作用。

中间套3内壁嵌设有第二防尘圈35，第二防尘圈35位于第二耐磨导向环34的上方，用于阻止灰尘进入。

连接杆21伸出缸体1一端开设有开设有同轴的安装孔211，安装孔211内安装有单向阀7，单向阀7竖直设置，单向阀7的气体流向朝下设置，安装孔211向下延伸有第一通气孔212，第一通气孔212的直径小于安装孔211的直径，连接杆21靠近活塞柱22一端侧壁沿其径向方向还开设有第二通气孔213，第一通气孔212与第二通气孔213连通，第一通气孔212与第二通气孔213的直径相同，连接杆21伸出缸体1一端还开设有同轴的第二螺纹孔214，第二螺纹孔214的直径大于安装孔211的直径。第二螺纹孔214用于连接拉钩或者拉环，单向阀7上安装有内六角堵头71，内六角堵头71用于防止在使用连接杆21上的第二螺纹孔214时触碰或损坏单向阀7。

活塞柱22将圆槽11内空间分隔成活塞柱22下端部与圆槽11底部之间的常压区5以及活塞柱22上端部与中间套3下端部的高压区6。缸体1内壁与中间套3之间设置有O形圈31和O形圈用挡圈32，缸体1内壁与活塞柱22之间设置有第一Y型密封圈221，中间套3内壁与连接杆21外壁之间设置有第二Y型密封圈33，且安装孔211设置有单向阀7，使得高压区6内部处于密封状态，在氮气拉簧的自由状态时，受高压区6内的高压氮气作用，活塞柱22的底部贴合在圆槽11底部。

活塞杆2包括以下重量百分比的原料：镁28—30％，铝20—25％，硅5—8％，磷0.05-0.08％，钼1—1.2％，铜0.5—1.5％，锰0.5—0.8％，碳0.1—0.2％，锌0.3—0.6％，铌0.05-0.08％，稀土0.3—0.5％，余量为铁，以上各组分之和为100％，其中稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：15％，镝：5％，饵：8％，铽：12％，镥：5％，镱：10％，镨：10％，余量为镧系元素，以上各组分之和为100％。

活塞杆2的制备方法：

第一步、炼熔：将活塞杆2原料的各成分加入炼炉中缓慢加热至至700—800℃，当液温升至830℃时，采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧，处理时间为8—10分钟；

第二步、浇注：当温度升至850—900℃时，调整成分合格后，进行变质处理，待液温降至760—800℃时浇注活塞；

第三步、烧制：待铸件冷却至室温后，取出活塞毛坯，将活塞毛坯放入烧结炉中，在300℃下保温5—8小时；

第四步、调质：取出活塞毛坯，采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度725℃，到温后保温10min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为810℃，到温后保温10min，第二段加热温度为780℃，到温后保温10min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为720℃加热，到温后保温15min，第二段加热温度为700℃加热，到温后保温10min，将得到的活塞毛坯铣削加工即可。

工作原理：

氮气弹簧在使用前，工作人员通过单向阀7向高压区6内输入氮气，氮气依次通过单向阀7、安装孔211、第一通气孔212、第二通气孔213进入高压区6内，高压区6受氮气作用，且常压区5连通缸体1外，活塞柱22受氮气压力向缸体1底部方向移动至与圆槽11底部接触，常压区5内的空气从第一排气孔14和第二排气孔12中全部排出，高压区6里存入高压氮气至需要压力值，单向阀7关闭，单向阀7上安装内六角堵头71，缸体1及连接杆21通过第一螺纹孔15、第二螺纹孔214完成与使用部件的连接，或者通过安装槽13完成与使用部件的连接，在使用过程中，外力通过活塞杆2将高压区6内的高压氮气压缩，带动活塞杆2向上提升，当外力去除时，高压区6内高压氮气的膨胀，推动活塞杆2回落至活塞柱22接触圆槽11底部，恢复自由状态，从而实现拉簧功能。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。