一种与弹簧组件组合使用的高频率振动气缸的制作方法

本发明涉及一种与弹簧组件组合使用的高频率振动气缸，属于机床设备技术领域。

背景技术：

目前，振动气缸的工作过程均为：气缸体安装在固定平面上，利用压缩空气驱动活塞往复而产生规则性振动，振动气缸的输出形式为振动力，利用振动力来完成梳理、清除堵塞等工作。振动气缸工作时需要持续输入大量的压缩空气作为振动的动力源，因此，振动气缸工作时噪音大。由于气缸体需要安装在固定平面上，振动气缸体自身无法以位移为输出形式，也限制了其使用范围。且现有的振动气缸多采用电磁阀频繁换向而实现压缩空气源的反复，其输出稳定性也较差，故障率也较高。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种与弹簧组件组合使用的高频率振动气缸，不采用电磁阀频繁换向，降低故障率，振动频率高、输出稳定，由螺旋弹簧组拉伸、压缩与振动气缸自身进气、排气的配合实现高频振动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种与弹簧组件组合使用的高频率振动气缸，包括主动气缸、从动气缸、长轴、螺旋弹簧组、摆动支架、固定支架、后导轨、上导轨和下导轨，主动气缸和从动气缸为结构完全相同的两个缸体部件，主动气缸和从动气缸对称安装在摆动支架上，摆动支架内设有长轴，长轴上设置一对螺旋弹簧组，螺旋弹簧组由螺旋弹簧、轴套和挡套组成，螺旋弹簧在组装时有预压缩量，螺旋弹簧组的轴套均通过螺钉与摆动支架固定连接，挡套通过螺钉与固定支架固定连接，摆动支架前端上下分别通过上导轨和下导轨支撑在固定支架上，固定支架内通过后导轨支撑摆动支架后端，摆动支架通过导轨导向能在固定支架上左右移动，通过螺旋弹簧组与气缸组的高频振动带动摆动支架所连接的磨削机构，实现稳定的磨削输出。当气缸与弹簧组件进行高频率振动时，气缸内部活塞在右进气腔与左进气腔之间高频率振动，弹簧组件内部弹簧配合气缸进行伸缩运动，气缸、弹簧组件以及摆动支架构成的整体作高频率振动。弹簧组件内部运动为：一侧弹簧组内部螺旋弹簧产生压缩，积蓄能量，另一侧弹簧逐渐恢复至自然状态，当气缸与摆动支架换向时，被压缩的螺旋弹簧释放能量，先前自然状态的弹簧逐渐压缩，积蓄能量，如此往复配合气缸组运动；

其中，所述的主动气缸和从动气缸由气缸缸体组件、活塞组件和连接螺钉组成，主动气缸和从动气缸的气缸缸体组件均通过连接螺钉与摆动支架的长轴连接，气缸缸体组件内设有将其内部分为左进气腔和右进气腔的活塞组件，活塞组件位于气缸缸体组件的中部，活塞组件中部侧壁开设有中位腔，气缸缸体组件上开设有与中位腔连通的中位进气孔，活塞组件外侧的气缸缸体组件内设有独立的总排气腔，气缸缸体组件上开设有与总排气腔连通的总排气孔；

在气缸缸体组件的右进气腔上方设有右进气腔侧位气孔，右进气腔侧位气孔左侧连通有右进气腔中位气孔，右进气腔中位气孔位于中位腔右侧，且被活塞组件侧壁密封，在气缸缸体组件外设有与右进气腔中位气孔连通的启动气孔；

在气缸缸体组件的左进气腔上方设有左进气腔侧位气孔，左进气腔侧位气孔右侧连通有左进气腔中位气孔，左进气腔中位气孔位于中位腔左侧，且被活塞组件侧壁密封；

在气缸缸体组件的右进气腔下方设有与总排气腔连通的气腔排气孔，该气腔排气孔位于中间活塞组件右端面的左侧；

在气缸缸体组件的左进气腔下方设有与总排气腔连通的气腔排气孔，该气腔排气孔位于中间活塞组件左端面的右侧；

所述的从动气缸内部结构与主动气缸完全相同，且对称设置，所述的从动气缸的启动气孔被密封；

主动气缸和从动气缸的中位进气孔通过导管注入2.5bar压缩空气，主动气缸和从动气缸的总排气孔与大气连通；仅主动气缸的启动气孔通过电磁阀输入2.5bar压缩空气，将从动气缸的启动气孔密封。

本发明的有益效果是：解决了现有的采用电磁阀频繁换向而实现的振动气缸频率低、输出稳定性差的问题，通过气缸组与弹簧组的配合，实现高频率稳定输出。振动气缸与弹簧组件的组合机构作为磨削设备的动力源以位移输出形式为主，具有振动频率高、运行稳定、无污染和噪音低的特点。振动气缸启动后，不再需要阀组激励，减少参与部件数量，降低故障率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1为本发明俯视的结构示意图。

图2为本发明侧视的结构示意图。

图3为本发明主动气缸初始位置结构示意图。

图4为本发明主动气缸的活塞组件向左运动的结构示意图。

图5为本发明主动气缸的活塞组件向右运动的结构示意图。

图中标号：

1、主动气缸，2、从动气缸，3、长轴，4、螺旋弹簧，5、轴套，6、摆动支架，7、挡套，8、固定支架，9、后导轨，10、上导轨，11、下导轨，12、气缸缸体组件，13、活塞组件，14、右进气腔，15、左进气腔，16、总排气腔，17、气腔排气孔，18、总排气孔，19、连接螺钉，20、中位进气孔，21、启动进气孔，22、右进气腔中位气孔，23、右进气腔侧位气孔，24、中位腔，25、左进气腔中位气孔，26、左进气腔侧位气孔。

具体实施方式

如图1-5所示，一种与弹簧组件组合使用的高频率振动气缸，包括主动气缸1、从动气缸2、长轴3、螺旋弹簧组、摆动支架6、固定支架8、后导轨9、上导轨10和下导轨11，主动气缸1和从动气缸2为结构完全相同的两个气缸，主动气缸1和从动气缸2对称安装在摆动支架6上，摆动支架6内设有长轴3，长轴3上设置一对螺旋弹簧组，螺旋弹簧组由螺旋弹簧4、轴套5和挡套7组成，螺旋弹簧4在组装时有预压缩量，螺旋弹簧组的轴套5均通过螺钉与摆动支架6固定连接，挡套7通过螺钉与固定支架8固定连接，摆动支架6前端上下分别通过上导轨10和下导轨11支撑在固定支架8上，固定支架8内通过后导轨9支撑摆动支架6后端，摆动支架6通过导轨导向能在固定支架8上左右移动，通过螺旋弹簧组与气缸组的高频振动带动摆动支架6所连接的磨削机构，实现稳定的磨削输出；。当气缸与弹簧组件进行高频率振动时，气缸内部活塞组件13在右进气腔14与左进气腔15之间高频率振动，弹簧组件内部螺旋弹簧4配合气缸进行伸缩运动，气缸、弹簧组件以及摆动支架构成的整体作高频率振动。弹簧组件内部运动为：一侧弹簧组内部螺旋弹簧4产生压缩，积蓄能量，另一侧弹簧逐渐恢复至自然状态，当气缸与摆动支架6换向时，被压缩的螺旋弹簧4释放能量，先前自然状态的弹簧逐渐压缩，积蓄能量，如此往复配合气缸组运动；

其中，所述的主动气缸1和从动气缸2由气缸缸体组件12、活塞组件13和连接螺钉19组成，主动气缸1和从动气缸2的气缸缸体组件12均通过连接螺钉19与摆动支架6的长轴3连接，气缸缸体组件12内设有将其内部分为左进气腔15和右进气腔14的活塞组件13，活塞组件13位于气缸缸体组件12的中部，活塞组件13中部侧壁开设有中位腔24，气缸缸体组件12上开设有与中位腔24连通的中位进气孔20，活塞组件13外侧的气缸缸体组件12内设有独立的总排气腔16，气缸缸体组件12上开设有与总排气腔16连通的总排气孔18；

在气缸缸体组件12的右进气腔14上方设有右进气腔侧位气孔23，右进气腔侧位气孔23左侧连通有右进气腔中位气孔22，右进气腔中位气孔22位于中位腔24右侧，且被活塞组件13侧壁密封，在气缸缸体组件12外设有与右进气腔中位气孔22连通的启动气孔21；

在气缸缸体组件12的左进气腔15上方设有左进气腔侧位气孔26，左进气腔侧位气孔26右侧连通有左进气腔中位气孔25，左进气腔中位气孔25位于中位腔24左侧，且被活塞组件13侧壁密封；

在气缸缸体组件12的右进气腔14下方设有与总排气腔16连通的气腔排气孔17，该气腔排气孔17位于中间活塞组件13右端面的左侧；

在气缸缸体组件12的左进气腔15下方设有与总排气腔16连通的气腔排气孔17，该气腔排气孔17位于中间活塞组件13左端面的右侧；

所述的从动气缸2内部结构与主动气缸完全相同，且对称设置，所述的从动气缸2的启动气孔21被密封；

主动气缸1和从动气缸2的中位进气孔20通过导管注入2.5bar压缩空气，主动气缸1和从动气缸2的总排气孔18与大气连通；仅主动气缸1的启动气孔21通过电磁阀输入2.5bar压缩空气，将从动气缸2的启动气孔21密封。

如图3所示，在没有外界动力的条件下，主动气缸1的中位腔24始终保持2.5bar压缩空气，活塞组件13位于气缸缸体组件12中部，保持不动，将主动气缸1的启动气孔21通过电磁阀注入一次2.5bar压缩空气，使压缩空气注入右进气腔中位气孔22中，由于右进气腔中位气孔22被活塞组件13侧壁密封，气体通过与其连通的右进气腔侧位气孔23注入右进气腔14；

如图4所示，右进气腔14内气压逐渐变大，推动活塞组件13向左位移，活塞组件13移动一段行程后，其右侧壁从右侧的气腔排气孔17移开，使右进气腔14通过右侧气腔排气孔17与总排气腔16连通，通过总排气孔18与大气连通，右进气腔14压力骤降，逐渐驱近于1bar，这时，中位腔24的高压空气注入左进气腔中位气孔25，通过左进气腔侧位气孔26注入左进气腔15，左进气腔15内气压逐渐变大，推动活塞组件13向右位移；

如图5所示，当活塞组件13移动一段行程后，其左侧壁从左侧的气腔排气孔17移开，使左进气腔15通过左气腔排气孔17与总排气腔16连通，通过总排气孔18与大气连通，左进气腔15压力骤降，逐渐驱近于1bar，然后中位腔24将高压空气注入右进气腔中位气孔22，通过与其连通的右进气腔侧位气孔23进入右进气腔14，推动活塞组件13向左运动，完成一个动作循环。如此往复运动，无需通过电磁阀反复换向，只需将中位进气孔20始终注入高压空气即可。

主动气缸1内启动后，活塞组件13先向左位移，在右进气腔14内空气压力的作用下主动气缸缸体组件12向右运动，与其固定连接的摆动支架6随之向右平移，给另一侧的从动气缸2一个向右位移的初始动力，使其内部的活塞组件13相对运动，向左位移，从动气缸2的中位腔24便会将高压空气通过左右进气腔侧位气孔注入左右进气腔，实现从动气缸2的震动。

主动气缸1和从动气缸2开始运动后，摆动支架6与气缸共同运动，在固定支架8的导轨的导向作用下，实现精确的水平运动，带动磨削机构，实现稳定的磨削输出。

由于摆动支架6与固定支架8间设有螺旋弹簧组，螺旋弹簧组的轴套5与摆动支架6固定连接，螺旋弹簧组的挡套7与固定支架8固定连接，且螺旋弹簧4在与轴套5和挡套7组装时有预压缩量，当气缸及摆动支架6高频振动时，由于挡套7的限位作用，使一侧螺旋弹簧组的螺旋弹簧4产生压缩，积蓄能量，另一侧螺旋弹簧组的螺旋弹簧4逐渐恢复至自然状态，当气缸组件及摆动支架换向时，被压缩的螺旋弹簧4释放能量，逐渐恢复至自然状态，而先前自然状态的弹簧逐渐压缩，积蓄能量，如此往复配合气缸组运动，实现高频振动的稳定输出，并且噪音低。