隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣動壓力機領域，主要涉及一種采用隱式串聯節能氣缸驅動的氣動壓力機。
【背景技術】
[0002]氣動壓力機具有生產效率高，不污染環境等優點，但由于壓力低而難以產生較大的輸出力。在需要較大輸出力的場合，人們常使用串聯氣缸的氣動壓力機。串聯氣缸，俗稱倍力氣缸。在壓力機上采用串聯氣缸有兩大優點:(一)可以避免缸徑過大而導致制造成本急劇升高。例如，2只缸徑Φ 320的串聯氣缸，其輸出力相當于I只缸徑Φ 450的氣缸，而其制造成本遠低于后者。(二)串聯氣缸可以進行分級力輸出。例如，二級串聯氣缸，根據所需要的輸出力，可以讓2只氣缸同時工作，也可以只讓I只氣缸工作。因而可在一定程度上減輕壓力機“大馬拉小車”的現象，降低氣缸的推力與系統壓力冗余，提高負載率，有利于壓力機的節能。
[0003]但是，現有的氣動壓力機采用的串聯氣缸，都是對相同規格的氣缸進行簡單的縱向疊加，后氣缸活塞桿的前端，固定或頂在前氣缸活塞的后端面上。我們把這種縱向簡單疊加的串聯氣缸，稱為顯式串聯氣缸，因為可以從外觀直接判斷出來其屬于串聯氣缸。縱向簡單疊加的顯式串聯氣缸，有一個被人們長期忽視的嚴重缺點:氣缸總的縱向尺寸過大，拉桿長度過長，造成總體結構剛性很差，甚至會影響壓力機的穩定性。
[0004]此外，現有串聯氣缸在返程時，由于存在多個返程腔，而且有桿腔橫截面面積過大而造成容積過大，不僅會無謂消耗大量壓縮空氣，造成能源浪費，而且會造成較大的沖擊力與噪聲。
[0005]現有的氣動壓力機還有兩條長期以來被人們忽視的缺點:1、壓力機的靜模座在下，動模座在上，操作工人的手部容易受到傷害;2、氣缸固設在整個壓力機的最上端，重心高，穩定性差。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是，徹底解決現有氣動壓力機用顯式串聯氣缸縱向尺寸過大，拉桿長度過長，總體結構剛性很差的問題，相應克服其返程耗能過多及沖擊噪聲較大的缺點，設計出一種總體結構剛性高，返程耗能少，沖擊噪聲較低的壓力機用串聯氣缸，為有關經濟領域提供一種安全性高、穩定性好、具有顯著技術經濟指標優勢的新型氣動壓力機。
[0007]為達上述目的，本發明采用的技術方案是:一種隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機，其隱式串聯節能氣缸包括固定部件與運動部件，所述運動部件為一缸體，所述固定部件包括相對固定的固定缸筒與活塞-活塞桿組件;所述缸體的外表面與所述固定缸筒的內表面配合而可相對滑動，所述缸體的內表面與所述活塞-活塞桿組件配合而可相對滑動，形成提供推力的上氣腔、下氣腔，以及提供返程力的中間氣腔。所述隱式串聯節能氣缸的固定部件上，分別設有通向所述上氣腔、下氣腔及中間氣腔的孔道;所述運動部件缸體與壓力機的下動梁工作臺固定聯接，所述壓力機下動梁工作臺上固設有動模座;所述壓力機還設有上靜梁，所述上靜梁固設有靜模座。
[0008]由于上述技術方案的運用，本發明與現有的串聯氣缸驅動的氣動壓力機相比，具有下列顯著優勢:
1、現有氣動壓力機采用的縱向簡單疊加的二級顯式串聯氣缸，運動部件是前后兩個氣缸的兩套活塞-活塞桿組件，而本發明隱式串聯氣缸的運動部件僅為I只缸體，固定部件的活塞-活塞桿組件，隱藏于運動部件的缸體之中，所以從外觀上根本不能夠判斷其是否為串聯氣缸，亦即形成了隱式串聯氣缸。這種隱式二級串聯氣缸的縱向尺寸，僅為二級顯式串聯氣缸的一半左右，故其結構剛性大幅度提尚，能夠使得壓力機的穩定性相應提尚。
[0009]2、本發明氣動壓力機采用的隱式串聯氣缸，只有一個返程氣腔，且其橫截面面積較小，所以其返程需要消耗的壓縮空氣量顯著減少，不僅有利于節能，而且返程沖擊力與噪聲也會明顯降低。
[0010]3、本發明隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機，由于采用動模座在下、靜模座在上總體布局，動模座運動時人手會自然離開模具，能夠大幅度降低工傷事故。
[OO11 ] 4、本發明隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機，由于氣缸固設在整個壓力機的最下端，重心低，穩定性好。
【附圖說明】
[0012]附圖1、2、3、4是本發明隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機的結構與工作原理示意圖。
[0013]圖中，1、固定部件:11、固定缸筒；12、活塞-活塞桿組件；13、下氣腔孔道；14、中間氣腔孔道；15、上氣腔孔道;2、運動部件:21、運動缸體;22、力輸出端頭；3、下氣腔4、中間氣腔5、上氣腔6、下動梁工作臺7、動模座8、導柱9、靜模座10、靜上梁
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例來對本發明的技術方案作進一步的闡述。
[0015]由附圖可見，本發明隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機的串聯氣缸，包括固定部件I與運動部件2 ο固定部件I主要包括固定缸筒11，活塞-活塞桿組件12 ；運動部件2主要包括運動缸體21，力輸出端頭22。運動缸體21的外表面，與固定缸筒11的內表面配合而可相對滑動，；運動缸體21的內表面，與活塞-活塞桿組件12的外表面配合而可相對滑動，，活塞-活塞桿組件12隱藏于運動缸體21之中；固定部件I與運動部件2的上述配合，形成了提供推力的下氣腔3、上氣腔5，以及提供返程力的中間氣腔4;固定部件I上，分別設有通向下氣腔3的孔道13，通向中間氣腔4的孔道14，通向上氣腔5的孔道15。
[0016]氣缸運動部件的缸體21的上端，設有力輸出端頭22，力輸出端頭22與壓力機的下動梁工作臺6固定聯接，下動梁工作臺6上固定有動模座7;下動梁工作臺6兩側的孔，與兩側的導柱8滑動配合。靜上梁10與導柱8固定聯接，下面固設有靜模座9。
[0017]圖1是壓縮空氣通過孔道13與孔道15，分別同時進入下氣腔3與上氣腔5，而中間氣腔4通過孔道14與大氣相通的工作狀態。設固定缸筒11的內徑、即運動缸體21的外徑為D1,運動缸體21的內徑為D2，活塞桿直徑為d，則這種工作狀態下，壓力為P的壓縮空氣，對運動缸體21下端面產生的推力為對運動缸體21上內端面產生的推力為F2=Ji02//4。在?1與?2的共同作用下，運動缸體21通過力輸出端頭22，推動下動梁工作臺6及動模座7，以兩側的導柱8為導向，以速度V向上進行直線運動。通過動模座7與靜模座9上安裝的模具(圖中未示出)，就可進行壓力加工，沖壓力為
[0018]圖2是壓縮空氣通過孔道13進入下氣腔3，而上氣腔5通過孔道15，中間氣腔4通過孔道14，與大氣相通的工作狀態。這種工作狀態下，氣缸推動下動梁工作臺6及動模座7以速度乂工向上運動，并進行壓力加工，沖壓力SF1=JT (D^-d2 )ρ/4。
[0019]圖3是壓縮空氣通過孔道15進入上氣腔5，而下氣腔3通過孔道13，中間氣腔4通過孔道14，與大氣相通的工作狀態。這種工作狀態下，氣缸推動下動梁工作臺6及動模座7以速度％向上運動，并進行壓力加工，沖壓力為F2=jtD22p/4。
[0020]圖4是壓縮空氣通過孔道14進入中間氣腔4，而下氣腔3通過孔道13，上氣腔5通過孔道15，與大氣相通的工作狀態。這種工作狀態下，壓縮空氣作用于運動缸體21的下內端面，驅動其通過力輸出端頭22，拉動下動梁工作臺6及動模座7，以較快的速度V3向下運動進行返程，返程力為?3=”(022-(12)口/4。
[0021]由附圖不難分析出，本發明基于二級隱式串聯節能氣缸的壓力機，具有下列顯著的技術經濟指標優勢:
1、氣缸縱向尺寸僅為一■級顯式串聯氣缸的一半左右，結構剛性大幅度提尚，制造成本明顯降低，并相應提高了壓力機的總體剛性。
[0022]2、由于氣缸只有一個返程氣腔，且其橫截面面積較小，所以其返程需要消耗的壓縮空氣量顯著減少，有利于節能。此外，返程沖擊力與噪聲也會明顯降低。
[0023]3、現有的二級顯式串聯氣缸只能實現2級力輸出，而本發明二級隱式串聯節能氣缸，可以實現3級力輸出，SP: Fi=Ji (Di2-Cl2)p/4，F2=JiD22p/4，F=FdF2=Ji (Di2+D22-d2) p/4。因此，相對于前者能夠進一步減輕壓力機“大馬拉小車”的現象，進一步降低了推力、系統壓力冗余并提高了氣缸的負載率，更加有利于壓力機的節能。
[0024]4、本發明氣動壓力機采用動模座在下、靜模座在上的總體布局，動模座運動時人手會自然離開模具，能夠大幅度降低工傷事故。
[0025]5、本發明氣動壓力機的隱式串聯節能氣缸，固設在整個壓力機的最下端，因而重心低，穩定性好。
[0026]綜上所述，本發明隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機，是一種總體結構剛性與穩定性好，安全性高，具有明顯節能降噪效果的新型氣動壓力機，能夠為有關經濟領域提供一種具有顯著綜合技術經濟指標優勢的新型壓力加工裝備。
[0027]本發明基于隱式串聯節能氣缸壓力機的創新設計原理，同樣可以用于設計基于該串聯原理的液壓壓力機，故其保護范圍亦涵蓋液壓壓力機。
【主權項】
1.一種隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機，其特征在于:隱式串聯節能氣缸包括固定部件與運動部件，所述運動部件為一缸體，所述固定部件包括相對固定的固定缸筒與活塞-活塞桿組件;所述缸體的外表面與所述固定缸筒的內表面配合而可相對滑動，所述缸體的內表面與所述活塞-活塞桿組件配合而可相對滑動，形成提供推力的上氣腔、下氣腔，以及提供返程力的中間氣腔。2.根據權利要求1所述的隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機，其特征在于:所述隱式串聯節能氣缸的固定部件上，分別設有通向所述上氣腔、下氣腔及中間氣腔的孔道。3.根據權利要求1所述的隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機，其特征在于:所述運動部件缸體與壓力機的下動梁工作臺固定聯接，所述壓力機下動梁工作臺上固設有動模座;所述壓力機還設有上靜梁，所述上靜梁固設有靜模座。
【專利摘要】現有的采用顯式串聯氣缸的壓力機，氣缸縱向尺寸過大，拉桿長度過長，總體結構剛性差，返程耗能及沖擊噪聲較大。此外，現有壓力機采用靜模座在下、動模座在上、氣缸固設在整個壓力機最上端的總體布局，不僅安全性差，而且重心高，穩定性差。本發明壓力機采用隱式串聯節能氣缸，結構剛性大幅度提高，返程耗能、返程沖擊力與噪聲明顯降低。此外，本發明氣動壓力機采用動模座在下、靜模座在上、氣缸固設在整個壓力機的最下端的總體布局，能夠大幅度降低工傷事故，安全性好，重心低，穩定性好。本發明隱式串聯節能氣缸驅動的壓力機，能夠為有關經濟領域，提供一種具有顯著綜合技術經濟指標優勢的新型壓力加工裝備。
【IPC分類】B30B15/02, B30B1/38
【公開號】CN105711135
【申請號】CN201610261487
【發明人】鐘康民, 竇云霞
【申請人】蘇州普來可瑞機電技術有限公司