專利名稱：缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣浮氣缸。
背景技術：
普通的氣缸通常采用機械密封，缸筒和活塞之間存在接觸摩擦力。傳統的低摩擦氣缸依靠提高加工精度、采用特殊的低摩擦材料或者脂潤滑來減小摩擦力，但存在加工困難、成本高、維護困難且壽命短的缺陷；或者通過改善密封形式，來降低摩擦力，如德國FESTO公司采用特殊的密封技術應用于氣缸，采用單向密封圈，具有很小的滑行阻力。日本SMC公司采用滾珠導向套技術以及間隙密封技術，該低摩擦氣缸在勻速性、高低壓摩擦、告訴以及高頻方面都有所突破，然而也同樣存在一些缺陷，比如對徑向載荷敏感，結構復雜、加工制造難度大，價格昂貴。為滿足超精密恒力輸出控制、微壓動作控制等方面的要求，氣體潤滑技術在實現零摩擦氣缸上得到應用。如專利申請號為201120080863. 6的“一種帶有氣浮軸承的無摩擦氣缸”就公布了一種根據氣浮原理設計的無摩擦氣缸，缸筒與活塞之間留有極小的間隙，在活塞徑向上設置勻布的節流孔，通過中空的活塞桿以及軟管為缸內的活塞供氣，并通過球鉸連接使得無摩擦氣缸能承受一定的徑向負載而不發生活塞卡死在氣缸內。但是通過中空活塞桿和軟管的供氣方式復雜、裝配繁瑣、不易維護，后來對無摩擦氣缸進行了優化，采用氣缸自身容腔中的壓縮空氣作為潤滑劑，將氣體引入間隙中，使活塞在氣缸中處于完全懸浮狀態，活塞和缸筒彼此不接觸，從而消除了氣缸結構中活塞與缸筒之間的摩擦力。但是，不論采用哪種供氣方式，由于活塞與缸筒之間留有間隙，氣缸的高壓腔和低壓腔之間存在很大的氣壓差，從而在間隙間會形成氣壓流，直接影響活塞通過節流孔在間隙內形成的氣壓膜，另一方面，氣膜形成的前提是間隙內存在一定的氣壓差，而靠近高壓腔一端的間隙氣壓升高，導致氣膜厚度、壓力分布不均勻，對該無摩擦氣缸的穩定性、精度、承載能力都造成了影響。
發明內容
為了克服已有氣浮氣缸的高低壓氣流對氣膜產生影響、控制精度較低的不足，本發明提供一種有效避免高低壓氣流對氣膜產生影響、控制精度較高的缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，所述氣浮無摩擦氣缸包括缸筒、活塞、活塞桿、底座和端蓋，所述活塞套裝在缸筒內且與缸筒間存在間隙，所述活塞與活塞桿一端固定連接，所述缸筒一端安裝底座，所述缸筒的另一端安裝端蓋，所述底座上設有氣源進氣口，所述活塞桿穿過端蓋，所述缸筒包括外缸筒和微孔材料層，所述外缸筒內壁上附加一層微孔材料層，所述外缸筒外壁上有進氣孔，所述微孔材料層在外壁進氣孔處有一條軸向分布的第一凹槽，所述微孔材料層與外缸筒內壁接觸的表面有沿圓周方向有第二凹槽，所述第二凹槽在微孔材料表面軸向均布；所述活塞靠近進氣口 一側有一圈第三凹槽，從第三凹槽內沿徑向打孔與活塞靠近有桿腔一側的空腔連通，所述活塞桿與活塞有空腔的一端連接，所述空腔通過通孔與缸筒內有桿腔相通。進一步，所述氣源進氣口與缸筒外壁上的進氣孔接同一氣源。本發明的有益效果主要表現在有效避免高低壓氣流對氣膜產生影響、控制精度較聞。
圖1是缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述。參照圖1, 一種缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，由缸筒、活塞6、活塞桿7、底座1、端蓋8組成，所述活塞6套裝在缸筒內與缸筒間存在極小的間隙14，所述活塞與活塞桿7 —端固定連接，所述缸筒一端安裝底座1，所述缸筒的另一端安裝端蓋8，所述底座上設有氣源進氣口 15，所述活塞桿7穿過端蓋8 ;所述缸筒由外缸筒2和微孔材料層3兩部分組成，所述外缸筒2內壁上附加一層微孔材料層3，所述外缸筒2外壁上有進氣孔13，所述微孔材料層3在進氣孔處有一條軸向分布的第一凹槽11，所述微孔材料層3與外缸筒2內壁接觸的表面有沿圓周方向有第二凹槽4，所述第二凹槽4在微孔材料層表面軸向均布。所述活塞靠近進氣口一側有一圈第三凹槽，從第三凹槽內沿徑向打孔5與活塞靠近有桿腔一側的空腔連通，所述活塞桿7通過螺紋與活塞6有空腔的一端連接，所述空腔通過通孔12與缸筒內有桿腔相通。所述氣源進氣口 15與缸筒外壁上的進氣孔13接同一氣源，保證壓力相同。本實施例中，缸筒是根據氣浮軸承氣浮套的原理設計成的，高壓氣體從氣缸進氣口進入，推動活塞移動，同時，氣體從缸筒上的進氣口缸筒內，通過缸筒內壁上的微孔材料層，在活塞與缸筒的間隙內形成氣膜。活塞的兩端根據氣體壓力的不同形成高壓腔和低壓腔，氣體從微孔材料流出的前提是存在氣壓差，由于高壓腔的氣體和缸筒內的氣體接同一氣源，所以高壓腔部分沒有氣體泄漏量，而低壓腔內會有部分氣流從微孔材料層內泄漏，但是由于泄氣量極小，屬于可行的設計。活塞一端受高壓腔氣體影響，致使間隙內壓力升高，對于形成穩定的氣膜不利，因此，在活塞上開有卸壓槽，卸壓槽與低壓腔相通，從高壓腔進入間隙的氣體經過阻尼密封后從卸壓槽留出，同時，創造出了間隙內的低壓區，促進了穩定氣膜的形成。上述實例用來解釋本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明做出任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，所述氣浮無摩擦氣缸包括缸筒、活塞、活塞桿、底座和端蓋，所述活塞套裝在缸筒內且與缸筒間存在間隙，所述活塞與活塞桿一端固定連接，所述缸筒一端安裝底座，所述缸筒的另一端安裝端蓋，所述底座上設有氣源進氣口，所述活塞桿穿過端蓋，其特征在于所述缸筒包括外缸筒和微孔材料層，所述外缸筒內壁上附加一層微孔材料層，所述外缸筒外壁上有進氣孔，所述微孔材料層在外壁進氣孔處有一條軸向分布的第一凹槽，所述微孔材料層與外缸筒內壁接觸的表面有沿圓周方向有第二凹槽，所述第二凹槽在微孔材料層表面軸向均布；所述活塞靠近進氣口一側有一圈第三凹槽，從第三凹槽內沿徑向打孔與活塞靠近有桿腔一側的空腔連通，所述活塞桿與活塞有空腔的一端連接，所述空腔通過通孔與缸筒內有桿腔相通。
2.如權利要求1所述的缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，其特征在于所述氣源進氣口與缸筒外壁上的進氣孔接同一氣源。
全文摘要
一種缸筒供氣均壓式氣浮無摩擦氣缸，活塞套裝在缸筒內且與缸筒間存在間隙，活塞與活塞桿一端固定連接，缸筒一端安裝底座，缸筒的另一端安裝端蓋，底座上設有氣源進氣口，活塞桿穿過端蓋，缸筒包括外缸筒和微孔材料層，外缸筒內壁上附加一層微孔材料層，外缸筒外壁上有進氣孔，微孔材料層在外壁進氣孔處有一條軸向分布的第一凹槽，微孔材料層與外缸筒內壁接觸的表面有沿圓周方向有第二凹槽，第二凹槽在微孔材料表面軸向均布；活塞靠近進氣口一側有一圈第三凹槽，從第三凹槽內沿徑向打孔與活塞靠近有桿腔一側的空腔連通，活塞桿與活塞有空腔的一端連接，空腔通過通孔與缸筒內有桿腔相通。本發明有效避免高低壓氣流對氣膜產生影響、控制精度較高。
文檔編號F15B15/14GK103047220SQ20121059471
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者孫建輝, 周海清, 單曉杭 申請人:浙江工業大學