一種無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明是一種無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，特別是一種用來作為超精密加工機(jī)床的Y軸上下運(yùn)動(dòng)的提升平衡裝置，屬于無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，其一般是采用單一通氣的機(jī)構(gòu)，同時(shí)完成氣體懸浮支撐和提升負(fù)載的任務(wù)，存在的缺點(diǎn)是在小負(fù)載的情況下，由于供氣壓力不足，使上下氣懸浮支撐部分的節(jié)流孔通氣量不足，致使氣膜厚度不足，影響氣懸浮的效果。此外，現(xiàn)有的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)采用直接由活塞桿來提升負(fù)載的結(jié)構(gòu)，當(dāng)無摩擦快速響應(yīng)平衡裝置的活動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)軸線與超精密機(jī)床Y軸上下運(yùn)動(dòng)的軸線偏心時(shí)，不能消除偏心力對(duì)整個(gè)提升裝置和機(jī)床Y軸平衡的影響，還有破壞提升裝置和機(jī)床的可能性，影響整個(gè)機(jī)床工作的穩(wěn)定性和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)。本發(fā)明在完成平衡負(fù)載的前提下，不僅能做到無摩擦的上下移動(dòng)負(fù)載，而且還可以消除由于安裝偏心帶來的偏心力對(duì)整個(gè)提升裝置和機(jī)床Y軸平衡的影響，提高工作的穩(wěn)定性和可靠性。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，包括有上端蓋、缸體、活塞軸套、下端蓋、下端蓋軸套、鋼絲繩、活塞桿，其中活塞桿插入缸體所設(shè)的中空腔體內(nèi)，活塞軸套套裝在活塞桿上端部的外側(cè)，活塞軸套的外側(cè)與缸體的內(nèi)側(cè)壁接觸，缸體的上下端部分別裝設(shè)有上端蓋及下端蓋，下端蓋軸套套裝在下端蓋的內(nèi)側(cè)壁，活塞桿的一端置于缸體所設(shè)的中空腔體內(nèi)，活塞桿的另一端穿過下端蓋軸套伸出缸體所設(shè)的中空腔體外，活塞桿的中空腔體穿有鋼絲繩，且鋼絲繩的頂部分布有外螺紋，且通過螺母固定在活塞桿上部所設(shè)的凹槽內(nèi)，鋼絲繩的下部穿過活塞桿的中空腔體，露置在活塞桿外，用來提升負(fù)載，上述下端蓋軸套在與下端蓋的接觸面設(shè)有環(huán)形導(dǎo)氣槽，并且下端蓋軸套均勻布有下端蓋節(jié)流孔F，下端蓋設(shè)有第一氣道A，下端蓋節(jié)流孔F通過第一氣道A與第一接頭連接，下端蓋與活塞桿的上部之間設(shè)有氣腔E，下端蓋還設(shè)有第二氣道B，氣腔E通過第二氣道B與第二接頭連接，活塞軸套與活塞桿的接觸面設(shè)有環(huán)形導(dǎo)氣槽，并且活塞桿軸套均布有活塞節(jié)流孔D，活塞桿設(shè)有第三氣道C，活塞節(jié)流孔D通過第三氣道C與導(dǎo)氣軟管的一端連接，導(dǎo)氣軟管的另一端與裝設(shè)在上端蓋的第三接頭連接。
[0006]本發(fā)明與需要技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
I)本發(fā)明的無摩擦快速響應(yīng)平衡裝置的上端氣懸浮部分和下端氣懸浮部分連接著同一個(gè)氣源，密閉氣腔連接著另外一個(gè)氣源，將氣懸浮部分和氣體提升部分分開供氣，更能保證該裝置的正常運(yùn)行?？朔瓉淼膯我煌獾臋C(jī)構(gòu)會(huì)使其在小負(fù)載的情況下，由于供氣壓力不足，使上下氣懸浮部分的通氣量不足，致使氣膜厚度不足，影響氣懸浮的效果。因此，該裝置在任何負(fù)載的情況下，都能很好的保證到氣膜的厚度穩(wěn)定不變，保證工作的穩(wěn)定性、全面提升該裝置的工作性能。
[0007]2)本發(fā)明由于采用通過鋼絲繩來提升負(fù)載的結(jié)構(gòu)，由于鋼絲繩有柔性彎曲，當(dāng)無摩擦快速響應(yīng)平衡裝置的活動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)軸線與超精密機(jī)床Y軸上下運(yùn)動(dòng)的軸線偏心時(shí)，所以能適應(yīng)消除所造成的偏心力對(duì)整個(gè)提升裝置系統(tǒng)和機(jī)床Y軸的平衡的影響，有效的保證了工作的穩(wěn)定性、全面提升該裝置的工作性能、保證了 Y軸在平衡之后的安全性和可靠性。
[0008]3)球面墊圈和錐面墊圈的使用，使鋼絲繩在擺動(dòng)的時(shí)候施加力更小，更能輕易的補(bǔ)償偏心、減小擺動(dòng)的時(shí)候?qū)钊麠U的反作用力，結(jié)合鋼絲繩，更加完美的完成偏心補(bǔ)償?shù)娜蝿?wù)。
[0009]本發(fā)明是一種設(shè)計(jì)巧妙，能適應(yīng)更大的偏心量，氣懸浮性能更加出色，提升性能更加穩(wěn)定，工作性能更加可靠、穩(wěn)定的方便實(shí)用的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例:
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，本發(fā)明的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，包括有上端蓋1、缸體2、活塞軸套4、下端蓋6、下端蓋軸套7、鋼絲繩8、活塞桿11，其中活塞桿11插入缸體2所設(shè)的中空腔體內(nèi)，活塞軸套4套裝在活塞桿11上端部的外側(cè)，活塞軸套4的外側(cè)與缸體2的內(nèi)側(cè)壁接觸，缸體2的上下端部分別裝設(shè)有上端蓋I及下端蓋6，下端蓋軸套7套裝在下端蓋6的內(nèi)側(cè)壁，活塞桿11的一端置于缸體2所設(shè)的中空腔體內(nèi)，活塞桿11的另一端穿過下端蓋軸套7伸出缸體2所設(shè)的中空腔體外，活塞桿11的中空腔體穿有鋼絲繩8，且鋼絲繩8的頂部分布有外螺紋，且通過螺母13固定在活塞桿11上部所設(shè)的凹槽內(nèi)，鋼絲繩8的下部穿過活塞桿11的中空腔體，露置在活塞桿11外，用來提升負(fù)載，上述下端蓋軸套7在與下端蓋6的接觸面設(shè)有環(huán)形導(dǎo)氣槽，并且下端蓋軸套7均勻布有下端蓋節(jié)流孔F，下端蓋6設(shè)有第一氣道A，下端蓋節(jié)流孔F通過第一氣道A與第一接頭9連接，下端蓋6與活塞桿11的上部之間設(shè)有氣腔E，下端蓋6還設(shè)有第二氣道B，氣腔E通過第二氣道B與第二接頭10連接，活塞軸套4與活塞桿11的接觸面設(shè)有環(huán)形導(dǎo)氣槽，并且活塞桿軸套3均布有活塞節(jié)流孔D，活塞桿11設(shè)有第三氣道C，活塞節(jié)流孔D通過第三氣道C與導(dǎo)氣軟管15的一端連接，導(dǎo)氣軟管15的另一端與裝設(shè)在上端蓋I的第三接頭15連接。本實(shí)施例中，活塞桿軸套4均布有16個(gè)活塞桿節(jié)流孔D。下端蓋軸套均布有16個(gè)下端蓋節(jié)流孔F。
[0012]本實(shí)施例中，上述螺母13與活塞桿11的接觸面還裝設(shè)有錐面墊圈3。上述錐面墊圈3與螺母13之間還裝設(shè)有球面墊圈12。球面墊圈和錐面墊圈的使用，使鋼絲繩在擺動(dòng)的時(shí)候施加力更小，更能輕易的補(bǔ)償偏心、減小擺動(dòng)的時(shí)候?qū)钊麠U的反作用力，結(jié)合鋼絲繩，更加完美的完成偏心補(bǔ)償?shù)娜蝿?wù)。
[0013]本實(shí)施例中，上述下端蓋6與缸體2的接觸面裝設(shè)有密封圈5。
[0014]本實(shí)施例中，上述活塞桿軸套4與活塞桿11之間通過過盈配合固定在一起。上述下端蓋6與下端蓋套7之間通過過盈配合固定在一起。
[0015]本實(shí)施例中，第一接頭9、第二接頭10、第三接頭15都是快速接頭。
[0016]本發(fā)明的工作原理如下:
氣浮機(jī)制:第一氣源同時(shí)向第三接頭15和第一接頭9通氣，當(dāng)氣體進(jìn)入第三接頭15，氣體經(jīng)過軟管14進(jìn)入到第三氣道C，由于活塞桿11端部外表面分布有兩道環(huán)形的導(dǎo)氣槽和上下分布連接的方形導(dǎo)氣槽，高壓氣體最終進(jìn)入到活塞桿軸套4均布的16個(gè)節(jié)流孔中，因?yàn)楦左w2與活塞軸套4之間是間隙配合，所以從活塞桿節(jié)流孔D中流出的氣體能夠從配合間隙中溢出。在這個(gè)氣體溢出的過程中，缸體2與活塞軸套4之間是由氣體填充，從而達(dá)到氣懸浮的效果。同理，當(dāng)氣體進(jìn)入到第一接頭9的時(shí)候，經(jīng)第一氣道A和下端蓋軸套7外邊面的氣體連通槽，氣體進(jìn)入到下端蓋節(jié)流孔F中，由于下端蓋軸套7與活塞桿11的拉桿部分之間是間隙配合，高壓氣體最后通過配合間隙溢出，在這個(gè)過程中形成氣模，達(dá)到氣懸浮的效果。
[0017]最終通入高壓氣體之后，能使下端蓋軸套7與活塞桿11、缸體2與活塞軸套4之間填充氣體，達(dá)到相對(duì)氣體隔離、氣體懸浮的效果。
[0018]提升機(jī)制:當(dāng)?shù)诙宇^10通入第二氣源，氣體進(jìn)入到氣體通道B，最后進(jìn)入到密封氣腔E，當(dāng)氣體的壓力增大到足夠大就能把活塞桿11、活塞軸套4頂起來，帶動(dòng)鋼絲繩，完成提升以及平衡負(fù)載的作用。
[0019]本發(fā)明裝置還能自適應(yīng)更大的偏心量，氣懸浮性能更加出色，提升性能更加穩(wěn)定，工作性能更加可靠、穩(wěn)定、完美、專業(yè)、專注。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，包括有上端蓋(I)、缸體(2)、活塞軸套(4)、下端蓋(6)、下端蓋軸套(7)、鋼絲繩(8)、活塞桿(11)，其中活塞桿(11)插入缸體(2)所設(shè)的中空腔體內(nèi)，活塞軸套(4)套裝在活塞桿(11)上端部的外側(cè)，活塞軸套(4)的外側(cè)與缸體(2)的內(nèi)側(cè)壁接觸，缸體(2)的上下端部分別裝設(shè)有上端蓋(I)及下端蓋(6)，下端蓋軸套(7)套裝在下端蓋(6)的內(nèi)側(cè)壁，活塞桿(11)的一端置于缸體(2)所設(shè)的中空腔體內(nèi)，活塞桿(11)的另一端穿過下端蓋軸套(7 )伸出缸體(2 )所設(shè)的中空腔體外，活塞桿(11)的中空腔體穿有鋼絲繩(8)，且鋼絲繩(8)的頂部分布有外螺紋，且通過螺母(13)固定在活塞桿(11)上部所設(shè)的凹槽內(nèi)，鋼絲繩(8)的下部穿過活塞桿(11)的中空腔體，露置在活塞桿(11)外，用來提升負(fù)載，上述下端蓋軸套(7)在與下端蓋(6)的接觸面設(shè)有環(huán)形導(dǎo)氣槽，并且下端蓋軸套(7)均勻布有下端蓋節(jié)流孔F，下端蓋(6)設(shè)有第一氣道A，下端蓋節(jié)流孔F通過第一氣道A與第一接頭(9)連接，下端蓋(6)與活塞桿(11)的上部之間設(shè)有氣腔E，下端蓋(6)還設(shè)有第二氣道B，氣腔E通過第二氣道B與第二接頭(10)連接，活塞軸套(4)與活塞桿(11)的接觸面設(shè)有環(huán)形導(dǎo)氣槽，并且活塞桿軸套(3 )均布有活塞節(jié)流孔D，活塞桿(11)設(shè)有第三氣道C，活塞節(jié)流孔D通過第三氣道C與導(dǎo)氣軟管(15)的一端連接，導(dǎo)氣軟管(15)的另一端與裝設(shè)在上端蓋(I)的第三接頭(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，其特征在于上述螺母(13)與活塞桿(11)的接觸面還裝設(shè)有錐面墊圈(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，其特征在于上述錐面墊圈(3)與螺母(13)之間還裝設(shè)有球面墊圈(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，其特征在于上述下端蓋(6)與缸體(2)的接觸面裝設(shè)有密封圈(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，其特征在于上述活塞桿軸套(4)與活塞桿(11)之間通過過盈配合固定在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)，其特征在于上述下端蓋(6)與下端蓋軸套(7)之間通過過盈配合固定在一起。
【專利摘要】本發(fā)明是一種無摩擦快速響應(yīng)平衡系統(tǒng)。包括缸體、活塞軸套、下端蓋軸套、鋼絲繩、活塞桿，活塞桿插入缸體所設(shè)的中空腔體內(nèi)，活塞軸套套裝在活塞桿上端部的外側(cè)，活塞軸套的外側(cè)與缸體的內(nèi)側(cè)壁接觸，缸體的上下端部分別裝設(shè)有上端蓋及下端蓋，下端蓋軸套套裝在下端蓋的內(nèi)側(cè)壁，活塞桿的一端置于缸體所設(shè)的中空腔體內(nèi)，活塞桿的另一端穿過下端蓋軸套伸出缸體所設(shè)的中空腔體外，活塞桿的中空腔體穿有鋼絲繩，且鋼絲繩的頂部通過螺母固定在活塞桿上部的凹槽內(nèi)，鋼絲繩的下部穿過活塞桿的中空腔體，露置在活塞桿外，用來提升負(fù)載。本發(fā)明不僅能無摩擦的上下移動(dòng)負(fù)載，還可消除由于偏心力對(duì)整個(gè)提升裝置和機(jī)床Y軸平衡的影響，提高工作的穩(wěn)定性和可靠性。
【IPC分類】F15B15-02, F15B11-06
【公開號(hào)】CN104806584
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510186720
【發(fā)明人】劉強(qiáng), 王哲, 李克天, 陳新, 陳新度, 李明澤, 朱濤, 周春強(qiáng), 王晗, 王素娟, 吳佩萱
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月20日