气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块及流体传动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种气动液压通用式活塞‑柱塞串联作动模块及流体传动装置，其中作动模块的基本构件包括作动元件与通孔接口元件，该作动元件包括自前向后依次相接的柱塞、中间杆及活塞，通孔接口元件至少具有柱塞孔与中间杆孔，柱塞与柱塞孔之间、中间杆与中间杆孔之间均为滑动密封配合，使得通孔接口元件、柱塞后部及中间杆之间形成柱塞作动腔。该作动模块不仅可与活塞缸体相配接而形成完整功能的气压缸或液压缸，还可以在相关机器的固定本体上设置活塞孔与其配接以形成流体传动装置，还能够多个共同加载至多位固定本体上而形成模块化多位均压联动流体传动装置，能够较好满足现代制造业对流体传动元件提出的绿色化、模块化及个性化定制等要求。

【技术实现步骤摘要】
气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块及流体传动装置
本技术涉及气缸、液压缸领域，主要涉及一种气动与液压通用式活塞-柱塞串联作动模块及流体传动装置。
技术介绍
气缸与液压缸是液体传动领域广泛使用的执行元件。人们为了减小气缸与液压缸，特别是气缸的径向尺寸，会选择采用串联缸（俗称倍力缸），因为采用二级串联缸能够使缸径缩小40%左右，多级串联缸能够使缸径缩小更多。附图1是现有双缸双活塞双作用二级串联气缸的结构原理图。由图中可见，后活塞杆5’与前活塞10’固联。其工作原理是：工作行程时，二位四通换向阀22’左位工作，压力气体通过后活塞后腔管接头螺纹适配孔14’与前活塞后腔管接头螺纹适配孔18’，同时进入后活塞后腔15’与前活塞后腔19’，推动后活塞4’-后活塞杆5’-前活塞10’-前活塞杆11’，一起向右运动，由前活塞杆11’输出推力做功。输出推力为单活塞气缸的2倍，即F推=2×πD2P/4=πD2P/2(D为活塞直径，P为系统压力)。工作行程时，前活塞前腔20’通过前活塞前腔气管管接头螺纹适配21’，后活塞前腔16’通过后活塞前腔气管管接头螺纹适配孔17’，再一起通过二位四通换向阀22’，与大气相通。二位四通换向阀22’切换至右位工作，则为返回行程。通过进行深入的技术功能与价值工程分析，可以发现图1所示现有串联气缸，具有下列突出的技术缺陷：（1）具有前、后2只缸筒和前后2套活塞-活塞杆，轴向尺寸大，结构复杂拖沓，总体体积大；（2）具有后活塞推力作动腔、后活塞拉力作动腔、前活塞推力作动腔与前活塞拉力作动腔一共4个腔，并具备相应的4个管接头螺纹适配孔，不仅自身结构复杂，而且外部管路布置也甚为不便，还需要增加三通接头等附件，总体制造成本高，安装调整费时费力；（3）由于各个作动腔的气管管接头螺纹适配孔，与油管管接头螺纹适配孔标准不同，所以不能与油管管接头通用适配，因而仅能用于气压传动而不能用于液压传动；（4）活塞杆直径较小，刚性较差。现代机械设计的一个重要发展方向是模块化，因为模块化能够满足低成本、大批量、个性化定制的要求。但是，模块化设计目前仅能适用于比较复杂的机械产品的设计，越是简单的产品，越难以进行模块化设计。而液压缸、气缸这样的产品，往往只有几个零件，是故，目前尚未出现模块化的液压缸、气缸。此外，现代制造业对流体传动元件提出了绿色化、模块化、集成化、大批量、低成本以及个性化定制等要求。而图1所示现有二级串联气缸，显然从根本上不具备上述特征。液压缸与气缸还有一个重要的应用场合，即多缸均压联动。多缸均压联动装置是在一个固定本体上设有多个接口，每一个接口上固定安装一个具有完整功能的单作用单活塞缸。附图2是现有的4缸均压联动液压传动装置，其工作原理是：螺栓通过4个固定安装孔1”，将固定本体2”固联在相关的工作机器上，固定本体2”设有油管管接头螺纹适配孔4”；4套具有完整功能的螺纹夹紧缸，以螺纹缸体8”的外螺纹接口，分别安装在固定本体2”相应的螺纹接口孔中，各个螺纹夹紧缸的油管管接头螺纹适配孔5”，联通活塞后腔6”与固定本体的内部流体通道3”。工作过程时，压力液体通过固定本体2”上固定本体管接头螺纹适配孔4”，经过内部流体通道3”，再经过各个螺纹缸体的管接头螺纹适配孔5”，同时进入各个缸的活塞后腔6”，推动活塞9”-活塞杆10”克服复位弹簧11”的作用力，向前运动夹紧各个工件12”。此时，各个活塞前腔通过各自的螺纹缸体上的空气呼吸孔13”，与大气相通。多缸均压联动装置具有力反馈均压功能，即当某一活塞杆10”前端最先接触到工件12”之后，便自然停止运动，力反馈功能使得其它活塞杆先后接触工件，最终都以相同的作用力施加于工件上，不受工件尺寸误差的影响。此即力反馈所谓均压功能。然而，附图2所示现有多缸均压联动液压传动装置，存在下述严重缺点：（1）由于需要将完整功能的螺纹缸拧入固定本体，固定本体的油管管接头螺纹适配孔4”，与螺纹缸的油管管接头螺纹适配孔5”，重复设置。因此，螺纹缸管接头螺纹适配孔5”是完全多余、毫无必要的，由此造成的功能冗余、尺寸体积增大与浪费可想而知；（2）单作用单活塞缸，不仅输出力小，而且活塞杆10”外必须套装复位弹簧11”，造成活塞杆直径较小而导致刚性较差。这对于缸径较小的小型气缸液压缸来说，是难以克服的技术缺陷；特别是对缸径很小的微型气缸液压缸来说，则几乎是致命的技术缺陷；（3）实际上，工程上对图2所示多缸均压联动流体传动装置的技术本质需要，是多位均压联动流体传动装置，而现有技术提供的则是多缸均压联动流体传动装置，并因此造成了功能冗余，造成了极大浪费；（4）图2所示多缸均压联动流体传动装置，一般要求总体径向尺寸尽可能小。但是，这一种传动装置目前仅能够使用多个单作用单活塞缸，径向尺寸的减小受到刚性制约。而图1所示双作用串联缸，即使能够勉强设计成为单作用的，也无法应用于图2所示多缸均压联动流体传动装置上。如果能够创新设计出可适用于多位均压联动流体传动装置且结构简单的单作用串联作动模块，以多位均压联动取代多缸均压联动，则不仅能够显著缩小径向与轴向尺寸，同时能够满足现代制造业对流体传动元件提出的绿色化、模块化、大批量、低成本以及个性化定制等要求。
技术实现思路
本技术的第一目的是提供一种气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块，所述作动模块的基本构件包括作动元件与通孔接口元件，所述作动元件包括自前向后依次相接的柱塞、中间杆及活塞，所述活塞与所述柱塞的直径均大于所述中间杆的杆径，所述通孔接口元件至少具有柱塞孔与中间杆孔，所述柱塞与所述柱塞孔之间滑动密封地配合，所述中间杆穿过所述中间杆孔并与其滑动密封配合，使得所述通孔接口元件、所述柱塞后部及所述中间杆之间形成柱塞作动腔。优选地，所述作动元件上开设有自所述活塞的后端经所述中间杆贯穿延伸至所述柱塞作动腔的内部流体通道。本技术的第二目的是提供一种采用上述气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块的模块化气缸、液压缸。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种模块化气缸、液压缸，包括如上述的气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块，还包括具有活塞孔的活塞缸体，所述通孔接口元件的后端固定连接在所述活塞孔的前端，所述活塞与所述活塞孔之间滑动密封地配合。优选地，所述活塞将所述活塞孔分隔为相互独立的活塞前腔与活塞后腔，所述活塞缸体上开设有分别与所述活塞前腔、活塞后腔连通的两个管接头适配孔。本技术的第三目的是提供一种采用上述气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块的流体传动装置。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种流体传动装置，包括如上述的气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块，机器上具有固定本体，所述固定本体上设置有活塞孔、以及位于所述活塞孔前端用于与所述通孔接口元件配接的接口，所述通孔接口元件的后端与所述接口对接并固联，所述活塞与所述活塞孔之间滑动密封地配合。优选地，所述活塞将所述活塞孔分隔为相互独立的活塞前腔与活塞后腔，所述固定本体的端部上还开设有分别与所述活塞前腔、活塞后腔连通的两个管接头适配孔。本技术的第四目的是提供一种采用上述气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气动液压通用式活塞‑柱塞串联作动模块，其特征在于：所述作动模块的基本构件包括作动元件与通孔接口元件，所述作动元件包括自前向后依次相接的柱塞、中间杆及活塞，所述活塞与所述柱塞的直径均大于所述中间杆的杆径，所述通孔接口元件至少具有柱塞孔与中间杆孔，所述柱塞与所述柱塞孔之间滑动密封地配合，所述中间杆穿过所述中间杆孔并与其滑动密封配合，使得所述通孔接口元件、所述柱塞后部及所述中间杆之间形成柱塞作动腔。

【技术特征摘要】
1.一种气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块，其特征在于：所述作动模块的基本构件包括作动元件与通孔接口元件，所述作动元件包括自前向后依次相接的柱塞、中间杆及活塞，所述活塞与所述柱塞的直径均大于所述中间杆的杆径，所述通孔接口元件至少具有柱塞孔与中间杆孔，所述柱塞与所述柱塞孔之间滑动密封地配合，所述中间杆穿过所述中间杆孔并与其滑动密封配合，使得所述通孔接口元件、所述柱塞后部及所述中间杆之间形成柱塞作动腔。2.根据权利要求1所述的气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块，其特征在于：所述作动元件上开设有自所述活塞的后端经所述中间杆贯穿延伸至所述柱塞作动腔的内部流体通道。3.一种模块化气缸、液压缸，其特征在于：包括如权利要求1或2所述的气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块，还包括具有活塞孔的活塞缸体，所述通孔接口元件的后端固定连接在所述活塞孔的前端，所述活塞与所述活塞孔之间滑动密封地配合。4.根据权利要求3所述的模块化气缸、液压缸，其特征在于：所述活塞将所述活塞孔分隔为相互独立的活塞前腔与活塞后腔，所述活塞缸体上开设有分别与所述活塞前腔、活塞后腔连通的两个管接头适配孔。5.一种流体传动装置，其特征在于：包括如权利要求1或2所述的气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块，机器上具有固定本体，所述固定本体上设置有活塞孔、以及位于所述活...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟康民，李艳，魏山虎，窦云霞，
申请(专利权)人：苏州劳灵精密机械有限公司，苏州普来可瑞机电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32