[实用新型]消除活塞偏转力矩及外张开口转换成内缩开口的优化开口气缸结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构优化的开口气缸，尤其是涉及消除开口气缸存在的活塞动力输出偏转力矩现象，优化防止开口变形的结构，在保证系统性能的前提下更便于工程实现。

背景技术

在使用到开口气缸的场景中，动力输出在活塞体的侧面，活塞受到的气体(或液体)驱动作用力中心与活塞受到的来自动力输出对象的阻力中心并不在同一直线上。由此活塞将受到偏转力矩作用。

一种方式是直接由活塞或活塞环来抵消这种偏转力矩。这种方案下，活塞或活塞环、气缸壁受到较大的径向作用力，活塞环与气缸壁间存在较大的摩擦力。

另一种方式是将偏转力矩转移到气缸外部，由与活塞臂刚性连接的外部部件抵消偏转力矩。这种方案下，对所有部件的刚度及与气缸间的相对位置精度有较高的要求，在大的动力输出及长的活塞行程场景中，很难工程实现，即使勉强实现，由于制造误差、温度变化带来的变形以及设备安装环境的变形(如运动中的船上)，气缸内部的活塞、活塞环及气缸壁将依然受到部分偏转力矩的影响，磨损很严重。

另一方面，开口气缸的正常工作，需要有防止内部气体压力导致结构变形的手段。一种方式是采用更厚的气缸壁，利用缸体本身的强度抵抗变形。这种方案下，系统重量大，工作的气体压力不能太高。即使利用外部加强筋也满足不了高压工作。另一种方式是采用活动卡扣，在活塞臂通过后卡住开口防止开口外扩。这种方案下，卡扣尺寸较大，既要能灵活避开活塞臂，又要能很快卡住开口，对设计与制造要求都很高。

针对上述缺陷，本发明提出消除活塞偏转力矩，将外张开口转换成内缩开口以及相关配套优化的气缸结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

消除开口气缸中活塞受到的偏转力矩，优化气缸结构，使其更利于开口气缸系统的工程实现。

本发明采用以下技术方案：

本实用新型提供一种消除活塞偏转力矩及外张开口转换成内缩开口的优化开口气缸结构，采用双气缸平行布置；两个气缸开口的相对位置采用同向、相对或内倾方式；两个气缸的活塞臂通过两个活 塞轴心连接线的中线；当两个开口不是相对布置时，其活塞臂必须做弯曲设计。

优选地，活塞动力输出由与活塞臂连接处滑动接触的外部部件完成，或在活塞臂连接处直接作用于动力输出对象，其接触形式依然是滑动接触。

优选地，活塞臂上设置承载结构，承载活塞及活塞臂重量；承载装置固定在活塞臂上，通过滚轮或滑块，在开口处的气缸外壁上或在开口内部做滚动或滑动。

优选地，活塞臂上的承载结构提供活塞与活塞臂的定位功能。

优选地，在开口气缸的开口处设置气缸盖，将原有开口因工作气体压力导致的外张变形趋势，转换成新开口的内缩变形趋势。

优选地，将开口下置内倾，两个汽缸盖直接接触或在其间安装紧固件，使两个汽缸盖外张的力相互抵消。

优选地，在气缸内设置密封带，开口处的撑块只承担防止开口内缩变形的作用。

为消除活塞偏转力矩，采用双气缸平行布置，两个气缸的开口相对，两个气缸的活塞臂连接处通过两个活塞轴心连接线的中线，动力输出由与活塞臂连接处滑动接触的外部部件完成。外部部件在与气缸平行的滑槽或滑杆中运行，随活塞一起同向运动。

更进一步的设计，由于气缸壁内部依然受到活塞重力作用，在活塞臂上设置承载结构，其承载全部的活塞及活塞臂重量。

优化开口结构，在开口气缸的开口处设置气缸盖，气缸盖边缘的一端内沿与开口一边的外沿直接接触，另一端悬空。悬空的一端内沿与开口另一边外沿形成新的开口。此开口提供活塞臂通过的通道，同时与柔性带配合，起到防止开口变形和实现气体密封的功能。

更进一步的设计，在上述采用气缸盖的方案中，采用开口下置内倾，使两个气缸盖直接接触或在气缸盖间设置紧固件，使两个气缸盖的外张力相互抵消。

更进一步的优化，在气缸内设置密封带，气缸盖将不再受到气体压力作用，新开口处的撑块只需完成防止开口变形的功能。

可达到的有益效果：

消除活塞偏转力矩后，将大大减轻活塞、活塞环、气缸壁磨损，有利于设备维护保养，能大幅度提高部件工作寿命。

在活塞臂上设置承载结构，其承载全部的活塞及活塞臂重量，进一步减轻了气缸内部的磨损，且对活塞、活塞臂起到外部定位的作用。

使用气缸盖优化的开口结构，防止开口内缩变形的撑块体型远小于防止开口外张变形的卡扣体型，更加灵活，更便于材料选择与工程实现。

采用开口下置内倾的方案，使两个气缸盖的外张力相互抵消，有利于气缸盖的定位布置。