一种可调空气阻尼缓冲器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于先导式溢流阀的缓冲器机构，包括活塞杆，空气活塞缸，返回弹簧，先导式溢流阀，快速复位单向阀；其中主要结构是活塞杆，活塞缸和返回弹簧，辅助结构的是溢流阀和单向阀；当有冲击作用在活塞杆上时，空气腔被压缩，此时单向阀关闭，空气通过管道流向先导式溢流阀，通过两个调节旋钮可以调节阀芯压力和阻尼孔压力，从而调节溢流阀气体流通速度，进而调节缓冲器的缓冲压力和时间，气体经消声器回到大气中；当冲击结束时，返回弹簧工作，促使空气腔压强减小至小于大气压，此时单向阀工作，空气经过过滤器快速充满空气腔，使缓冲器复位；两个空气阀都是嵌在机架上，拆装检修方便。

【技术实现步骤摘要】
一种可调空气阻尼缓冲器
本专利技术涉及机械缓冲器领域，特别是涉及一种可调空气阻尼缓冲器。
技术介绍
现代工业制造生产中，自动化机构日益增多，各运动部件间需要相互配合，共同完成工作，为保证机构运动的平稳性，在一些地方需要使用到缓冲器，以保护机械部件或者完成相应动作。缓冲器作为设备运行过程中减缓刚性碰撞的安全保护装置，广泛应用于起重运输、冶金机械、车辆船舶、航空航天，武器装备等机械设备中。现有的的缓冲器主要有：(1)橡胶缓冲器、(2)弹簧缓冲器、(3)气缸式缓冲器、(4)冲击缓冲器、(5)液压缓冲器。其中，本专利技术属于气缸式缓冲器的范畴。气缸式缓冲器结构简单，阻尼受温度影响小，较小的容积就可获得很大的缓冲力。然而在实际的工业生产中，冲击的状态不是一定的，在某一场合下冲击为一个数值，另一个场合下是另一个数值，这时候就需要更换缓冲器或者使用液压式的可调缓冲器，但有其局限性，现存在的可调缓冲器一般是液压阻尼可调缓冲器，它能够调节油液流通的阻尼，但不能调节压力差和流速之间的比值，也就不能分别调节冲击动量和时间，只能一维线性的调节冲击动量和缓冲时间的组合。加之液压缓冲器使用油液粘度远远大于空气，所以在缓冲结束之后复位时间长，在某些高频场合不能达到生产要求，为此需要设计一种可调空气阻尼缓冲器。
技术实现思路
为了以上问题，本专利技术提供一种可调空气阻尼缓冲器，是基于气缸式的缓冲器，拥有两个可调初始弹力的压缩弹簧的先导阀，通过两旋钮数值间的配合，实现冲击动量和冲击时间的二维可调，解决了上述液压缓冲器存在的缺陷，在实际的工业生产中，可实现缓冲动量和缓冲时间的准确可调，操作方便，无须更换设备，便于维修。其次，本专利技术的缓冲器返回装置使用单向阀，空气粘度非常小，所以缓冲器返回迅速，能够快速复位，达到实际需求，为达此目的，本专利技术提供一种可调空气阻尼缓冲器，包括活塞杆，空气活塞缸，返回弹簧，先导式溢流阀和单向阀，所述空气活塞缸与活塞杆及外部机架构成空气压缩腔，所述返回弹簧嵌套在活塞杆的上端压在外部机架构上，所述外部机架底部通过管道与先导式溢流阀相连，所述先导式溢流阀下方管道的一侧有单向阀，所述先导式溢流阀的阀芯上有泄压阻尼小孔，所述泄压阻尼小孔开在先导式溢流阀的阀体上，所述先导式溢流阀的后侧有大调节旋钮，所述小调节旋钮的端部穿过大调节旋钮并通过固定螺母固定在大调节旋钮上，所述先导式溢流阀的阀体内有一对弹簧，两个弹簧套装在一起，外部的弹簧在大调节旋钮的端部与阀芯之间，内部的弹簧在小调节旋钮的端部与密封滚珠，所述密封滚珠抵住阀芯的进油口，所述单向阀内有单向阀芯。作为本专利技术进一步改进，所述先导式溢流阀的阀体的一侧的空气的出口设有消声器。作为本专利技术进一步改进，所述单向阀内有单向阀芯的出口设置有过滤器。作为本专利技术进一步改进，所述先导式溢流阀的阀芯上有泄压阻尼小孔，而泄压阻尼小孔面积为a，为先导腔释放气压，实现先导腔压力可调，从而实现阀芯阻力可调；阀体有两个压力可调的弹簧通过旋转旋钮改变两个弹簧弹力大小的组合，形成一个二维的压力组合，定义为(F1，F2)，F1为大弹簧设置压力，F1为大弹簧设置压力，从而调节先导腔的压力，进而调节空气流通面积定义为A，当受到冲击时，设受到的冲击动量大小为Mv，缓冲时间为t，根据动量定理可得平均的缓冲力F＝Mv/t，此时，冲击作用在活塞杆上时，空气腔被压缩，此时单向阀关闭，空气通过管道流向先导式溢流阀。本专利技术理论上实现了缓冲器工作状态的二维可调，并且复位迅速，满足了某些情况下的工作要求。气缸式缓冲器中的空气阻尼受温度影响小，较小的容积就可获得很大的缓冲力，有自身独特的优势。在实际应用中可以根据需要工作条件的冲击动量Mv和缓冲时间t对应查表，调准两旋钮间的数值配合，实现参数准确对应工作要求，对操作人员要求低，操作简单。附图说明图1是本专利技术的机构示意图：1、活塞杆；2、返回弹簧；3、活塞缸；4、可调先导溢流阀；5、单向阀；图2是可调先导溢流阀的放大图：6、大调节旋钮；7、小调节旋钮；8、固定螺母；9、弹簧；10、密封滚珠；11、泄压阻尼小孔；12、阀芯；13、消声器；图3是单向阀的放大图：14、单向阀芯；15、过滤器；图4是二维表格(F1，F2—Mv,t)。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：本专利技术提供一种可调空气阻尼缓冲器，是基于气缸式的缓冲器，拥有两个可调初始弹力的压缩弹簧的先导阀，通过两旋钮数值间的配合，实现冲击动量和冲击时间的二维可调，解决了上述液压缓冲器存在的缺陷，在实际的工业生产中，可实现缓冲动量和缓冲时间的准确可调，操作方便，无须更换设备，便于维修。其次，本专利技术的缓冲器返回装置使用单向阀，空气粘度非常小，所以缓冲器返回迅速，能够快速复位，达到实际需求。如图1，本专利技术提出一种缓冲器，属于空气阻尼缓冲器的范畴，所述缓冲器包括活塞杆1，空气活塞缸3，返回弹簧4，先导式溢流阀4，快速复位单向阀5；其中主要结构是活塞杆，活塞缸和返回弹簧，调节辅助结构的是溢流阀和单向阀；所述单向阀如图3所示其内有过滤器，所述空气活塞缸3与活塞杆1之间配合有一定的气密性，保证在压缩时能够在空气活塞缸3下部形成形成高压腔，此时被压缩空气会经过道统管道流向快速复位单向阀5和先导式溢流阀4。由于此时单向阀单向阀5左侧气压高于右侧，所以单向阀关闭，空气流向先导式溢流阀4。当气压作用在先导式溢流阀上时，设受到的冲击动量大小为Mv，缓冲时间为t，根据动量定理可得平均的缓冲力F＝Mv/t，可以根据绝热条件下下的理想气体状态方程PVΥ＝C1计算得到施压后，压缩腔的空气压力为P2，所以作用在先导式溢流阀4上的初始压力为P2。如图2，气压作用在先导小孔上，假设对两个弹簧9施加不同的初始压力，且小弹簧的初始压力F1远小于大弹簧初始压力F2，再设活塞缸3面积为A0，行程为H，阀芯12先导孔的面积为A1，阀芯12的底面积为A2，11泄压阻尼小孔的有效导通面积为A0，再设流经先导孔的气流流量为q1，流经溢流阀4的空气流量为q，流经溢流口的流量为q2，流经泄压小孔的流量为q0，此时可以到一组平衡方程组：F＝Mv/tA0*F＝P2A1*(P2-P1)＝F1A2*(P2-P1)＝F2q＝q1+q2+q0A0*H＝q0*t再由小口流量公式：q＝KAΔp^m可得:Q0＝K0A0(p1-10kPa)^mq1,q2则需要从实际的模型中模拟计算的到经验公式q1-F1,q2-F2，联立上述公式加上模拟得到的经验公式，可以得到两个弹簧9之间的配合F1：F2与Mv-t之间的关系，可得到二维的表格(F1，F2—Mv,t)，如图4。在本专利技术的一种实施方式中，实际的工业生产可以根据实际生产需要可以调节不同的F1,F2参数，从而得到相应的Mv，t值。在本专利技术的一种实施方式中，二维的表格(F1，F2—Mv,t)需要根据实际模型产品的实际参数进行修正，不能只有计算得出，因为实际机械产品情况复杂，会出现一定的误差，所以需要实际模型来验证该数据是否需要修正。在本专利技术的一种实施方式中，阀芯12上设有泄压小孔11，以保证先导腔內气压可控。在本专利技术的一种实施方式中，当缓冲阶段结束时，返回弹簧2将推使活塞杆1向上运动，此时活塞缸3下部腔体气压减小至小于大气压，即单向阀5左侧气压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调空气阻尼缓冲器，包括活塞杆（1），空气活塞缸（3），返回弹簧（4），先导式溢流阀（4）和单向阀（5），其特征在于：所述空气活塞缸（3）与活塞杆（1）及外部机架构成空气压缩腔，所述返回弹簧（4）嵌套在活塞杆（1）的上端压在外部机架构上，所述外部机架底部通过管道与先导式溢流阀（4）相连，所述先导式溢流阀（4）下方管道的一侧有单向阀（5），所述先导式溢流阀（4）的阀芯（12）上有泄压阻尼小孔（11），所述泄压阻尼小孔（11）开在先导式溢流阀（4）的阀体上，所述先导式溢流阀（4）的后侧有大调节旋钮（6），所述小调节旋钮（7）的端部穿过大调节旋钮（6）并通过固定螺母（8）固定在大调节旋钮（6）上，所述先导式溢流阀（4）的阀体内有一对弹簧（9），两个弹簧（9）套装在一起，外部的弹簧（9）在大调节旋钮（6）的端部与阀芯（12）之间，内部的弹簧（9）在小调节旋钮（7）的端部与密封滚珠（10），所述密封滚珠（10）抵住阀芯（12）的进油口，所述单向阀（5）内有单向阀芯（14）。

【技术特征摘要】
1.一种可调空气阻尼缓冲器，包括活塞杆（1），空气活塞缸（3），返回弹簧（4），先导式溢流阀（4）和单向阀（5），其特征在于：所述空气活塞缸（3）与活塞杆（1）及外部机架构成空气压缩腔，所述返回弹簧（4）嵌套在活塞杆（1）的上端压在外部机架构上，所述外部机架底部通过管道与先导式溢流阀（4）相连，所述先导式溢流阀（4）下方管道的一侧有单向阀（5），所述先导式溢流阀（4）的阀芯（12）上有泄压阻尼小孔（11），所述泄压阻尼小孔（11）开在先导式溢流阀（4）的阀体上，所述先导式溢流阀（4）的后侧有大调节旋钮（6），所述小调节旋钮（7）的端部穿过大调节旋钮（6）并通过固定螺母（8）固定在大调节旋钮（6）上，所述先导式溢流阀（4）的阀体内有一对弹簧（9），两个弹簧（9）套装在一起，外部的弹簧（9）在大调节旋钮（6）的端部与阀芯（12）之间，内部的弹簧（9）在小调节旋钮（7）的端部与密封滚珠（10），所述密封滚珠（10）抵住阀芯（12）的进油口，所述单向阀（5）内有单向阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张曼，胡涛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32