一种连续气液增压装置

技术领域

本发明涉及气液装置领域，具体涉及一种连续气液增压装置。

背景技术

在现有平口钳主要为手动或液压夹紧。由于铣削加工切削力较大，且工件有可能受多个方向的切削力，因此需要夹钳具有非常大的夹紧力。目前主要采用手动夹紧和液压夹紧两种方式，采用该两种方式主要存在的缺陷在于如下：

手动夹紧的缺陷在于，无法提供足够的夹紧力，现工人均使用榔头使劲敲夹紧手柄(我司做过实验，用榔头用力敲击也只能提供2-3吨的夹紧力)，工人劳动强度非常大，手柄及夹钳容易损坏，每个工人、每个时间段都会造成敲击的力度不一致，经常造成无法夹紧，工件在加工的过程中工件被打飞造成机床、刀具损坏甚至对人员造成伤害。由于夹紧力不一致，无法用于高精度的加工。

液压夹紧的缺陷在于，由于通用机床液压站均为中低压，无法提供足够的压强，一般的夹紧力只有1-2吨，很多时候无法满足客户需要；需要液压站一直工作，浪费能源；液压站需要大量液压油且需要定期更换对环境造成污染。

综上所述，采用的平口钳是否能够有效工作一方面在于是否能够给液压缸提供具有足够大的驱动力，另一方面能够提供一种装置使得液压缸稳定进油增压，同时低能耗工作。

为了解决采用上述方式存在的缺陷，需要提供一种连续气液增压装置。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种连续气液增压装置，具体技术方案如下：

一种连续气液增压装置，其特征在于：包括增压气缸、回油气缸和进气阀；

所述增压气缸包括增压缸体、活塞和弹性加压组件；

所述活塞位于所述增压缸体内，在所述活塞的外周套设有第一密封件，在所述增压缸体的内壁上开设有第一气孔；

增压气缸的第一端设置有油道，该油道分别与储液缸和输出油缸的进口端连通；

在油道内设置有同向的第一单向阀和第二单向阀，在所述增压气缸上设置有所述回油气缸，该回油气缸用于同步推开所述第一单向阀和所述第二单向阀；

在所述增压气缸的第一端内壁沿所述气缸的轴向开设有加压孔，该加压孔与油道连通，该加压孔位于第一单向阀和第二单向阀之间；

该弹性加压组件安装在所述增压活塞与所述加压孔之间，该弹性加压组件中的底座安装在增压活塞上，该弹性加压组件中的增压杆伸入到所述加压孔中；

在所述增压缸体第二端沿所述增压缸体的轴向开设有阀芯安装孔，该阀芯安装孔与所述增压气缸腔体连通；

该阀芯安装孔包括从阀芯安装孔底部向所述增压缸体腔体方向依次连通设置的阀体移动腔室、泄压环形槽和阀杆移动腔室；

在所述泄压环形槽上开设有泄压孔，该泄压孔与外界大气相通；

在所述阀芯安装孔中安装有往复阀芯，该往复阀芯包括阀体和阀杆；

该阀体位于所述阀体移动腔室，该阀杆位于阀杆移动腔室；

在阀杆上套设有气压平衡圈和第二密封件，所述第二密封件与所述泄压环形槽相邻设置；

所述进气口位于所述气压平衡圈和所述第二密封件之间；

在所述阀体上设置有所述第三密封件，在所述阀体移动腔室开设有第二气孔，该第二气孔位于所述阀芯安装孔底部与所述第三密封件之间；

所述进气阀与所述进气孔连通。

进一步地：所述弹性加压组件包括底座、第一弹性件和增压杆，所述底座固定在所述增压活塞的第一端面，所述增压杆一端连接在底座上，所述增压杆自由端伸入到所述加压孔中，所述第一弹性件连接在所述底座与所述增压缸体第一端内壁之间。

进一步地：在所述气缸上设置有泄压阀，该泄压阀的入口通过所述快速泄压通孔与所述增压气缸腔体连通。

进一步地：在所述阀杆上套设有两个气压平衡圈。

进一步地：所述第一单向阀芯靠近所述油道的出油口，所述第二单向阀芯靠近所述油道的进油口；

在所述第一单向阀芯上开设有阶梯通孔，在所述阶梯通孔中的大孔中设置有第一钢珠，在所述第一钢珠和所述油道底部设置有第二弹性件；

在所述第二单向阀芯上开设有排油通孔，在所述第二单向阀芯与所述第一单向阀芯之间设置有连接杆，该连接杆的下端部伸入到所述阶梯通孔的小孔中，所述连接杆的上端部与所述排油通孔之间设置有第二钢珠；

在所述连接杆与所述第一单向阀芯之间设置有第三弹性件；

所述回油气缸包括回油缸体和回油活塞；

在所述回油缸体内设置有回油活塞，在所述回油活塞的下端面设置有推杆，该推杆的自由端从所述回油气缸的出口伸出，伸入到所述排油通孔中，在所述回油活塞与所述回油缸体内的下端面设置有第四弹性部件。

进一步地：所述第二密封圈直径大于所述气压平衡圈直径0.1-0.2mm。进气均匀。

进一步地：加压孔内壁设置有两个环形密封槽，在所述环形密封槽内设置有密封圈。靠近腔室内用于防尘，外部用于密封油。

本发明的有益效果为：

第一，本发明采用压缩空气作为驱动，通过增压缸进行增压，产生高压，推动液压缸2对工件进行夹紧。最大夹紧力可达7吨；

第二，通过控制压缩空气压力控制夹紧力，夹紧力可调，夹紧力大小精度可控制在20kg以内。

第三，在加工过程中由于振动等影响，造成泄压后，可自动补偿，保证可靠夹紧，保证加工质量；由于采用压缩空气作为动力，且需气量非常低，能源损耗几乎忽略不计，非常节能，与液压钳比较，每月节约电能约750KW.h；

第四，与液压钳比较，由于不使用液压站，仅需少量液压油，环保；控制方便，相比手动平口钳工人劳动强度大大降低，获得工人一致好评。

附图说明

图1为增压气缸整体结构图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图2的B-B剖视图；

附图标号说明，回油气缸1、进气阀2、增压缸体3、增压活塞4、底座5、第一弹性件-第一弹簧6、增压杆7、第一密封件-第一密封圈8、进气孔9、第一气孔10、第二气孔11、泄压孔12、阀体移动腔室13、泄压环形槽14、阀杆移动腔室15、阀体16、阀杆17、第二密封件-第二密封圈18、第三密封件-第三密封圈19、油道20、进油口21、出油口22、第一单向阀芯23、第二单向阀芯24、第一钢珠25、第二弹性件-第二弹簧26、连接杆27、第二钢珠28、第三弹性件-第三弹簧29、回油缸体30、回油活塞31、回油推杆32、第四弹性部件-第四弹簧33、加压孔34。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1至图3所示：一种连续气液增压装置，在本实施例中，本发明主要用于平口钳对工件夹紧，由于钳体夹紧过程中，需要很大的液压力作用，因此，需要使用本发明的连续气液增压装置对驱动钳体的液压缸进行增压作用。在结构上，本连续气液增压装置的出油口与驱动钳体运动的液压缸的进油口连通，通过对液压缸的增压使得液压缸带动平口钳对工件进行夹紧。

其中，一种连续气液增压装置的具体结构包括增压气缸、回油气缸1和进气阀2；

所述增压气缸包括增压缸体3、活塞和弹性加压组件；

所述活塞位于所述增压缸体3内，在所述活塞的外周套设有第一密封件，在所述增压缸体3的内壁上开设有第一气孔10；

增压气缸的第一端设置有油道20，该油道20分别与储液缸和输出油缸的进口端连通；

在油道20内设置有同向的第一单向阀和第二单向阀，在所述增压气缸上设置有所述回油气缸1，该回油气缸1用于同步推开所述第一单向阀和所述第二单向阀；

在所述增压气缸的第一端内壁沿所述气缸的轴向开设有加压孔，该加压孔与油道20连通，该加压孔位于第一单向阀和第二单向阀之间；

其中，加压孔内壁设置有两个环形密封槽，在所述环形密封槽内设置有密封圈。靠近增压腔室内的密封圈用于防尘，靠近外部的密封圈用于密封油。

该弹性加压组件安装在所述增压活塞4与所述加压孔之间，该弹性加压组件中的底座5安装在增压活塞4上，该弹性加压组件中的增压杆7伸入到所述加压孔中；

在本实施例中，弹性加压组件采用的具体结构为，所述弹性加压组件包括底座5、第一弹性件和增压杆7，所述底座5固定在所述增压活塞4的第一端面，所述增压杆7一端连接在底座5上，所述增压杆7自由端伸入到所述加压孔中，所述第一弹簧6连接在所述底座5与所述增压缸体3第一端内壁之间。

在所述增压缸体3第二端沿所述增压缸体3的轴向开设有阀芯安装孔，该阀芯安装孔与所述增压气缸腔体连通；

该阀芯安装孔包括从阀芯安装孔底部向所述增压缸体3腔体方向依次连通设置的阀体移动腔室13、泄压环形槽14和阀杆移动腔室15；

在所述泄压环形槽14上开设有泄压孔12，该泄压孔12与外界大气相通；

在所述阀芯安装孔中安装有往复阀芯，该往复阀芯包括阀体16和阀杆17；

该阀体16位于所述阀体移动腔室13，该阀杆17位于阀杆移动腔室15；

在阀杆17上套设有气压平衡圈和第二密封圈18，所述第二密封圈18与所述泄压环形槽14相邻设置，所述进气口位于所述气压平衡圈和所述第二密封圈18之间。

在本实施例中，气压平衡圈起到缓冲气压的关键作用，特别的如果在阀杆17上不设置气压平衡圈，当气体从进气口中进入，由于气体进气较快，气体将推动阀体16向阀芯安装孔底部移动，阀体16带动阀杆17的移动，阀杆17带动第二密封圈18位于环形泄压槽中，进气口与泄压孔12连通，气体将不会作用到增压活塞4。增压缸将不会动作。因此，在本实施第二密封圈18直径大于气压平衡圈直径0.1-0.2mm。采用该种形式为了保证从进气口向增压强室中的气体进气均匀，能够均匀推动增压活塞4，使得增压活塞4推动增压杆7动作。为了进一步的缓冲气压，气压平衡圈可以设置两个。

在所述阀体16上设置有所述第三密封圈19，在所述阀体移动腔室13开设有第二气孔11，该第二气孔11位于所述阀芯安装孔底部与所述第三密封圈19之间；

所述进气阀2与所述进气孔9连通。

第一单向阀芯23和第二单向阀芯24在油道20中的具体连接结构为：

所述第一单向阀芯23靠近所述油道20的出油口22，所述第二单向阀芯24靠近所述油道20的进油口21；

在所述第一单向阀芯23上开设有阶梯通孔，在所述阶梯通孔中的大孔中设置有第一钢珠25，在所述第一钢珠25和所述油道20底部设置有第二弹簧26；

在所述第二单向阀芯24上开设有排油通孔，在所述第二单向阀芯24与所述第一单向阀芯23之间设置有连接杆27，该连接杆27的下端部伸入到所述阶梯通孔的小孔中，所述连接杆27的上端部与所述排油通孔之间设置有第二钢珠28；

在所述连接杆27与所述第一单向阀芯23之间设置有第三弹簧29；

回油气缸1的具体连接结构为：

所述回油气缸1包括回油缸体30和回油活塞31；

在所述回油缸体30内设置有回油活塞31，在所述回油活塞31的下端面设置有推杆，该推杆的自由端从所述回油气缸1的出口伸出，伸入到所述排油通孔中，在所述回油活塞31与所述回油缸体30内的下端面设置有第四弹簧33。

本发明工作原理：油道20的出油口22与液压缸的进油口21连通，油道20的进油口21与储液箱的油口连通；

在初始状态下，进气阀2和泄压阀处于关闭状态，气体不进入到增压气缸的加压腔室，增压活塞4位于增压缸体3内的左端面；

储油缸的油经过油道20进油口21，在油压作用下推开第二单向阀，进入到第一单向阀和第二单向阀之间，由于加压孔在初始中为负压状态，在吸油时，由于负压作用，储油缸的油虽然能够推开第一单向阀，但是完全不能满足液压缸工作需要，因此需要增压杆7对油道20中的油进行增压。

在需要对进入到液压缸的油液增压时，进气阀2打开，空气通过进气阀2，经增压缸体3内部的通道进入到加压腔室中；

增压活塞4在增压缸体3内的运动过程以增压活塞4相对第一密封圈8相对第一气孔10的位置关系分为两个阶段；

增压活塞4的第一运动阶段，当增压活塞4上的第一密封圈8位于第一气孔10上的左边时，增压活塞4在气压作用下，带动增压杆7在增压气缸中沿轴向向右移动，增压杆7的右端在加压孔中移动，增压杆7给油道20中的液压油增压，液压油推开第一单向阀，经第一单向阀进入到液压缸的入口中，液压缸的输出端带动钳体移动；

对于往复阀芯，由于往复阀芯在初始状态下，第二密封圈18将泄压孔12与进气口隔开，加压腔室中气体不能通过泄压孔12与外界大气连通，加压腔室中的气压大于外部气压；

增压活塞4向右移动，在第一密封圈8位于第一气孔10的右侧时，由于第一气孔10与第二气孔11通过气缸缸体内部的通道连通，加压腔室内的气体通过第一气孔10和第二气孔11之间的连通通道进入到第三密封圈19、阀芯安装孔底部和阀芯安装孔内壁之间形成的密闭腔室中。

进入的气体推动往复阀芯沿着阀芯安装孔轴向向右移动，当往复阀芯上的第二密封圈18移动，使得进气口与泄压孔12连通时，加压腔中的气体和进气口的气体通过通过泄压孔12与外界大气连通泄压，加压腔内的气压与外界大气的气压相同。

增压活塞4进入第二运动阶段，增压活塞4在第一弹簧6作用下向左移动，当增压活塞4在第一弹簧6作用下，推动往复阀芯复位后，进气阀2中压缩的空气继续对加压腔室进行增压，增压活塞4按照上述第一运动阶段和第二运动阶段循环往复，直到达到设定压力，增压杆7无法继续在加压孔中移动，平口钳对物体进行夹紧。

当平口钳松开时，进气阀2关闭进气，储油缸停止进油，泄压阀打开，加压腔室直接经快速泄压通孔和泄压阀与外界连通，使得加压腔室内的气压与外界气压一致，增压活塞4在第一弹簧6作用下快速回退，对液压缸进行泄压。

回油活塞31带动回油推杆32向下运动，回油推杆32的下端从阶梯通孔中伸入，向下顶开第二钢珠28，同时，连接杆27向下推开第一钢珠25，使得，液压缸和回油缸之间的油道20连通，液压缸直接向回油气缸1回油。钳口后退。