[发明专利]一种浮动支承油缸

说明书

技术领域

本发明涉及一种支承油缸，尤其涉及一种通过增加活塞受力面积而能提高对工件支承力的液压浮动支承油缸。 

背景技术

液压浮动支承油缸主要应用于机械加工中，与被加工工件压紧接触后，对被加工工件产生支承力，以减少被加工工件在加工过程中的振动，防止被加工工件的变形，即为被加工工件提供浮动的辅助支承的一种装置。如中国专利授权公告号为CN201513409U的专利文献中就公开了一种液压支撑油缸结构，它包括：液压支承油缸本体、安装于本体内的上升活塞（顶出活塞）以及通过上升活塞推动的柱塞（支承杆）、柱塞弹簧（顶出弹簧）、于油缸本体内还安装有一支撑活塞以及包夹柱塞的筒夹（弹性体），支撑活塞具有一上升锥面，筒夹具有与该上升锥面对应的受力锥面，支撑活塞通过液压作用向上移动，其上升锥面对受力锥面产生水平夹紧力。该实用新型专利还具体公开了各部件之间的组织结构关系：上升活塞、柱塞、筒夹、支撑活塞是由内向外依次套装在液压支承油缸本体内，底部为液压油容腔。支撑活塞所能产生的推力大小与支撑活塞的有效工作面积密切相关，通常面积越大推力越大，而该结构由于支撑活塞的有效工作面积（横截面）要减去中间部件占据的较大截面积，剩下环形工作面积所产生的支撑活塞推力较小。类似的结构在中国专利授权公告号为CN203081897U的专利文献中也有公开。 

从上述结构中可以看到，支撑活塞向上的推力，不仅要满足弹性体抱紧支承杆的需要，而且也要满足整个支承力的需要。换句话说，支撑活塞所能产生的推力和弹性体抱紧支承杆所获得的摩擦力两者之中较小者，决定了支承油缸的支承力。一般支撑活塞和弹性体的锥角只需做到小于5°，其所获得的抱紧力可达到支撑活塞推力的十几倍以上，钢与钢之间的摩擦系数大于0.12，所获得的摩擦支承力可以比支撑活塞推力大得多，因此，支承油缸的支承力就取决于支撑活塞产生的推力大小。而支撑活塞所能产生的推力大小与支撑活塞的有效工作面积密切相关，通常面积越大推力越大。 

而现有技术中的液压浮动支承油缸的共同点是：1、顶出活塞仅是起到将支承杆顶出的作用；2、由于有顶出活塞的存在，支撑活塞的有效工作面积等于支撑活塞的底面积减去顶出活塞所占据的芯面积后所剩下的环形面积。即现有的液压浮动支承油缸，顶出活塞只是起到顶出支承杆的作用，支撑活塞的有效工作面积仅为环形面积，导致支撑 活塞产生的推力大打折扣。这对于目前机床液压系统的低压工作压力范围（≤7MPa）而言，要想在该低压条件下获得较大的支承油缸的支承力，只能依靠提高油缸体积来解决，但这样做会提高成本，并且也不可能无限制地依赖于增大油缸体积来解决。故如何在尽可能小的体积下使低压支承油缸产生尽可能大的支承力，成为目前迫切需要解决的技术问题。 

其次，现有的液压浮动支承油缸中，支撑活塞与筒夹（弹性体）的相对面为相匹配的光滑锥面，使得钢球分别与弹性体、支撑活塞之间为点接触，这样的结构导致钢球与弹性体、支撑活塞之间的接球应力较大，从而会在一定程度上降低支承油缸的承载能力，同时还会缩短使用寿命，并且对筒夹（弹性体）所用材料的力学特性要求高，否则使用寿命会更短。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种在同样缸径和压力的条件下可明显提高支承力的浮动支承油缸。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种浮动支承油缸，包括有缸体、顶出装置和支承夹持装置，其中顶出装置又包括具有活塞通道的底座、位于活塞通道中的顶出活塞、与顶出活塞相固定的顶出杆、套在顶出杆上的回程弹簧以及由顶出杆推动的支承杆；所述支承夹持装置则包含有位于所述缸体内的支撑活塞和弹性体，所述的弹性体套在所述支承杆和支撑活塞之间，且所述的支撑活塞内表面与弹性体的外表面分别设计成相互匹配的内锥面和外锥面，在该内、外锥面之间设有钢球，其特征在于：所述支撑活塞的下端设置有中空的圆柱形凸台，该圆柱形凸台伸入到所述底座的活塞通道内，所述的顶出杆上端穿过该圆柱形凸台后与所述支承杆相配合。 

优选的是，所述中空的圆柱形凸台的外径不大于所述顶出活塞的直径，这样顶出活塞的受力面积完全弥补了因设置顶出装置而使支撑活塞损失的有效工作面积，从而不仅弥补了原推力损失，而且还可能具有超出的推力补充。当然，若允许有较小的受力面积损失，也可以将圆柱形凸台的外径设计成略大于所述顶出活塞的直径的结构。