[实用新型]单缸单活塞式倍力节能缸及作动模块

说明书

本实用新型公开了一种单缸单活塞式倍力节能缸及作动模块，其中，单缸单活塞式倍力节能缸包括缸体、活塞及活塞杆，所述活塞将所述缸体的内腔分隔为相互隔绝的推力作动腔与拉力作动腔，所述活塞杆穿过所述拉力作动腔并向前穿出至所述缸体的外部，所述拉力作动腔内设有倍力节能高刚度压缩弹簧构成拉力型倍力节能缸，或者所述推力作动腔内设有倍力节能高刚度压缩弹簧构成推力型倍力节能缸。该倍力节能缸的输出力接近于现有的双缸双活塞二倍力缸，返回行程节能效果极为显著，绿色化特征明显；同时，该单缸单活塞倍力节能缸，较现有的二倍力缸结构简单，轴向尺寸小，制造成本低，安装调整方便，大幅度提高现有倍力缸的技术经济指标。

技术领域

本实用新型涉及一种单缸单活塞式倍力节能缸及作动模块。

背景技术

人们为了减小气缸与液压缸，特别是气缸的径向尺寸，会选择采用倍力缸(也称串联缸)，因为采用二倍力缸能够使缸径缩小40％左右，多倍力缸能够使缸径缩小更多。

附图1是现有双作用二倍力气缸的结构原理图。由图中可见，后活塞杆5’与前活塞10’固联。当作为拉力缸使用时，其工作原理是：工作行程时，压力气体通过

前活塞拉力作动腔气管管接头螺纹适配孔21’与后活塞拉力作动腔气管管接头螺纹适配孔17’，同时进入前活塞拉力作动腔20’与后活塞拉力作动腔16’，拉动后活塞4’-后活塞杆5’-前活塞10’-前活塞杆11’，一起向左运动，由前活塞杆11’输出拉力做功。

拉力计算公式为F_拉＝π(D²-d²)P/2(其中D为活塞直径，d为活塞杆直径，P为系统压力)。而普通缸的输出拉力为π(D²-d²)P/4。所以，图1所示二倍力缸的输出拉力，是普通缸输出拉力的2倍。

设该气缸的工作行程为L_工作，则工作行程耗能的计算公式为E_工作＝π(D²-d²)L_工作P/2。L_工作＝L_max时，气缸工作行程的耗能最大，E_工作max＝π(D²-d²)L_工作maxP/2。

返回行程时，压力气体通过后活塞推力作动腔气管管接头螺纹适配孔1-14’与前活塞推力作动腔气管管接头螺纹适配孔1-18’，同时进入后活塞推力作动腔15’与前活塞推力作动腔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，返回原始位置。当返回原始位置停止运动时，后活塞推力作动腔15’与前活塞推力作动腔19’的气体压力均为系统额定压力P。

设该气缸的最大行程为L_max，则返回行程耗能计算公式为E_返回＝πD²L_maxP/2。对比工作行程与返回行程耗能的计算公式，很明显L_max≥L_工作，而D²﹥(D²-d²)，因此返回行程耗能E_返回大于工作行程耗能E_工作。二者之差为E_返回-E_工作＝π(D²L_max-D²L_工作+d²L_工作)P/2。而返回行程只需要克服相关部位的摩擦力，所需消耗的能量是极少的。因此，现有的双作用倍力气缸，能量浪费极为严重。