[发明专利]一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸

说明书

一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，旨在解决当前机械式无杆锁紧气缸定位精度低、结构和控制系统复杂等技术问题。本发明由端盖Ⅰ、压板、轴承、限位螺杆、压电片、超声螺母、移动块、端盖Ⅱ、外密封钢带、磁吸带钢、内密封钢带、活塞筒、活塞架、活塞固定盖、缸筒和磁铁等零件组成，本发明利用外置式超声螺母与限位螺杆的螺纹自锁实现移动块在任意位置的精确锁紧定位，并通过压电片在超声波控制系统驱动下的减摩效应，实现移动块的双向运动输出，同时利用多个不同的结构对钢带进行形变限位，进一步提升机械式无杆气缸的密封性，在现代机械制造工艺及精密加工技术领域中具有良好的工程应用前景。

技术领域

本发明涉及一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，属于无杆气缸定位技术领域。

背景技术

气动系统因其结构简单、价格低廉、以空气为介质，不污染环境等特点，在诸多领域有着广泛的应用。但由于空气介质的压缩性大、精度小，因此气动技术难以获得高速响应及高精度的位置控制，因此迫切需要寻求一种廉价的反应快又位置准确的气动位置控制系统，以适应各领域发展的要求。

无杆气缸是指利用活塞直接或间接方式连接外界执行机构，并使其跟随活塞实现往复运动的气缸，分为磁耦式无杆气缸（磁性气缸）与机械式无杆气缸。关于无杆气缸的中间定位，当前常用的方法是采用多点定位系统控制换向阀多次改变气压方向，从而实现滑台中间位置停止的目的，该方法可使无杆气缸定位精度达到1mm。也有将电缸和无杆气缸相结合的形式，具体是在滑台上增加螺杆，在无杆气缸端部增加电机，滑台运动的同时电机也带动螺杆旋转，该方法可使当前无杆气缸定位精度达到0.1mm，但其电机与气缸同步的控制方法较为复杂。

当前虽然可实现无杆气缸行程内任意位置定位，但由于定位精度低，一般仅能获得0.1mm～1mm的定位精度，结构或控制系统复杂，无法广泛应用，更无法应用于高精度定位要求的场合，从而使得无杆气缸应用领域受到较大限制。

发明内容

为解决当前机械式无杆锁紧气缸定位精度低、结构和控制系统复杂等技术问题，本发明公开了一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸。

本发明所采用的技术方案：

为达到上述目的，本发明提供一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，该机械式无杆锁紧气缸由端盖Ⅰ、压板、压板螺栓、轴承、限位螺杆、压电片、超声螺母、螺母固定螺栓、移动块、端盖Ⅱ、外密封钢带、磁吸带钢、内密封钢带、活塞筒、活塞架、圆柱销、活塞密封圈、活塞固定盖、缸筒、缸筒密封圈和磁铁组成，该机械式无杆锁紧气缸为对称装配结构，所述缸筒两端分别与端盖Ⅰ和端盖Ⅱ连接，所述磁吸带钢和内密封钢带穿过活塞架，所述压板螺栓依次穿过压板、外密封钢带、磁吸带钢和内密封钢带后分别与端盖Ⅰ和端盖Ⅱ螺纹连接，所述轴承分别连接端盖Ⅰ和限位螺杆及端盖Ⅱ和限位螺杆，所述限位螺杆与超声螺母螺纹连接，所述压电片均布粘贴于超声螺母外圆周上，所述螺母固定螺栓穿过超声螺母与移动块螺纹连接，所述移动块通过圆柱销与活塞架紧固连接，所述活塞筒穿过活塞架与两侧的活塞固定盖螺纹连接，所述活塞密封圈安装于两侧的活塞固定盖上，所述缸筒密封圈安装于端盖Ⅰ和端盖Ⅱ上，所述磁铁粘贴于活塞筒上。

所述端盖Ⅰ设有气孔Ⅰ、缸筒密封圈槽Ⅰ、轴承安装孔Ⅰ、钢带安装面Ⅰ、压板安装螺纹孔Ⅰ和缓冲轴Ⅰ，所述气孔Ⅰ用于输送高压气体，所述缸筒密封圈槽Ⅰ内安装缸筒密封圈，所述轴承安装孔Ⅰ与轴承过渡配合，所述钢带安装面Ⅰ与内密封钢带贴合，所述压板安装螺纹孔Ⅰ与压板螺栓螺纹连接，所述缓冲轴Ⅰ与活塞固定盖配合。

所述压板设有压板安装孔、压板夹层和压板底面，所述压板安装孔内穿过压板螺栓，所述压板夹层内放置外密封钢带，所述压板底面与磁吸带钢贴合。

所述限位螺杆设有轴承安装轴、轴承限位轴肩和限位螺纹轴，所述轴承安装轴与轴承过渡配合，所述轴承限位轴肩与轴承接触，所述限位螺纹轴与超声螺母螺纹连接。