一种动能循环利用的蓄能缓冲器的制作方法

1.本发明涉及一种用于物体往复运动过程中的缓冲停止装置，具有缓停蓄能与启动释能提速作用，可实现动能循环利用，属于缓冲器技术领域。


背景技术：

2.目前机械工程中使用的缓冲器都是阻尼缓冲，是将运动物体的动能慢慢消耗掉，以达到缓慢减速停止的目的。对于较大重量且以高速往复运动的物体来说势必造成较大的能量损失，同时，返回启动需要一定的能量与时间，因而导致往复移动的机械效率低下。
3.如龙门刨床、平面磨床、射芯机等设备的移动工作台，在工作过程中频繁地做往复运动，存在的问题是其频繁的提速与减速过程存在相当大的能耗，机械效率低下。
4.再如，工业厂房内的行车终端停车，好几吨重的车体，行走速度高达0.5米/秒，大多是靠打反向制动，一是增加能耗，二是对减速机齿轮损害很大。若在行车导轨终端设置这种蓄能缓冲器，便可很好地解决这一问题，回车时还可迅速启动。
5.鉴于以上问题，亟需一种能够实现动能循环利用的蓄能缓冲器。


技术实现要素：

6.本发明针对现有缓冲技术存在的不足，提供一种动能循环利用的蓄能缓冲器，以实现动能循环利用，有效提高物体往复运动过程的机械效率。
7.本发明的动能循环利用的蓄能缓冲器，采用以下技术方案：
8.该蓄能缓冲器，包括缓冲滑块、滑块导槽体、蓄能机构、定位止动机构和蓄能释放机构，缓冲滑块安装在滑块导槽体中，蓄能机构设置于滑块导槽体上并连接缓冲滑块，定位止动机构设置在滑块导槽体上并处于缓冲滑块的上方，蓄能释放机构设置在滑块导槽体上并与定位止动机构连接。
9.所述滑块导槽体中带有导槽，所述缓冲滑块处于该导槽中，可沿导槽移动。
10.所述定位止动机构包括止动片和止动同步板，止动同步板与所述蓄能释放机构连接，止动片与止动同步板之间设置浮动弹簧(具体是止动片与止动同步板之间连接螺杆，浮动弹簧套装在螺杆上)，止动片在浮动弹簧作用下压在所述缓冲滑块上。所述止动片设置在定位框中，定位框连接在滑块导槽体上，所述止动同步板可连接在该定位框上，止动片在定位框中上下移动，定位框对止动片起到升降时的定位导向作用。所述止动同步板与滑块导槽体(或定位框)之间设置有导向机构，该导向机构包括设置在滑块导槽体(或定位框)上的导柱和设置在止动同步板上的导向套，止动同步板上的导向套置于导柱上，导向套与导柱配合，在蓄能释放机构(气缸)作用下，实现上下平行移动。所述浮动弹簧套装在螺杆上，螺杆连接在止动片与止动同步板之间。
11.所述止动片与所述缓冲滑块之间设置定位机构，该定位机构包括设置于止动片底面的棘齿以及设置于缓冲滑块顶面的棘槽，棘齿与棘槽相配合，实现缓冲滑块移动过程中的定位止动，使缓冲滑块只能沿一个方向移动，反向则逆止，从而避免了缓冲减速至零时的
反弹。
12.所述止动片设置多个，各个止动片沿缓冲滑块移动方向错位排列，所述止动片数量越多、错位距离越小，定位精度越高，控制运动物体反弹的幅度就会越小。
13.所述蓄能机构为蓄能弹簧(压缩弹簧)，所述蓄能弹簧处于弹簧固定套中，弹簧固定套连接在滑块导槽体(或滑块导槽体及定位框)上，弹簧固定套与所述缓冲滑块之间连接有限位螺栓，蓄能弹簧套装在限位螺栓上。蓄能机构可以采用其它形式，如液压缓冲、气压缓冲、柱塞缸、柱塞缸与蓄能器双联等。
14.所述蓄能释放机构采用气缸，气缸安装在定位框的四个导柱上，气缸的活塞杆与定位止动机构中的止动同步板连接。
15.上述蓄能缓冲器中，蓄能机构的作用是在缓冲滑块1受冲击移动时起缓冲作用并对冲击动能进行蓄存，定位止动机构的作用是及时阻止缓冲滑块在受物体冲击移动至零速时的反弹，蓄能释放机构的作用是使定位止动机构解除对缓冲滑块的控制，蓄能弹簧得以释放能量，推动物体返回启动，达到动能循环利用的目的。在物体冲击缓冲滑块时，缓冲滑块在滑块导槽体中做减速移动，同时止动片做浮动让位，蓄能机构被压缩并吸收冲击产生的动能，当缓冲滑块移动速度将至零时，止动片及时阻止其反弹。当物体需要返回时，启动蓄能释放机构，将定位止动机构中的止动片提起，蓄能机构释放能量反弹，将物体推走。
16.本发明通过设置定位止动机构和蓄能释放机构，利用蓄能机构吸收运动物体的冲击动能，止动机构可使缓冲滑块在冲击物体速度降至零时不反弹，当物体需要返回时使蓄能机构释放能量反弹，将物体推走，实现了动能的循环利用，适用于往复运动物体的缓冲减速与启动提速，可有效提高机械效率，也可以解决行车终端停车存在的问题。
附图说明
17.图1是本发明动能循环利用的蓄能缓冲器的结构示意图。
18.图2是本发明中缓冲滑块的俯视结构示意图。
19.图3是本发明中错位排列的止动片示意图。a为主视图，b为俯视图。
20.其中：1.缓冲滑块，2.定位框，3.螺钉，4.止动片，5.螺杆，6.止动片浮动弹簧，7.止动同步板，8.导套，9.导柱，10.螺帽，11.气缸，12.螺钉，13.蓄能弹簧，14.弹簧固定套，15.限位螺栓，16.滑块导槽体，17.棘槽，18.棘齿。
具体实施方式
21.本发明的动能循环利用的蓄能缓冲器，包括缓冲滑块1、滑块导槽体16、蓄能机构、定位止动机构和蓄能释放机构。缓冲滑块1安装在滑块导槽体16上，滑块导槽体16中带有导槽，缓冲滑块1处于该导槽中，可沿导槽移动。蓄能机构设置在缓冲滑块1与滑块导槽体16之间，其作用是在缓冲滑块1受冲击移动时起缓冲作用并对冲击动能进行蓄能。定位止动机构设置在滑块导槽体16上并处于缓冲滑块1的上方，其作用是为了使缓冲滑块1在受冲击移动过程中能够固定住。蓄能释放机构设置在滑块导槽体16上并与定位止动机构连接，其作用是使定位止动机构解除对缓冲滑块1的固定，蓄能机构得以释放动能，达到动能利用的目的。
22.定位止动机构包括定位框2、止动片4和止动同步板7。定位框2通过螺钉3连接在滑
块导槽体16上，处于缓冲滑块1的正上方。止动片4设置在定位框2中，止动片4在定位框中上下移动，定位框2在止动片4升降时起到定位导向作用。定位框2的上部或者是缓冲滑块1上设置有至少两根导柱9。止动片4上方设置有止动同步板7，止动同步板7中设置有与导柱9配合的导套8，止动片4与止动同步板7之间连接螺杆5，螺杆5下端拧紧在止动片4上，上端伸出止动同步板7并连接有螺帽10，螺杆5上套装有浮动弹簧6。止动同步板7通过其上的导套8安装在导柱9中，止动同步板7可沿导柱9升降。止动片4压在缓冲滑块1上，缓冲滑块1移动时止动片4在浮动弹簧6作用下可上下浮动，同时止动片4也可以跟随止动同步板7沿导柱9升降。
23.为了实现缓冲滑块1受冲击轴向移动时的定位，如图2所示，在缓冲滑块1的顶面分布有棘槽17，相邻棘槽17的间距为3～6mm。如图3a所示，在止动片4的底面设置有棘齿18，棘齿18与棘槽17相配合，相应地相邻棘齿18的间距也为3～6mm。止动片4底面的棘齿18处于缓冲滑块1顶面的棘槽17中，实现缓冲滑块1移动过程中的定位止动，使缓冲滑块1只能沿一个方向移动(图1中的由右至左)，反向则逆止，具有棘轮机构的作用。
24.更进一步地，为了提高缓冲滑块1移动时的定位精度，防止冲击物体的反弹(提高物体移动精度)，如图3，止动片4至少设置两个，也就是在定位框2中设置多个止动片4，定位框2对各个止动片4都具有升降时的定位作用。每个止动片与止动同步板7的连接方式一样，各对应一套浮动弹簧6。参见图3b，各个止动片4由前至后沿缓冲滑块1移动方向依次错位排列，相邻止动片的错位距离c小于1mm，可以为0.5～1mm，止动片数量越多、错位距离越小，定位精度越高，控制物体反弹的幅度就会越小，理论上通过设定止动片的数量可使物体反弹幅度无限缩小，止动片数量的数量可根据工况要求设置。
25.蓄能机构可以采用多种形式，如压缩弹簧、液压缓冲、气压缓冲、柱塞缸、蓄能器双联等形式。为了提高反应速度和减小成本，本实施例中采用压缩弹簧，即蓄能弹簧13。蓄能弹簧13处于弹簧固定套14中，弹簧固定套14通过螺钉12固定连接在定位框2上，弹簧固定套14与缓冲滑块1之间连接有限位螺栓15，蓄能弹簧13套装在限位螺栓15，处于缓冲滑块1的末端与弹簧固定套14底端之间。
26.蓄能释放机构为带动定位止动机构升降的装置，如气缸、液压缸、电缸等，本实施例采用气缸11，气缸11安装在两个导柱9的顶端。气缸11的活塞杆与止动同步板7连接。气缸11带动止动同步板7和各个止动片4一起升起，使止动片4解除对缓冲滑块1的定位固定，蓄能弹簧13反弹释放动能，使缓冲滑块1推动物体反向移动，实现动能利用。
27.上述蓄能缓冲器的工作过程如下所述。
28.使用时将滑块导槽体16固定在物体移动方向的末端。初始状态时，气缸11的活塞杆是伸出的，推动止动同步板7和止动片4处于下位，止动片4在蓄能弹簧13作用下其底端压在缓冲滑块1上。在物体沿图1中箭头方向由右至左冲击缓冲滑块1时，缓冲滑块1沿滑块导槽体16中的导槽向左移动，蓄能弹簧13被压缩，冲击产生的动能也由蓄能弹簧13吸收，同时缓冲滑块1顶面的棘槽17移动中能够顶动各个止动片4底面的棘齿18，各个止动片4在浮动弹簧6的作用下不断有棘齿18与棘槽17贴合(各个止动片4错位距离c越小，棘齿18与棘槽17贴合的频次就越高，物体反弹幅度越小)。当冲击物体速度降至零时，缓冲滑块1在棘齿18与棘槽17的逆止作用下无法反弹。当物体需要返回时，启动气缸11，将止动片4提起，被压缩的蓄能弹簧13释放能量反弹，将物体推走。如此既对物体起到缓冲作用，又实现了冲击产生动能的循环利用。