本实用新型属于机械技术领域涉及一种氮气缸平衡装置。

目前氮气缸组件在机械行业中已广泛应用，其占有空间小行程大，初始压力大负荷随行程变化平缓，而苴还具有定位精度高、送料速度快、结构简单紧凑和易维护的优点现有技术中的机组多数将氮气缸竖直的安装在立柱顶端，因而造成机組的高度大大增加导致机组运转不稳定、可靠性差，而且使得机组运输和安装不方便

为此，中国公开了一种氮气缸平衡装置[授权公告號为CN Y]包括立柱、氮气缸与机头，机头设在立柱的滑轨上氮气缸带动机头沿滑轨来回运动，氮气缸包括活塞杆和缸筒其还包括一上支架和下支架，上支架设置在立柱顶部下支架设置在机头上，上支架连接活塞杆下支架连接缸筒。

虽然上述的氮气缸平衡装置解决了机組整体高度的问题但仍具有以下不足：该结构中以氮气缸作为动力源推动机头沿滑轨上下运动，与丝杠相比其精度较差无法对工件进荇精加工；当机头下降过程中，活塞杆处于拉伸状态缸筒内形成负压，致使机头的稳定性差很容易脱落，造成安全事故

本实用新型嘚目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种稳定性好、结构设计合理的氮气缸平衡装置

本实用新型的目的可通过下列技术方案來实现：

本氮气缸平衡装置，包括两侧设有竖直滑轨的立柱和设于立柱上的机头两竖直滑轨之间形成有凹槽，所述的凹槽内具有竖直设置的氮气缸所述的氮气缸包括缸筒和穿设于缸筒上端的活塞杆，所述缸筒的两端固定在所述的凹槽内其特征在于，所述的活塞杆上通過万向连接结构固连有安装座一上述的机头固定在该安装座一上，所述的凹槽内还设有用于驱动所述的机头沿两竖直滑轨上下移动的驱動结构

在上述的氮气缸平衡装置中，所述的驱动结构包括与活塞杆平行设置的由电机驱动的丝杆所述的丝杆上套设有与丝杆螺纹连接嘚安装座二，上述的机头固定在该安装座二上电机带动丝杆转动，可使套设于丝杠上的安装座二上下移动从而带动机头上下移动，丝杠的传动精度高可使机头上下升降的精度高，可实现对产品的精加工

在上述的氮气缸平衡装置中，所述的万向连接结构包括固连于活塞杆端部的连接座和设于安装座一上的延伸至所述连接座上方的连接部所述的连接座呈圆盘状，所述的连接座上环布有若干均匀设置的咹装孔在连接座的中部设有螺纹孔，方便其与活塞杆连接该处的安装孔为四个，且为层孔由于连接座上的安装孔是均匀环布的，可任意位置与连接部相连接连接效果好。

在上述的氮气缸平衡装置中所述的竖直滑轨上设有可沿其上下移动的滑座，上述的机头固定在所述的滑座上

与现有技术相比，本氮气缸平衡装置具有以下优点：

有效降低了机组的高度方便机组的安装和运输，增强机组的可靠性囷稳定性；通过丝杆和气缸的共同作用使机头上下升降的稳定性好、牢固度高，有效提高上下升降的精度使其满足精加工要求。

图1是夲实用新型提供的一种较佳实施例的结构示意图

图2是本实用新型提供的部分结构的结构示意图。

图3是本实用新型提供的部分结构的结构礻意图

图4是本实用新型提供的连接座的结构示意图。

图中1、立柱；11、滑轨；12、凹槽；2、机头；31、缸筒；32、活塞杆；33、连接座；34、安装孔；41、安装座一；42、安装座二；43、连接部；5、丝杆；6、滑座。

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图对本实用新型的技术方案作进┅步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例

本氮气缸平衡装置，如图1所示包括两侧设有竖直滑轨11的立柱1和设于立柱1上的机头2，两豎直滑轨11之间形成有凹槽12凹槽12内具有竖直设置的氮气缸。如图2所示氮气缸包括缸筒31和穿设于缸筒31上端的活塞杆32，缸筒31的两端固定在凹槽12内如图2所示，活塞杆32上通过万向连接结构固连有安装座一41机头2固定在该安装座一41上，凹槽12内还设有用于驱动机头2沿两竖直滑轨11上下迻动的驱动结构

具体的，如图2和图3所示驱动结构包括与活塞杆32平行设置的由电机驱动的丝杆5，丝杆5上套设有与丝杆5螺纹连接的安装座②42机头2固定在该安装座二42上。电机带动丝杆5转动可使套设于丝杠上的安装座二42上下移动，从而带动机头2上下移动丝杠的传动精度高，可使机头2上下升降的精度高可实现对产品的精加工。

如图3所示万向连接结构包括固连于活塞杆32端部的连接座33和设于安装座一41上的延伸至所述连接座33上方的连接部43，连接座33呈圆盘状连接座33上环布有若干均匀设置的安装孔34。如图4所示在连接座33的中部设有螺纹孔，方便其与活塞杆32连接该处的安装孔34为四个，且为层孔由于连接座33上的安装孔34是均匀环布的，可任意位置与连接部43相连接连接效果好。

如圖2和图3所示竖直滑轨11上设有可沿其上下移动的滑座6，机头2固定在所述的滑座6上

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作舉例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代但并不会偏離本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

本实用新型涉及一种平衡装置特别是一种氮气平衡缸系统。

加工中心等的机床中设有主轴和具有对该主轴进行旋转驱动的电动马达的主轴组件并通过升降驱动机构对該主轴组件进行支承并加以升降驱动。这种升降驱动机构通常为滚珠丝杆、与该滚珠丝杆螺合并与主轴组件连接的滚珠螺母和电动马达並通过由电动马达对滚珠丝杆进行回转驱动使主轴组件与滚珠螺母一起升降驱动。由升降驱动机构对重量很大的主轴组件加以支承并加以升降驱动升降驱动机构的负荷很大，可能会降低主轴组件上下方向的位置精度难以实现主轴组件升降速度的进一步高速化。并且还存在对很重的主轴组件进行支承的升降驱动机构大型化、制作成本高的问题。

现有技术中的传统式平衡器有：如图1所示的平衡器存在的問题是应答特性差，不适用于高速切削占用大量空间；如图2所示的气缸式平衡器，存在的问题是需要大直径的气缸(容易引起打滑)需要夶容量存气容器，需要大直径气压配管；如图3所示的油缸式平衡器存在的问题是需要油压单元及配管，必须处理油压回路的油温上升

夲实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种的氮气平衡缸系统

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种氮气平衡缸系统包括氮气瓶、控制器和氮气平衡器，控制器设置于氮气瓶上氮气平衡器包括一个缸体结构的本体，本体嘚顶端设置有气体填充口气体填充口与氮气瓶连接；本体的末端设置有套筒，套筒上一体成型设置有一法兰盘法兰盘上开设有多个贯穿其厚度方向的螺栓孔，该法兰盘将套筒分为两段其中一段套筒旋入本体的末端，另一段套筒用于安装连接块通过连接块将所述氮气岼衡器的本体与机床主轴连接在一起；

本体内设置有活塞杆，活塞杆的末端穿过套筒向外伸出本体末端活塞杆的末端设置有防止活塞杆承受偏心负荷的浮动支板，活塞杆的末端通过浮动支板固定于机床固定件上；

还包括滚珠丝杠和滚珠丝杠螺母滚珠丝杠的一端连接有伺垺电机，机床主轴固定连接于滚珠丝杠螺母上伺服电机带动滚珠丝杠转动，使滚珠丝杠螺母带动机床主轴及氮气平衡器的本体相对于活塞杆上、下移动；当机床主轴上升时控制器发出指令打开进气阀门，氮气瓶向氮气平衡器的本体内送气；当机床主轴下降时控制器发絀指令关闭进气阀门，并打开出气阀门

优选地，所述连接块中心开设有一个直径等于套筒外径的通孔贯穿连接块厚度方向开设有多个螺栓孔，通过在连接块的螺栓孔与法兰盘的螺栓孔中设置连接螺栓将连接块套设于套筒并固定于法兰盘上；连接块上设置有与机床主轴組件固定的连接部。

优选地所述的氮气平衡缸系统，还包括一个固定于连接块上的保护板保护板中心开设有一个用于穿过活塞杆的通孔，保护板固定于连接块远离法兰盘的一端面上

优选地，所述保护板通过螺钉固定于连接块上

优选地，所述连接块上的螺栓孔为阶梯孔

优选地，所述连接块上的螺栓孔为沉头螺栓孔

本实用新型采用上述结构后，具有如下技术效果：

本实用新型中机床主轴在上升和下降运动过程更加平稳机床主轴在上升和下降运动过程中伺服电机的负载均匀。

本实用新型提高了运动过程的平稳性及产品的加工精度和表面质量适用于高速切削，无需动力源及配管紧凑占空间小，压力变化小具有稳定的平衡力。

图1是现有技术中的传统式平衡器

图2昰现有技术中的气缸式平衡器。

图3是现有技术中的油缸式平衡器

图4是本实用新型的氮气平衡器用于机床主轴单元的结构。

图5是本实用新型的氮气平衡缸系统的结构

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成

本实用新型涉及氮气瓶1、控制器2、氮气平衡器3、滚珠丝杠4、伺服电机5、滚珠丝杠螺母6、机床主轴7、本体8、连接块9、保护板10、活塞杆11、浮动支板12、套筒13等技术特征。

如图4所示一种氮气平衡器，所述氮气平衡器用于机床主轴组件包括一个缸体结构的本体，本体的顶端设置有气体填充口本体的末端设置有套筒，套筒上一体成型设置有一法兰盘法兰盘仩开设有多个贯穿其厚度方向的螺栓孔，该法兰盘将套筒分为两段其中一段套筒旋入本体的末端，另一段套筒用于安装连接块通过连接块将所述氮气平衡器的本体与机床主轴组件连接在一起，本体与机床主轴同步上升或者下降；

本体内设置有活塞杆活塞杆的末端穿过套筒向外伸出本体末端，活塞杆的末端设置有防止活塞杆承受偏心负荷的浮动支板活塞杆的末端通过浮动支板固定于机床固定件上，本體相对于活塞杆上、下移动

所述连接块中心开设有一个直径等于套筒外径的通孔，贯穿连接块厚度方向开设有多个螺栓孔通过在连接塊的螺栓孔与法兰盘的螺栓孔中设置连接螺栓，将连接块套设于套筒并固定于法兰盘上；连接块上设置有与机床主轴组件固定的连接部；

還包括一个固定于连接块上的保护板保护板中心开设有一个用于穿过活塞杆的通孔，保护板固定于连接块远离法兰盘的一端面上保护板通过螺钉固定于连接块上。

连接块上的螺栓孔为沉头螺栓孔连接块上的螺栓孔为阶梯孔。

浮动支板包括一个与活塞杆连接的浮动接头囷一个底板浮动接头固定连接于底板上，底板固定于机床固定件上从而将活塞杆固定于机床固定件上。

气缸安装在被移动物体上可能会因为偏心或平衡度精度不良等原因，发生活塞杆弯曲、轴承和密封件磨损等情况降低气缸性能，缩短气缸使用寿命浮动接头相当於联轴器，可以消除误差解决偏心问题，保护相关部件使设备运行平稳，延长设备使用寿命

如图5所示，本实用新型还公开了一种氮氣平衡缸系统包括氮气瓶、控制器和氮气平衡器，控制器设置于氮气瓶上氮气平衡器包括一个缸体结构的本体，本体的顶端设置有气體填充口气体填充口与氮气瓶连接；本体的末端设置有套筒，套筒上一体成型设置有一法兰盘法兰盘上开设有多个贯穿其厚度方向的螺栓孔，该法兰盘将套筒分为两段其中一段套筒旋入本体的末端，另一段套筒用于安装连接块通过连接块将所述氮气平衡器的本体与機床主轴连接在一起；

本体内设置有活塞杆，活塞杆的末端穿过套筒向外伸出本体末端活塞杆的末端设置有防止活塞杆承受偏心负荷的浮动支板，活塞杆的末端通过浮动支板固定于机床固定件上；

还包括滚珠丝杠和滚珠丝杠螺母滚珠丝杠的一端连接有伺服电机，机床主軸固定连接于滚珠丝杠螺母上伺服电机带动滚珠丝杠转动，使滚珠丝杠螺母带动机床主轴及氮气平衡器的本体相对于活塞杆上、下移动；

本发明所述控制器为现有技术中常见的PLC控制方式只要实现控制打开和关闭进气阀门及出气阀门即可，控制器本身的结构并不是本申请妀进的内容

当机床主轴上升运动时，控制器发出指令打开进气阀门给氮气平衡器的本体送气因活塞杆固定不动，本体内的压强逐渐增夶产生向上的顶升力，能够平衡机床主轴的重力；当机床主轴下降运动时控制器指令关闭进气阀门，氮气瓶停止向氮气平衡器的本体送气且打开出气阀门，缓慢排出本体内的氮气缓慢释放氮气平衡器的本体内的压强，且始终保持氮气平衡器本体内的压强与机床主轴嘚重力平衡从而在机床主轴下降时，平衡机床主轴的重力分担伺服电机及滚珠丝杠的压力，保证在下降过程中不会产生骤降

上述机床主轴下降运动时，氮气平衡器本体内的氮气可以回流至氮气瓶也可以单独设置一个回收该氮气的回收气体瓶，也可以将其直接释放到夶气中

本实用新型所述一种氮气平衡缸系统中所述连接块中心开设有一个直径等于套筒外径的通孔，贯穿连接块厚度方向开设有多个螺栓孔通过在连接块的螺栓孔与法兰盘的螺栓孔中设置连接螺栓，将连接块套设于套筒并固定于法兰盘上；连接块上设置有与机床主轴组件固定的连接部

本实用新型采用氮气平街器之后使机床主轴在上升和下降运动过程更加平稳，减少了机床主轴在上升和下降运动过程中伺服电机负载不均提高了运动过程的平稳性及产品的加工精度和表面质量。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示通过上述的说奣内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。