ГИДРОЦИЛИНДР Российский патент 1996 года по МПК F15B15/17 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к кузнечно-прессовому оборудованию и может быть использовано в гидроприводах прессовых и сборочных установок, силовых столов агрегатных станков и других гидрофицированных машин.

Известен гидроцилиндр, используемый в гидроприводе, описанном в книге Добринского Н. С. "Гидравлический привод прессов", Машиностроение, М. 1975, с. 151, рис. 85 б.

Известный гидроцилиндр состоит из крышки и корпуса, в котором установлен шток с образованием рабочей и возвратной полостей.

Недостатком данного гидроцилиндра является то, что для того, чтобы реализовать вышеизложенный цикл движения рабочего органа, кроме гидрораспределителя и насоса необходима дополнительная гидроаппаратура, а именно гидрозамок, клапан давления, обратный клапан, мультипликатор, дополнительная трубопроводная арматура, что ведет к усложнению, увеличению габаритов и веса гидропривода, снижению надежности в работе.

В качестве прототипа принято устройство по а.с. N 806914, к недостаткам которого можно отнести сложность системы управления.

Задачей изобретения является упрощение создаваемых гидроприводов путем изменения функциональных возможностей известных гидроцилиндров, комплектующих гидроприводы.

На чертеже представляет общий вид гидроцилиндра.

Гидроцилиндр состоит из корпуса 1, в котором установлен поршень шток 2 и крышки 3, образующие рабочую и возвратную полости 4,5, последняя соединена с каналом возврата 6. С крышкой 3 взаимодействует плунжер 7 поршня-мультипликатора 8, имеющий внутренний канал 9 с седлом 10 и клапаном 11, состоящий из головки 12 и хвостовика 13, имеющего торцевые пазы 14 и входящего в канал подвода 15 фланца 16 с упором в торцевую поверхность 17 расточки 18, выполненной во фланце 18. Крышка 3, фланец 16, плунжер 7 и хвостовик 13 клапана 11 образуют поршневую полость 19, соединенную через установленные во фланце 16 обратный клапан 20 и дроссель 21 с расточкой 18. При упоре плунжера 7 во фланец 16 хвостовик 13 упирается в торцевую поверхность 17 расточки 18, создавая между головкой 12 клапана 11 и седлом 10 осевой зазор "А", в результате чего рабочая полость 4 гидроцилиндра через радиальные 22 и осевое 23 отверстия хвостовика 13 соединена с каналом подвода 15. Крышка 3 и плунжер 7 образуют дренажную 24 полость, соединенную с атмосферой. Во внутреннем канале 9 плунжера 7 установлена пружина 25, воздействующая на клапан 11.

Гидроцилиндр работает следующим образом.

Рассмотрим возвратно-поступательное перемещение гидроцилиндра относительно его функционального назначения.

В исходном положении шток 2 и плунжер 7 находятся в крайнем верхнем (по чертежу) положении. Для осуществления выдвижения штока 2 канал 6 соединяется со сливом, соответственно со сливом соединяется и возвратная полость 5. При подаче давления в канал подвода 15 рабочая среда поступает в осевое отверстие 23 и действует на клапан 11, перемещая его и далее через радиальные отверстия 22 и через внутренний канал 9 проходит в рабочую полость 4. Под действием подведенного давления рабочей среды, действующего на шток 2, возникает усилие, которое перемещает шток 2 к рабочей зоне. Одновременно рабочая среда из канала подвода 15 через расточку 18 и дроссель 21 поступает в замкнутую поршневую полость 19. Под действием усилия от давления, действующего на поршень 8 за вычетом усилия от давления в рабочей полости 4, на плунжер 7, последний перемещается со скоростью, задаваемой настройкой дросселя 21. Дросселем 21 задается такой расход в замкнутую поршневую полсть 19, при котором хвостовик 13 выходит из канала подвода 15 фланца 16 к моменту окончания выдвижения и остановки штока 2 в связи с мгновенным возрастанием нагрузки на него, обусловленной окончанием режима холостого хода и началом рабочего хода. Т.к. движение штока 2 прекратилось, то давление в полостях 4 и 19 выравнивается и пружина 25 прижимает клапан 11 головкой 12 к седлу 10, разобщая рабочую полость 4 от источника подвода рабочей среды. Рабочая среда, воздействуя на поршень 8, заставляет его перемещаться, создавая в отсеченной рабочей полости 4 давление, величина которого определяется произведением величины давления в поршневой полости 19 на коэффициент отношения площадей поршня 8 и плунжера 7. Далее мультиплицированное давление, воздействуя на шток 2, создает усилие, при котором произойдет рабочий ход.

Следующий этап возврат в исходное положение. Для этого необходимо в канал 6 возврата под давлением подать рабочую среду, а канал подвода 15 соединить со сливом. При подаче давления в канал 6 возврата рабочая среда поступает в возвратную полость 5, воздействуя на шток 2, возникает усилие, которое начинает перемещать шток 2 к исходному положению, вытесняя рабочую среду из рабочей полости 4, а т.к. клапан 11 головкой 12 находится на седле 11, то рабочая среда, вытесняемая из полости 4 действует на плунжер 7, который начинает возврат к исходному положению. До тех пор пока поршневая полость 19 не разделена хвостовиком 13 с каналом подвода 15, рабочая среда из поршневой полости 19 свободно идет на слив. Как только хвостовик 13 входит в контакт с каналом подвода 15 фланца 16 поршневая полость 19 становится замкнутой и сообщается с каналом подвода 15 через обратный клапана 20, дроссель 21 и расточку 18. В момент упора хвостовика 13 в торцевую поверхность 17 поршневая полость 19 сообщается с каналом подвода 15 через обратный клапан 20, дроссель 21, расточку 18 и торцевые пазы 14 хвостовика 13. После упора хвостовика 13 в торец 17 расточки 18 плунжер 7 продолжает движение, т.к. давление в рабочей полости 4 действует на площадь плунжера 7, при этом между головкой 12 и cедлом 10 образуется осевой зазор "А", при образовании которого рабочая среда из рабочей полости 4 вытесняется через внутренний канал 9 плунжера 7, радиальные, осевое отверстия 22, 23 и канал подвода 15 в слив. Следовательно, расход, потребляемый гидроцилиндром при осуществлении возврата штока, определяется объемом возвратной полости, т.е. будет минимальным.

Таким образом, осуществляется полный цикл функциональных перемещений штока, т. е. работы гидроцилиндра при малых потребляемых расходах рабочей среды и упрощении системы управления путем уменьшения необходимой гидроаппаратуры, т. е. требуется для управления движением штока гидроцилиндра один четырехходовый распределитель попеременно подающий давление рабочей среды в один из каналов подвода или возврата при соединении со сливом другого канала.

Использование: в качестве привода кузнечно-прессового оборудования с автоматическим рабочим циклом. Сущность изобретения: осуществление цикла - холостой ход при подаче рабочей среды через канал подвода и каналы в клапане и плунжере в рабочую полость с одновременной подачей ее в поршневую полость и выдвижением поршня мультипликатора со скоростью, определяемой настройкой дросселя, рабочий ход при изолированной от источника рабочей среды рабочей полости и перемещении поршня и плунжера мультипликатора, возврат в исходное положение. Упрощение системы управления обеспечивается размещением распределительных элементов в элементах гидроцилиндра. 2 п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидроцилиндр, содержащий корпус, фланец с каналом подвода-отвода рабочей среды, промежуточную крышку со сквозным отверстием, поршень-шток с осевой расточкой, установленный в корпусе с образованием рабочей и возвратной полостей, размещенный между фланцем и крышкой с образованием поршневой и штоковой полостей, поршень мультипликатора с плунжером, проходящим через отверстие промежуточной крышки и выполненным со сквозным каналом с размещенным в нем подпружиненным клапаном с хвостовиком, взаимодействующим с фланцем в конце хода с возможностью сообщения поршневой и рабочей полостей, отличающийся тем, что фланец снабжен дросселем и обратным клапаном, установленным "входом" в сторону поршневой полости, и выполнен с осевой расточкой, сообщенной с каналом подвода-отвода рабочей среды, хвостовик подпружиненного клапана выполнен с торцевыми пазами и осерадиальными каналами для сообщения канала подвода-отвода с рабочей полостью в крайнем положении поршня-мультипликатора с возможностью образования своей наружной поверхностью с расточкой фланца запорного элемента для разобщения канала подвода-отвода с поршневой полостью в том же крайнем положении. 2. Гидроцилиндр по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения хвостовика меньше площади поперечного сечения плунжера мультипликатора.