СИЛОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК B66F3/24 B30B1/32 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве домкратов или силового оборудования гидравлических прессов и других устройств для создания рабочего усилия.

Известен силовой элемент, используемый в гидравлических прессах, в виде гидравлического рабочего цилиндра с плунжером, взаимодействующего с траверсой пресса, скользящей по его колоннам (Краткий политехнический словарь. - М. : Гостехиздат, 1956, с. 214).

Недостатками известного решения является его низкая эффективность, связанная с тем, что величину полезного усилия определяет площадь поршня цилиндра и невозможность использования давления, передаваемого на боковые стенки цилиндра.

Наиболее близким к изобретению является устройство, включающее разъемный вдоль своей продольной оси корпус, трубчатую эластичную камеру, установленную коаксиально внутри корпуса, распирающие вставки трапецеидального сечения, обращенные наибольшей стороной основания трапеции к эластичной камере и прилегающие боковыми гранями к поперечным скосам на внутренних поверхностях разъемных частей корпуса. Для подвода рабочего агента в эластичную камеру и отвода из нее воздуха на концах эластичной камеры закреплены штуцеры, размещенные между разъемными частями корпуса с утолщением на конце (SU, авт. св. N 1240121, E 21 C 37/06, 1984).

Недостатком известного решения является невозможность полезного использования давления рабочей жидкости на торцы силового элемента. Кроме того, во время работы устройства не исключены перекосы его подвижных частей, приводящие к неравномерности передачи усилия на подвижную плиту пресса, заклиниванию и разрыву эластичной камеры, а изготовление разъемных частей корпуса связано со значительным количеством различных технологических операций по выполнению элементов, обеспечивающих надежное соединение эластичной трубчатой камеры с подводящими штуцерами.

Изобретение направлено на увеличение эффективности работы за счет использования давления рабочей жидкости как на боковую, так и торцевую его поверхности и повышение надежности работы путем ликвидации возможных перекосов подвижных частей силового устройства, а также упрощение конструкции за счет выполнения элементов, позволяющим использовать давление на торцевые части рабочей камеры, функций узла крепления подводящего штуцера с эластичной камерой в корпусе силового элемента.

Технические результаты заключаются в передаче давления рабочей жидкости как на боковую, так и торцевую его поверхности, ликвидации перекосов подвижных частей. Это достигается тем, что силовое устройство, содержащее две разъемных детали, трубчатую эластичную камеру, расположенную вдоль продольной оси устройства в полости, образованной этими деталями распирающие вставки трапецеидального сечения, расположенные в этой полости, обращенные наибольшим основанием трапеции к трубчатой эластичной камере и прилегающие боковыми гранями к поперечным скосам на внутренних поверхностях разъемных деталей, штуцеры подвода рабочего агента в эластичную камеру и отвода воздуха, закрепленные на концах трубчатой эластичной камеры, дополнительно снабжено направляющими стойками, жестко соединенными с одной из разъемных деталей с образованием ею опорного основания и связанными с другой разъемной деталью с образованием последней выдвижного органа, догружающими обоймами, выполненными в виде призм с трапецеидальным сечением, взаимодействующими боковыми скошенными гранями с внутренними поверхностями торцевых участков упомянутых деталей с возможностью перемещения обойм в плоскости, проходящей через продольную ось устройства и параллельную направляющим стойкам, при этом концы эластичной камеры со штуцерами для подвода рабочего агента и отвода воздуха закреплены в упомянутых обоймах, во внутреннем канале которых могут быть выполнены кольцевые проточки в месте расположения закрепляемых концов эластичной трубчатой камеры, рабочая полость силового элемента, образованная распирающими вставками и разъемными деталями, в которой расположена трубчатая эластичная камера, выполнена прямоугольного сечения, причем силовой элемент может быть дополнительно снабжен закрепленными на направляющих стойках опорного основания боковыми направляющими щеками с поперечными выступами на внутренних поверхностях, размещенными в проточках на внешней боковой поверхности выдвижного органа, в котором могут быть выполнены окна, для направляющих стоек, а торцевые участки разъемных деталей выполнены со скосами, наклоненными в продольной оси силового элемента под углом, равным углу между наибольшим основанием трапеции догружающей обоймы и соответствующей ее боковой стороной.

В изобретении, для развития полезного усилия, предполагается использовать давление рабочей жидкости, воздействующее как на боковые стенки рабочей камеры, так и ее основание, для чего устройство снабжено догружающими обоймами, располагаемыми на торцевых участках разъемных частей корпуса.

Догружающие обоймы служат не только для увеличения полезного усилия, в них установлены штуцеры, подводящие рабочую жидкость (агент) к рабочей эластичной камере, а в совокупности с направляющими стойками и возможности взаимодействия с разъемными частями корпуса обеспечивают перемещение выдвижного пуансона только в направлении развиваемого силовым элементом усилия.

Прямоугольная форма рабочей камеры, в которую помещена эластичная трубчатая камера, предполагает более простую технологию изготовления разъемных частей корпуса за счет сокращения криволинейных участков внутри корпуса.

Направляющие щеки не только повышают жесткость конструкции в целом, но предотвращают перекосы трапециевидных вставок и выдвижного пуансона во время рабочего цикла.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез силового элемента; на фиг. 2 - вид сбоку; на фиг. 3 - разрез по линии B-B установленного на прессе силового элемента; на фиг. 4 - то же, вид сверху.

Силовое устройство содержит опорное основание 1, которое может быть установлено на прессе (не показан) неподвижно, направляющие щеки 2 корпуса, контактирующие с внешней его поверхностью и поверхностью выдвижного органа 3, например, пуансона. В рабочей полости силового устройства, образованной разъемными деталями 1 и 3 и установленными между ними распирающими вставками 4 трапецеидального сечения, которая может быть выполнена прямоугольного или квадратного сечения, размещена трубчатая эластичная камера 5.

Большое основание трапеции в сечении распирающих вставок 4 контактирует с трубчатой эластичной камерой 5, а боковые их грани прилегают к поперечным скосам, выполненным на внутренних поверхностях основания 1 и выдвижного органа 3, являющихся разъемными деталями корпуса.

Посредством стяжных шпилек 6 боковые щеки 2 соединены с направляющими стойками 7, которые жестко связаны с основанием 1. Выдвижной пуансон 3 имеет вырезы под направляющие стойки 7, предотвращающие его перемещения в плоскости, перпендикулярной направлению действия, развиваемого силовым элементом усилия и фиксирующие пространственное положение этих стоек
Направляющие стойки 7 перпендикулярны плоскости разъема деталей 1 и 3, жестко связаны с опорным основанием 1 и с возможностью перемещения вдоль них выдвижного пуансона 3.

Для подачи рабочего агента в трубчатую эластичную камеру 5 и выпуска из нее воздуха в корпусе силового элемента на концах эластичной камеры 5 установлены штуцеры 8, закрепленные в торцевой догружающей обойме 9, выполненной в виде прямоугольной призмы трапецеидального сечения. Через боковые грани догружающей обоймы 9, образованные основаниями трапеции, проходит отверстие для размещения штуцеров 8 и соединения их с эластичной камерой 5, которое со стороны меньшего основания трапеции имеет резьбу под штуцер 8, а со стороны большого - кольцевые проточки для повышения надежности установки эластичной камеры 5 в догружающей обойме 9. Другие боковые грани догружающей обоймы 9 контактируют с внутренними поверхностями концов 1 и 2 силового элемента, для чего эти концевые части имеют соответствующие скошенные поверхности, обеспечивающие перемещение догружающих обойм 9 вдоль продольной оси эластичной камеры 5 во время рабочего цикла пресса. Скосы торцевых участков разъемных деталей 1 и 3 расположены под тем же углом к продольной оси силового элемента, что и соответствующие им углы в основании трапеции догружающей обоймы 9.

Догружающие обоймы 9 и взаимодействующие с ними торцевые участки выдвижного пуансона размещены между направляющими стойками 7 с возможностью их перемещения также и вдоль продольной оси этих стоек, контактируя с их боковой поверхностью.

Направляющие стойки 7 могут размещаться в специальных окнах, выполненных на выдвижном органе 3 (не показаны), повышая жесткость всей конструкции в целом.

Внутренняя поверхность направляющих щек 2 может быть снабжена рядом поперечных выступов, которые размещены в проточках на боковых поверхностях выдвижного органа 3 (пуансона).

Нижняя плита пресса может быть выполнена в виде опорного основания 1 силового устройства, а направляющие стойки пресса совмещены с направляющими стойками 7 силового устройства.

Устройство работает следующим образом.

В начале рабочего цикла в эластичную трубчатую камеру 5 через один из штуцеров 8 подают рабочий агент с одновременным отводом из нее воздуха через второй штуцер 8, закрепленный на другом конце трубчатой эластичной камеры 5. После вытеснения воздуха отводящий штуцер заглушают.

Под воздействием давления рабочего агента на боковые стенки эластичной трубчатой камеры 5 она расширяется и через распирающие вставки 4 передает усилие на выдвижной орган 3 (пуансон). Давление рабочего агента на торцевые части эластичной трубчатой камеры 5 передает усилие на догружающие обоймы 9, вызывая их перемещение вдоль продольной оси силового элемента. Наличие наклонных боковых граней догружающих обойм 9 и скосов на торцевых участках разъемных деталей 1 и 3 позволяет передать часть нагрузки от обойм 9 на выдвижной орган (пуансон) 3 через его торцевые участки.

В процессе рабочего цикла выдвижной орган 3 перемещается вдоль направляющих стоек 7, при этом выступы на боковых поверхностях направляющих щек 2 скользят по проточкам на внешней боковой поверхности выдвижного органа 3, предотвращая возможные перекосы и обеспечивая его плоскопараллельное перемещение.

Использование: в машиностроении, может быть использовано в качестве домкратов или силового оборудования гидравлических прессов и других устройств для создания рабочего усилия и позволяет повысить эффективность и надежность работы. Сущность изобретения: силовой элемент содержит опорное основание и выдвижной орган (пуансон) с эластичной трубчатой камерой, установленной вдоль продольной оси устройства со штуцерами для подвода рабочего агента и отвода воздуха, закрепленными в догружающих обоймах. Догружающие обоймы выполнены в виде призм трапецеидального сечения, боковые скошенные грани которых взаимодействуют с внутренней поверхностью торцевых участков разъемных частей корпуса с возможностью перемещения обойм вдоль продольной оси силового элемента и размещены между направляющими стойками, связанными с разъемными частями корпуса. Направляющие стойки жестко связаны с опорным основанием и направляющими щеками, которые выполнены с поперечными выступами, размещенными в проточках на внешней боковой поверхности выдвижного пуансона. Торцевые участки разъемных частей корпуса снабжены скосами, наклоненными к продольной оси устройства под углом, равным углу между большим основанием трапеции догружающей обоймы и ее боковыми сторонами. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Силовое устройство, содержащее две разъемных детали, трубчатую эластичную камеру, расположенную вдоль продольной оси устройства в полости, образованной этими деталями, распирающие вставки трапецеидального сечения, расположенные в этой полости, обращенные наибольшим основанием к трубчатой эластичной камере и прилегающие боковыми гранями к поперечным скосам на внутренних поверхностях разъемных деталей, и штуцеры подвода рабочего агента и отвода воздуха из камеры, закрепленные на концах трубчатой эластичной камеры, отличающееся тем, что оно снабжено направляющими стойками, жестко соединенными с одной из разъемых деталей с образованием его опорного основания и связанными с другой разъемной деталью с образованием последней выдвижного органа, догружающими обоймами, выполненными в виде призм с трапецеидальным сечением, взаимодействующими боковыми скошенными гранями с внутренними поверхностями торцевых участков упомянутых деталей с возможностью перемещения этих обойм в плоскости, проходящей через продольную ось устройства и параллельную направляющим стойкам, при этом концы трубчатой эластичной камеры со штуцерами для подвода рабочего агента и отвода воздуха закреплены в упомянутых обоймах. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренний канал каждой догружающей обоймы выполнен с кольцевыми проточками в месте расположения соответствующего закрепляемого конца трубчатой эластичной камеры. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочая полость устройства, образованная распирающими вставками и деталями устройства, в которой расположена трубчатая эластичная камера, имеет прямоугольное сечение. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено боковыми направляющими щеками, контактирующими с внешними боковыми частями разъемных деталей и закрепленными на направляющих стойках. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренние поверхности боковых направляющих щек выполнены с поперечными выступами, которые размещены в проточках, выполненных на внешних боковых поверхностях разъемной детали, являющейся выдвижным органом. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разъемная деталь, являющаяся выдвижным органом, выполнена с окнами, в которых пропущены направляющие стойки. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый торцевой участок упомянутых деталей выполнен со скосами, наклоненными к продольной оси устройства под углами, равными углам между наибольшим основанием трапеции догружающей обоймы и ее боковыми сторонами.