ВИБРАТОР Российский патент 2003 года по МПК F15B21/12 B06B1/18 

Изобретение относится к пневмоприводам с автоматическим реверсированием исполнительных органов, в частности к вибраторам, применяемым, например, при суперфинишной обработке, предусматривающей колебательные перемещения инструмента.

Известен пневмопривод (см. патент РФ 2133387, МКИ F 15 В 21/12), содержащий силовой цилиндр с двумя поршнями, соединенными общим штоком, проходящим через осевое отверстие дифференциального распределительного элемента (золотника), расположенного между поршнями и снабженного запорными выступами разного диаметра, образующими золотниковую камеру с тремя каналами. Один из каналов соединен с источником давления, а два других - с рабочими полостями цилиндра, при этом выхлопные полости цилиндра сообщены с атмосферой.

Недостатком известного пневмопривода является сложность и нетехнологичность конструкции золотника, поскольку из-за разности диаметров его запорных выступов он должен выполняться разборным. При этом также усложняется и становится менее технологичной конструкция самого цилиндра, так как он снабжен ступенчатым выступом, ограничивающим перемещение золотника и изменяющим в его крайних положениях рабочие площади запорных выступов. Следует также сказать, что ввиду разности рабочих площадей запорных выступов золотник всегда будет стремиться перемещаться вправо. Это хорошо при запуске пневмопривода - проявляется эффект самовозбуждения. Однако даже несмотря на то, что в левом положении золотника площадь его левого запорного выступа больше ограниченной площади правого выступа, золотник все равно будет стремиться вправо, поскольку в реальных условиях эксплуатации невозможно добиться беззазорного прилегания правого запорного выступа к ограничительному выступу цилиндра. Поэтому при движении поршней слева направо золотник не удержится в крайнем левом положении, а практически сразу последует в том же направлении. Произойдет реверс, т.е. привод не вернется в крайнее правое положение, что свидетельствует о его ограниченной работоспособности.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции пневмопривода, повышение технологичности его изготовления и сборки, а также существенное повышение надежности его работы, поскольку гарантированно обеспечивается возвратно-поступательное перемещение исполнительного органа.

Для решения вышеперечисленных задач в известном пневмоприводе (вибраторе), содержащем силовой цилиндр с двумя поршнями, соединенными общим штоком, проходящим через осевое отверстие золотника, расположенного между поршнями и снабженного запорными выступами, образующими золотниковую камеру с тремя каналами, один из которых соединен с источником давления, а два других - с рабочими полостями цилиндра, при этом выхлопные полости цилиндра сообщены с атмосферой, одна из рабочих полостей цилиндра выполнена бесштоковой, запорные выступы золотника выполнены одного диаметра, при этом расстояние между внутренними торцами указанных выступов больше расстояния между ближними кромками каналов, сообщенных с рабочими полостями цилиндра, а расстояния от торцов золотника до внутренних торцов ближних к ним запорных выступов больше соответствующих расстояний от внутренних торцов цилиндра до внутренних выступов поршней в исходных положениях последних.

Выполнение запорных выступов золотника одного диаметра позволяет упростить конструкцию и обеспечить технологичность изготовления как самого золотника, так и корпуса пневмоцилиндра, при этом упрощается их сборка. Кроме того, выполнение расстояния между внутренними торцами указанных выступов больше расстояния между ближними кромками каналов, сообщенных с рабочими полостями цилиндра, а также выполнение одной из рабочих полостей цилиндра бесштоковой позволяет в случае остановки золотника в среднем положении гарантированно запустить вибратор в работу, так как в указанном положении из-за разности вышеприведенных расстояний давление поступит сразу в обе рабочие полости цилиндра, и благодаря дифференциальному циклу поршни переместятся влево. Следует также заметить, что соблюдение вышеуказанного соотношения между расстояниями от торцов золотника до торцов ближних к ним запорных выступов и соответствующих расстояний от внутренних торцов цилиндра до внутренних выступов поршней в их исходных положениях позволяет золотнику не выходить из контакта с поверхностью цилиндра при инерционных нагрузках, что, наряду с вышеуказанными преимуществами, характеризует заявляемую конструкцию как надежную и работоспособную.

На чертеже изображена конструктивная схема вибратора.

Вибратор содержит силовой цилиндр 1 с двумя поршнями 2 и 3, соединенными общим штоком 4, проходящим через осевое отверcтие 5 золотника 6. Золотник расположен между поршнями 2 и 3 и снабжен запорными выступами 7 и 8, выполненными одного диаметра и образующими золотниковую камеру 9 с тремя рабочими каналами 10, 11 и 12. Канал 10 постоянно соединен с источником давления, который через каналы 11 и 12 попеременно сообщается соответственно с рабочими полостями 13 и 14 цилиндра 1, причем последняя полость выполнена бесштоковой, выхлопные полости цилиндра 15 и 16 с помощью соответственно каналов 17 и 18 сообщены с атмосферой. Крышки 19 и 20 закрывают торцовые поверхности цилиндра 1 и ограничивают ход поршней 2 и 3, причем через крышку 19 обеспечивается проход штока 4 к исполнительному органу. Расстояние (L) между внутренними торцами запорных выступов 7 и 8 больше расстояния (L₁) между ближними кромками рабочих каналов 11 и 12. На чертеже показано расстояние (l) от правого торца золотника 6 до внутреннего торца ближнего к нему запорного выступа 8, которое выбрано больше соответствующего расстояния (l₁) от внутреннего торца цилиндра 1 до внутреннего выступа правого поршня 3 в исходном положении последнего. Аналогичное соотношение должно выполняться для соответствующих расстояний с левого торца вибратора (на чертеже не показаны), причем поскольку вибратор выполнен симметричным относительно вертикальной плоскости, расстояния (l) и (l₁) с обоих его концов одинаковы.

Вибратор работает следующим образом.

Рабочая среда от источника давления подается по каналу 10 в золотниковую камеру 9, откуда по каналу 12 она поступает в рабочую полость 14. Поскольку противоположная рабочая полость 13 через канал 11, выхлопную полость 15 и канал 17 сообщена с атмосферой, поршни 2 и 3, связанные общим штоком 4, будут перемещаться влево. В конце хода поршень 3 взаимодействует с золотником 6 и перемещает его в левое положение, при этом поршень 2 упрется в крышку 19, а золотник 6 переключит подачу давления в рабочую полость 13. Соответственно рабочая полость 14 через канал 12, выхлопную полость 16 и канал 18 соединится с атмосферой. Произойдет обратный ход поршней 2 и 3, после чего цикл повторится.

После остановки вибратора золотник может оказаться в среднем положении, перекрыв почти полностью своими запорными выступами 7 и 8 рабочие каналы 11 и 12. Но так как расстояние (L) между внутренними торцами запорных выступов 7 и 8 больше расстояния (L₁) между ближними кромками рабочих каналов 11 и 12, то при подаче давления в вибратор, при его запуске, давление воздуха попадет сразу в обе рабочие полости 13 и 14. В результате этого поршни 2 и 3 под действием давления на площадь штока 4 (дифференциальный цикл) переместятся влево. Произойдет самовозбуждение вибратора. При других положениях золотника 6 запуск вибратора происходит в обычном режиме.

Чтобы золотник 6 по инерции не мог выйти из контакта с поверхностью цилиндра 1, расстояния (l) от левого и правого торца золотника до ближних к ним торцов запорных выступов 7 и 8 должны быть больше соответствующих расстояний (l₁) от внутренних торцов цилиндра 1 до внутренних выступов левого 2 и правого 3 поршней в их исходных положениях.

Изобретение относится к пневмоприводам с автоматическим реверсированием исполнительных органов, в частности к вибраторам. Вибратор содержит силовой цилиндр с двумя поршнями, соединенными общим штоком, проходящим через осевое отверстие золотника, расположенного между поршнями и снабженного запорными выступами, образующими золотниковую камеру с тремя каналами, один из которых соединен с источником давления, а два других - с рабочими полостями цилиндра. Выхлопные полости цилиндра сообщены с атмосферой. Одна из рабочих полостей цилиндра выполнена бесштоковой. Запорные выступы золотника выполнены одного диаметра. Расстояние между внутренними торцами указанных выступов больше расстояния между ближними кромками каналов, сообщенных с рабочими полостями цилиндра. Расстояния от торцов золотника до внутренних торцов ближних к ним запорных выступов больше соответствующих расстояний от внутренних торцов цилиндра до внутренних выступов поршней в исходных положениях последних. Упрощается конструкция пневмопривода, повышаются технологичность изготовления и сборки, надежность его работы. 1 ил.

Вибратор, содержащий силовой цилиндр с двумя поршнями, соединенными общим штоком, проходящим через осевое отверстие золотника, расположенного между поршнями и снабженного запорными выступами, образующими золотниковую камеру с тремя каналами, один из которых соединен с источником давления, а два других - с рабочими полостями цилиндра, при этом выхлопные полости цилиндра сообщены с атмосферой, отличающийся тем, что одна из рабочих полостей цилиндра выполнена бесштоковой, запорные выступы золотника выполнены одного диаметра, при этом расстояние между внутренними торцами указанных выступов больше расстояния между ближними кромками каналов, сообщенных с рабочими полостями цилиндра, а расстояния от торцов золотника до внутренних торцов ближних к ним запорных выступов больше соответствующих расстояний от внутренних торцов цилиндра до внутренних выступов поршней в исходных положениях последних.