ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2013 года по МПК E21B19/06 E21B19/16 B25B13/50 

Область техники

Изобретение относится к гидравлическому зажимному устройству. Более конкретно, оно относится к гидравлическому зажимному устройству с зажимом, помещенным на опоре внутри каркаса, к которому жестко прикреплен корпус гидроцилиндра, выполненного с возможностью создания усилия, направленного по продольной оси гидроцилиндра и прикладываемого к зажиму.

Уровень техники

Чтобы изолировать гидроцилиндр от усилий, действующих перпендикулярно его поршню и в направлении перемещения поршня, обычно корпус гидроцилиндра присоединяют к каркасу посредством шарнирной связи. В типичном варианте связи этого типа обеспечивают возможность поворота, по меньшей мере, вокруг двух осей и, соответственно, занимают относительно большой объем.

При этом известные варианты установки гидроцилиндров требуют, чтобы гидроцилиндр был, по меньшей мере, частично встроен в каркас. Это может накладывать ограничения на допустимый диаметр гидроцилиндра и, как следствие, требовать применения мультипликатора давления, чтобы развить достаточное усилие. Кроме того, встроенные гидроцилиндры могут затруднять подачу к ним труб.

Гидроцилиндр, устанавливаемый на опорах, связанных с каркасом, требует подачи к нему гидравлической жидкости под давлением посредством гибкого трубопровода, например шланга, или через подвижное сопряжение. Шланги и подвижные сопряжения - это компоненты, в которых могут возникать утечки.

Раскрытие изобретения

Задача, решаемая изобретением, состоит в устранении или ослаблении, по меньшей мере, одного из недостатков, свойственных уровню техники.

Согласно изобретению данная задача решена использованием признаков, раскрытых в нижеследующем описании и в прилагаемой формуле изобретения.

В гидравлическом зажимном устройстве по изобретению зажим установлен на опоре внутри каркаса, а корпус гидроцилиндра жестко прикреплен к каркасу. Гидроцилиндр выполнен с возможностью создания усилия, направленного по его продольной оси и прикладываемого к зажиму. Гидравлическое зажимное устройство характеризуется тем, что поршень гидроцилиндра изолирован от зажима в отношении усилий, действующих перпендикулярно указанной продольной оси.

Таким образом, усилия, действующие на зажим в направлениях, отличных от направления продольной оси гидроцилиндра, передаются поршню гидроцилиндра только в ограниченной степени. Тем самым устраняется необходимость делать шток поршня способным выдерживать изгибающий момент, что существенно упрощает конструкцию гидроцилиндра.

Опора зажима внутри каркаса может быть образована, например, направляющей или шарнирной опорой.

Направляющая или шарнирная опора выполняется такой, чтобы она могла выдерживать усилия, действующие на зажим в направлениях, отличных от направления продольной оси гидроцилиндра. Направляющая может содержать несколько взаимодействующих направляющих поверхностей, обеспечивающих возможность перемещения зажима в одном направлении. Шарнирная опора может, например, содержать ось со связанной с ней опорой.

Гидроцилиндр может быть связан с зажимом посредством промежуточного компонента, который может быть снабжен шарнирной опорой, по меньшей мере, на одном из своих концевых участков. У шарнирной опоры может иметься сферическая часть.

Промежуточный компонент может быть выполнен с возможностью передавать усилия, действующие между поршнем и зажимом в первом направлении, причем может иметься палец, выполненный с возможностью передавать усилия, действующие между поршнем и зажимом во втором, противоположном направлении. В альтернативном варианте зажим может отжиматься в сторону гидроцилиндра, например, посредством пружины.

Таким образом, связь между поршнем и промежуточным компонентом, а также между зажимом и промежуточным компонентом может быть реализована без применения сложных конструктивных элементов, поскольку усилие, передаваемое через промежуточный компонент, соответствует только сжимающему усилию.

В качестве примера, палец может быть выполнен в форме болта, который проходит через зажим и промежуточный компонент и входит в поршень. Благодаря такому выполнению палец тянет за собой зажим, когда поршень перемещается в своем отрицательном направлении. При этом желательно обеспечить радиальный зазор между пальцем и зажимом, а также промежуточным компонентом, чтобы были возможны небольшие радиальные смещения зажима и промежуточного компонента, не приводящие к действию на палец изгибающих усилий.

Возможно использование нескольких взаимодействующих зажимов, связанных со своими гидроцилиндрами. Такое выполнение желательно, например, применительно к зажатию труб, диаметр которых время от времени изменяется.

Направляющие, взаимодействующие с зажимом, могут быть жестко прикреплены к каркасу, что обеспечит стабильную и относительно компактную конструкцию.

Направление перемещения зажима может, по существу, совпадать с направлением перемещения поршня. Использование, по существу, совпадающих направлений перемещения позволяет избежать применения сопрягающих звеньев. Желательно, чтобы гидроцилиндр воздействовал на зажим через единственный промежуточный компонент.

Корпус гидроцилиндра может выступать из стороны каркаса, т.е находиться вне его, например, будучи прикрепленным к каркасу своим фланцем. Как следствие, каркас не ограничивает возможный диаметр гидроцилиндра, причем отсутствуют препятствия для подачи плетей труб к гидроцилиндру.

Гидравлическое зажимное устройство согласно изобретению особенно эффективно для использования в силовых тисках для зажима трубы по ее наружной поверхности. Диаметр цилиндра может выбираться в зависимости от требуемого зажимного усилия и доступного давления гидравлической жидкости при одновременном обеспечении компактной и прочной конструкции.

Краткое описание чертежей

Далее, в качестве примера, будет описан предпочтительный вариант изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 гидравлическое зажимное устройство согласно изобретению представлено на виде в плане.

На фиг.2 зажимное устройство по фиг.1 представлено на виде сбоку.

На фиг.3 зажимное устройство по фиг.1 представлено, в увеличенном масштабе, в разрезе плоскостью II-II (см. фиг.2).

На фиг.4 зажимное устройство по фиг.1 представлено, в увеличенном масштабе, в разрезе плоскостью Ia-Ia (см. фиг.1).

На фиг.5 зажимное устройство по фиг.1 представлено, в увеличенном масштабе, в разрезе плоскостью Ib-Ib (см. фиг.1).

На фиг.6 в перспективном изображении представлен зажим.

Осуществление изобретения

На чертежах представлено гидравлическое зажимное устройство 1 в форме силовых тисков, имеющее каркас 2, снабженный направляющими 4.

Зажим 6 установлен с возможностью перемещения по направляющим 4 и снабжен губкой 8, обращенной к зажимаемой трубе 10. Зажим 6 выполнен с возможностью взаимодействия со смежными зажимами 6. Для этого одной его стороне придана форма вилки с вырезом 12 между ее зубцами (см. фиг.6), тогда как на противоположной стороне зажима сформировано плечо 14. При взаимном перемещении зажимов 6 вырез 12 служит для приема плеча 14 смежного зажима 6.

На стороне зажима 6, противоположной губке 8, сформирована обращенная наружу сферическая выпуклость 16, входящая в соответствующее ей по форме сферическое углубление 18, выполненное в промежуточном компоненте 20 (см. фиг.3 и 4). На противоположном конце промежуточного компонента 20 имеется сферический концевой участок 22, входящий в сферическую опору (сферический подшипник) 24.

Гидроцилиндр 26 жестко прикреплен к каркасу 2 своим фланцем 28. Внутри корпуса 30 гидроцилиндра 26 находится поршень 32 со своим штоком 34. Шток 34 поршня проходит, с возможностью перемещения, через торцевую стенку 36 гидроцилиндра. Уплотнения, которыми снабжен гидроцилиндр, не изображены.

Выпуклость 16, промежуточный компонент 20 и сферическая опора 24 находятся в центральном канале 38, выполненном в штоке 34 поршня, и герметично изолированы от окружающего пространства посредством уплотнения 40, находящегося между штоком 34 поршня и зажимом 6. Сферическая опора 24 упирается в дно канала 38.

Продольная ось 42 гидроцилиндра 26, по существу, совпадает с направлением перемещения зажима 6.

Палец 44 в форме болта проходит через зажим 6, промежуточный компонент 30 и опору 24 и входит в резьбовое отверстие 46, выполненное в поршне 32. Благодаря такому выполнению палец 44 способен тянуть за собой зажим 6, когда поршень 32 перемещается в своем отрицательном направлении. Между пальцем 44 и зажимом 6, а также между пальцем 44 и промежуточным компонентом 20 имеется радиальный зазор.

Гидравлическая жидкость под давлением подается обычным способом к портам 48 гидроцилиндра 26.

В данном варианте зажимное устройство 1 содержит три зажима 6 с ассоциированными с ними гидроцилиндрами 26, причем все зажимы и гидроцилиндры выполнены так, как описано выше.

Когда требуется зажать трубу 10, каждый поршень 32 осуществляет перемещение в положительном направлении, которое через соответствующую опору 24, промежуточный компонент 20 и зажимы 6 передается губкам 8, которые движутся до упора в трубу 10.

Зажимное усилие передается от губок 8 соответствующим поршням 32, тогда как усилия в других направлениях, касательных к трубе 10, воспринимаются через зажимы 6 направляющими 4, а усилия в направлении оси трубы 10 воспринимаются опорами 50, установленными между смежными зажимами 6 и между зажимами 6 и каркасом 2.

Изобретение относится к гидравлическому зажимному устройству. Обеспечивает ослабление усилий на поршень гидроцилиндра, действующих на зажим в направлениях, отличных от направления продольной оси гидроцилиндра. Гидравлическое зажимное устройство содержит зажим, установленный на опоре внутри каркаса, к которому жестко прикреплен корпус гидроцилиндра, имеющего поршень и выполненного с возможностью создания усилия, направленного по продольной оси гидроцилиндра и прикладываемого к зажиму. К поршню гидроцилиндра и к зажиму примыкает промежуточный компонент, на одном конце которого имеется сферический концевой участок, входящий в сферическую опору, находящуюся в поршне. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Гидравлическое зажимное устройство (1) с зажимом (6), установленным на опоре внутри каркаса (2), к которому жестко прикреплен корпус гидроцилиндра (26), имеющего поршень (32) и выполненного с возможностью создания усилия, направленного по продольной оси (42) гидроцилиндра (26) и прикладываемого к зажиму (6), отличающееся тем, что к поршню (32) гидроцилиндра и к зажиму (6) примыкает промежуточный компонент (20), на одном конце которого имеется сферический концевой участок (22), входящий в сферическую опору (24), находящуюся в поршне (32).

2. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что опора зажима (6) внутри каркаса содержит направляющую (4).

3. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что поршень (32) выполнен со штоком (34), а промежуточный компонент (20) и сферическая опора (24) находятся в центральном канале (38), выполненном в штоке (34) поршня.

4. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что палец (44), проходящий через промежуточный компонент (20), соединен на своих соответствующих концевых участках с поршнем (32) и с зажимом (6).

5. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит несколько взаимодействующих зажимов (6), связанных со своими гидроцилиндрами (26).

6. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющие (4), взаимодействующие с зажимом (6), жестко прикреплены к каркасу (2).

7. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что направление перемещения зажима (6), по существу, совпадает с направлением перемещения поршня (32).

8. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус (30) гидроцилиндра находится вне каркаса (2).