ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МАСЛЯНЫЙ ЦИЛИНДР, ОТНОСЯЩЕЕСЯ К НЕМУ УСТРОЙСТВО, ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА, ЭКСКАВАТОР И АВТОБЕТОНОНАСОС Российский патент 2015 года по МПК F15B15/22 

[0001] В настоящей заявке заявлено преимущество приоритета патентной заявки Китая №201010235137.7 "Гидравлический масляный цилиндр, относящееся к нему устройство, гидравлическая буферная система, экскаватор и автобетононасос", поданной в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности Китая 23 июля 2010 г., которая полностью включена в настоящую заявку по ссылке.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящая заявка относится к области гидравлической техники, в частности к гидравлическому цилиндру. Настоящая заявка также относится к устройствам для гидравлического масляного цилиндра, таким как концевая крышка штоковой полости, а также к гидравлической буферной системе, содержащей гидравлический масляный цилиндр, экскаватору и автобетононасосу, оба из которых содержат гидравлический масляный цилиндр.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Гидравлический цилиндр является элементом, который широко используется в строительных машинах, и во время работы поршень непрерывно совершает возвратно-поступательные перемещения. Когда поршневой шток достигает предельного положения, поршень с большой силой бьет в концевую крышку, что может вызвать повреждение гидравлического цилиндра. Таким образом, в указанном предельном положении необходимо использовать буферное устройство для предотвращения повреждения гидравлического цилиндра, вызванного описанным выше ударным воздействием.

[0004] Имеются большие различия между известными буферными устройствами по причине различных случаев применения и различных размеров гидравлических цилиндров. В небольших цилиндрах в качестве буферных устройств могут использоваться работающие на сжатие пружины. Однако для гидравлических цилиндров большого диаметра и с длинным рабочим ходом поршня трудно изготовить работающую на сжатие пружину для использования в качестве буферного устройства, имеющую достаточную упругость, и такая пружина скорее всего выйдет из строя при повторяющихся многочисленных сжатиях. Таким образом, для гидравлического цилиндра, имеющего большой диаметр и длинный рабочий ход, в целом используется гидравлический буферный механизм, показанный на фиг.1.

[0005] Как показано на фиг.1, буферное устройство содержит большое буферное кольцо 06, установленное в промежуточной кольцевой канавке, расположенной на буферном участке поршневого штока, и большую буферную втулку 04, расположенную на буферном участке. Соответствующее большой буферной втулке 04 буферное внутреннее отверстие 07, имеющее внутренний диаметр, взаимодействующий с наружным диаметром большой буферной втулки 04, расположено в закрывающей части отверстия концевой крышки 01 штоковой полости масляного цилиндра. Когда поршневой шток перемещается в направлении из цилиндра, большая буферная втулка 04 сначала вставляется в буферное внутреннее отверстие 07 для блокирования канала, через который возвращается масло из штоковой полости в корпусе 02 цилиндра, и в то же время формируется дроссельный канал для масла за счет зазора между большой буферной втулкой 04 и буферным внутренним отверстием 07; так что поршень 05 может продолжать свое перемещение в направлении из цилиндра, однако по причине буферного эффекта дроссельного канала для масла перемещение поршня 05 замедляется. И когда поршень 05 постепенно приближается к конечному положению процесса перемещения поршневого штока 03 в направлении из цилиндра, длина дроссельного канала для масла между большой буферной втулкой 04 и буферным внутренним отверстием 07 постепенно увеличивается, в результате чего постепенно увеличивается демпфирующий эффект дроссельного канала для масла, так что перемещение поршня 05 постепенно замедляется, пока поршень в конечном счете не достигает конечного положения процесса плавного перемещения поршневого штока 03 в направлении из цилиндра.

[0006] В настоящее время описанный выше буферный механизм широко используется в гидравлическом масляном цилиндре с большим диаметром и длинным рабочим ходом для обеспечения улучшенной буферной защиты гидравлического масляного цилиндра.

[0007] Однако описанный выше буферный механизм также имеет некоторые очевидные недостатки. Во-первых, гидравлический масляный цилиндр, имеющий большой диаметр и длинный рабочий ход, такой как ведущий цилиндр, используемый для приведения в действие стрелы экскаватора, обычно работает в режимах с тяжелой нагрузкой и большой частотой перемещений поршня. В данном случае буферная втулка 04 в описанном выше буферном механизме будет неоднократно входить в описанное выше буферное внутреннее отверстие 07 с высокой скоростью, и поскольку согласующий интервал между буферной втулкой 04 и буферным внутренним отверстием 07 является очень малым, а поршневой шток 03 является очень тяжелым, указанный поршневой шток 03 может быть легко перекошен к одной стороне под действием собственного веса. Таким образом, гидравлический цилиндр, используемый в описанном выше случае применения, имеет тенденцию к отказу по причине разрушения буферной втулки 04, которая входит в буферное внутреннее отверстие 07, и, следовательно, весь гидравлический цилиндр не сможет работать.

[0008] Другой существенный недостаток описанного выше буферного механизма состоит в том, что наружный диаметр большой буферной втулки 04 должен точно соответствовать внутреннему диаметру буферного внутреннего отверстия 07, поскольку в противном случае буферный эффект не будет достигнут. В результате, требования к точности изготовления буферного механизма являются чрезвычайно высокими, и изготовители обычного уровня не смогут соответствовать таким требованиям. По причине чрезмерно высоких требований к точности изготовления гидравлические цилиндры с большим диаметром цилиндра и длинным рабочим ходом по существу стали "узким местом" в производстве экскаваторов и других строительных машин, что намного снижает производительность различных изготовителей в последующей технологической цепочке.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Согласно настоящему изобретению предложен гидравлический масляный цилиндр, и буферная система указанного гидравлического масляного цилиндра надежно осуществляет буферный эффект в эксплуатационном режиме с большой нагрузкой и высокой частотой, а также имеет длительный срок службы. Требования к точности изготовления предложенного гидравлического масляного цилиндра являются низкими, и таким образом облегчено изготовление указанного гидравлического масляного цилиндра. В частности облегчено изготовление гидравлического масляного цилиндра, имеющего большой диаметр и длинный рабочий ход.

[0010] Согласно настоящему изобретению дополнительно предложены сопутствующие устройства, используемые в описанном выше гидравлическом масляном цилиндре, включая поршневой шток, концевую крышку штоковой полости и буферную втулку.

[0011] Согласно настоящему изобретению дополнительно предложена гидравлическая буферная система, содержащая гидравлический масляный цилиндр.

[0012] Согласно настоящему изобретению дополнительно предложен экскаватор, содержащий гидравлический масляный цилиндр.

[0013] Согласно настоящему изобретению дополнительно предложен автобетононасос, содержащий гидравлический масляный цилиндр.

[0014] Согласно настоящему изобретению предложен гидравлический масляный цилиндр, в котором:

буферная втулка, выполненная с возможностью перемещения скольжением в осевом направлении вдоль поршневого штока, размещена на буферном участке поршневого штока, расположенном в штоковой полости, причем торцевая поверхность буферной втулки, дальняя от поршня, является первой торцевой поверхностью буферной втулки;

уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность расположена в полости масляного цилиндра между отверстием для масла в штоковой полости и конечным положением торцевой поверхности поршня в штоковой полости при перемещении поршневого штока в направлении из цилиндра и выполнена с возможностью блокирования буферной втулки и сближения с первой торцевой поверхностью буферной втулки для формирования уплотняющей поверхности; и

дополнительно обеспечено наличие по меньшей мере одного дроссельного канала для масла, так что во время процесса перемещения поршневого штока в направлении из цилиндра гидравлическое масло с ближайшей к поршню стороны уплотняющей поверхности может протекать к отверстию для масла в штоковой полости через дроссельный канал для масла в период от момента времени, когда первая торцевая поверхность буферной втулки сближается с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью для формирования уплотняющей поверхности, до момента времени, когда поршень достигает конечного положения своего перемещения в направлении из цилиндра.

[0015] Предпочтительно дроссельный канал для масла проходит линейно в осевом направлении между поршневым штоком и буферной втулкой.

[0016] Предпочтительно ближайший к поршню конец дроссельного канала для масла является первым концом, а другой, ближайший к отверстию для масла в штоковой полости конец дроссельного канала для масла является вторым концом, причем площадь поперечного сечения дроссельного канала для масла постепенно увеличивается в направлении от первого конца ко второму концу.

[0017] Предпочтительно в случае, если поршневой шток достиг конечного положения своего рабочего хода, имеется промежуток между буферной втулкой и конечной точкой ее перемещения скольжением в направлении к поршню.

[0018] Предпочтительно в случае, если первая торцевая поверхность буферной втулки входит в контакт с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью для формирования уплотняющей поверхности, площадь осевого действия, приложенного к буферной втулке гидравлическим маслом с ближайшей к поршню стороны уплотняющей поверхности, больше площади осевого действия, приложенного к буферной втулке гидравлическим маслом с другой, ближайшей к отверстию для масла в штоковой полости стороны уплотняющей поверхности.

[0019] Предпочтительно поршневой шток снабжен ограничивающим заплечиком в буферном участке, и в случае, если буферная втулка не блокирована уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью, первая торцевая поверхность буферной втулки прижата к ограничивающему заплечику в буферном участке под действием эластичного элемента, имеющего некоторую упругость.

[0020] Предпочтительно поршневой ограничивающий заплечик расположен в конечном положении перемещения поршневого штока в направлении из цилиндра и выполнен с обеспечением возможности прохождения буферной втулки и остановки поршня в конечном положении.

[0021] Предпочтительно первая торцевая поверхность буферной втулки уперта в уплотняющую штоковую полость торцевой поверхностью для формирования поверхностной уплотняющей поверхности или линейной уплотняющей поверхности.

[0022] Предпочтительно основная часть дроссельного канала для масла представляет собой дроссельную канавку, проходящую линейно в осевом направлении на поверхности поршневого штока.

[0023] Предпочтительно в случае, если буферная втулка блокирована уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью и перемещается скольжением относительно поршня вдоль поршневого штока, площадь поперечного сечения потока в указанной дроссельной канавке соответственно уменьшается.

[0024] Предпочтительно транспортировочная канавка для масла расположена на ограничивающем заплечике в буферном участке в положении, соответствующем конечной точке дроссельной канавки.

[0025] Предпочтительно по меньшей мере одна кольцевая канавка, действующая в качестве балансирующей канавки, выполнена на наружной поверхности поршневого штока в буферном участке или на внутренней периферийной поверхности буферной втулки, причем сечение указанной кольцевой канавки имеет V-образную, U-образную, квадратную или иную формы.

[0026] Предпочтительно дроссельный канал для масла содержит две секции, т.е. ближайшую к поршню переднюю секцию и ближайшую к отверстию для масла в штоковой полости заднюю секцию; причем основная часть передней секции представляет собой дроссельную канавку, проходящую в осевом направлении на поверхности поршневого штока, и основная часть задней секции представляет собой скрытый канал для масла, проходящий в осевом направлении в поршневом штоке.

[0027] Предпочтительно дроссельный канал для масла содержит скрытый канал для масла, проходящий в осевом направлении в поршневом штоке, и несколько дроссельных отверстий для масла, связывающих поверхность поршневого штока со скрытым каналом для масла, причем указанные дроссельные отверстия для масла распределены в осевом направлении на поверхности поршневого штока, и чем ближе указанное дроссельное отверстие для масла расположено к выходному отверстию скрытого канала для масла, тем больше его диаметр; и выходным отверстием скрытого канала для масла является второй конец дроссельного канала для масла, а дроссельные отверстия масла являются первым концом дроссельного канала для масла.

[0028] Предпочтительно основная часть дроссельного канала для масла представляет собой скошенную поверхность, проходящую в осевом направлении на поверхности поршневого штока.

[0029] Предпочтительно переходная втулка, взаимодействующая с поршневым штоком, расположена на буферном участке, и дроссельный канал для масла выполнен на указанной переходной втулке.

[0030] Предпочтительно по меньшей мере одна кольцевая канавка, действующая в качестве балансирующей канавки, выполнена на переходной втулке, причем поперечное сечении указанной кольцевой канавки имеет V-образную, U-образную, квадратную или иную формы.

[0031] Предпочтительно уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность расположена на концевой крышке штоковой полости.

[0032] Предпочтительно поршневой ограничивающий заплечик представляет собой торцевую поверхность отверстия концевой крышки штоковой полости.

[0033] Согласно настоящему изобретению дополнительно предложено относящееся к гидравлическому масляному цилиндру устройство, в частности поршневой шток, снабженный ограничивающим заплечиком, расположенным в начальной точке буферного участка, и по меньшей мере одним дроссельным каналом для масла, проходящим в осевом направлении на поверхности поршневого штока, причем первым концом дроссельного канала для масла является конец, ближайший к положению, в котором расположена торцевая поверхность поршня в штоковой полости после установки поршня, и вторым концом указанного дроссельного канала для масла является другой конец, расположенный на боковой стенке кольцевой канавки ограничивающего заплечика в буферном участке.

[0034] Предпочтительно площадь поперечного сечения дроссельного канала для масла постепенно увеличивается в направлении от первого конца ко второму концу.

[0035] Предпочтительно основная часть дроссельного канала для масла представляет собой дроссельную канавку, проходящую в осевом направлении на поверхности поршневого штока, причем площадь поперечного сечения указанной дроссельной канавки постепенно увеличивается в направлении от первого конца ко второму концу за счет постепенного увеличения глубины дроссельной канавки.

[0036] Предпочтительно буферный участок поршневого штока снабжен несколькими кольцевыми канавками, действующими в качестве балансирующих канавок для масла.

[0037] Согласно настоящему изобретению дополнительно предложено устройство, относящееся к другому гидравлическому масляному цилиндру, в частности концевая крышка штоковой полости, в которой от верхнего конца до отверстия концевой крышки штоковой полости последовательно расположены отверстие для масла и уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность, причем уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность представляет собой ступенчатую поверхность, имеющую составную кольцевую форму и расположенную во внутренней полости концевой крышки штоковой полости.

[0038] Предпочтительно отверстие концевой крышки штоковой полости действует в качестве поршневого ограничивающего заплечика.

[0039] Согласно настоящему изобретению дополнительно предложено относящееся к гидравлическому масляному цилиндру устройство, в частности буферная втулка, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра корпуса гидравлического масляного цилиндра, в котором действует указанная буферная втулка, причем указанная буферная втулка имеет внутренний диаметр, обеспечивающий возможность ее расположения на буферном участке поршневого штока и свободного перемещения скольжением в осевом направлении; после сборки дальняя от поршня первая торцевая поверхность указанной буферной втулки выполнена с обеспечением возможности сближения с уплотняющей торцевой поверхностью, расположенной в полости масляного цилиндра между отверстием для масла в штоковой полости и конечным положением перемещения поршневого штока в направлении из цилиндра для формирования уплотняющей поверхности.

[0040] Предпочтительно торцевая поверхность буферной втулки, противоположная первой торцевой поверхности, снабжена центральной выступающей частью, взаимодействующей с работающей на сжатие пружиной.

[0041] Согласно настоящему изобретению предложена гидравлическая буферная система, содержащая гидравлический масляный цилиндр, описанный в любом из указанных выше технических решений.

[0042] Согласно настоящему изобретению также предложен экскаватор, содержащий по меньшей мере один гидравлический масляный цилиндр, описанный в любом из указанных выше технических решений.

[0043] Согласно настоящему изобретению также предложен автобетононасос, содержащий по меньшей мере один гидравлический масляный цилиндр, описанный в любом из указанных выше технических решений.

[0044] В гидравлическом масляном цилиндре согласно настоящему изобретению, когда поршневой шток перемещается в направлении из цилиндра в буферную область, первая торцевая поверхность буферной втулки взаимодействует с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью, расположенной в полости масляного цилиндра на стороне штоковой полости, для формирования уплотняющей поверхности для блокирования канала для масла. Штоковая полость разделена указанной уплотняющей поверхностью на две части, причем часть полости, расположенная со стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к поршню, обозначена как буферная полость для масла, в то время как другая часть полости расположена со стороны указанной уплотняющей поверхности, ближайшей к отверстию для масла в штоковой полости. Гидравлическое масло в буферной полости, на которое действует поршень, находится под повышенным давлением и принуждает первую торцевую поверхность буферной втулки к плотному сближению с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью, так что с повышенной надежностью достигается герметизирующий эффект уплотняющей поверхности, сформированного плотно сближенными первой торцевой поверхностью буферной втулки и уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью. Масляный цилиндр дополнительно снабжен дроссельным каналом для масла, который обеспечивает протекание гидравлического масла в буферную полость для протекания к стороне отверстия для масла в штоковой полости, в период времени от формирования уплотняющей поверхности до достижения поршнем конечного положения его перемещения в направлении из цилиндра. Благодаря сформированной уплотняющей поверхности, которая блокирует канал для масла, гидравлическое масло может протекать только через дроссельный канал для масла к отверстию для масла в штоковой полости, причем указанный дроссельный канал для масла является очень узким, и таким образом количество протекающего гидравлического масла является ограниченным, так что перемещение поршня происходит с большим сопротивлением, и таким образом осуществляется буферный эффект.

[0045] Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения описанные выше дроссельные каналы для масла могут проходить линейно в осевом направлении между поршневым штоком и буферной втулкой, так что гидравлическое масло в буферной полости для масла может быть плавно выпущено непосредственно к стороне отверстия для масла в штоковой полости, причем может быть легко определена осевая длина дроссельного канала для масла, при которой дроссельный канал для масла формируется после образования уплотняющей поверхности для предотвращения блокирования во время буферного процесса. Кроме того, площадь поперечного сечения дроссельного канала для масла может быть изменена в соответствии с конкретными требованиями, в частности, ближайший к поршню конец дроссельного канала для масла имеет меньшую площадь поперечного сечения, в то время как другой конец дроссельного канала для масла, ближайший к отверстию для масла в штоковой полости, имеет большую площадь поперечного сечения.

[0046] Согласно дополнительному предпочтительному варианту реализации основная часть дроссельного канала для масла представляет собой дроссельную канавку, проходящую в осевом направлении вдоль поверхности поршневого штока, причем площадь поперечного сечения указанной дроссельной канавки постепенно увеличивается в направлении от первого конца ко второму концу. Таким образом, при перемещении поршневого штока в конечное положение буферная втулка перемещается скольжением относительно поршневого штока и постепенно приближается к первому концу дроссельного канала для масла, таким образом спускная производительность со стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к буферной полости для масла, на другую сторону уплотняющей поверхности, ближайшую к отверстию для масла в штоковой полости, постепенно уменьшается, сопротивление перемещению поршня в направлении из цилиндра постепенно увеличивается, скорость перемещения поршня постепенно уменьшается, и таким образом достигается хороший буферный эффект. Благодаря дроссельным канавкам, линейно расположенным в осевом направлении, в случае их постоянной ширины дроссельным эффектом можно успешно управлять за счет изменения глубины дроссельной канавки, и таким образом осуществлять плавный буферный процесс. Необходимая глубина дроссельной канавки может быть легко достигнута во время механической обработки, и таким образом дроссельная канавка отличается хорошей технологичностью.

[0047] Согласно дополнительному предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения в случае использования дроссельной канавки на наружной периферийной поверхности поршневого штока или внутренней периферийной поверхности буферной втулки выполнены несколько кольцевых канавок, действующих в качестве балансирующих каналов для масла, причем указанные балансирующие каналы для масла могут взаимодействовать с дроссельной канавкой, так что гидравлическое масло равномерно распределяется на внутренней периферийной поверхности буферной втулки, в результате чего предотвращается перекос первой торцевой поверхности буферной втулки при ее сближении с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью, и таким образом достигается плотность уплотняющей поверхности.

[0048] Согласно другому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения должно быть удовлетворено следующее условие: когда первая торцевая поверхность буферной втулки входит в контакт с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью для формирования уплотняющей поверхности, площадь осевого действия, приложенного к буферной втулке гидравлическим маслом с ближайшей к поршню стороны уплотняющей поверхности, больше площади осевого действия, приложенного к буферной втулке гидравлическим маслом с другой стороны уплотняющей поверхности, ближайшего к отверстию для масла в штоковой полости. Описанное выше условие легко удовлетворяется при использовании конструкции, состоящей из двух торцевых поверхностей буферной втулки. Если описанное выше условие не удовлетворено, давление масла с двух сторон уплотняющей поверхности в данный момент времени по существу является одинаковым при сформированной уплотняющей поверхности, и когда первая торцевая поверхность буферной втулки с некоторой скоростью сближается с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью, первая торцевая поверхность буферной втулки не может быть плотно сближена с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью в указанный выше момент, что может ухудшить гладкость буферного процесса в указанный момент времени. Если описанное выше условие удовлетворено, полное давление V1 может быть получено умножением давления масла с ближайшей к поршню стороны уплотняющей поверхности на площадь осевого действия, приложенного к буферной втулке с той же стороны, и полное давление V2 может быть получено умножением давления масла с другой стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к отверстию для масла в штоковой полости, на осевую площадь буферной втулки с указанной другой стороны. Поскольку давление масла с двух сторон уплотняющей поверхности в данный момент времени по существу является одинаковым при сформированной уплотняющей поверхности, полное давление со стороны, имеющей большую площадь, является относительно большим, т.е. V1>V2, и таким образом буферная втулка может быть плотно сближена с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью, и таким образом обеспечивается гладкость буферного процесса.

[0049] Согласно другим предпочтительным вариантам реализации настоящего изобретения также используются дроссельные каналы для масла, имеющие иные формы, в результате чего также достигается хороший спускной эффект.

[0050] Согласно настоящему изобретению также предложено несколько устройств для гидравлического масляного цилиндра, например поршневой шток, концевая крышка штоковой полости и большая буферная втулка, причем указанные устройства могут быть сконструированы конкретно для реализации описанного выше буферного механизма.

[0051] Согласно настоящему изобретению также предложена гидравлическая буферная система, содержащая описанный выше гидравлический масляный цилиндр, причем указанная гидравлическая буферная система, содержащая описанный выше гидравлический масляный цилиндр, обеспечивает хороший и устойчивый буферный эффект.

[0052] Согласно настоящему изобретению также предложены экскаватор и автобетононасос, содержащие описанный выше гидравлический масляный цилиндр, причем при использовании описанного выше гидравлического масляного цилиндра указанные экскаватор и автобетононасос могут обеспечить более длительный период безаварийной эксплуатации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0053] На фиг.1 показан известный гидравлический масляный цилиндр, содержащий буферный механизм, в котором буферная втулка вставлена в буферное внутреннее отверстие.

[0054] На фиг.2 показан разрез гидравлического масляного цилиндра согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.

[0055] На фиг.3 показана часть поршневого штока согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.

[0056] На фиг.4 показан разрез поршневого штока 3 по линии А-А, показанной на фиг.3.

[0057] На фиг.5 показан разрез поршневого штока 3 по линии С-С, показанной на фиг.3.

[0058] На фиг.6 показан разрез гидравлического масляного цилиндра в положении, когда начинает формироваться уплотняющая поверхность, согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.

[0059] На фиг.7 показан разрез гидравлического масляного цилиндра в положении, когда поршень перемещается в конечное положение, согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.

[0060] На фиг.8 показан разрез гидравлического масляного цилиндра согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.

[0061] На фиг.9 показан частичный разрез переходной втулки согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.

[0062] На фиг.10 показан разрез буферной втулки согласно второму варианту реализации настоящего изобретения, в которой балансирующая канавка для масла выполнена на внутренней периферийной поверхности буферной втулки.

[0063] На фиг.11 схематически показан частичный разрез втулки с дроссельным каналом для масла, подходящим для использования в буферном механизме, содержащем переходную втулку.

[0064] На фиг.12 схематически показан частичный разрез втулки с другим дроссельным каналом для масла, подходящим для использования в буферном механизме, содержащем переходную втулку.

[0065] На фиг.13 схематически показан частичный разрез штока с дроссельным каналом для масла, подходящим для использования в буферном механизме, не содержащем переходную втулку.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0066] Согласно первому варианту реализации настоящего изобретения предложен гидравлический масляный цилиндр с буферным устройством, расположенным в штоковой полости гидравлического масляного цилиндра.

[0067] На фиг.2 показан разрез гидравлического масляного цилиндра согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.

[0068] Как показано на фиг.2, гидравлический масляный цилиндр содержит концевую крышку 1 бесштоковой полости, корпус 2 цилиндра, поршневой шток 3, буферную втулку 4, пружину 5 и поршень 6.

[0069] Корпус 2 цилиндра ограничивает пространство для уплотнения гидравлического масла в гидравлическом масляном цилиндре, причем внутренняя полость корпуса 2 цилиндра разделена на штоковую полость 2-1 и бесштоковую полость 2-2 поршнем 6, который выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении вдоль области внутренней полости, и полость, в которой расположена основная часть поршневого штока 3, является штоковой полостью 2-1. Наружная периферийная поверхность поршня 6 взаимодействует с внутренней периферийной поверхностью корпуса 2 цилиндра, и на наружной поверхности поршня 6 размещены несколько уплотняющих колец для полной изоляции гидравлического масла в штоковой полости 2-1 от гидравлического масла в бесштоковой полости 2-2.

[0070] Корпус 2 цилиндра закрыт концевой головкой, расположенной со стороны штоковой полости 2-1 корпуса 2 цилиндра и сформированной концевой крышкой 1 штоковой полости, причем концевая крышка 1 штоковой полости имеет отверстие 1-1 для прохождения масла из штоковой полости, соединенное с масляной магистралью для формирования канала для гидравлического масла, находящегося во всей внутренней полости корпуса 2 цилиндра, втекающего в штоковую полость 2-1 и вытекающего из штоковой полости 2-1. Канал для гидравлического масла, втекающего в бесштоковую полость 2-2 и вытекающего из нее, сформирован отверстием для масла в бесштоковую полости, выполненным в концевой крышке корпуса 2 цилиндра. Описание настоящего варианта реализации включает описание только буферного устройства, расположенного со стороны штоковой полости, и не содержит описания конструкции, расположенной со стороны бесштоковой полости 2-2.

[0071] Буферный механизм гидравлического масляного цилиндра содержит буферную втулку 4, пружину 5 и конструкции, расположенные на поршне 6, поршневом штоке 3 и концевой крышке 1 штоковой полости и формирующие буферный механизм.

[0072] Буферная втулка 4 расположена в буферном участке поршневого штока 3, расположенном в штоковой полости 2-1. Буферным участком является секция поршневого штока 3 некоторой длины, которая начинается от торцевой поверхности поршня 6 со стороны штоковой полости 2-1, причем в указанной секции штока должен быть осуществлен буферный процесс для предотвращения повреждений концевой крышки 1 штоковой полости, вызванных непосредственным ударом поршня 6. Поршневой шток 3 снабжен ограничивающим заплечиком 3-4 буферного участка в области, расположенной на некотором расстоянии от торцевой поверхности поршня 6, причем указанным буферным участком является секция поршневого штока, которая начинается от ограничивающего заплечика 3-4 и проходит до участка, в котором расположена вторая торцевая поверхность 4-2 буферной втулки 4, когда поршень 6 достигает конечного положения перемещения в наружном направлении из цилиндра. Буферная втулка 4 может перемещаться скольжением вдоль поршневого штока 3 в пределах описанного выше буферного участка. Буферная втулка 4 имеет внутренний диаметр, который обеспечивает возможность перемещения скольжением буферной втулки 4 в осевом направлении вдоль поршневого штока 3 и в то же время поддерживает небольшой зазор между буферной втулкой 4 и поршневым штоком 3; при этом буферная втулка 4 имеет наружный диаметр, который намного меньше внутреннего диаметра корпуса 2 цилиндра, при этом длина буферной втулки 4 составляет часть длины буферного участка. Торцевая поверхность буферной втулки 4, обращенная к верхнему концу гидравлического масляного цилиндра, т.е. к торцевой поверхности со стороны концевой крышки 1 штоковой полости, является плоской и имеет скошенный наружный край, причем указанная торцевая поверхность обозначена как первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4. Поверхность другого конца буферной втулки 4 обозначена как вторая торцевая поверхность 4-2 буферной втулки 4, причем буферная втулка 4 дополнительно имеет выступ 4-3 для взаимодействия с пружиной 5. Конструкция буферной втулки предпочтительно должна обеспечивать выполнение следующих условий, когда первая торцевая поверхность буферной втулки входит в контакт с торцевой поверхностью, уплотняющей штоковую полость, для формирования уплотняющей поверхности, причем площадь осевого действия, приложенного к буферной втулке гидравлическим маслом со стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к поршню, больше площади осевого действия, приложенного к буферной втулке гидравлическим маслом с другой стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к отверстию для масла в штоковой полости. Например, согласно первому варианту реализации часть первой торцевой поверхности буферной втулки экранирована уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью 1-2, так что площадь осевого действия, приложенного к первой торцевой поверхности буферной втулки гидравлическим маслом, является значительно меньше площади осевого действия, приложенного гидравлическим маслом к другой торцевой поверхности буферной втулки.

[0073] Пружина 5 является работающей на сжатие пружиной, установленной с некоторым напряжением сжатия, и размещена на поршневом штоке 3, причем нижний конец пружины 5 сближен с торцевой поверхностью поршня 6 со стороны штоковой полости 2-1, причем указанная торцевая поверхность поршня 6 имеет выступающую часть для крепления указанной пружины. Задний конец пружины 5 соединен с выступающей частью 4-3 буферной втулки 4. С опорой на торцевую поверхность поршня 6 пружина 5 может прикладывать к буферной втулке 4 свою упругую силу, так что первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4 может быть сближена с ограничителем 3-4, расположенным в буферном участке поршневого штока 3, когда поршень 6 не перемещен до достижения буферного положения. Упругая сила пружины 5 выбрана таким образом, что под ее действием буферная втулка 4 сближена с ограничителем 3-4, если буферная втулка 4 не заблокирована, т.е. пружина 5 выполняет функцию сброса.

[0074] Отверстие 1-1 для прохождения масла в штоковой полости и уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность 1-2 последовательно выполнены в концевой крышке 1 штоковой полости от вершины крышки до отверстия в крышке. Уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность 1-2 является ступенчатой и имеет цельную кольцевую форму, образующую внутреннюю полость в концевой крышке 1 штоковой полости, причем указанная ступенчатая поверхность обращена к поршню 6. Когда начинается буферный процесс, уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность 1-2 может взаимодействовать с первой торцевой поверхностью 4-1 буферной втулки для формирования уплотняющей поверхности для разделения гидравлического масла, находящегося в штоковой полости 2-1. Концевая крышка 1 штоковой полости также имеет секцию 1-3, выполненную с возможностью прохождения буферной втулки и проходящую от уплотняющей штоковую полость торцевой поверхности 1-2 в направлении к поршню 6, причем внутренний диаметр участка полости, в котором расположена секция 1-3, выполненная с возможностью прохождения буферной втулки, больше внутреннего диаметра участка полости, в котором расположена уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность 1-2, и меньше внутреннего диаметра корпуса 2 цилиндра, в котором расположен поршень 6, а также больше наружного диаметра буферной втулки 4, так что указанная буферная втулка 4 может беспрепятственно проходить в указанную секцию. Торцевая поверхность отверстия концевой крышки 1 штоковой полости сближается с поверхностью внутренней стенки корпуса цилиндра для формирования поршневого ограничивающего заплечика 1-4 для задания конечной точки перемещения поршня 6.

[0075] Поршневой шток 3 содержит несколько конструкций, относящихся к буферному механизму, и кроме описанных выше буферного участка, относящегося к расположению буферной втулки 4, и ограничивающего заплечика 3-4 буферного участка, в поршневом штоке 3 дополнительно используются другие конструкции, такие как дроссельные канавки, балансирующие канавки для масла и транспортировочные канавки для масла, которые будут описаны подробно ниже. На фиг.3 показана часть поршневого штока 3; на фиг.4 показан разрез поршневого штока 3 по линии А-А; и на фиг.5 показан разрез поршневого штока 3 по линии С-С.

[0076] Поршневой шток 3 снабжен по меньшей мере одним дроссельным каналом для масла, и основной частью дроссельного канала для масла является дроссельная канавка 3-1, расположенная на наружной периферийной поверхности поршневого штока 3 и проходящая в осевом направлении. Дроссельная канавка 3-1 выполнена в поршневом штоке, причем начальная точка (обозначенная как первый конец) дроссельной канавки 3-1 расположена в области рядом с торцевой поверхностью поршня в штоковой полости, и конечная точка (обозначенная как второй конец) дроссельной канавки 3-1 расположена рядом с боковой стенкой кольцевой канавки ограничивающего заплечика 3-4 буферного участка поршневого штока 3. Относительно конечной точки, первый конец расположен рядом с торцевой поверхностью поршня в штоковой полости; и фактически участок начальной точки дроссельной канавки 3-1 должен взаимодействовать с втулкой 4 в конечном положении поршня 6 при его перемещении из цилиндра, так что перед достижением поршня 6 конечного положения возникает соответствующий гидравлический буферный эффект. Согласно настоящему варианту реализации первый конец полностью экранирован буферной втулкой 4 до достижения поршнем 6 конечного положения.

[0077] Ограничивающий заплечик 3-4 буферного участка снабжен транспортировочными канавками 3-3 для масла, соответствующими выходным отверстиям дроссельных канавок 3-1, как показано на фиг.4, причем положение транспортировочных канавок 3-3 точно выровнено относительно выходных отверстий дроссельных канавок 3-1, при этом имеется четыре транспортировочных канавки 3-3, соответствующих четырем дроссельным канавкам 3-1. Указанные транспортировочные канавки 3-3 образуют выходной канал для гидравлического масла, вытекающего из выходных отверстий дроссельной канавки 3-1, так что направление потока гидравлического масла, вытекающего из дроссельных канавок 3-1 во время буферного процесса, является более устойчивым, и указанные транспортировочные канавки 3-3 также формируют выходное отверстие для гидравлического масла в момент времени, когда первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4 сближается с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью, и таким образом предотвращается ситуация, когда гидравлическое демпфирование внезапно усиливается, и обеспечивается плавная работа.

[0078] Несколько кольцевых канавок, обозначенных как балансирующие канавки 3-2 для масла, равномерно распределены на периферийной поверхности буферного участка поршневого штока 3. Сечение балансирующих канавок 3-2 может иметь U-образную, V-образную, квадратную или иную форму, которая может быть определена в соответствии с конкретными требованиями, а глубина балансирующих канавок 3-3 также может быть определена экспериментально в соответствии с конкретными требованиями. Балансирующие канавки 3-2 предназначены для достижения равномерного давления масла, когда гидравлическое масло протекает в дроссельных канавках 3-1, таким образом предотвращения неплотного формирования уплотняющей поверхности во время буферного процесса, вызванного перекосом буферной втулки 4 из-за несбалансированного давления масла.

[0079] Далее будет описан процесс работы буферного механизма гидравлического масляного цилиндра согласно настоящему варианту реализации. На фиг.2 показано положение, когда поршень 6 еще не достиг буферной области; на фиг.6 показано положение, когда начинается буферный процесс; и на фиг.7 показано положение, когда буферный процесс закончен.

[0080] В положении, показанном на фиг.2, поршневой шток 3 только начинает перемещение в направлении из цилиндра, но еще не достиг положения, в котором должен начаться буферный процесс. В этот момент под действием упругой силы пружины 5 первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4 упирается в ограничивающий заплечик 3-4 буферного участка поршневого штока 3. Причем буферная втулка 4 является упертой в ограничивающий заплечик 3-4 буферного участка в момент времени, предшествующий перемещению поршня 6 в буферное положение, и в момент времени после отделения первой торцевой поверхности 4-1 буферной втулки 4 от уплотняющей штоковую полость торцевой поверхности 1-2 при перемещении поршневого штока 3, так что пружина 5 выполняет функцию сброса. При перемещении поршневого штока 3 в направлении из цилиндра гидравлическое масло в штоковой полости 2-1 выталкивается поршнем, протекает к отверстию 1-1 для масла в штоковой полости и вытекает из штоковой полости через указанное отверстие 1-1. Буферная втулка 4 перемещается вместе с поршнем 6 и поршневым штоком 3 и через некоторое расстояние проходит в секцию 1-3 концевой крышки 1 штоковой полости, и поскольку наружный диаметр буферной втулки 4 меньше диаметра секции 1-3, буферная втулка 4 беспрепятственно продолжает перемещаться вместе с поршневым штоком 3. При вхождении буферной втулки 4 в пропускающую буферную втулку секцию 1-3 канал для гидравлического масла в штоковой полости 2-1 частично блокируется, и гидравлическое масло может протекать только через зазор между буферной втулкой 4 и секцией 1-3 к отверстию 1-1 для масла в штоковой полости, и таким образом демпфирующее действие канала для масла на поршень 6 значительно увеличивается; при дальнейшем постепенном вхождении буферной втулки 4 в секцию 1-3 степень блокирования канала для гидравлического масла постепенно увеличивается, и гидравлическое демпфирование поршня 6 постепенно увеличивается, и наконец демпфирующее действие канала для масла достигает по существу постоянного устойчивого периода, длящегося до полного вхождения буферной втулки 4 в секцию 1-3.

[0081] В течение некоторого времени после полного вхождения буферной втулки 4 в секцию 1-3, первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4 постепенно сближается с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью 1-2 на концевой крышке 1 штоковой полости. При перемещении в положение, показанное на фиг.6, первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4 сближается с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью 1-2 на концевой крышке 1 штоковой полости для формирования уплотняющей поверхности, так что канал для гидравлического масла, выталкиваемого поршнем 6 в штоковой полости 2-1 и протекающего к отверстию 1-1 в штоковой полости через зазор между буферной втулкой 4 и секцией 1-3 концевой крышки 1 штоковой полости, полностью блокируется, причем заблокированная уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью 1-2 буферная втулка 4 прекращает перемещение вместе с поршневым штоком 3.

[0082] Давление масла с двух сторон уплотняющей поверхности по существу является одинаковым в момент формирования уплотняющей поверхности, и когда первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4 сближается с уплотняющей торцевой поверхностью 1-2 с некоторой скоростью, первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4 не может быть плотно сближена с уплотняющей торцевой поверхностью 1-2 в описанный выше момент, что может ухудшить плавность буферного процесса в этот момент времени. Для устранения описанной выше проблемы предложенная конструкция удовлетворяет следующему условию: когда первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4 входит в контакт с уплотняющей торцевой поверхностью 1-2 для формирования уплотняющей поверхности, площадь осевого действия на буферную втулку гидравлического масла со стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к поршню, превышает площадь осевого действия на буферную втулку гидравлического масла с другой стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к отверстию для протекания масла в штоковой полости. Согласно данному варианту реализации площади двух торцевых поверхностей буферной втулки 4 являются одинаковыми, однако после формирования уплотняющей поверхности первая торцевая поверхность 4-1 частично экранируется, и таким образом удовлетворяется описанное выше условие. После удовлетворения описанного выше условия полное давление V1 может быть получено умножением давления масла со стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к поршню, на площадь осевого действия на буферную втулку с той же стороны, и полное давление V2 может быть получено умножением давления масла с другой стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к отверстию для масла в штоковой полости, на осевую площадь буферной втулки с указанной другой стороны. Поскольку давление масла с двух сторон уплотняющей поверхности в данный момент времени по существу является одинаковым в момент времени, когда сформирована уплотняющая поверхность, полное давление со стороны, имеющей большую площадь, является относительно большим, т.е., V1>V2, и таким образом буферная втулка может быть плотно прижата к уплотняющей торцевой поверхности 1-2, и таким образом может быть обеспечена гладкость процесса формирования уплотняющей поверхности.

[0083] После формирования уплотняющей поверхности буферная втулка 4 и концевая крышка 1 образуют клапан одностороннего действия и таким образом блокируют канал для масла. В этот момент гидравлическое масло, находящееся в штоковой полости, разделено на две части, одна из которых расположена в полости со стороны, ближайшей к поршню 6, обозначенной как буферная полость Т для масла. Гидравлическое масло в буферной полости Т выталкивается поршнем 6, и основной канал для гидравлического масла, протекающего к отверстию для масла в штоковой полости, ограничен сформированной уплотняющей поверхностью. Таким образом, давление масла в буферной полости Т дополнительно увеличено, и указанное увеличенное давление масла является достаточным для плотного прижатия буферной втулки 4 к уплотняющей торцевой поверхности 1-2, что делает указанная уплотняющая поверхность более надежным. В этот момент времени гидравлическое масло может перетекать на сторону уплотняющей поверхности, обращенную к части штоковой полости, имеющей отверстие для протекания масла, только через дроссельную канавку 3-1. В течение начальной стадии формирования уплотняющей поверхности глубина дроссельной канавки 3-1 со стороны второго конца является относительно большой, так что производительность потока в дроссельной канавке 3-1 является относительно высокой, и через дроссельную канавку 3-1 может протекать относительно большое количество гидравлического масла. Поскольку поршневой шток 3 продолжает перемещаться, уплотняющая поверхность перемещается назад относительно поршневого штока 3, так что глубина дроссельной канавки 3-1, связывающей полости, расположенные с обеих сторон уплотняющей поверхности, постепенно уменьшается, в результате чего постепенно уменьшается производительность потока в дроссельной канавке 3-1. В течение описанного выше процесса протекающее в дроссельной канавке 3-1 гидравлическое масло протекает через балансирующие канавки 3-2 для масла и заполняет секцию штока, в которой расположена буферная втулка 4, так что давление масла на буферную втулку 4 в различных положениях по окружности является сбалансированным, в результате чего предотвращается перекос буферной втулки 4, и таким образом обеспечивается герметизирующий эффект уплотняющей поверхности.

[0084] После достижения положения, показанного на фиг.7, поршень 6 блокируется поршневым ограничивающим заплечиком 1-4, сформированным в торцевой поверхности отверстия в концевой крышке 1, и таким образом не может перемещаться дальше. Поршневой шток 3 достигает конечного положения процесса своего перемещения в направлении из цилиндра, и в этот момент времени первый конец дроссельной канавки 3-1 уже вошел в буферную втулку 4, и таким образом дроссельный канал для масла по существу является заблокированным, и буферный процесс завершен. Следует отметить, что когда поршень 6 перемещается в конечное положение, между второй торцевой поверхностью буферной втулки 4 и торцевой поверхностью поршня 6 в штоковой полости все еще имеется расстояние L, которое обеспечивает нормальное перемещение поршня 6 без блокирования буферной втулкой 4. Расстояние L является расстоянием между буферной втулкой и конечной точкой скользящего перемещения буферной втулки в направлении к поршню, когда поршневой шток перемещен из цилиндра до конечного положение его рабочего хода.

[0085] Когда поршневой шток 3 начинает втягиваться, т.е. когда поршень 6 начинает перемещаться вправо, поршневой шток 3 находится в конечном положении направленного наружу рабочего хода, причем буферная втулка 4 и концевая крышка 1 штоковой полости находятся в контактном уплотняющем положении. Для принуждения гидравлического масла быстро втекать в штоковую полость для проталкивания поршневого штока 3 в направлении в цилиндр, между буферной втулкой 4 и конечной точкой скользящего перемещения буферной втулки 4 в направлении к поршню 6 предусмотрено расстояние L. Под действием гидравлического масла буферная втулка 4 сжимает пружину 5 и скользит в направлении к поршню 6, и таким образом первая торцевая поверхность 4-1 буферной втулки 4 отделяется от уплотняющей штоковую полость торцевой поверхности 1-2 концевой крышки 1 штоковой полости. В течение указанного процесса втягивания поршневого штока 3 буферная втулка 4 и концевая крышка 1 штоковой полости взаимодействуют друг с другом, выполняя функцию клапана одностороннего действия.

[0086] Чем больше расстояние L, тем больше разделяющее расстояние между первой торцевой поверхностью 4-1 буферной втулки 4 и уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью 1-2 концевой крышки 1, и тем большее количество гидравлического масла протекает в штоковую полость. Чем меньше расстояние L, тем меньше разделяющее расстояние между первой торцевой поверхностью 4-1 буферной втулки 4 и уплотняющей торцевой поверхностью 1-2 концевой крышки 1, и тем меньшее количество гидравлического масла протекает в штоковую полость.

[0087] Фактически, по причине зазора, имеющегося между буферной втулкой 4 и поршневым штоком 3, в дроссельный канал 3-1 через описанный выше зазор также может протечь некоторое количество гидравлического масла, которое будет выпущено во внешнюю гидравлическую систему. Таким образом, когда первый конец дроссельного канала 3-1 будет полностью закрыт буферной втулкой 4, поршень 6 не будет застревать по причине чрезмерного количества гидравлического масла, захваченного в буферной полости. Разумеется, первый конец дроссельной канавки 3-1 также может быть открыт буферной втулкой 4, когда поршневой шток 3 достигает конечного положения в процессе перемещения в направлении из цилиндра. Положение первого конца дроссельной канавки 3-1 и его позиционные взаимоотношения с буферной втулкой 4 могут быть заданы конкретной конструкцией указанных элементов в зависимости от требований буферного демпфирования.

[0088] В течение буферного процесса демпфирующий эффект гидравлического масла постепенно увеличивается начиная с момента времени, в который буферная втулка 4 входит в секцию 1-3 концевой крышки 1 штоковой полости; в частности, с изменением глубины дроссельной канавки 3-1 постепенно увеличивается эффективность дросселирования, и постепенно увеличивается гидравлическое демпфирование, так что скорость поршня 6 перед достижением конечного положения постепенно уменьшается. На конечном коротком расстоянии канал для масла может быть образован только зазором между буферной втулкой 4 и поршневым штоком 3. В течение всего буферного процесса гидравлическое демпфирование постепенно увеличивается, и таким образом предотвращается удар поршня в концевую крышку 1 и повреждение корпуса 2 цилиндра.

[0089] В описанном выше буферном механизме предполагается, что ширина дроссельной канавки 3-1 не изменяется, и изменяющейся функцией эффективности дросселирования дроссельной канавки 3-1 можно управлять путем управления изменением глубины дроссельной канавки 3-1 и таким образом обеспечивать максимальную плавность процесса буферизации перемещения поршня 6.

[0090] Фактически, вместо расположения на поршневом штоке 3, балансирующие канавки для масла также могут быть выполнены на внутренней периферийной поверхности буферной втулки 4, что обеспечит тот же самый эффект, как и расположение указанных балансирующих каналов на поршневом штоке 3. На фиг.10 показана буферная втулка 4 с балансирующими канавками 4-4 для масла, выполненными на ее внутренней периферийной поверхности. Кроме того, вместо кольцевой формы, балансирующие канавки 3-3 также могут иметь форму винтовой резьбы, однако кольцевая форма канавок, используемая в настоящем варианте реализации, является предпочтительной, поскольку является более технологичной при изготовлении и имеет улучшенный балансирующий эффект.

[0091] Согласно описанным выше вариантам реализации все каналы, связывающие полости, расположенные с обеих сторон уплотняющей поверхности после его создания, могут быть обозначены как дроссельные каналы для масла, и в описанных выше вариантах реализации основная часть дроссельного канала для масла представляет собой дроссельную канавку, однако характеристики дроссельного канала для масла в разные моменты времени являются различными. В момент времени, когда сформирована уплотняющая поверхность, транспортировочная канавка 3-3 для масла, выполненная на ограничивающем заплечике буферного участка и соответствующая дроссельной канавке, действует в качестве отверстия второго конца дроссельного канала и имеет большое значение для осуществления плавного буферного процесса. Если указанная дроссельная канавка полностью закрыта буферной втулкой, перемещенной в конечное положение буферного участка, зазор между буферной втулкой 4 и поршневым штоком 3 также представляет собой часть дроссельного канала для масла.

[0092] Согласно описанным выше вариантам реализации второй конец дроссельного канала для масла выполнен на боковой стенке ограничивающего заплечика буферного участка. Фактически, второй конец дроссельного канала для масла может быть выполнен в других положениях, в которых второй конец дроссельного канала для масла все еще находится во внутренней полости гидравлического масляного цилиндра, когда поршень достигает конечного положения.

[0093] Согласно описанным выше вариантам реализации плоская уплотняющая поверхность, сформированная уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью, сближенной с первой торцевой поверхностью буферной втулки, представляет собой поверхность, входящую в контакт с уплотняющей поверхностью, и фактически соответствующая конструкция может быть сформирована с использованием уплотняющей торцевой поверхности и первой торцевой поверхности буферной втулки, так что сформированная уплотняющая поверхность может быть плоской уплотняющей конструкцией, конической уплотняющей конструкцией, уплотняющей конструкцией с изогнутой поверхностью, или указанная уплотняющая конструкция может иметь любую иную поверхность, или может быть любой из линейных уплотняющих конструкций.

[0094] Согласно второму варианту реализации настоящего изобретения предложен гидравлический масляный цилиндр, сторона штоковой полости которого оснащена буферным устройством. Второй вариант реализации по существу идентичен первому варианту реализации, за исключением того, что переходная втулка 12 расположена на буферном участке поршневого штока 3.

[0095] На фиг.8 показан гидравлический масляный цилиндр, согласно второму варианту реализации настоящего изобретения. Второй вариант реализации получен модификацией вариант реализации, и в приведенном ниже описании части, идентичные частям из первого варианта реализации, обозначены теми же позиционными номерами цифрами.

[0096] В отличие от первого варианта реализации, переходная втулка 12 расположена на буферном участке поршневого штока 3 гидравлического масляного цилиндра, причем радиальная длина указанной переходной втулки 12 является достаточной для приема большей части длины буферного участка, при этом внутренний диаметр переходной втулки 12 взаимодействует с наружным диаметром буферного участка поршневого штока 3, так что переходная втулка 12 может быть плотно расположена на буферном участке поршневого штока 3.

[0097] На фиг.9 показана часть переходной втулки 12. Как показано на фиг.9, наружная периферийная поверхность переходной втулки 12 снабжена дроссельной канавкой 12-1, проходящей в осевом направлении, причем глубина указанной дроссельной канавки 12-1 постепенно увеличивается в направлении от заднего конца переходной втулки 12, ближайшего к поршню, к переднему концу переходной втулки 12, ближайшему к отверстию для масла в штоковой полости. Дроссельная канавка 12-1 имеет первый конец, расположенный в положении, ближайшем к задней торцевой поверхности переходной втулки 12, и второй конец, расположенный в поверхности переднего конца переходной втулки 12. Четыре дроссельных канавки 12-1 равномерно распределены на наружной периферийной поверхности переходной втулки 12 и все вместе формируют дроссельный канал для масла. Кроме того, наружная периферийная поверхность переходной втулки 12 дополнительно снабжена несколькими кольцевыми канавками, действующими в качестве компенсирующих канавок 12-4 для масла.

[0098] Фактически, вместо размещения на переходной втулке 12, компенсирующая канавка для масла также может быть выполнена на внутренней периферийной поверхности буферной втулки 4, в результате чего может быть достигнут тот же эффект, как и в случае расположения указанной канавки на наружной поверхности переходной втулки 12. На фиг.10 показана буферная втулка 4 с компенсирующими канавками для масла, выполненными на ее внутренней периферийной поверхности.

[0099] Рабочий процесс описанного выше гидравлического масляного цилиндра идентичен рабочему процессу гидравлического масляного цилиндра согласно первому варианту реализации, и потому не будет описан подробно далее.

[00100] Второй вариант реализации имеет следующие преимущества. При использовании описанного выше технического решения отсутствует необходимость в механической обработке дроссельных канавок, проходящих в осевом направлении на буферном участке поршневого штока 3. По той причине, что поршневой шток 3 имеет относительно большую длину, механическая обработка дроссельных канавок на поверхности поршневого штока 3, к точности которой предъявляются относительно высокие требования, является затруднительной. В то же время механическая обработка дроссельных канавок 12-1 на переходной втулке 12, имеющей более короткую длину, является относительно простой и удобной.

[00101] Кроме того, в описанном выше техническом решении возможны многочисленные варианты конструкции и размеров дроссельной канавки, причем дроссельные канавки, имеющие различные размеры и конструкцию, могут быть выполнены модификацией втулки для поршневого штока, выполненной с возможностью гибкого соответствия требованиям к буферизации.

[00102] Согласно описанным выше двум вариантам реализации основные части дроссельных каналов для масла являются дроссельными канавками. Фактически, дроссельный канал для масла может использовать другие конструктивные формы, которые показаны на фиг.11-13.

[00103] На фиг.11 показан дроссельный канал для масла, подходящий для использования в буферном механизме, содержащем переходную втулку. Указанный дроссельный канал для масла может содержать две секции, причем передняя секция, ближайшая к первому концу, представляет собой дроссельную канавку 12-1, проходящую в осевом направлении на поверхности переходной втулки 12, и задняя секция, ближайшая ко второму концу, представляет собой скрытый канал 12-2 для масла, проходящий в осевом направлении в переходной втулке, при этом описанная выше конструкция также может создавать дроссельный эффект. Поперечное сечение дроссельной канавки 12-1 также может быть выбрано таким образом, что ее глубина постепенно увеличивается в направлении от первого конца ко второму концу для достижения плавного буферного эффекта.

[00104] На фиг.12 показан другой дроссельный канал для масла, подходящий для использования в буферном механизме, имеющем переходную втулку. Как показано на чертеже, указанный дроссельный канал для масла содержит скрытый канал 12-2 для масла, проходящий в осевом направлении в переходной втулке 12, и несколько дроссельных отверстий 12-3 для масла, связывающих поверхность поршневого штока со скрытым каналом для масла, причем указанные дроссельные отверстия для масла распределены в осевом направлении вдоль поверхности поршневого штока, и чем ближе расположено дроссельное отверстие для масла к поверхности переднего конца переходной втулки 12, тем больше его диаметр. Таким образом, при перемещении буферной втулки вдоль поршневого штока, указанный поршневой шток 3 постепенно приближается к конечному положению процесса перемещения в наружном направлении, таким образом спускная производительность постепенно уменьшается, и гидравлический эффект демпфирования постепенно увеличивается, в результате чего постепенно замедляется скорость поршня, и таким образом достигается относительно плавный буферный процесс.

[00105] На фиг.13 показан другой дроссельный канал для масла. Указанный дроссельный канал для масла представляет собой скошенную поверхность 3-5, проходящую в осевом направлении вдоль поверхности поршневого штока 3. Скошенная поверхность 3-5 является наклонной от части, ближайшей к поршню, до ограничивающего заплечика 3-4 буферного участка, и может быть использована по меньшей мере одна скошенная поверхность. Таким образом, гидравлическое масло может вытекать через скошенную поверхность 3-5 после формирования уплотняющей поверхности между первой торцевой поверхностью 4-1 буферной втулки 4 и уплотняющей торцевой поверхностью 1-2 на концевой крышке 1 штоковой полости, и таким образом может быть сформирован дроссельный канал для масла. При использовании скошенной поверхности 3-5 для формирования дроссельного канала для масла также при постепенном приближении поршневого штока 3 к конечному положению процесса его перемещения в направлении из цилиндра спускная производительность указанного дроссельного канала постепенно уменьшается, и эффект гидравлического демпфирования постепенно увеличивается, в результате чего постепенно замедляется перемещение поршня 6, и таким образом осуществляется относительно плавный буферный процесс.

[00106] Вариант реализации гидравлической буферной системы согласно настоящему изобретению может быть осуществлен при использовании гидравлического масляного цилиндра согласно настоящему изобретению для замены имеющегося масляного цилиндра в гидравлической буферной системе.

[00107] Вариант реализации экскаватора согласно настоящему изобретению может быть осуществлен при использовании гидравлического масляного цилиндра согласно настоящему изобретению в экскаваторе.

[00108] Вариант реализации автобетононасоса согласно настоящему изобретению может быть осуществлен при использовании гидравлического масляного цилиндра согласно настоящему изобретению в автобетононасосе. Гидравлический масляный цилиндр согласно настоящему изобретению также может быть использован в строительных машинах других типов.

[00109] Настоящее изобретение проиллюстрировано описанными выше предпочтительными вариантами реализации; однако указанные предпочтительные варианты реализации не должны быть истолкованы как ограничивающие настоящее изобретение. Для специалиста очевидно, что в настоящем изобретении могут быть сделаны различные изменения и модификации без отступления от принципа или объема защиты настоящего изобретения, определенного пунктами приложенной формулы.

Цилиндр содержит буферную втулку, расположенную в буферной области поршневого штока и выполненную с возможностью перемещения скольжением в осевом направлении вдоль указанного поршневой штока. В полости цилиндра между отверстием для масла в штоковой полости и конечным положением торцевой поверхности поршня, расположенной в штоковой полости, во время перемещения поршня в направлении из цилиндра расположена уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность, которая выполнена с возможностью блокирования буферной втулки и входа в контакт с первой торцевой поверхностью буферной втулки для формирования уплотняющей поверхности. По меньшей мере один дроссельный канал для масла расположен между буферной втулкой и поршневым штоком. В течение перемещения поршня в направлении из цилиндра от момента времени, в который первая торцевая поверхность буферной втулки входит в контакт с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью и формирует с указанной поверхностью уплотняющую поверхность, до момента времени, в который поршень достигает конечного положения при своем перемещении в направлении из цилиндра, гидравлическое масло, находящееся с ближайшей к поршню стороны уплотняющей поверхности, может быть выпущено в отверстие для масла в штоковой полости через дроссельный канал для масла. Гидравлический масляный цилиндр может быть использован в гидравлической буферной системе, экскаваторе и автобетононасосе. Технический результат заключается в облегчении изготовления буферной конструкции и хорошем буферном эффекте. 6 н. и 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Гидравлический масляный цилиндр, в котором:
буферная втулка, выполненная с возможностью перемещения скольжением в осевом направлении вдоль поршневого штока, расположена на буферном участке поршневого штока, расположенном в штоковой полости, причем торцевая поверхность буферной втулки, дальняя от поршня, является первой торцевой поверхностью буферной втулки;
уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность расположена в полости масляного цилиндра между отверстием для масла в штоковой полости и конечным положением торцевой поверхности поршня в штоковой полости при перемещении поршневого штока в направлении из цилиндра и выполнена с возможностью блокирования буферной втулки и сближения с первой торцевой поверхностью буферной втулки для формирования уплотняющей поверхности; и
дополнительно обеспечено наличие по меньшей мере одного дроссельного канала для масла, так что во время процесса перемещения поршневого штока в направлении из цилиндра гидравлическое масло с ближайшей к поршню стороны уплотняющей поверхности может протекать к отверстию для масла в штоковой полости через дроссельный канал для масла в период от момента времени, когда первая торцевая поверхность буферной втулки сближается с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью для формирования уплотняющей поверхности, до момента времени, когда поршень достигает конечного положения своего перемещения в направлении из цилиндра.

2. Гидравлический масляный цилиндр по п.1, в котором дроссельный канал для масла проходит линейно в осевом направлении между поршневым штоком и буферной втулкой.

3. Гидравлический масляный цилиндр по п.1, в котором ближайший к поршню конец дроссельного канала для масла является первым концом, а другой, ближайший к отверстию для масла в штоковой полости конец дроссельного канала для масла является вторым концом, причем площадь поперечного сечения дроссельного канала для масла постепенно увеличивается в направлении от первого конца ко второму концу.

4. Гидравлический масляный цилиндр по п.1, в котором в случае, если поршневой шток достиг конечного положения своего рабочего хода, имеется промежуток между буферной втулкой и конечной точкой ее перемещения скольжением в направлении к поршню.

5. Гидравлический масляный цилиндр по п.1, в котором в случае, если первая торцевая поверхность буферной втулки входит в контакт с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью для формирования уплотняющей поверхности, площадь осевого действия, приложенного к буферной втулке гидравлическим маслом с ближайшей к поршню стороны уплотняющей поверхности, больше площади осевого действия, приложенного к буферной втулке гидравлическим маслом с другой, ближайшей к отверстию для масла в штоковой полости стороны уплотняющей поверхности.

6. Гидравлический масляный цилиндр по п.1, в котором поршневой шток снабжен ограничивающим заплечиком в буферном участке, и в случае, если буферная втулка не блокирована уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью, первая торцевая поверхность буферной втулки прижата к ограничивающему заплечику в буферном участке под действием эластичного элемента, имеющего некоторую упругость.

7. Гидравлический масляный цилиндр по п.1, в котором поршневой ограничивающий заплечик расположен в конечном положении перемещения поршневого штока в направлении из цилиндра и выполнен с обеспечением возможности прохождения буферной втулки и остановки поршня в конечном положении.

8. Гидравлический масляный цилиндр по п.1, в котором первая торцевая поверхность буферной втулки уперта в уплотняющую штоковую полость торцевую поверхность для формирования поверхностной уплотняющей поверхности или линейной уплотняющей поверхности.

9. Гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-8, в котором основная часть дроссельного канала для масла представляет собой дроссельную канавку, проходящую линейно в осевом направлении на поверхности поршневого штока.

10. Гидравлический масляный цилиндр по п.9, в котором в случае, если буферная втулка блокирована уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью и перемещается скольжением в направлении поршня относительно поршневого штока, площадь поперечного сечения потока в дроссельной канавке соответственно уменьшается.

11. Гидравлический масляный цилиндр по п.9, в котором поршневой шток снабжен ограничивающим заплечиком в буферном участке, и транспортировочная канавка для масла расположена на ограничивающем заплечике в буферном участке в положении, соответствующем конечной точке дроссельной канавки.

12. Гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-8, в котором по меньшей мере одна кольцевая канавка, действующая в качестве балансирующей канавки, выполнена на наружной поверхности поршневого штока в буферном участке или на внутренней периферийной поверхности буферной втулки, причем сечение указанной кольцевой канавки имеет V-образную, U-образную, квадратную или иную формы.

13. Гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-8, в котором дроссельный канал для масла содержит две секции, т.е. ближайшую к поршню переднюю секцию и ближайшую к отверстию для масла в штоковой полости заднюю секцию; причем основная часть передней секции представляет собой дроссельную канавку, проходящую в осевом направлении на поверхности поршневого штока, и основная часть задней секции представляет собой скрытый канал для масла, проходящий в осевом направлении в поршневом штоке.

14. Гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-8, в котором дроссельный канал для масла содержит скрытый канал для масла, проходящий в осевом направлении в поршневом штоке, и несколько дроссельных отверстий для масла, связывающих поверхность поршневого штока со скрытым каналом для масла, причем указанные дроссельные отверстия для масла распределены в осевом направлении на поверхности поршневого штока, и чем ближе указанное дроссельное отверстие для масла расположено к выходному отверстию скрытого канала для масла, тем больше его диаметр.

15. Гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-8, в котором основная часть дроссельного канала для масла представляет собой скошенную поверхность, проходящую в осевом направлении на поверхности поршневого штока.

16. Гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-8, в котором переходная втулка, взаимодействующая с поршневым штоком, расположена на буферном участке, и дроссельный канал для масла выполнен на указанной переходной втулке.

17. Гидравлический масляный цилиндр по п.16, в котором по меньшей мере одна кольцевая канавка, действующая в качестве балансирующего канала, выполнена на переходной втулке, причем поперечное сечении указанной кольцевой канавки имеет V-образную, U-образную, квадратную или иную формы.

18. Гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-8, в котором уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность расположена на концевой крышке штоковой полости.

19. Гидравлический масляный цилиндр по п.7, в котором поршневой ограничивающий заплечик представляет собой торцевую поверхность отверстия концевой крышки штоковой полости.

20. Концевая крышка штоковой полости для гидравлического масляного цилиндра, в которой от верхнего конца до отверстия концевой крышки штоковой полости последовательно расположены отверстие для масла и уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность, причем уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность представляет собой ступенчатую поверхность, имеющую составную кольцевую форму и расположенную во внутренней полости концевой крышки штоковой полости.

21. Концевая крышка штоковой полости по п.20, в котором отверстие концевой крышки штоковой полости действует в качестве поршневого ограничивающего заплечика.

22. Буферная втулка для гидравлического масляного цилиндра, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра корпуса гидравлического масляного цилиндра, в котором действует указанная буферная втулка, причем указанная буферная втулка имеет внутренний диаметр, обеспечивающий возможность ее расположения на буферном участке поршневого штока и свободного перемещения скольжением в осевом направлении; после сборки дальняя от поршня первая торцевая поверхность указанной буферной втулки выполнена с обеспечением возможности сближения с уплотняющей торцевой поверхностью, расположенной в полости масляного цилиндра между отверстием для масла в штоковой полости и конечным положением перемещения поршневого штока в направлении из цилиндра для формирования уплотняющей поверхности.

23. Буферная втулка по п.22, в котором торцевая поверхность буферной втулки, противоположная первой торцевой поверхности, снабжена центральной выступающей частью, взаимодействующей с работающей на сжатие пружиной.

24. Гидравлическая буферная система, содержащая гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-19.

25. Экскаватор, содержащий гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-19.

26. Автобетононасос, содержащий гидравлический масляный цилиндр по любому из пп.1-19.