Гидроцилиндр механизма шагания экскаватора Советский патент 1983 года по МПК E02F9/04 

Изобретение относится к гидравлическим механизмам шагания мощных шагающих экскаваторов точнее к гидроцшшндрам, применяемьом в таких механизмах.

В отличие от обычных гидроцилиндров, используемых, например, в гидравлических прессах, пориши цилиндров механизма Шагания при работе нагружаются значительными радиальными усилиями, что существенно усложняет задачу создания надежной и долговечной конструкции.

Известен гидроцилиндр механизма шагания, включающий корпус гидроцилиндра, шток, поршень с направляющими втулками и уплотнениями, выполненными в виде стальных поршневых колец, установленных в канавках, выполненных в бронзовых направляющих втулках 1 .

Такие ГИДРОЦИЛИНДЕ4Л работают недостаточно надежно и имеют большие внутренние утечки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидроцилиндр механизма шагания экскаватора , включающий корпус, шток, поршень с уплотнениями в виде поршневых и резиновых колец, установленных в канавках, соединенных с полостью гидроцилиндра 2 . .

Опыт эксплуатации этой конструкции показал, что поршневые кольца довольно часто ломаются, что приводит к разрушению резиновьк колец. Причиной этого недостатка является увеличенная глубина канавки под поршневое кольцо, что привело к излишней свободе его перемещения, особенно в переходных режимах. При этом возможно обжатие кольца давлением рабочей жидкости по наружной поверхности, следствием чего является его деформация и поломка.

Целью изобретения является повышение срока службы и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в гидроцилиндре механизма шагания экскаватора, включающем корпус, шток, поршень с уплотнениями в виде поршневых и резиновых колец, установленных в канавках, соедненных с полостью гидроцилиндра, канавки и поршневые кольца выполнены в сечении ступенчатой формы, а резиновые кольца размещены в полостях образованных ступен ками канавки поршня и поршневого кольца.

На фиг. 1 и-зображен экскаватор с гидроцилиндрами,на фиг. 2 - гидроцилиндр механизма шагания., частичный разрей; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 узел П на фиг. на фиг. 5 - стык поршневого кольца; на фиг. 6 - вид А на фиг. 4; на фиг. 7 - узел I на фиг. 2, вариант;

на фиг. 8 - то же; на фиг. 9 - узел Ш на фиг. 7 и 8.

Подъемный гидроцилиндр 1 и тяговый цилиндр 2 нагружены радиальньоми усилиями, от сопротивления грунта под опорной рамой, от веса лыжи, а также от деформации поперечньох балок крепления цилиндров, что вызывает сильное боковое прижатие поршня к стенке цилиндра.

Гидроцилиндр 1 включает корпус 3, шток 4, поршень 5, установленный и зафиксированный на штЬке, в поршне выполнены ступенчатые канавки под поршневые кольца 6, уплотнительные резиновые кольцй. круглого сечения 7, расположенные в замкнутом объеме канавки поршня и поршневого кольца. Поршневое кольцо, как и канавка, имеет ступенчатое сечение.

На фиг. 3 изображен вариант, в котором резиновые кольца размещены с одной стороны поршневого кольца, а для подвода жидкости из полости давления в канавки поршня предусмотрены в поршневых кольцах радиальные пазы Z (см. фиг. 4, 6 Л При этом для уплотнения, каждой полости цилиндра предусмотрены отдельные комплекты, состоящие из трех поршневых колец. На фиг. 7 изображен другой вариант, в котором резиновые кольца 7 размещены с обеих сторон поршневого кольца 6, а подвод жидкости из полости давления осуществляется по каналам в теле поршня.. Здесь также для уплотнения каждой полости цилиндра предусмотрены отдельные комплекты поршневых колец на случай, если длина поршня достаточна. В варианте на фиг-. 8 обе полости уплотнены одним комплектом поршневых колец, при этом для подвода жидкости в канавки поршня предусмотрены каналы, соединенные с обеими полостями давления гидроцилиндра и снабженные обратными клапанами 8. Такое уплотнение используется в поршневых парах при малой длине поршня, хотя долговечность такого уплотнения приблизительно вдвое ниже, чем по варианту с двухсторонними комплектами поршневы:; колец (фиг. 7 ).

Профиль канавки в поршне и профил сечения поршневого кольца выполнены таким образом, что зазор Sj между внутренней поверхностью нару хного кольца и дном канавки в шэршне имее такую величину, что при сжатии кольца в канавке .. , где 1с зазор в стыке поршневого кольца (см. фиг. 5 ) , т.е. при при.сатии колца к дну канавки зазор в стыке еще не выбран. Величина перекрытия if(см, фиг. 4 ) между поршневым .кольиом и канавкой поршня, обеспечивающая образование замкнутого объема под установку уплотнительного кольца при наружной поверхности поршневого коль ца с рабочей поверхностью цилиндра, с учетом полного одностороннего выбора зазора между поршнем и цилиндром, определяется условием: 23, где 5 - зазор между поршнем и рабочей поверхностью цилиндра. Радиаль ный размер Ь камеры для уплотнительного кольца несколько меньше диаметра сечения кольца с цель обеспечения предварительного упругого подкатия поршневого кольца к зеркалу /цилиндра, а осевой размер В больше диаметра сечения резинового кольца на столько, чтобы при выборе зазора Sj (при сжатии поршневого кольца в . радиальном направлении ) объем кольцевой камеры был достаточен для pai3мещения резинового кольца. Гидроцилиндр работает следующим образом. При подввде жидкости под давлением в штоковую полость гидроцилин; ра жидкость поступает под поршне5ое кольцо, подхсатое к зеркалу цилиндра резиновым кольцом, по ка- : налу 2 и под резиновое кольцо, уплотнякмдее место контакта поршневого кольца и поршня Z (см. фиг. 4 ). Под действием давления поршневое кольцо увеличивает свой диаметр и выбира- ; ет зазор 5, т.е. уплотняет поршень в цилиндре. При этом кольца, расположенные со стороны бесштоковой полости, уплотняют поршень только за счет своей упругости. При подводе давления в бесштоковую полость цилиндра характер работы уплотнений меняется на противоположный. Благодаря тому, что поршневые кольца установлены в сравнительно неглубоких канавках, исключается их чрезмерное перемещение. Кроме того, в случае, если по каким-либо причинам, например при износе поршня, произойдет нагружение /поршневого кольца давлением по наружной поверхности, оно сожмется лишь на величину зазора. При этом, с одной стороны, предотвращаются чрезмерные деформации и поломки поршневых колец, ас другой - разрушение резинового кольца сжимающимся поршневым кольцом. Вместе с тем сохраняется уплотнительный эффект резиновых колец, предотвращающий утечки жидкости из-под поршневых колец и обеспечивающий надежное прижатие к стенке цилиндра. В варианте на фиг. 7 уплотнительный эффект повышается за счет установки резиновых колец с обеих сторон поршневого кольца. Использование изобретения на шагающих экскаваторах ЭШ65.100, .ЭШ 20.90 обеспечивает, по ориентировочным расчетам,.экономический эффект в народном хозяйстве 176 тыс, руб, так как практически исключается необходимость в запасных поршневых кольцах и их замена в процессе эксплуатации.

. if77777/W77 /

«мчн

Х

/

CfJUS.6