Исполнительный цилиндр Советский патент 1984 года по МПК F16J1/22 

Изобретение относится к устройствам возвратно-поступательного перемещения и может быть использовано, например, в термическом оборудовании для закалки деталей типа колец методом покачивания, а также в конструкциях поршневых пневмои гидродвигателей.

Известен исполнительный цилиндр возвратно-поступательного перемещения, содержащий корпус с крыщками, порщень с направляющим элементом, щток и уплотняющее устройство штока, установленнное в крышке 1.

Недостатком указанного устройства является то, что для его нормального функционирования необходима строгая соосность осей корпуса и отверстия под уплотняющее устройство, осей штока и поршня, осей отверстия под уплотняющее устройство и штока, что усложняет конструкцию, а также ограниченная сфера применения ввиду невозможности использования устройства в пневмодвигателях, имеющих большой ход и большую скорость поршня.

Известен исполнительный цилиндр, содержащий корпус с крыщками, порщень с направляющим элементом, шток, связанный с поршнем посредством шарового шарни ра,уплотняющее устройство штока, установленное в крышке 2.

В данном устройстве возможна некоторая компенсация несоосности пары шток поршень, однако использование этого механизма затруднено, особенно в устройствах с большой величиной хода и большой скоростью поршня; при воздействии на шток радиальных сил, возникающих, например, из-за практической невозможности установки исполнительного цилиндра и .приводимого им узла строго по одной оси. Кроме того, высота поршня в этом устройстве ограничена с целью уменьшения сил трения поршня о зеркало цилиндра, в. результате чего затруднено использование лабиринтного уплотнения.

Цель изобретения - повышение надежности и расщирение функциональных возможностей исполнительного цилиндра.

Указанная цель достигается тем, что в исполнительном цилиндре, содержащем корпус с крышками, поршень с направляющим элементом, шток связанный с поршнем посредством щарового шарнира, уплотняющее устройство штока, установленное в крышке, направляющий элемент выполнен в виде двух шарикоподшипников без наружной обоймы, установленных в верхней и нижней частях поршня, а уплотняющее устройство выполнено с возможностью свободного перемещения вместе со штоком в плоскостях, проходящих через ось корпуса.

При этом уплотняющее устройство может быть выполнено в виде втулки охватывающей щток, и сильфона, жестко связанного одним своим торцом с крыщкой, а другим с втулкой.

На фиг. 1 показана часть исполнительного цилиндра с поршнем и направляющим элементом и соединение поршня со штоком, продольный разрез; на фиг. 2 - часть исполнительного цилиндра с крышкой и уплотняющим устройством щтока, продольный разрез.

Исполнительный цилиндр состоит из корпуса 1 с крыщками 2 и 3, в котором с образованием рабочих полостей (не обозначены) установлен порщень, состоящий из корпуса 4 и охватывающей его втулки 5, направляющий элемент порщня выполнен в виде двух щарикоподщипников 6 без наружной обоймы, установленных в верхней и нижней частях (по чертежу) втулки 5. Шток 7 связан с порщнем щаровым шарниром, включаюшим в себя поперечину 8, установленную в корпусе 4 поршня, с гнездом (не обозначено) для шара 9, серьгу 10, подвешенную на шаре 9 и связанную со штоком 7, и сильфон 11, установленный между серьгой 10 и корпусом 4 поршня (фиг. 1).

На нижней (по чертежу) крышке 3 установлено уплотняющее устройство щтока 7, состоящее из втулки 12, охватывающей шток 7, с упором 13 и сильфона 14, который одним своим торцом связан с крышкой 3, а другим с упором 13. Втулка 12 посредством упора 13, установленного на пружинах 15 с болтами 16, жестко связанными с крышкой 3, установлена с возможностью перемещения вместе со щтоком 7 в плоскостях, проходящих через ось корпуса I. Шток 7 в нижней своей части (по чертежу) снабжен подвеской 17 с щаровой опорой .18, посредством которой он может взаимодействовать с приводимым в движение узлом, например кареткой (не показана), опирающейся на шаровую опору 18 своим кронщтейном 19 (фиг. 2).

Перемещение поршня со штоком 7 осуществляется посредством соединения одной из рабочих полостей с источником рабочей среды, а другой - со сливом.

Поскольку практически исключается возможность установа направляющей каретки (не показано) и исполнительного цилиндра строго параллельно по вертикальным осям, то при движении кронштейн 19 будет постоянно отклонять в какую-либо сторону шток 7. В этом случае втулка 12 будет свободно отклоняться на пружинах 15, при этом отклонение штока 7 благодаря шаровому шарниру не влияет на поршень, который своими шарикоподшипниками 6 копирует поверхность корпуса 1. Развороту серьги 10 относительно поперечины 9 препятствует сильфон 16, одновременно разобщающий рабочие полости цилиндра.

Таким образом, исполнительный цилиндр обладает повышенной надежностью, поскольку в нем исключается действие радиальных сил со стороны приводимого устройства на поршень, а использование в качестве направляющих элементов шарикоподшипников позволяет повысить ресурс наработки пары корпус-поршень почти до ресурса

наработки шарикоподшипников. Кроме того, предлагаемый цилиндр в силу снижения требований к соосности поверхностей взаимодействующ.их элементов (корпуса, поршня, штока, уплотняющего устройства) может иметь большую величииу рабочего хода и допускает использование лабиринтных уплотнений.

1. ИСПОЛНИТЕЛБНЫЙ ЦИЛИНДР, содержащий корпус с крышками, поршень с направляюшим элементом шток, связанный с поршнем посредством шарового шарнира, уплотняющее устройство штока, установленное в крышке, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, направляющий элeмeнt выполнен в виде двух шарикоподшипников без наружной обоймы, установленных в верхней и нижней части поршня, а уплотняющее устройство выполнено с возможностью свободного перемещения вместе со штоком в плоскостях, проходящих через ось корпуса. 2. Цилиндр по п. 1, отличающийся тем, что уплотняющее устройство выполнено в виде втулки, охватывающей щток, и сильфона, жестко связанного одним своим торцом с крышкой, а другим с втулкой. (Л Од О) со