Силовой цилиндр Советский патент 1984 года по МПК F15B15/24 

со

4:&ь

СО Изобретение относится к машиностроению, в частности к пневмо- и гидроприводам, и может быть использовано в машинах с двусторонним рабочим ходом исполнительного органа, например в заточных станках. Известен силовой цилиндр, содержащий корпус с крышками, в котором с образованием рабочих полостей установлен поршень со штоком, упоры, размеш, в рабочих полостях и закрепленные в крышках, и двух позиционный распределитель реверса, две линии которого связаны с рабочими полостями, а две - с каналами подвода и отвода рабочей среды, причем распределитель имеет золотник с кольцевой проточкой и двумя толкателями, выведенными в рабочие полости для взаимодействия с упорами, и установлен в штоке с образованием торцовых полостей, при этом каналы подвода и отвода выполнены в штоке, один из них соединен с полостью золотника, а другой - с одной из торцовых полостей 1. Однако данный цилиндр не нозволяет при остановке поршня в промежуточном положении осуществлять движение поршня в нужном направлении при пуске из промежуточного положения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей цилиндра. Указанная цель достигается тем, что в силовом цилиндре, содержащем корпус с крышками, в котором с образованием рабочих полостей установлен поршень со штоком, поры, размещенные в рабочих полостях и :.икрепленные в крышках, и двухпозиционный распределитель реверса, две линии которого связаны с рабочими полостями, а две - с каналами подвода и отвода рабочей среды, причем распределитель имеет золотник с кольцевой проточкой и двумя толкателями, выведенными в рабочие полости для взаимодействия с упорами, и установлен в штоке с образованием торцовых полостей, каждая из которых связана с одной из рабочих полостей, при этом каналы подвода и отвода выполнены в штоке, один из них соединен с полостью расточки золотника, а другой - с одной из торцовых полостей, в штоке выполнен третий канал, сообщенный с другой торцовой полостью золотника, при этом цилиндр снабжен двумя дополнительными трехлинейными двухпозиционными распределителями, сообщенными с каналами в щтоке, связанными с торцовыми полостями золотника. Кроме того, в данном цилиндре дополнительные распределители снабжены общим четырехпозиционным приводом с четырьмя кулачками, каждая пара из которых расположена с возможностью взаимодействия с одним из распределителей. На фиг, 1 представлен силовой цилиндр с золотниками в левом положении, разрез; на фиг. 2 - часть поршня с золотником в правом положении, разрез; на фиг. 3 - блок дополнительных распределителей с приводом; на фиг. 4 - привод дополнительных распределителей в положении «стоп ; на фиг. 5 - то же, в положении влево; на фиг. 6 - то же, в положении «автомат ; на фиг. 7 - то же, в положении «вправо. Силовой пневматический (гидравлический) цилиндр содержит корпус 1 с крышками 2 и 3, в котором с образованием рабочих полостей 4 и 5 установлен поршень 6 со штоком 7, В рабочих полостях 4 и 5 размещены упоры 8 и 9, представляющие собой уплотненные относительно корпуса 1 диски со стержнями 10 и 11, установленными в крышках 2 и 3 с возможностью осевого перемещения и фиксации. В штоке 7 выполнены три канала: каналы 12 и 13 для подвода рабочей среды и канал 14 для ее отвода через регулируемый дроссель. Силовой цилиндр имеет основной двухпозиционный пятилинейный распределитель 15 реверса, содержащий встроенные в щток 7 корпус и золотник 16, установленный с возможностью осевого перемещения и образующий в корпусе торцовые полости 17 и 18. Золотник 16 имеет два пояска и проточку, образующую в корпусе распределителя кольцевую полость 19. Золотник имеет пять линий, образованных окнами питания: окнами 20 и 21, связывающими торцовые полости 17 и 18 с каналами 12 и 13 подвода среды, окном 22, постоянно связывающим кольцевую полость 19 с каналом 14 отвода рабочей среды, и окнами 23 и 24, расположенными с разных сторон поршня и поочередно связывающими рабочие полости 4 и 5 цилиндра с торцовыми колостями 17 и 18 и с кольцевой проточкой 19 распределителя. К золотнику 16 с помощью ножек, размещенных в окнах 23 и 24, прикреплены толкатели 25 и 26, расположенные в полостях 4 и 5 цилиндра. Толкатели 25 и 26 выполнены в виде втулок, установленных на корпусе распределителя с возможностью взаимодействия с упорами 8 и 9 для переключения золотника, и снабжены отверстиями 27 и 28. обеспечивающими постоянную связь полостей 4 и 5 с окнами 23 и 24. В левом положении золотника 16 (фиг. 1) окно 23 изолировано от торцовой полости 17, связано с кольцевой полостью 19 и через окно 22 - с каналом 14 отвода рабочей среды, а окно 24 изолировано от кольцевой полости 19, связано с торцовой полостью 18 и через окно 21 - с каналом 12 подвода среды. В правом положении золотника (фиг. 2) окно 23 изолировано от полости 19, связано с торцовой полостью 17 и через окно 20 с каналом 13 подвода среды, а окно 24 изолировано от торцовой полости 18, связано с полостью 19 и каналом 14 отвода среды.

Для фиксации золотника 16 в рабочих позициях поршень снабжен фиксатором 29, выполненным в виде шарика, взаимодействующего с выступом 30.

Силовой цилиндр снабжен двумя дополнительными трехлинейными двухпозиционными распределителями 31, 32, рабочие органы которых состоят из подпружиненных плунжеров 33, 34, имеющих осевые и радиальные сверления, и подпружиненных клапанов 35, 36. Распределители имеют напорные камеры 37, 38, связанные с источником давления, промежуточные камеры 39, 40, связанные линиями 41, 42 подвода среды через каналы 12 и 13 в штоке с торцовыми полостями основного распределителя, и камеры 43, 44, имеющие отверстия для отвода среды.

При отсутствии воздействия на плунжеры 33, 34 их торцы с выходами осевых сверлений расположены с зазором от клапанов 35, 36, прижатых к седлам в стенках между напорной и промежуточной камерами и перекрывающих источник давления. В этой позиции рабочих органов линии 41, 42 подвода среды связаны через осевые и радиальные сверления плунжеров с камерами 43, 44, т.е. с атмосферой (со сливом). При воздействии на плунжер последний вначале упирается в клапан, осевое сверление перекрывается и линия подвода изолируется от атмосферы (слива), при дальнейшем движении плунжера он открывает клапан от седла и соединяет источник давления с линией подвода.

Дополнительные распределители 31, 32 смонтированы на корпусе, несущем общий четырехпозиционный привод в виде валика 45 с рукояткой 46 для его вращения относительно оси и четырьмя попарно расположенными кулачками 47, 48 и 49, 50. Кулачки в каждой паре расположены под углом 90° друг к другу и взаимодействуют при повороте валика с одним из плунжеров, обеспечивая его рабочее (нажатое) и свободное положения. Кулачки 48, 50 обращены в одну сторону, а кулачки 47, 49 - противоположные. Таким образом, одна позиция привода обеспечивает свободное положение обоих плунжеров, вторая - их рабочее положение, а третья и четвертая - рабочее положение одного из плунжеров и свободное - другого.

Силовой цилиндр работает следующим образом.

В положении рукоятки 46 вверх (фиг. 4) плунжеры 33, 34 освобождают клапаны 35 и 36, которые усилием пружин и давлением среды прижимаются к седлам и перекрывают источник давления (положение «стоп)Положения рукоятки влево, вниз и вправо (фиг. 5, 6, 7) включают соответственно

движение поршня влево с остановке в краннем положении, движение порщия с автоматическим реверсированием в крайних положениях и движение порщня вправо с остановкой в крайнем положении.

При варианте пуска поворотом рукоятки из положения «стоп вправо (фиг 7) кулачок 49 нажимает на плунжер 34, плунжер 33 остается в свободном положении. Рабочая среда через ка.меры 38 и 40, линию

подвода 42, канал 13 в штоке поступает в торцовую полость 17 основного распределилителя 15. Золотник 16 может находиться в левом (фиг. 1) или в правом (фиг. 2) положении. При левом положении золотни5 ка 16 рабочая среда начинает перемещать его вправо. При движении золотника 16 происходит уменьшение объема торцовой полости 18, и до момента соединения окна 24 с кольцевой полостью 19 часть рабочей среды вытесняется золотником 16 через канал

0 12, линию 41, промежуточную полость 39 дополнительного распределителя 31, сверления плунжера 33 и камеры 43 с отверстием для отвода среды. При дальнейшем движении золотника 16 вправо фиксатор 29 пе5 рескакивает через выступ 30, фиксируя правое положение золотника 16 (см. фиг. 2), полость 17 сообщается с окном 23 и рабочей полостью 4 цилиндра, а полость 5 цилиндра через кольцевую полость 19 сообщается с каналом отвода среды 14. Происходит дви0 жение порщня 6 вправо. В конце хода порщня толкатель 26 взаимодействует с упором 9, в результате чего золотник 16 переходит в левое положение, поршень 6 останавливается, так как рабочая полость 5 цилиндра при этом связана с атмосферой (со сливом) че5 рез окно 24, торцовую полость 18, канал 12, линию 41, камеру 39 дополнительного распределителя 31, сверления в плунжере 33 и камеру 43.

Если до поворота рукоятки из положе0 ния «стоп вправо золотник 16 находится в правом положении, то перемещение порщня вправо начинается без предварительного переключения золотника 16 давлением.

При варианте пуска поворотом рукоятки 46 из положения «стоп влево (фиг. 5)

5 кулачок 47 нажимает на плунжер 33, плунжер 34 остается в свободном положении.

Торцовая полость 18 оказывается связанной с источником давления через распределитель 31, а торцовая полость 17 - с атQ мосферой (со сливом) через распределитель 32. В результате золотник 16 сдвигается влево, если он находится в правом положении, часть рабочей среды вытесняется золотником 16 через распределитель 32, затем золотник 16 соединяет полость 18 с рабочей по5 лостью 5 цилиндра и полость 4 цилиндра -с каналом 14 отвода среды. Поршень 6 идет влево, золотник 16 переключается вправо при взаимодействии с упором 8 и поршень 6

останавливается, так как рабочая полость 4 цилиндра оказывается связанной с торцовой полостью 17, соединенной с атмосферой (со сливом) через распределитель 32.

При варианте пуска поворотом рукоятки 46 вниз из положения «стоп, а также из ее левого или правого положения (см. фиг. 3 и 6) кулачки 48 и 50 нажимают на плунжеры 33, 34, в результате обе торцовые полости 17 и 18 оказываются связанными с источником давления. Направление первого хода поршня зависит от того, через правое или через левое свое положение рукоятка 46 будет переведена вниз из положения «стоп. При левом положении золотника 16 рабочая среда через канал 12, торцовую полость 18, окно 24 поступает в рабочую полость 5 цилиндра, в результате чего поршень 6 перемещается влево. Рабочая среда из полости 4 выходит при этом через окно 23, кольцевую полость 19 и канал 14 отвода среды. В конце хода поршня 6 толкатель 25 взаимодействует с упором 8, золотник 16 смещается вправо, рабочая среда через канал 13, торцовую полость 17, окно 23 поступает в рабочую полость 4 цилиндра, в результате чего поршень 6 перемещается вправо. Рабочая среда выходит при этом через окно 24, кольцевую полость 19 и канал 14 отвода среды. Таким образом, при нижнем положении рукоятки 46 цилиндр работает с автоматическим реверсированием поршня в своих крайних положениях.

При работе с автоматическим реверсированием остановка поршня в крайнем левом положении производится переводом рукоятки 46 из нижнего положения в левое (фиг. 5) Полость 5 цилиндра остается связанной с источником давления, а торцовая полость 17 соединяется с атмосферой (со сливом) через распределитель 32. Если при повороте рукоятки влево порщень 6 двигался влево, то после переключения золотника 16 упором 8 рабочая полость 4 связывается с атмосферой (со сливом) через распределитель

32 и поршень останавливается. Если же поршень 6 двигался вправо, т.е. золотник 16 находился в правом положении (фиг. 2), то при переводе рукоятки 46 из нижнего положения влево происходит падение давления в полости 4 цилиндра и движение вправо прекращается. Давлением в торцовой полости 18 золотник 16 смещается влево, давление поступает в полость 5, поршень 6 смещается влево и останавливается

после переключения золотника 16 упором 8. При работе с автоматическим реверсированием остановка поршня в крайнем пра.вом положении производится переводом рукоятки 46 из нижнего положения в правое

(фиг. 7).

Таким образом, имеет место точная автоматическая остановка поршня в правом или левом крайнем положении по желанию из режима работы с автоматическим реверсированием. Не требуется визуально опре0 делять момент прихода поршня в крайнее положение для того, чтобы отключить давление для остановки.

При необходимости возврата поршня 6 из какого-то промежуточного положения рукоятку 46 переводят в положение, соответ5 ствующее направлению возврата: если поршень двигался вправо (рукоятка стояла в правом положении), следует перевести ее в левое положение, в результате чего происходит переключение золотника 16 давлением среды.

Независимая настройка координат крайних положений поршня осуществляется смещением упоров 8 и 9. Регулировка скорости движения поршня 6 может осуществляться дросселем, установленным в канале 14 отвода среды.

Такое выполнение цилиндра расширяет его функциональные возможности путем обеспечения движения поршня в любом направлении при пуске из промежуточного положения. 8 f 25 15 27 20 Л Ю 22 6 1 18 21 9 16 5 28 26 2f Фи. 1 Фаг.2 36 38

Стоп

Вле8о

Автомат.

Впрабо

1. СИЛОВОЙ ЦИЛИНДР, содержащий корпус с крышками, в котором с образованием рабочих полостей установлен поршень со штоком, упоры, размеш,енные в рабочих полостях и закрепленнне в крышках, и двухпозиционный распределитель реверса, две линии которого связаны с рабочими полостями, а две - с каналами подвода и отвода рабочей среды, причем распределитель имеет золотник с кольцевой проточкой, двумя толкателями, выведенными в рабочие полости для взаимодействия с упорами, и установлен в штоке с образованием торцовых полостей, каждая из которых связана с одной из рабочих полостей, при этом каналы подвода и отвода выполнены в штоке, один из них содинен с полостью расточки золотника, а другой - с одной из торцовых полостей, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей в штоке выпа/тнен третий канал, сообщенный с другой торцовой полостью золотника, при этом цилиндр снабжен двумя дополнительными трехлинейными двухпозиционными распределителями, сообщенными с каналами в штоке, связанными с торцовыми полостями золотника. 2. Цилиндр по п. 1, отличаюш,ийся тем, i что дополнительные распределители снабжены общим четырехпозиционным приво(Л дом с четырьмя кулачками, каждая пара из которых расположена с возможностью взаимодействия с одним из распределителей.