Гидроцилиндр Советский патент 1984 года по МПК F15B15/24 

f / Л I Л, ./. ./ 5253 т 3 П W П tf 56 1 55 К Ч К N 5« Г I Изобретение относится к машиностроению и может быт использовано в малогабаритных, ручных, переносных и других механизмах с гидроприводом для силового перемещения их исполнительных органов как в прямом, так и в обратном направлениях. Известен гидроцилиндр, содержащий полый цилиндр с перегородкой в середине, образующей две полости, в каждую из которых установлены поршни, соединенные щтоком, проходящим через перегородку, образующие две рабочие и две возвратные полости, дополнительный шток, установленный с наружного торца одного из поршней, выходит за наружный торец штоковой крыщки 1. Иедостатком этого цилиндра является то, что он обладает сравнительно большой массой при обеспечении требуемого рабочего усилия, характерного для исполнительных органов механизмов, для электромонтажных и монтажно-сборочных работ, а это исключает его использование при работе на высоте в стесненных условиях. Кроме того, в известном гидроцилиндре не обеспечивается автоматичность срабатывания в зависимости от нагрузки. Известен гидроцилиндр, содержащий корпус с крышкой, полый поршень, установленный в корпусе с образованием дополнительной полости, разделитель с жестко связанным с корпусом штоком, установленный в полости поршня с образованием рабочей и возвратной полостей, каналы для подвода и отвода рабочей среды, канал, соединяющий дополнительную и рабочую полости, и установленный в этом канале клапан 2. Недостатком известного устройства является использование для управления цилиндром пяти распределительных устройств ручным и электромеханическим управлением, которые существенно увеличивают габариты гидроцилиндра и не обеспечивают автоматического подключения соответствующих полостей в зависимости от нагрузки. Цель изобретения - уменьшение габаритов и обеспечение автоматичности срабатывания цилиндра. Указанная цель достигается тем, что в гидроцилиндре, содержащем корпус с крышкой, полый поршень, установленный в корпусе с образованием дополнительной полости, разделитель с жестко связанным с крыщкой щтоком, установленный в полости щтока с образованием рабочей и возвратной полостей, каналы для подвода и отвода рабочей среды, канал, соединяющий дополнительную и рабочую полости, и установленный в этом канале клапан, последний выполнен в виде плунжера, установленного в крыщке с образованием полостей управления, одна из которых связана с рабочей полостью, а другая - с дополнительной, возвратные полости связаны с дополнительной полостью через дополнительный гидравлический управляемый обратный клапан, размещенный в крышке, одна полость которого связана с рабочей полостью, а другая - с дополнительной. Кроме того, разделитель снабжен каналом для связи рабочей и дополнительной полостей и установленным в этом канале клапаном, причем запорный элемент клапана выполнен с толкателем, расположенным с возможностью взаимодействия с поршнем. На фиг. 1 представлен гидроцилиндр, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - схема гидравлических коммуникаций цилиндра с устройствами управления. Гидроцилиндр состоит из корпуса 1, поджатой к нему гайкой 2 крыщки 3, полого поршня 4, установленного в корпусе 1 с образованием дополнительной полости 5 и закрытого крыщкой 6. В полости (не обозначена) порщня 4 установлен разделитель 7 со щтоком 8, связанным с крыщкой 3, образующий рабочую полость 9 и возвратную полость 10. В крыщке 3 выполнены каналы 11 и 12 для подвода и отвода рабочей среды соответственно в рабочую полость 9 и возвратную полость 10. В щтоке 8 и крышке 3 выполнены соответственно ступенчатые осевые расточки 13 и 14, в которых установлена трубка 15, образуя своей наружной поверхностью 16 и поверхностями (не обозначена) расточек 13 и 14 полость 17, связанную с полостью 10 отверстием 18. Каналы 19 и 20 соединяют полость 17 с каналом подвода и отвода рабочей среды 12. Трубка 15 уплотнена по своей наружной поверхности 16 в расточках 13 и 14 и закреплена полым винтом 21 в крыщке 3. Полость 22 трубки 15 и отверстие 23 винта 21 сообщают рабочую полость-9 с каналом 11 подвода и отвода рабочей среды. Дополнительная полость 5 посредством каналов 24 и 25, выполненных в кращыке 3, и отверстий 23 и 26 винта 21 может быть связана с каналом 11 подвода и отвода рабочей среды (см. фиг. 1 и 2) и рабочей полостью. Гидроцилиндр имеет эффективную рабочую площадь «Г, возвратную площадь «Д и дополнительную полость «Е. В исходном положении каналы 24 и 25 перекрыты плунжером 27, установленным в расточке 28 крышки 3 (см. фиг. 2 и 5). Расточка 28 закрыта с обоих концов пробками 29 и 30. Пружина 31 прижимает плунжер 27 к пробке 29. Плунжер 27 установлен в расточке 28 с образованием управляющих полостей 32 и 33. Полость 32 связана каналами 34 и 35 в плунжерах 27, полостью 36 и каналом 25 с рабочей полостью 9. Полость 33 связана в исходном положении отверстиями 37 и 38, выполненными в плунжере 27, полостью 39, полостью 40 и каналом 24 с дополнительной полостью 5.

Возвратная полость 10 связана с дополнительной полостью 5 через дополнительный гидравлически управляемый обратный клапан, установленный в расточке 41 крышки 3 и состоящий из запорного элемента 42, управляющей полости 43, перегородки 44, плунжеров 45 и 46 и управляющей полости 47. При этом в исходном положении дополнительная полость 5 посредством каналов 48 и 49 связана с полостью 43, а управляющая полость 47 связана с каналом 11 подвода и отвода рабочей среды. Подключенная полость 50 гидравлически управляемого обратного клапана соединена каналом 51 (см. фиг. 2 и 3) с возвратной полостью и каналом подвода и отвода рабочей среды 12.

В отверстии 52, соединяющем полость 50 и канал И, установлен подпорный клапан 53.

Для защиты гидроцилиндра от поломки при полностью выдвинутом поршне 4 в разделителе 7 выпoл eн канал 54, в котором установлен предохранительный клапан, запорный элемент 55 которого выполнен с толкателем 56, который в крайнем правом (по чертежу) положении поршне 4 может взаимодействовать с ним.

Для обеспечения работоспособности цилиндра необходимо обеспечить следующее соотношение

P«-F. PH,-F,

где РМ -давление настройки подпорного FH, - клапана 53;

давние настройки предохранитель ного клапана 55;

FI - площадь торца плунжера 46; F - эффективная площадь запорного

элемента 42.

Гидроцилиндр работает следующим образом.

При подаче рабочей среды в канал 11 последняя проходит через отверстие 23 и полость 22 в рабочую полость 9, за счет чего порщень 4 выдвигается из корпуса 1. Обеспечивается холостой ход гидроцилиндра с усилием, пропорциональным эффективной площади Г. Дополнительная полость

5 посредством канала 24 полости 40, отверстий 37 и 38, полости 39, каналов 48 и 49, полости 53, полости 50, канала 51 и канала 20 соединена с каналом 11 жидкости в возвратную полость 10. Запорный элемент 42 открыт, плунжер 27 поджат к пробке 29 пружиной 31. При движении поршня 4 жидкость в полость 5 всасывается из бака. Из полости Ю жидкость вытесняется в бак или

0 в полость 5.

При возникновении силы, которая препятствует дальнейшему перемещению поршня 4, давление в канал 11 возрастает, растет и давление в полости 32 плунжера 27. Тем самым создается усилие, преодолевающее усилие поджатия плунжера 27 к пробке 29 и плунжера 27, сжимая пружину 31, смещается и разъединяет полости 39 и 40, чем отсоединяет полость 5 от канала 12, причем полости 36 и 40 соединяются, и жид0 кость из канала 11 поступает в полость 5, запорный элемент 42 закрыт. Обратный канал 51 закрывается. Обеспечивается рабочий ход гидроцилиндра с усилием пропорциональным сумме эффективных площадей Г и Д. В конце рабочего хода клапан - запорный элемент 55, открывается при воздействии на его толкатель 56 торца поршня 4.

Поток жидкости, подводимый в канал 12, проходит через каналы 19 и 20, полость 17 и отверстие 18 в полость Ю. Под действием

0 давления, создаваемого в полости 10, поршень 4 создает давление подпора в полости 5, настраиваемое клапаном 53, обеспечивающее закрытое состояние запорного элемента 42 при помощи плунжеров 45 и 46. Тем самым исключается подвод жидкости из

5 канала 12 в полость 5, поршень 4 возвращается в исходное положение, вытесняя жидкость из полости 9 в канал 11 и из полости 5 через-клапан 53 в канал 11. Плунжер 27 находится в исходном положении.

Гидроцилиндр обеспечивает автоматическое переключение в зависимости от действующей нагрузки, имеет уменьшенные габариты и вес, что позволит упростить конструкции создаваемых на его базе переносных механизмов и инструментов и повысить эффективность их работы.

38 37 2 33

23 32 27 I

ГУУУу

гг

50 2 if3 5 (риг. 2

1. ГИДРОЦИЛИНДР, содержащий корпус с крышкой, полый поршень, установленный в корпусе с образованием дополнительной полости, разделитель с жестко связанным с корпусом штоком, установленный в полости поршня с образованием рабочей и возвратной полостей, каналы для подвода и отвода рабочей среды, канал, соединяющий дополнительную и рабочую полости, и установленный в этом канале клапан, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и обеспечения автоматичности срабатывания, клапан выполнен в виде плунжера, установленного в крыщке, с образованием полостей управления, одна из которых связана с рабочей полостью, а другая - с дополнительной, возвратная полость связана с дополнительной полостью через дополнительный гидравлический управляемый обратный клапан, размещенный в крыщке, одна из полостей управления которого связана с рабочей полостью, а другая - с дополнительной. 2. Гидроцилиндр по п. 1, отличающийся тем, что разделитель снабжегн каналом для связи рабочей и возвратной полостей и установленным в этом канале клапаном, причем запорный элемент клапана выполнен с толкателем, расположенным с возможностью взаимодействия с порщнем.

(риг.

(риг.5