Гидроцилиндр Советский патент 1993 года по МПК F15B15/14 

возвратно-поступаХГ -- -- - --

Изобретение относится к объемным гидродвигателям, предназначенным для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена, движущегося пательно.

Предлагаемое устройство может быть применено в конструкции гидрофицирован- ных машин, работающих в условиях значительных нагрузок на рабочем органе при наличии значительного количества абразивной пыли в окружающей среде.

Целью изобретения является повышение надежности и увеличение ресурса работоспособности гидроцилиндра.

На фиг. 1 изображена опора качения поршня; на фиг. 2 -опора качения штока; на фиг. 3 - общий вид заявляемого гидроцилин- Дра.

Гид до цилиндр, содержащий корпус с элементами крепления, состоящий из передней торцевой 1 с опорой качения штока и задней крышек, снабженных уплотнителями и элементами их крепления на корпусе, и шток 2 с закрепленным на нем поршнем с

уплотнителями .3, 4 и .5 и элементами крепления гидроцилиндра, имеет опору качения поршня (фиг. 1) и опору качения штока (фиг. 2), одновременно выполненные разборными, состоящими из двух неподвижных само- устанавливающихся стаканов 6. 7 с вкладышами 8, подвижных полумуфт 9, попарно соединенных центрирующими направляющими пальцами 10 с регулирующими пружинами 11, сепараторов 12 с подпружиненными направляющими роликами 13, а также упорных размерных шайб 14, содержит неподвижные удерживающие ободы 15 с защитными шайбами 16 и шарики 17. Штоковая опора качения устанавливается в гильзу 18 (фиг. 3) гидроцилиндра до упора 19. Пылезащитный уплотнитель 5 штока 2 крепится шайбой 20. Поршневая опора качения крепится на штоке 2 гайкой 21. Опорные поверхности канавок, образованных стаканами 6, 7 и полумуфтами 9, имеют угол А (фиг. 1 и 2) к продольной оси гидроцилиндра. Подпружиненные ролики 13 установлены в сепараторе 12 под углом 8 также к продольной оси

ел

С

00 О Х|

кэ ся о

ж&

гидроцилиндра. Сепараторы 12с подпружиненными направляющими роликами 13 установлены между рядами шариков 17. Направляющие ролики 13 установлены в наклонных пазах сепаратора 12 (фиг. 1). .

Для обеспечения правильности функционировании гидроцилиндра рекомендуется угол А (фиг. 1 и 2) между опорными наклонными поверхностями полумуфт и стаканов поршневой и штоковой опор качения с двй- жущейся уплотняемой поверхностью принимать больше угла заклинивания, равного сумме углов/трения шарика с контактируе- мыми поверхностями. При этом во избежание проскальзывания шарика по поверхности штока и гильзы корпуса гидроцилиндра необходимо, чтобы угол трения шарика по ним был больше угла трения его по опорным наклонным поверхностям полумуфт.: .

Кроме того, опоры качения поршня и штока образуют между движущейся уплотняемой поверхностью и неподвижными об.одами 15 гарантированный кольцевой зазор, минимально превышающий макси- мально допустимый размер абразивных частиц, находящихся в гидравлической жид- кости. Это обеспечиваетусловие невовлече- ния частиц в движение с преследующим царапанием уплотняемой поверхности.

Работает заявляемый гидроцилиндр (фиг. 3) следующим образом.

Центрирование штока 2 относительно продольной оси гидроцилиндра осуществляется за счеттого, что подвижные полумуф- ты 9, раздвигаясь регулирующими пружинами 11, вытесняют шарики 17 из канавок опорными наклонными поверхностями до контакта шариков с уплотняемой .поверхностью. При этом упорные размер- ные шайбы 14 предотвращают чрезмерное сближение полумуфт между собой и стаканами 6,7. При движении штока 2 шарики 17, вовлекаемые во вращение движущейся .поверхностью, прижимаются больше к одной из опорных поверхностей. В это время на второй опорной поверхности контактное давление ослабевает за счет движения шарика 17 и, кроме этого, из-за установки упорных размерных шайб 14, исключающих возможность дальнейшего перемещения полумуфт 9. В результате этого, а также вследствие того, что коэффициент трения (угод трэния) шарика 17с опорной поверхностью меньше для контакта его с движу- щейс уплотняемой поверхностью, происходит его вращение, качение по последней без нежелательного проскальзывания. Шарик 17 при этом не заклинивает между деталями 7, 18 и 9, 18, не затягивает

в образованный ими зазор, так как угол А наклона их поверхностей превосходит сумму углов трения шарика по ним.

Далее при движении штока в результате взаимодействия направляющих подпружиненных роликов 13с уплотняемой поверхностью и вследствие их наклонного расположения в сепараторе 12 к продольной оси гидроцилиндра (фиг. 1) происходит поворот сепаратора относительно этой оси. Сепаратор 12 передает шариками 17 в результате этого своего движения усилие. Сложное приложение нагрузок к шарику стимулирует сложное вращение его, что позволяет избежать повторного перекатывания шариков 17 одним и тем же путем, тем самым исключив возможность накатки уплотняемой поверхности..

При встрече шарика с частицей абразива, находящейся на движущейся уплотняемой, поверхности, шарик 17 из-за имеющихся зазоров в сепараторе 12 или же объезжает ее, или же отталкивает, поворачиваясь, но ни коим образом не вовлекает ее в совместное движение. При этом частица абразива, двигаясь по гарантированном кольцевому зазору, проникает через уплотнители 4. 5 и защитные кольца 16, выполненные из менее жестких материалов, нежели уплотняемая поверхность, не оставляет нежелательных следов на последней. .

Самоустановка элементов 6, 7, 8 и их взаимное центрирование достигается за счет применение треугольных канавок с различными углами при вершинах на их боковых поверхностях.

Элемент 8 унифицирован, что позволяет, выполнить опоры качения поршня и штока с различными линейными размерами с целью поддержания постоянного минимума нагрузок на один шарик 17 в гидроцилиндра -различных типоразмеров, например, по длине..

Жесткость конструкции в целом обеспечивается для опоры качения штока торцевой крышкой 1, а для поршня гайкой 21. Неподвижные ободы 15 удерживают шарики 17 в канавках при сборке и разборке гидроцилиндра, но не создают дополнительных сопротивлений их вращению при его работе. Центрирующие направляющие пальцы 10 позволяют исключить перекос подвижных полумуфт.

Таким образом перечисленные меры позволяют повысить надежность и увеличить ресурс работоспособности гидроцилиндра, понизив интенсивность изнашивания его движущихся уплотняемых поверхностей, предотвратив снижение их

качестве и исключив возможность резания и порыва уплотнитсяьных манжет.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я 1. Гидроцилиндр, содержащий поршень со штоком, размещенный в корпусе с образованием рабочих полостей, торцовые крышки, опору качения поршня, выполненную в виде подпружиненных шариков, раз- мещенных в сепараторе и взаимодействующих посредством нажимных полумуфт с корпусом и наклонными поверхностями поршня и нажимной полумуфты, отличающийся тем, что, с

целью повышения надежности и увеличе- ния ресурса работоспособности, опора качения выполнена многорядной, нажимные полумуфты каждого ряда попарно установлены на направляющих пальцах, в проточке поршня установлены упорные размерные шайбы, а сепаратор выполнен с наклонными пазами и снабжен подпружиненными направляющими роликами, установленными между рядами шариков и контактирующими с внутренней поверхностью корпуса.

2. Гидроцилиндр по п. отличающийся тем, что торцовая крышка штоковой полости снабжена опорой качения штока.

Фиг.2

Применение: в конструкциях гидрофи- цированных машин, работающих в условиях значительных нагрузок на рабочем органе .при наличии значительного количества абразивной пыли в окружающей среде. Сущность изобретения: выполнение опор качения многорядными, установка нажимных полумуфт на направляющих пальцах, в проточке поршня и опор качения установлены упорные размерные шайбы, выполнение сепаратора с наклонными пазами и подпружиненными направляющими роликами. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.