Дифференциальный гидроцилиндр Советский патент 1981 года по МПК F15B15/17 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ГИДРОЦИЛИНДР

I

Изобретение относится к гидравлическим исполнительным механизмам, а именно к прямолинейным цилиндрам с дифференциальным поршнем, и может быть использовано в гидравлических системах управления рабочими органами машин различного назначения.

Известен дифференциальный гидроцилиндр, содержащий корпус с крышками, расположенные в корпусе поршень со штоком и поджатый упругим элементом управляемый клапан, размещенный в соосных расточках штока и поршня, причем в штоке выполнены радиальные отверстия для сообщения его расточки со штоковой полостью гидроцилиндра 1./

Недостаток этого гидроцилиндра - наличие осевого отверст 1я по всей длине штока, сообщающего пружинную полость клапана с атмосферой, что снижает срок службы клапана и увеличивает вероятность его заклинивания из-за попадания влаги и абразивных частиц из воздуху.

Цель изобретения - повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что упругий элемент.выполнен в виде герметичного сильфонного резервуара с газожидкостным наполнителем, установленного в расточке поршня и прикрепленного к последнему неподвижным дном.

Кроме того, газожидкостным наполнителем является смесь азота с предварительно дегазированной рабочей жидкостью, причем объем последней равен/внутреннему объему сильфонного резервуара при его максимальном сжатии.

На чертеже изображен дифференциальный гидроцилиндр.

Дифференциальный гидроцилиндр содержит корпус 1 с крышками 2 и 3, имеющими соответственно отверстия 4 и 5 для подвода 5 и отвода жидкости, шток 9 и закрепленный на нем с помощью гайки 7 порщень 8. Со стороны поршневой полости 9 гидроцилиндра в поршне 8 выполнена осевая расточка 10, а в штоке 6 - расточка И, которая отверстиями 12, также выполненными в штоке, соединена со штоковой полостью 13. В концевой части осевой расточки 11 штока 6, имеющей меньший диаметр. как в направляющей установлен управляемый клапан 14 с конической запирающей частью. Клапан 14 своей конической частью прижат усилием предварительного поджатия упругого элемента, выполненного в виде герметичного сильфонного резервуара 15, подвижное дно 16 которого жестко присоединено посредством тяги 17 и гайки 18 к клапану 14, седлу 19, установленному в расточку 10 порщня 8 в месте между выходом расточки 10 в порщневую полость 9 гидроцилиндра и выходом в расточку 11 отверстий 12. Максимальный ход управляемого клапана 14 ограничен глубиной осевой расточки 1 1 в щтоке 6, концевая часть которой соединена с порщневой полостью 9 цилиндра отверстиями, выполненными в клапане 14 и в тяге 17. Конец тяги 17 со стороны подвижного дна 16 сильфонного резервуара 15 на величину, заведомо меньщую максимального хода клапана 14, выходит за габариты порщня 8 со штоком 6 в сборе в порщневую полость 9 для обеспечения разгрузки напорной гидролинии насоса (на чертеже не показан) в конце хода втягивания штока 6. Сильфонный резервуар 15 состоит из двух концентричных гофрированных сильфонов различного диаметра, которые замыкаются с торцов днищами 16 и 20. Внутренняя герметичная полость 21 сильфонного резервуара 15 заполнена газожидкостным наполнителем, смесью рабочей жидкости с азотом, причем объем дегазированной жидкости равен внутреннему объему сильфонного резервуара при его максимальном сжатии, складывающемся из предварительного и определяемого максимальным ходом управляемого клапана 14, для ограничения величины перепада давления, воепринимаемого стенками сильфонного резервуара 15 в процессе эксплуатации гидроцилиндра, Сильфонный резервуар 15 установлен в расточке 10 порщня 8, постоянно со.общающейся с поршневой полостью 9 цилиндра, и с одного конца зафиксирован с помощью втулки 22, прижимающей дно 20 сильфонного резервуара к торцовой поверхности седла 19, упирающегося, в свою очередь, в уступ осевой расточки 10 порщня 8. Нажимное усилие на втулке 22 создается с помощью гайки 23, навинченной на конец щтока &. Гайка 23 удерживается от самоотвинчивания с помощью шайбы 24, снабженной отгибающимся лепестком. Отнощение эффективной площади клапана 14 со стороны щтоковой полости 13 к суммарной эффективной площади сильфонного резервуара 15 и клапана 14 со стороны поршневой полости 9 заведомо меньше, чем отношение эффективных площадей гидроцилиндра со стороны его штоковой 13 : поршневой 9 полостей, для открытия клапана 14 независимо от характера нагрузки при включении цилиндра по дифференциальной схеме. Гидроцилиндр работает следующим образом. При соединении посредством управляющего гидрораспределителя (на чертеже не показан) отверстия 4 в крыщке 2 с напорной гидролинией насоса, а отверстия 5 в крыщке 3 со сливом, жидкость, идущая от насоса, поступает в щтоковую полость 13 гидроцилиндра. Управляемый клапан 14 при этом прижат к своему седлу 19 и разобщает щтоковую 13 и порщневую 9 полости гидроцилиндра. Под действием силы давления жидкости, поступающей от насоса в щтоковую полость 13 цилиндра, происходит втягивание штока. .,, , , ,. При этом жидкость из порщневой полости 9 цилиндра через отверстие 3 в крыщке 5 свободно поступает на слив. В конце хода втягивания штока выступающий конец тяги 17 упирается в крыщку 3 гидроцилиндра, вызывая сжатие сильфонного резервуара 15 и подъем управляемого клапана 14 относительно его седла 19 Через открывающееся в результате проходное сечение жидкостьперетекает из щтоковой полости 13 цилиндра в порщневую 9 и далее на слив. При этом давление в гидроприводе не поднимается выще величины, определяемой текущим значением нагрузки на щтоке 6 гидроцилиндра и потерями в гидролиниях, При соединении отверстия 5 в крышке напорной гидролинией насоса жидкость поступает в порщневую полость 9 гидроцилиндра. Отверстие 4 в крыщке 2 при этом посредством направляющего гид эораспределителя перекрыто, Под действием давления жидкости, поступающей от насоса в порщневую полость 9 цилиндра, сильфонный резервуар 15 ежимается и через тягу 17 поднимает управляемый клапан 14 относительно его седла 19. В результате этого поршневая 9 и штоковая 13 полости гидроцилиндра оказываются соединенными между собой и жидкость из штоковой полости 13 через отверстия 12 и проходное сечение, открытое клапаном 14, перетекает в порщневую полость 9. Происходит выдвижение щтока. При перемещении клапана 14 на величину, приближающуюся к его максимальному ходу, жесткость сильфонного резервуара 15 резко возрастает из-за уменьшения его внутреннего объема до величины, близкой к объему заполняющей резервуар жидкости. Дальнейщее изменение давления жидкости в гидроцилиндре, связанное с ростом внещней нагрузки, вызывает практически синхронное изменение давления внутри сильфонного резервуара 15, вследствие чего стенки последнего работают при ограниченном перепаде давления, значительно меньщем, чем максимальное давление в гидро