ПРИВОД ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к пневматическим приводам и может быть использована в машинах с двухсторонним рабочим ходом исполнительного органа.
Из патентной литературы известен силовой привод, содержащий корпус с крышками, размещенный в корпусе поршень и установленное в крышке устройство для автоматического реверсирования в виде двух аналогичных золотников с шариковыми фиксаторами, размещенных в оппозитных крышках силового цилиндра и кинематически связанных с поршнем силового цилиндра через подпружиненные стержни и втулки с шариковыми толкателями, снабженных дополнительными поршнями возврата, управляющие распределители которых образованы кольцевыми канавками на концах упомянутых стержней (а.с. №1723361, F15B 11/12)
Недостаток этого устройства заключается в низкой надежности конструкции, объясняемой наличием в устройстве автоматического реверсирования и множества уплотняющих подпружиненных деталей.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели можно считать привод возвратно-поступательного движения, содержащий поршень, установленный в корпусе с крышками, золотник с шариковым фиксатором, устройство переключения, имеющее конические канавки с подпружиненным шариковым толкателем, напорные и сливные магистрали трубопровода, снабженный дополнительным поршнем с тягой, жестко соединяющей его с первым поршнем и проходящей через осевое отверстие, выполненное в золотнике, конические канавки устройства переключения расположены на свободном конце каждого из поршней привода, а отверстия под подпружиненные шариковые толкатели - в корпусе, крышки которого оснащены дополнительными полостями с подпружиненными малыми поршнями (п-т №56976, F15B 15/08)
Недостаточная надежность устройства из-за наличия большого количества подвижных элементов относится так же и к описанному выше приводу.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в упрощении конструкции, улучшении технических характеристик, расширении эксплуатационных возможностей и повышении надежности работы привода.
Поставленная задача решается тем, что в приводе возвратно-поступательного движения, содержащем установленный в корпусе с крышками золотник, в осевое отверстие которого с возможностью продольного перемещения помещено устройство переключения золотника, выполненное в виде стержня с коническими канавками, взаимодействующими с подпружиненными шариковыми толкателями, напорные и сливные магистрали, конические канавки устройства переключения, расположены в центральной части цилиндрического стержня, золотник, разделен на две части, установленные по обе стороны от конических канавок на концевых частях стержня, оснащенных дисками со штырями, помещенными в глухие осевые отверстия, концевых частей стержня, в корпусе под крышками образованы две полости, снабженные сильфонами, один конец которых герметично соединен с крышками, а другой - с дисками.
На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого привода возвратно-поступательного движения в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - положение устройства переключения каналов в момент, когда шарики подпружиненных толкателей находятся на вершине буртика, образованного коническими канавками, на фиг.4 - схема подключения пневмоцилиндра с указанием напорных и стравливающих трубопроводов при перемещении поршня влево, на фиг.5 - тоже при перемещении поршня вправо.
Привод возвратно-поступательного движения содержит установленный в корпусе 1 с крышками 2 и 3, золотник, разделенный на две части 4 и 5, в которых выполнено осевое отверстие 6 и кольцевая проточка 7.
Устройство переключения золотника состоит из цилиндрического стержня 8 имеющего две концевые части 9 и 10, между которыми расположены кольцевые конические канавки 11, 12, взаимодействующие поочередно с подпружиненными шариковыми толкателями 13, и подключено к напорной 14 и сливной 15 магистралям.
Концевые части 9 и 10 цилиндрического стержня 8 имеют наружный диаметр меньше диаметра осевого отверстия 6 в частях 4 и 5 золотника.
Концевые части 9 и 10 имеют ступенчатую форму с уступом 16, на котором выполнена резьба под запорную гайку 17. Уступ 16 контактирует с дисками 18 имеющими штыри 19, помещенные в глухие осевые отверстия 20 образованные в торцах концевых частей 9, 10 стержня 8.
В корпусе 1 под крышками 2 и 3 образованы две полости 21 и 22, снабженные сильфонами 23 и 24, один конец которых герметично соединен с крышками 2 и 3 соответственно, а другой - с дисками 18.
Основным условием переключения канала напорной 14 и сливной 15 магистралей с каналами трубопроводов, является то, что суммарное усилие пружин шариковых толкателей 13 тарируется так, что оно позволяет вывести шарики на «вершину» буртика, образованного кольцевыми коническими канавками 11, 12 стержня 8, перемещение которого происходит под давлением рабочей среды в полостях нагнетания пневмоцилиндра 25 и сильфонов 23 или 24, в моменты нахождения поршня 26 в одном из крайних положений (или при заторможенном штоке пневмоцилиндра).
Трубопроводы 27, 28 соединяют напорную магистраль 14 со штоковой полостью пневмоцилиндра 25 и полостью сильфона 23 в момент перемещения поршня 26 влево, а трубопроводы 30 и 31 - с подпоршневой полостью и сильфоном 24 при перемещении поршня 26 вправо.
Соответственно происходит и стравливание в сливную магистраль 15 через участок трубопровода 30, трубопроводы 31 и 32 из-под поршневой полости и сильфона 24, а через трубопроводы 28 и 29, участок трубопровода 27 из-под штоковой полости пневмоцилиндра 25 и сильфона 23.
Штырь 19 диска 18 в глухом отверстии 20 служит направляющей сильфонов 23 и 24.
Привод возвратно-поступательного движения работает следующим образом:
При нагнетании рабочей среды по напорной магистрали 14 через канал корпуса 1 кольцевую проточку 7 части 4 золотника в трубопроводы 27, 28, в штоковую полость цилиндра 25 и в полость сильфона 23 (каналы трубопроводов 29 и 30 в корпусе 1 перекрыты), происходит перемещение поршня 26 влево.
Сильфон 23 раздвигается так, что его диск 18 будет давить на торцевую поверхность уступа 16 концевой части 9 стержня 8.
Одновременно происходит стравливание рабочей среды из-под поршневой полости цилиндра 25 через трубопровод 30 и 32, каналы корпуса 1, кольцевую проточку 7 золотника 5 в сливную магистраль 15.
Когда поршень 26 дойдет до упора в крайнее левое положение (или его шток будет заторможен в промежуточной позиции) давление в полости сильфона 23 продолжает нарастать. Диск 17 продолжает давить на концевую часть 8 золотника 4, перемещая стержень переключающего устройства золотника влево.
Стержень 8, преодолевая суммарное усилие сопротивления пружин шариковых толкателей 13, выводит их шарики на вершину буртика, образованного канавками 11 и 12.
Одновременно выбираются зазоры между торцевыми поверхностями запорной гайки 17 концевой части 9 и части 4 золотника справа, уступом 16 и золотником 5 слева.
Эти зазоры равны по величине половине шага между канавками 10 и 11
Шарики толкателей 13, перейдя вершину буртика и оказавшись на наклонной поверхности канавки 11, отбросят стержень 8 и части 4 и 5 золотника в сторону перемещения стержня 8 на величину равную половине шага между канавками 10 и 11 влево.
Таким образом, произойдет мгновенное перекрытие каналов трубопроводов 27 и 32 в корпусе 1, а кольцевая проточка 7 частей 4 и 5 золотника соединит каналы напорной магистрали 14 с каналом трубопроводов 30, 31, а сливной магистрали 15 - трубопроводами 29, 28 и участком трубопровода 27.
Таким образом, напорная магистраль будет соединена с подпоршневой полостью пневмоцилиндра 25 и сильфоном 24, а сливная - со штоковой и сильфоном 23 (каналы трубопроводов 32 и 27 в корпусе 1 - перекрыты).
Теперь нарастающее давление рабочей среды будет перемещать поршень 26 вправо и раздвигать сильфон 24. Диск 18 сильфона 24, контактируя с торцевой поверхностью уступа 16 концевой части 10, будет перемещать стержень 8 вправо.
Выбираются зазоры между торцевыми поверхностями запорной гайки 17 концевой части 10 и части 5 золотника слева, уступа 16 стержня 8 и части 4 золотника справа.
Стравливание рабочей среды из-под штоковой полости пневмоцилиндра 25 происходит через участок трубопровода 27, трубопровод 29, кольцевую проточку 7 части 5 золотника в сливную магистраль 15.
Шарики толкателей 13, перейдя вершину буртика, и оказавшись на наклонной поверхности канавки 12, отбросят стержень 8 золотника вправо. Произойдет переключение каналов нагнетания и слива.
Далее цикл повторяется.
Преимущества предлагаемой к защите конструкции:
- привод возвратно-поступательного движения можно установить автономно;
- есть возможность параллельного подключения в схему нескольких рабочих органов;
- при установке дросселирующего устройства на выходе сливной магистрали можно регулировать скорость перемещения рабочего органа;
- появилась возможность останавливать поршень рабочего органа в любой необходимой точке.
Предлагаемая конструкция может быть использовано в станкостроении, робототехнике, автоматических линиях и других областях машиностроения, что позволит повысить технические характеристики существующих устройств, а так же увеличить надежность их работы.