Гидравлический цилиндр двустороннего действия с гидростатическими направляющими

Полезная модель относится к области гидроаппаратуры и может быть использована в технологическом оборудовании, преимущественно в гидравлических системах приводов стендового испытательного оборудования для проведения многоцикловых испытаний ответственных деталей различного назначения.
Из уровня техники известно, что хромирование широко применяют для повышения твердости и износостойкости трущихся деталей приборов и машин. Так, например, известен шток гидроцилиндра с упрочненной поверхностью (патент РФ №26829, МПК F16J 7/00. опубл. 20.12.2002), на рабочей поверхности которого нанесен защитный слой хрома.
Известен из уровня техники гидравлический цилиндр, содержащий корпус, поршень со штоком (патент РФ №10743, МПК F16J 10/00, опубл. 16.08.1999). Поверхность штока цилиндра выполнена с покрытием твердым хромом, цилиндрическая часть крышки, сопрягаемая со штоком и корпусом, имеет удлиненный участок.
Недостатки указанного технического решения: не обеспечивает многоцикловость работы в целом.
Технический результат заявляемого гидравлического цилиндра заключается в повышении ресурса работы гидроцилиндра - многоцикловости возвратно-поступательного перемещения поршня с двусторонним штоком внутри полости корпуса за счет увеличения износостойкости рабочих поверхностей корпуса и штока путем нанесения на них твердохромового покрытия.
Технический результат достигается тем, что гидравлический цилиндр двустороннего действия с гидростатическими направляющими содержит корпус с двумя крышками, поршень с двусторонним штоком, при этом поверхность штока выполнена с твердохромовым покрытием, согласно полезной модели поршень с двусторонним штоком выполнен в виде единой детали с возможностью возвратно-поступательного движения, причем поршень выполнен с лабиринтными уплотнительными канавками, внутренняя поверхность корпуса, вдоль которой перемещается поршень гидроцилиндра, выполнена с твердохромовым покрытием, в обеих крышках установлены гидростатические направляющие штоков, выполненные в виде гидростатических подшипников, в корпус через основание встроен датчик обратной связи, при этом в крышках и гидростатических подшипниках выполнены каналы подвода и отвода рабочей жидкости.
Заявляемый технический результат достигается тем, что для повышения ресурса работы гидроцилиндра за счет увеличения износостойкости рабочих поверхностей корпуса и штока при обеспечении гидроцилиндром многоцикловости возвратно-поступательного перемещения поршня с двусторонним штоком внутри корпуса на поверхности штока и на внутреннюю поверхность корпуса нанесено твердохромовое покрытие.
Твердохромовое покрытие поверхности штока обеспечивает коррозионную стойкость и износостойкость изделия в рабочем состоянии (когда шток выдвинут из полости гидроцилиндра), в результате предотвращается преждевременный износ и повышается долговечность перемещающихся деталей гидроцилиндра. Нанесение твердохромового покрытия на внутреннюю поверхность корпуса обеспечивает уменьшение степени износа трущихся поверхностей поршня и корпуса, и за счет этого увеличивается ресурс работоспособности всего гидроцилиндра.
Выполнение поршня с лабиринтными уплотнительными канавками, способствующими уменьшению сил трения при ходе поршня, также обеспечивает уменьшение степени износа трущих поверхностей.
Сущность заявляемого технического решения поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 представлен продольный разрез гидравлического цилиндра с гидростатическими направляющими, на фиг. 2 представлена крышка с гидростатическим подшипником. 2а - общий вид, продольный разрез, 26 - вид сбоку, 2в - разрез А-А, повернуто.
Позициями на фиг. 1, фиг. 2 обозначены следующие элементы: корпус - 1, поршень с лабиринтными уплотнительными канавками - 2, шток - 3, крышки - 4 и 5, гидростатические подшипники - 6 и 7.
Каждый гидростатический подшипник (фиг. 2) выполнен с четырьмя карманами 8, 9, 10, 11, к которым через индивидуальный дроссель 12 и технологическое напорное отверстие 13 подается рабочая жидкость под давлением. Слив масла осуществляют через технологическое сливное отверстие 14.
В корпусе 1 (фиг. 1) выполнены подводящий рабочую жидкость канал 15 и сливной канал 16 гидростатических подшипников 6 и 7.
В корпус 1 через основание 17 встроен датчик обратной связи 18. В крышках 4 и 5 установлены грязесъемные кольца 19. Каждый гидростатический подшипник содержит уплотнительные кольца 20.
В корпусе 1 выполнены отверстия 21, 22 для подачи/слива рабочей жидкости в рабочие камеры гидроцилиндра.
Гидравлический цилиндр работает следующим образом.
Гидроцилиндр двойного действия преобразует гидравлическую энергию рабочей жидкости в механическую энергию возвратно-поступательного движения поршня гидроцилиндра. При подаче жидкости под давлением в рабочие камеры, которое воздействует на торцы цельного поршня-штока 2 гидроцилиндра, возникает осевое усилие, которое стремится переместить поршень 2 в крайнее положение. Подавая давление поочередно в рабочие камеры, поршень-шток перемещается в крайние положения. В зависимости от объема подаваемой жидкости в рабочие камеры гидроцилиндра возможно установить поршень-шток в любом из промежуточных положений. Штоки 3 поршня 2 гидроцилиндра перемещаются в гидростатических подшипниках 6 и 7. Каждый гидростатический подшипник выполнен с четырьмя карманами 8, 9, 10, 11, к которым через индивидуальные дроссели 12 подается рабочая жидкость под давлением, поэтому между стенками штока и подшипника возникает тонкая пленка рабочей жидкости. Благодаря этому отсутствует трение и износ, поскольку всегда существует пленка рабочей жидкости подшипника, в том числе, перед началом перемещения и поддерживается при всех условиях нагружения до определенных поперечных усилий (критических, которые уже не способны выдержать гидростатические подшипники). Далее жидкость перетекает в сливные отверстия 14, откуда отводится по сливному каналу 16.
Контроль положения штока 3 гидроцилиндра с заданной точностью обеспечивается встроенным датчиком обратной связи 18.
Толщина твердохромового покрытия на наружной поверхности штока и на внутренней поверхности корпуса от 20 до 42 мкм. Твердость твердохромового покрытия на обеих деталях составляет 850 - 1100 HV.
Применение твердохромового покрытия на поверхностях контактирующих деталей гидропривода позволяет осуществлять до 108 циклов возвратно-поступательного движения штока-поршня.
Заявляемый гидравлический цилиндр обеспечивает многоцикловость возвратно-поступательного перемещения поршня со сдвоенным штоком внутри полости корпуса гидроцилиндра за счет увеличения износостойкости внутренней поверхности корпуса и поверхности штока путем нанесения на них твердохромового покрытия.