Гидроцилиндр двустороннего действия с двусторонним штоком
DOUBLE-ACTING CYLINDER WITH DOUBLE ROD

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидроцилиндрам двустороннего действия с двусторонним штоком с прямолинейным возвратно-поступательным движением выходного звена, и может быть использовано в горизонтальных или вертикальных гидроударных механизмах (гидромолотах), которые применяются для погружения в грунт длинномерных стержневых элементов, например свай, арматурных стержней, труб.
Гидроцилиндр двустороннего действия преобразует гидравлическую энергию рабочей жидкости в механическую энергию возвратно-поступательного движения выходного звена (штока), при этом движение поршня под действием рабочей жидкости осуществляется в обоих направлениях.
Известны гидроцилиндры двустороннего действия с двусторонним штоком (Марутов В.А, Павловский С.А. «Гидроцилиндры», Машиностроение, Москва, 1966 г., с. 5).
К недостаткам такого типа гидроцилиндров относится сложность изготовления штока большой длины, что соответственно приводит к большим габаритам гидроцилиндра, т.к. шток находится по обе стороны гидроцилиндра.
Известен «Гидроцилиндр с двусторонним штоком» патент №2195587 (F15B 15/00, F16J 1/12), состоящий из цельного бесступенчатого штока, проходящего через составной поршень, герметизирующих элементов и уплотнительных эластичных колец, герметизирующих стык поршень-шток.
Недостатком данного устройства является необходимость изготовления штока из одной заготовки, что увеличивает трудоемкость и материалоемкость, а также примененная жесткая «трехопорная» схема крепления поршня к штоку, приведет к интенсивному одностороннему износу уплотнений от возникающих изгибающих моментов при внецентренном сжатии штока.
Известно применение гидроцилиндра двустороннего действия с двусторонним штоком в приводах строительных машин, когда требуется получить одинаковые усилия при постоянном давлении или одинаковую скорость при постоянном расходе рабочей среды при движении штоков в обе стороны.
Наиболее близким является гидроцилиндр двойного действия с двусторонним штоком, описанный в патенте на полезную модель №83079 «Молот сваебойный гидравлический штанговый» (E02D 7/10). Гидроцилиндр содержит нижний шток (шток-поршень), диаметр которого больше, чем диаметр верхнего штока (фальштока). Фальшток присоединен к шток-поршню с возможностью радиального смещения за счет наличия зазора между шейкой фальштока и стопорными полукольцами, которые фиксируют фальшток в осевом направлении. При этом возможное радиальное смещение фальштока допустимо вдоль плоскости, перпендикулярной движению фальштока.
К недостаткам данного гидроцилиндра следует отнести крепление штока к фальштоку, которое не допускает угловые смещения фальштока относительно оси движения шток-поршня в результате установленных без торцевого зазора между фальштоком и шток-поршнем стопорных полуколец.
Задачей предлагаемого изобретения является создание гидроцилиндра двустороннего действия с двусторонним штоком повышенной надежности и увеличение ресурса работы гидроцилиндра за счет разгрузки штока от возникающих изгибающих напряжений.
Поставленная задача решается тем, что в гидроцилиндре двустороннего действия с двухсторонним штоком, содержащим цилиндр, шток с фальштоком, концы которых проходят сквозь крышки, закрывающие торцы цилиндра, поршень, шток соединен с фальштоком, посредством шарнирного подшипника и стопорных колец, а поршень соединен со штоком посредством упорной гайки и стопорных полуколец.
На фиг. 1 изображен гидроцилиндр двустороннего действия с двусторонним штоком, общий вид.
На фиг. 2 показан вид А фиг. 1, крепление поршня со штоком и фальштоком.
Гидроцилиндр двустороннего действия с двусторонним штоком содержит цилиндр 1, поршень 2, шток 3 и фальшток 4, проходящие через крышки 5, которые закрывают торцы цилиндра 1. Шток 3 образует камеру обратного хода 6, а фальшток 4 образует рабочую камеру 7. Фальшток 4 соединен со штоком 3 через шарнирный подшипник 8. Внешнее кольцо 9 шарнирного подшипника 8 через уплотнительное кольцо 10 и стопорное кольцо 11 закреплено на штоке 3, а внутренне кольцо 12 шарнирного подшипника 8 через стопорное кольцо 13 и уплотнительное кольцо 14 закреплено на фальштоке 4. Шток 3 соединен с поршнем 2 через упорную гайку 15 и стопорные полукольца 16. На поршне 2 жестко закреплена подпорная гайка 17, удерживающая уплотнительное кольцо 18. Поршень 2 контактирует с цилиндром 1 посредством уплотнительных колец 18 и 19.
Гидроцилиндр двустороннего действия с двусторонним штоком работает следующим образом.
В начале работы гидроцилиндра рабочая жидкость под давлением подается в камеру обратного хода 6, перемещая поршень 2, шток 3 и фальшток 4 в направлении камеры рабочего хода 7, при этом вытесняя рабочую жидкость из камеры рабочего хода 7 в линию слива (не показана). Затем рабочая жидкость под давлением подается в камеру рабочего хода 7, а камера обратного хода 6 подключается в линии слива (не показана), происходит движение поршня 2 вместе со штоком 3 и фальштоком 4, которые перемещаются в сторону камеры обратного хода 6, вытесняя рабочую жидкость в линию слива.
Соединение шток-поршень-фальшток совершает возвратно-поступательное движение относительно цилиндра 1.
В процессе работы ударного механизма, в котором применяется заявленный гидроцилиндр, позволяет за счет применения шарнирного подшипника в соединении штока с фальштоком компенсировать изгибающие моменты на фальштоке за счет углового смещения внутреннего кольца шарнирного подшипника относительно внешнего кольца подшипника.