ГИДРОЦИЛИНДР

Область техники
Техническое решение относится к машиностроению, а именно к гидродомкратам и гидравлическим одноступенчатым, двухступенчатым телескопическим стойкам.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известна гидравлическая стойка для секций щитовой механизированной крепи с наружной цилиндрической трубчатой оболочкой, с выдвижным под нагружающим давлением рабочей жидкости узлом поршневого штока, с по меньшей мере одной кольцевой полостью между наружной цилиндрической трубчатой оболочкой и узлом поршневого штока и, с закрепленным на торце цилиндрической трубчатой оболочки и запирающим кольцевую полость, манжетодержателем, который завинчивается во внутреннюю резьбу в наружной цилиндрической трубчатой оболочке [Патент RU №2403390, приоритет от 28.10.2005, опубл. 10.11.2010, бюл. №31].
К недостаткам данной гидравлической стойки относится то, что резьбовая конструкция крепления манжетодержателя увеличивает трудоемкость изготовления сопрягаемых резьбовых деталей, а также требует специального инструмента для нарезки резьбы. Кроме этого монтаж/демонтаж манжетодержателя требует специальных ключей, а разбирать резьбовое соединение гидростойки после использования в шахте сложно.
Из уровня техники известна гидростойка двойного выдвижения секций механизированной крепи, включающая цилиндр, внутри которого расположен, по меньшей мере, один поршневой узел, образуя полость между ним и цилиндром, которую запирает установленная в цилиндре грундбукса с уплотнением по наружному диаметру и манжетой по внутреннему, зафиксированная от выпадения стопорным кольцом, которое установлено в канавку, выполненную на внутренней посадочной поверхности цилиндра, и сопряжено с внешней боковой поверхностью кольцевого выступа грундбуксы.
К недостаткам данной конструкции можно отнести следующее. В цилиндрах гидравлических стоек посадочные отверстия под грундбуксы по глубине посадки выполняют равными длине грундбуксы плюс ход опускания грундбуксы до освобождения стопорного кольца. Это необходимое условие для осуществления возможности сборки/разборки гидравлической стойки. Но фиксация грундбуксы в направлении оси (X) осуществляется только от ее выпадения под действием давления рабочей жидкости, в то время как от сдвига ее в противоположном направлении по оси (X) на величину хода опускания, фиксация отсутствует. Грундбукса под действием разрежения, которое создается в полости между цилиндром и поршневой группой, втягивается вглубь цилиндра. Учитывая то, что гидравлическая стойка постоянно работает то на давление, то на разрежение, грундбукса постоянно находится в движении, что способствует загрязнению мелкой угольной и породной пылью мест сопряжения грундбуксы с посадочным отверстием цилиндра, и отрицательно влияет на ресурс и герметичность соединения. В результате образуется течь, и гидравлическую стойку необходимо снимать и отправлять в ремонт [https://helpiks.org/7-84154.html «Гидроцилиндры механизированных крепей угольных шахт»].
Фиксацию грундбукс в обоих направлениях относительно оси (X) обеспечивает техническое решение, приведенное в данном описании выше [1], но наличие сопрягаемых резьбовых деталей значительно удорожает гидростойку и требует изменения конструкций деталей.
Задача
В основу предлагаемого технического решения поставлена задача: зафиксировать грундбуксу от движения вдоль оси (X) в направлении противоположном действию давления рабочей жидкости с минимальным изменением конструкции гидроцилиндра.
В результате решения поставленной задачи может быть получен технический результат, который заключается в обеспечении простоты фиксации грундбуксы и технологичности, как для изготовления, так и монтажа/демонтажа фиксирующего элемента. Потребительские свойства: улучшение ремонтопригодности гидроцилиндра, возможность использования ремфонда с минимальной доработкой конструкции.
Раскрытие технического решения
В уже известном гидроцилиндре, который включает цилиндр (1), внутри которого расположен, по меньшей мере, один поршневой узел (2), образуя полость (3) между ним и цилиндром, которую запирает установленная в цилиндре (1) грундбукса (4), зафиксированная от выпадения стопорным кольцом (7), которое установлено в канавку (8), выполненную на внутренней посадочной поверхности (9) цилиндра (1), и сопряжено с внешней боковой поверхностью (11) кольцевого выступа (10) грундбуксы (4), в соответствии с заявляемым техническим решением предлагается: в конструкцию ввести фиксирующий элемент (12) с возможностью его сопряжения с внутренней боковой поверхностью (14) кольцевого выступа (10) грундбуксы (4), который установить во вскрытую наружу цилиндра (1), по меньшей мере, одним сквозным отверстием (15) дополнительную канавку (13), выполненную на внутренней посадочной поверхности (9) цилиндра (1).
Кроме этого предлагается:
- дополнительную канавку (13) вскрыть наружу цилиндра (1) еще одним сквозным выходным отверстием (16) с возможностью выхода через него фиксирующего элемента (12);
- фиксирующий элемент (12) выполнить в виде прута круглого сечения, а дополнительную канавку (13) выполнить кольцевой.
Краткое описание чертежей
Сущность технического решения представлена на чертежах, где на:
- фиг. 1 показана часть гидроцилиндра в продольном разрезе;
- фиг. 2 показан поперечный разрез В-В фиг. 1 по оси дополнительной канавки;
- фиг. 3 показан увеличено вид «А» фиг. 1, грундбукса в цилиндре;
- фиг. 4 показан увеличено вид «С» фиг. 3, фиксация грундбуксы.
1 - цилиндр;
2 - поршневой узел;
3 - полость;
4 - грундбукса;
5 - уплотнение;
6 - манжета;
7 - стопорное кольцо;
8 - канавка;
9 - внутренняя посадочная поверхность;
10 - кольцевой выступ;
11 - внешняя боковая поверхность;
12 - фиксирующий элемент;
13 - дополнительная канавка;
14 - внутренняя боковая поверхность;
15 - сквозное отверстие;
16 - сквозное выходное отверстие.
Промышленная применимость
Осуществление технического решения показано на примерах (фиг. 1-4), которые не являются исключительными, но наглядно демонстрируют возможность достижения заявленного технического результата предложенной новой совокупностью существенных признаков.
Конструкция предлагаемого гидроцилиндра, включает цилиндр (1), внутри которого расположен поршневой узел (2), образуя полость (3) между ним и цилиндром, которую запирает установленная в цилиндре (1) грундбукса (4) с уплотнением (5) по наружному диаметру и манжетой (6) по внутреннему. Фиксацию грундбуксы (4) в направлении оси (X) от ее выпадения под действием давления рабочей жидкости осуществляют стопорным кольцом (7) (фиг. 1).
Для возможности его установки выполняют канавку (8) на внутренней посадочной поверхности (9) цилиндра (1). Грундбуксу (4) опускают в посадочное отверстие цилиндра (1) на величину хода опускания (L) до освобождения канавки (8) и устанавливают стопорное кольцо (7) (на фиг. не показано). Затем под действием давления рабочей жидкости полностью выдвигают поршневой узел (2) до упора внешней боковой поверхности (11) кольцевого выступа (10) грундбуксы (4) в стопорное кольцо (7) (фиг. 1, 3).
а
Для осуществления фиксации грундбуксы (4) от сдвига ее по оси (X) на величину хода опускания (L) (фиг. 3) в направлении противоположном действию давления рабочей жидкости в конструкцию вводят фиксирующий элемент (12) в виде прута (фиг. 2, 3). Как вариант, фиксирующий элемент (12) предлагается выполнить в виде прута круглого сечения, хотя сечение может быть квадратное, фигурное и т.п., а сам фиксирующий элемент (12) может быть в виде, например, шпонки, костыля, болта и др. (на фиг. не показано). Для осуществления фиксации грундбуксы (4) от сдвига ее по оси (X) на величину хода опускания (L) на внутренней посадочной поверхности (9) цилиндра (1) выполняют дополнительную канавку (13) на таком расстоянии от торца цилиндра (1), чтобы фиксирующий элемент (12) после его установки соприкасался с внутренней боковой поверхностью (14) кольцевого выступа (10) грундбуксы (4) (фиг. 4). В примере дополнительная канавка (13) выполнена кольцевой, полученной токарным способом, как самым недорогим видом металлообработки. Но для достижения заявленного технического результата канавка может быть выполнена не на всю окружность, а только на часть, достаточную для сопряжения с фиксирующим элементом (12). Длина дуги «», соприкосновения (фиг. 2) фиксирующего элемента (12) с дополнительной канавкой (13), диктуется в первую очередь удобством монтажа/демонтажа фиксирующего элемента (12), что в свою очередь зависит от диаметра гидроцилиндра.
Для возможности установки фиксирующего элемента (12) с наружной стороны цилиндра (1) дополнительную канавку (13) вскрывают, по меньшей мере, одним сквозным отверстием (15), которого достаточно для достижения заявленного технического результата. Но в примере дополнительная канавка (13) вскрыта еще одним сквозным выходным отверстием (16). Такой вариант более удобен для демонтажа фиксирующего элемента (12) (фиг. 2).
а
Устанавливают фиксирующий элемент (12) при полностью выдвинутом поршневом узле (2), когда грундбукса (4) внешней боковой поверхностью (11) кольцевого выступа (10) упирается в стопорное кольцо (7). Затем в сквозное отверстие (15) вставляют фиксирующий элемент (12) до контакта с дополнительной канавкой (13) и внутренней боковой поверхностью (14) кольцевого выступа (10) грундбуксы (4). Далее под действием давления либо ударной нагрузки заводят его в дополнительную канавку (13), в приведенном примере - на длину дуги «». Извлекают фиксирующий элемент (12) вытягиванием, зажав выступающий конец. Для варианта с двумя сквозными отверстиями (15) и (16) также удобно использовать ударный способ «на проход».
Заявляемое техническое решение позволяет достичь технический результат: обеспечение простоты фиксации грундбуксы и технологичности, как изготовления, так и монтажа/демонтажа, фиксирующего элемента. Достижение заявленного технического результата придает полезной модели потребительские свойства: улучшение ремонтопригодности гидравлической стойки, возможность использования ремфонда с минимальной доработкой конструкции.
Для специалиста из предыдущего описания вытекают некоторые модификации гидроцилиндра, которые попадают в область защиты прилагаемых пунктов формулы полезной модели.