ГИДРОДОМКРАТ С ФУНКЦИЕЙ ВИНТОВОЙ ОПОРЫ

Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в любой отрасли народного хозяйства в качестве опорного и регулировочного устройства, предназначенного для выравнивания в горизонтальной плоскости грузов, преимущественно платформ, в том числе вышечных блоков.
Из уровня техники известно устройство, используемое в способе восстановления проектной высоты неподвижной опоры нефтепровода, заключающемся в вертикальном перемещении оси трубопровода относительно несущих конструкций неподвижной опоры, при этом устанавливают под оси опоры на подставки гидравлические домкраты, затем винты упорные в верхнее положение, выбирают свободный ход домкратов, с помощью которых поднимают катушку опоры на расстояние, соответствующее проектному положению, регулировка высоты производится в диапазоне от -200 до +200 мм, после чего устанавливают пластины регулировочные на сменные упоры в необходимом количестве, опускают катушку опоры на регулировочные пластины домкратами, фиксируют оси опоры винтами упорными (см. патент РФ на изобретение №2499940 на изобретение «Способ восстановления проектной высоты неподвижной опоры нефтепровода», дата подачи 17.04.2012 г., опубликовано 27.11.2013 г.).
Известен винтовой домкрат, содержащий несущую конструкцию, грузоподъемный орган, связанный с винтом, и механизм поворота винта, включающий в себя червячную передачу, вал червяка которой соединен с воротком посредством храпового механизма, при этом грузоподъемный орган жестко соединен с гайкой и выполнен с выступом, расположенном в продольном пазу несущей конструкции, нижний нерезьбовой конец винта опирается на упорный и опорный подшипники, верхний нерезьбовой конец винта упирается на опорный подшипник, червячное колесо жестко соединено с верхней нерезьбовой частью винта под верхним опорным подшипником, при этом несущая конструкция опирается своей сферической частью на съемную сферическую опору и выполнена с выступом по периферии сферической поверхности с зазором между выступом и съемной опорой, соответствующим углу наклона несущей конструкции относительно вертикальной оси, не превышающему углу трения для материалов съемной опоры и опорной поверхности (см. заявка №99109215 на изобретение «Винтовой домкрат», дата подачи 27.04.1999 г., дата публикации 27.01.2001 г.).
Известен винтовой домкрат с электроприводом, включающий корпус с квадратным профилем поперечного сечения внутренней поверхности, укрепленный на корпусе электродвигатель с редуктором, соединенный с выходным валом редуктора ходовой винт, упирающийся верхней своей частью в подшипниковый узел, который укреплен в корпусе, включает также в себя полый шток, наружной своей поверхностью с зазором телескопически сопрягающийся с корпусом, причем нижняя часть полого штока через шарнир укреплена в опорном башмаке, а верхняя его часть соединена гайкой, несущей на своей боковой поверхности опоры качения, причем полый шток и гайка соединены между собой посредством плавающей сферической опоры, подшипниковый узел размещен в корпусе с зазором и в нем симметрично выполнены четыре прямоугольных паза, соответственно которым четыре сквозных прямоугольных паза выполнены в стенках корпуса, а на наружной поверхности корпуса укреплены четыре сухаря-засова, элементы которых введены в сквозные пазы корпуса и заходят с зазорами в пазы подшипникового узла, фиксируя этот узел в осевом направлении, с возможностью его смещения в радиальных направлениях относительно оси корпуса (см. патент №93375 на полезную модель «Винтовой домкрат с электроприводом», дата подачи 24.11.2009 г., опубликовано 27.04.2010 г.).
Известен винтовой телескопический домкрат, содержащий корпус с размещенным в нем во внешней, в виде цилиндрической втулки, и во внутренней телескопических направляющих телескопическим винтом, состоящим из коаксиально расположенных центрального и полого винтов с наружной резьбой одинакового шага, привод вращения центрального винта, телескопические направляющие имеют возможность продольного перемещения вдоль оси домкрата и зафиксированы от вращения внешней направляющей относительно корпуса, а внутренней направляющей - относительно внешней, при этом внутренняя телескопическая направляющая выполнена в виде резьбовой втулки, навинченной на полый винт, который навинчен на центральный винт, причем внутренняя резьба внутренней телескопической направляющей и полого винта выполнена в нижней части их длины, оба винта снабжены жестко закрепленным по профилю наружной резьбы на последнем ее витке во впадине профиля стопором, не выступающим за наружный диаметр резьбы, а полый винт имеет такой же стопор и на начальном витке своей наружной резьбы, при этом начальный и последний витки внутренней резьбы внутренней направляющей, как и последний виток внутренней резьбы полого винта, имеют уступ, высота которого равна высоте профиля резьбы, опора закреплена на верхнем торце внутренней направляющей соосно с центральным винтом, а на нижнем конце центрального винта, установленном на упорных подшипниках на основании корпуса, жестко закреплена коническая шестерня. Зацепленная с другой приводной конической шестерней, шарнирно связанной с приводом через тягу (см. патент №12566 на полезную модель «Винтовой телескопический домкрат», дата подачи 03.06.1999 г., опубликовано 20.01.2000 г.).
Кроме того, известен гидравлический домкрат, содержащий корпус с размещенным в нем поршнем с полым штоком и механизм фиксации, при этом механизм фиксации выполнен в виде двух соосных, связанных между собой винтовых пар равного шага с несамотормозящейся и самотормозящейся резьбой. Домкрат содержит дополнительный поршень и опору, установленную в полом штоке и взаимодействующую с выходным элементом, винт несамотормозящейся пары неподвижно укреплен в корпусе, а полый шток подвижно соединен посредством несамотормозящейся резьбы с этим винтом. Дополнительный поршень установлен с охватом корпуса снаружи и возможностью перемещения полым штоком через опору и является упомянутым выходным элементом. Винт самотормозящейся пары подвижно установлен в крышке корпуса посредством самотормозящейся резьбы для размещения этой пары внутри корпуса, а на полом штоке закреплен поводок для передачи крутящего момента винту самотормозящейся пары, на котором закреплен штифт и выполнен паз для этого поводка. Между штифтом и поводком установлена пружина сжатия для создания усилия в тангенциальном направлении (см. патент РФ №2254289 на изобретение «Гидравлический домкрат», дата подачи 21.07.2003 г., опубликовано 20.06.2005 г.).
Известен гидравлический домкрат, содержащий корпус, шарнирно соединенный своей нижней частью с подставкой и включающий поршень со штоком, а также упорную гайку, причем в верхней части корпуса выполнена крышка с установленной в ней опорной гайкой со шпоночными выступами, на штоке нарезана резьба, образующая винтовые пары с упорной гайкой и размещенной над ней установочной опорой, а на поверхности резьбы штока выполнены шпоночные пазы, взаимодействующие со шпоночными выступами опорной гайкой (см. патент РФ №28680 на полезную модель «Гидравлический домкрат», дата подачи 10.09.2002 г., опубликовано 10.04.2003 г.).
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является гидравлический домкрат, содержащий корпус с поршнем и штоком, соединенным с направляющей гильзой, опорную плиту и гайку, взаимодействующую с резьбой на наружной поверхности корпуса и торцом этой гильзы, в которой с возможностью осевого перемещения установлен упомянутый корпус, снабженный пластиной, посредством которой шток соединен с упомянутой гильзой, при этом пластина размещена в канавке этой гильзы и выполнена с гидравлическими каналами, сообщенными с каналами поршня трубопроводами для подачи рабочей жидкости в поршневую и штоковую полости (см. патент РФ №2104246 на изобретение «Гидравлический домкрат», дата подачи 02.04.1996 г., опубликовано 10.02.1998 г.).
Недостатки данного решения обусловлены:
- незащищенностью резьбового соединения направляющей гильзы и корпуса, а также внутренней полости направляющей гильзы от попадания атмосферных осадков, пыли, грязи и т.п., что приводит к снижению надежности и ресурса изделия;
- недостаточной технологичностью при сборке и обслуживании домкрата из-за наличия в конструкции трубопроводов большой протяженности, предназначенных для протекания рабочей жидкости и требующих при монтаже обеспечения надежной герметизации;
- низкой технологичностью узла «шток-поршень» ввиду сложности его конструкции.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является создание универсальной конструкции с повышенными показателями надежности и герметичности.
Указанный результат достигается тем, что гидродомкрат с функцией винтовой опоры, включающий корпус, соединенный с направляющей гильзой с возможностью осевого вертикального перемещения, поршень со штоком, опору, гайку и присоединительный элемент, согласно полезной модели дополнительно содержит устройство фиксации штока, направляющая гильза установлена в корпусе и снабжена верхней и нижней крышками, на нижнем конце штока шарнирно установлена опора, а также на его нижней части выполнена резьба, служащая для ответного взаимодействия с гайкой, выполненной заодно с цилиндрическим корпусом, служащим в качестве упора между гайкой и направляющей гильзой и установленным с возможностью вращения, при этом устройство фиксации штока одним концом соединено с цилиндрическим корпусом, другим - с присоединительным элементом.
Устройство фиксации штока может быть выполнено в виде, например, цепей с карабинами или талрепов.
Резьбовая часть штока может быть дополнительно защищена гофрированным кожухом, выполненным, например, из композитных эластичных износостойких материалов, таких как, кевлар или тварон.
Резьба на штоке может быть или трапецеидальной, или упорной, или иной.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели такому условию патентоспособности как «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где:
Фиг. - общий вид гидродомкрата с функцией винтовой опоры в разрезе.
Гидродомкрат с функцией винтовой опоры состоит из направляющей гильзы 1, установленной в корпусе 2 с возможностью вертикального осевого перемещения. Внутри гильзы размещены шток 3 с поршнем 4, связанные между собой посредством резьбового соединения. На нижнем конце штока нарезана резьба, например, трапецеидальная или упорная, служащая для ответного взаимодействия с гайкой 5, выполненной заодно с цилиндрическим корпусом 6, на котором смонтированы средства регулирования 7 в виде рукояток, обеспечивающих возможность вращения цилиндрического корпуса. Причем нижняя резьбовая часть штока 3 в любом положении штока: как в исходном (транспортном), так и в рабочем (выдвинутом), находится вне полости направляющей гильзы 1. Гайка 5 запрессована в цилиндрическом корпусе 6 и дополнительно зафиксирована с помощью крепежных элементов, например, штифтов (на чертеже не показаны), предотвращающих гайку от проворота. Цилиндрический корпус 6 выполняет функцию упора - ограничителя между направляющей гильзой 1 и гайкой 5, что позволяет использовать устройство в качестве стационарной опоры. На нижнем конце штока 3 шарнирно закреплена опора 8, являющаяся основанием устройства. При этом шток, установленный с возможностью перемещения, размещен в опорно-уплотнительных элементах (на чертеже не показаны) нижней (передней) крышки 9, которая, в свою очередь, оснащена грязесъемным кольцом (на чертеже не показано), служащим для очистки поверхности штока и, тем самым, обеспечивающим надежную защиту полости направляющей гильзы и протекающей по ней рабочей жидкости от попадания в них различных загрязнений. Опорно-уплотнительные элементы предназначены для надежной герметизации гидропривода, в частности, для уплотнения поверхностей штока и поршня. В качестве материала для опорно-уплотнительных элементов используют композиционные или эластомерные материалы, например, резину. Опорно-уплотнительные элементы, как правило, выполнены в виде кольца.
Кроме того, направляющая гильза 1 снабжена верхней (задней) крышкой 10, закрепленной на верхнем торце гильзы и также снабженной опорно-уплотнительными элементами. Причем обе крышки: 9 и 10 связаны с гильзой посредством крепежного соединения, а именно, высокопрочных винтов или болтов. Между верхней крышкой 10 и поршнем 4 образована поршневая полость 11, а между поршнем и нижней крышкой 9 расположена штоковая полость 12. Корпус 2 жестко связан с присоединительным элементом 13, в качестве которого применяют кронштейн, предназначенный для монтажа домкрата на установке, например, платформе (на чертеже не показана). На кронштейне одним своим концом закреплено устройство фиксации штока 14, выполненное, например, в виде двух цепей с карабинами или талрепов. Второй конец устройства фиксации присоединен к цилиндрическому корпусу 6. Устройство фиксации 14 предотвращает свободное перемещение штока под действием собственного веса, например, в положении при транспортировке. Кронштейн 13 оснащен проушинами, служащими для крепления штока гидродомкрата в исходном (транспортном) положении.
Соотношение высоты цилиндрического корпуса и длины нижней резьбовой части штока обеспечивает расположение этой резьбовой части вне полости направляющей гильзы гидроцилиндра в транспортном (исходном) положении изделия.
На штоке может быть дополнительно смонтирован гофрированный кожух 15, обеспечивающий защиту штока от попадания пыли, грязи, атмосферных осадков. Кожух может быть выполнен, например, из эластичного износостойкого композитного материала, например, кевлара или тварона.
К обеим полостям: и поршневой 11, и штоковой 12 подведены трубопроводы (на чертеже не показаны), служащие для подачи в полости рабочей жидкости и соединяющие их с гидравлической станцией привода, обеспечивающей подачу рабочей жидкости под заданным давлением и с заданным расходом.
Осуществление полезной модели подтверждается примерами конкретного выполнения.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
В исходном положении гидродомкрат с функцией винтовой опоры закреплен с помощью кронштейна 13 на платформе, при этом положение штока 3 зафиксировано с помощью устройства 14, шток втянут внутрь гильзы 1 таким образом, что поршень подпирает верхнюю крышку. Резьбовая часть штока при этом остается снаружи и выходит за пределы направляющей гильзы.
Перед началом работы цилиндрический корпус 6 отсоединяют от устройства фиксации, обеспечивая, таким образом, возможность перемещения штока вниз.
Пример №1
При подъеме платформы (груза) рабочую жидкость по трубопроводам подают в поршневую полость 11, при этом шток 3 вместе с гайкой 5 и цилиндрическим корпусом 6 под давлением жидкости начинает перемещаться вниз. В крайнем нижнем положении шток фиксируют. Для этого, вращая цилиндрический корпус 6, скручивают гайку 5 вверх до упора. При таком положении штока понижается давление рабочей жидкости в поршневой полости и вертикальная нагрузка передается на опору через цилиндрический корпус 6 с гайкой 5 и резьбу штока. Изделие работает как опора.
Пример №2
При опускании платформы (груза) рабочую жидкость сливают из поршневой полости 11, направляющая гильза при этом перемещается вниз. Перед опусканием платформы ее сначала немного приподнимают, гайку 5 с цилиндрическим корпусом скручивают вниз по резьбе штока до крайнего нижнего положения - до опоры. Под действием собственного веса платформа (груз) начинает опускаться, при этом шток с поршнем перемещаются вверх. После того, как снижение будет полностью завершено и платформа займет стабильное положение, шток будет полностью разгружен от вертикальной нагрузки.
Пример №3
Перевод штока в транспортное (исходное) положение, при котором шток максимально втянут в направляющую гильзу и зафиксирован в ней, происходит следующим образом. В штоковую полость 12 подают рабочую жидкость, при этом шток 3 вместе гайкой 5 и цилиндрическим корпусом 6 под давлением рабочей жидкости начинает перемещаться вверх. В крайнем верхнем положении шток фиксируют с помощью устройства фиксации 14, используя элементы крепления (например, проушины) на цилиндрическом корпусе 6.
Пример №4
В случае подъема платформы используют, как правило, четыре гидродомкрата, которые устанавливают в углах платформы, при этом работа каждого из них осуществляется аналогично описанной в примерах №№1, 2.
Заявляемая полезная модель имеет преимущества перед известными решениями, т.к. является универсальным устройством, которое можно использовать не только для регулирования положения груза, но и в качестве стационарной опоры.