ПНЕВМОЦИЛИНДР

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к пневматическим исполнительным механизмам, и может быть использована в приводах машин.
Известен пневмоцилиндр, описанный в (SU 939850 А1, МПК F15В 15/26, опубл. 30.06.1982, 3 с), содержащий корпус, полый шток с поршнем, выполненный с возможностью движения под действием сжатого воздуха, механизм фиксации поршня в различных положениях, выполненный в виде гайки, установленной на ходовом винте и связанной с поршнем, при этом ходовой винт расположен соосно внутри полого штока, причем перемещение поршня ограничено с одной стороны упором, роль которого играет упомянутая гайка.
Известен пневмоцилиндр с фиксированным положением выходного звена, описанный в (KR 20030008562 А, МПК F15B 15/02, опубл. 29.01.2003, 10 с), содержащий корпус с крышкой и днищем, шток, снабженный поршнем с внутренними шлицами, выполненными с возможностью зацепления с внешними шлицами гайки, установленной на ходовом винте, опирающийся на подшипник, зафиксированный в корпусе.
Известен пневмогидравлический привод, описанный в (SU 1432282 А1, МПК F15B 15/17, опубл. 23.10.1988, 5 с, Д2), содержащий механизм фиксации, выполненный в виде гайки с внешними шлицами, установленная с возможностью вращения в поршне на радиально-упорных подшипниках, при этом гайка связана через радиально-упорные подшипники с полым штоком, который зафиксирован от проворота, ходовой винт жестко связан с днищем корпуса, при этом герметичность полостей пневмоцилиндра обеспечивают уплотнения.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является пневмоцилиндр, описанный в (US 2010084228 А1, МПК F16D 65/16; F16D 65/28, опубл. 08.04.2010, 13 с), содержащий корпус, подпружиненный поршень, установленный на полом штоке с возможностью сдвига под действием сжатого воздуха, ходовой винт, соосно расположенный внутри полого штока, и механизм фиксации подпружиненного поршня, выполненный с возможностью зацепления с подпружиненным поршнем, при этом механизм фиксации подпружиненного поршня установлен на ходовом винте и связан с полым штоком через упорный подшипник, причем герметичность полостей пневмоцилиндра обеспечена уплотнениями.
Недостатком известного пневмоцилиндра, как и ранее описанных, является сложность его конструкции.
Задача, решаемая заявленной полезной моделью, заключается в создании пневмоцилиндра с механизмом фиксации подпружиненного поршня.
Техническим результатом заявленной полезной модели является упрощение конструкции пневмоцилиндра с механизмом фиксации подпружиненного поршня.
Поставленная задача решается тем, что в пневмоцилиндре, содержащем установленный в корпусе ходовой винт, соосно расположенный внутри полого штока, подпружиненный поршень, установленный на полом штоке с возможностью сдвига под действием сжатого воздуха, и механизм фиксации подпружиненного поршня, установленного на ходовом винте и кинематически связанного с полым штоком посредством упорного подшипника, причем герметичность полостей в корпусе пневмоцилиндра обеспечена уплотнениями, согласно полезной модели один из концов полого штока снабжен упорной шайбой, образующей совместно с соответствующими упорами на полом штоке его головную часть, выполненную со шлицами, поршень с внутренними шлицами, установленный с возможностью сдвига по шлицам головной части полого штока, подпружинен относительно соответствующих упоров и упорной шайбы в головной части полого штока, механизм фиксации подпружиненного поршня, выполненный в виде гайки с внешними шлицами, вставлен в центральное двухступенчатое углубление на одном из торцов подпружиненного поршня с возможностью зацепления с его внутренними шлицами.
Ходовой винт может быть жестко связан с днищем корпуса пневмоцилиндра.
Крышка и днище корпуса пневмоцилиндра могут быть стянуты между собой шпильками.
За счет того, что поршень с внутренними шлицами, подпружиненного относительно соответствующих упоров и упорной шайбы в головной части полого штока, установлен с возможностью сдвига по шлицам головной части полого штока, обеспечивают возможность его сдвига в головной части полого штока только на расстояние между упорной шайбой и соответствующими упорами.
За счет того, что установленный на ходовом винте и кинематически связанный с полым штоком посредством упорного подшипника механизм фиксации подпружиненного поршня, выполненный в виде гайки с внешними шлицами, вставлен в центральное двухступенчатое углубление на одном из торцов подпружиненного поршня с возможностью зацепления с его внутренними шлицами, обеспечивается фиксация положения подпружиненного поршня вдоль ходового винта в корпусе пневмоцилиндра.
Таким образом, такая компоновка заявленного пневмоцилиндра с механизмом фиксации подпружиненного поршня, охарактеризованного п. 1 формулы полезной модели, более проста по конструкции по сравнению с конструкциями ранее описанных технических решений, известных из уровня техники.
Сущность заявленной полезной модели иллюстрируется графическими материалами, на которых:
на фиг. 1 представлен продольный разрез заявленного пневмоцилиндра; на фиг. 2 представлена схема расположения механизма фиксации подпружиненного поршня в заявленном пневмоцилиндре, в продольном разрезе; на фиг. 3 представлено сечение А-А.
Пневмоцилиндр содержит корпус 1, ходовой винт 2, полый шток 14, подпружиненный поршень 6 и механизм фиксации подпружиненного поршня.
Корпус 1 пневмоцилиндра снабжен патрубками 3 для подачи и сброса сжатого воздуха. Один из упомянутых патрубков 3 соединен со средством подачи сжатого воздуха, снабженного необходимыми связями со средством для контроля подачи сжатого воздуха (на фиг. 1 не показаны).
В частном случае реализации корпуса 1 пневмоцилиндра его крышка 4 и днище 15 могут быть стянуты между собой шпильками 13.
В корпусе 1 пневмоцилиндра установлен ходовой винт 2, соосно расположенный внутри полого штока 14. В частном случае реализации ходовой винт 2 может быть жестко связан с днищем 15 корпуса 1 пневмоцилиндра.
Как видно на фиг. 2 и 3, поршень 6 выполнен в виде втулки. Внутренняя поверхность поршня 6, выполненная со шлицами, с одного из его торцов ограничена центральным двухступенчатым углублением, а с другого торца поршня 6 - центральным углубление. Верхняя ступень центрального двухступенчатого углубления на одном из торцов поршня 6 выполнена свнутренними шлицами 16, а его нижняя ступень - с первым и вторым пазами. Центральное углубление на другом торце поршня 6 выполнено с третьим и четвертым пазами. Первый и второй пазы на одном из торцов поршня 6 соответственно расположены напротив третьего и четвертого пазов на другом его торце симметрично относительно продольной оси корпуса 1 пневмоцилиндра.
Внешняя поверхность поршня 6 выполнена с по крайней мере четырьмя пазами, расположенными симметрично относительно продольной оси корпуса 1 пневмоцилиндра. В каждый из упомянутых пазов вставлено отдельное уплотнение 5 для герметизации поршневой полости в корпусе 1 пневмоцилиндра.
1
2
1
2
Как видно на фиг. 2, один из концов полого штока 14 снабжен упорной шайбой 21, образующей совместно с упорами 8 и 8, расположенными друг напротив друга на полом штоке 14 симметрично относительно продольной оси корпуса 1 пневмоцилиндра, головную часть полого штока 14, выполненную со шлицами, ответными шлицам внутренней поверхности поршня 6. Упоры 8 и 8 расположены от упорной шайбы 21 на расстоянии, позволяющим установить подпружиненный поршень 6 в головной части полого штока 14.
1
2
3
4
1
2
1
2
3
4
1
2
3
1
4
2
Поршень 6 подпружинен посредством по крайней мере четырех пружин 9, 9, 9 и 9 относительно упоров 8 и 8 и упорной шайбы 21 в головной части полого штока 14. Пружины 9, 9, 9 и 9 расположены симметрично относительно продольной оси корпуса 1 пневмоцилиндра. Пружина 9установлена в полости, образованной между первым пазом, выполненным на нижней ступени центрального двухступенчатого углубления на одном из торцов поршня 6, и упорной шайбой 21 в головной части полого штока 14, а пружина 9 - в полости, образованной между вторым пазом, выполненным на нижней ступени центрального двухступенчатого углубления на одном из торцов поршня 6, и упорной шайбой 21 в головной части полого штока 14. Пружина 9 установлена в полости, образованной между третьим пазом, выполненном в центральном углублении на другом торце поршня 6, и упором 8 в головной части полого штока 14, а пружина 9 - в полости, между четвертым пазом, выполненном в центральном углублении на другом торце поршня 6, и упором 8 в головной части полого штока 14.
В корпусе 1 пневмоцилиндра подпружиненный поршень 6 установлен с возможностью сдвига по шлицам головной части полого штока 14 под действием сжатого воздуха.
1
2
Упоры 8 и 8 выполнены с соответствующими пазами, в каждый из которых установлено отдельное уплотнение 12 для герметизации соответствующих полостей, образованных между подпружиненным поршнем 6 и головной частью полого штока 14.
Как видно на фиг. 2 и 3, механизм фиксации подпружиненного поршня выполнен в виде гайки 7 с внешними шлицами 17, ответными внутренним шлицам 16 подпружиненного поршня 6. Гайка 7 с внешними шлицами 17 установлена в корпусе 1 пневмоцилиндра с рабочим зазором на ходовом винте 2 и кинематически связана с полым штоком 14 посредством упорного подшипника 10, размещенного в рабочем зазоре между гайкой 7 и ходовым винтом 2. Такое размещение упорного подшипника 10 позволяет избежать проворачивание полого штока 14 на ходовом винте 2. Установленная в корпусе 1 пневмоцилиндра гайка 7 с внешними шлицами 17 вставлена в центральное двухступенчатое углубление на одном из торцов подпружиненного поршня 6 с возможностью зацепления с его внутренними шлицами 16, выполненными на верхней ступени центрального двухступенчатого углубления на одном из торцов подпружиненного поршня 6. Причем в частном случае гайка 7 с внешними шлицами 17 может быть снабжена по крайней мере двумя окнами 18 для установки и снятия стопорных колец 19 и 20, фиксирующих упорный подшипник 10 и упорную шайбу 21 на полом штоке 14 (см. фиг. 3).
Полый шток 14 от проворачивания удерживается проушиной 11 на приводе машины (на фиг. 1 не показан).
Заявленный пневмоцилиндр работает следующим образом.
1
2
3
4
В состоянии покоя подпружиненный поршень 6, установленный с возможностью сдвига по шлицам головной части полого штока, удерживается в нейтральном положении по крайней мере четырьмя пружинами 9, 9, 9 и 9, при этом внутренние шлицы 16 подпружиненного поршня 6 и внешние шлицы 17 гайки 7 находятся в зацеплении.
1
2
3
4
1
2
Под действием сжатого воздуха, поданного в поршневую полость в корпусе 1 пневмоцилиндра через соответствующий патрубок 3, подпружиненный поршень 6 сдвигается в головной части полого штока 14 по его шлицам с одновременным сжатием пружин 9, 9, 9 и 9 до упора. Причем сдвиг подпружиненного поршня 6 в головной части полого штока 14 с одной стороны ограничен упорами 8 и 8, а с другой стороны - упорной шайбой 21 на полом штоке 14. При этом внешние шлицы 17 гайки 7 выходят из зацепления с внутренними шлицами 16 подпружиненного поршня 6 и гайка 7 получает возможность свободного вращения на ходовом винте 2. Одновременно полый шток 14 линейного перемещается вдоль ходового винта 2.
1
2
3
4
При прекращении подачи сжатого воздуха и падении давления в поршневой полости в корпусе 1 пневмоцилиндра пружины 9, 9, 9 и 9возвращают подпружиненный поршень 6 в нейтральное положение, при этом внешние шлицы 17 гайки 7 входят в зацепление с внутренними шлицами 16, выполненными на верхней ступени центрального двухступенчатого углубления на одном из торцов подпружиненного поршня 6. За счет такого зацепления происходит остановка вращения гайки 7 и фиксация подпружиненного поршня 6 вдоль ходового винта 2 в корпусе 1 пневмоцилиндра.