ГИДРОЦИЛИНДР
HYDRAULIC CYLINDER

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в гидроприводах, требующих значительного тянущего усилия при большем ходе штока в горизонтальном направлении.
Известна большая номенклатура гидравлических приводов общего машиностроения, в частности поршневые гидроцилиндры двухстороннего действия (ГОСТ 17752-81 (СТ СЭВ 2455-80). В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения выбрана конструкция гидроцилиндра, описанная в справочнике Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин. М.: Машиностроение, 1983, стр.93, фиг.3.40(в). Гидроцилиндр известной конструкции (фиг.1) состоит из гильзы в сборе 1, штока 2, поршня с уплотнительными элементами 3, буксы с уплотнительными и направляющими элементами 4 и штоковой проушины 5. Диаметр штока гидроцилиндра выбирается из условия прочности или устойчивости. Однако, например, при горизонтальном расположении гидроцилиндра, необходимо учитывать прогиб штока от его собственного веса, величина которого негативно влияет на работоспособность и надежность поршневых и штоковых опорно-направляющих и уплотнительных узлов. Увеличение осевого момента инерции сечения штока ведет к увеличению габаритных размеров гидроцилиндра и его веса.
Предлагаемое изобретение позволит решить описанную выше проблему и обеспечит
- уменьшение прогиба штока, в частности штока, горизонтально расположенного гидроцилиндра с большим ходом;
- повышение работоспособности и надежности гидроцилиндра;
- снижение габаритных размеров и металлоемкости гидроцилиндра.
Указанный результат достигается при использовании гидроцилиндра, который содержит гильзу в сборе, основной шток, поршень с уплотнительными и опорно-направляющими элементами, буксу с уплотнительными и направляющими элементами, штоковую проушину, скользящую по горизонтальной поверхности; гидроцилиндр снабжен внутренней и наружной опорами, соединенными между собой полым штоком, ход которого равен части, например половине, хода штока гидроцилиндра. Между основным штоком и полым штоком образован зазор. Внутренняя опора выполнена в виде поршня с отверстиями, предназначенными для свободного прохода рабочей жидкости к поршню гидроцилиндра и обратно. Наиболее предпочтителен выбор предложенной конструкции гидроцилиндра для использования на больших ходах с тянущим рабочим усилием.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
Фиг.2 - Гидроцилиндр предложенной конструкции.
Фиг.3 - Вид гидроцилиндра при выдвижении штока.
Фиг.4 - Вид гидроцилиндра при втягивании штока.
Гидроцилиндр (Фиг.2) состоит из гильзы в сборе 1, основного штока 2, поршня 3 с опорно-направляющими кольцами 4 и уплотнениями 5, буксы 6 с опорно-направляющими кольцами 7, уплотнениями 8 и грязесъемником 9, штоковой проушины 10, внутренней опоры 11, внешней опоры 12 и полого штока 13. Шток 13 соединяет внутреннюю 11 и внешнюю 12 опоры, между основным штоком и полым штоком образован зазор. Штоковая проушина 10 выполнена в виде опоры скольжения, футерованной пластиной 14 из антифрикционного материала (при больших типоразмерах гидроцилиндров скольжение может быть заменено качением). Внутренняя опора 11 выполнена в виде поршня с отверстиями. Опора 11 включает в себя: поршневые опорно-направляющие кольца 15, штоковые опорно-направляющие кольца 16 и штоковые уплотнения 17 (штоковые уплотнения 17 могут отсутствовать, герметичность обеспечивается уплотнением 21). Внешняя опора 12 выполнена в виде втулки с основанием, футерованным пластиной 18 из антифрикционного материала и представляющей с направляющей 19 пару скольжения (при больших типоразмерах гидроцилиндров скольжение может быть заменено качением) и включает в себя: штоковые опорно-направляющие кольца 20 и штоковое уплотнение 21 (штоковое уплотнение 21 может отсутствовать, герметичность обеспечивается уплотнением 17) и грязесъемник 22. Полый шток 13 выполнен в виде трубы, наружная поверхность которой покрыта хромом и отполирована.
max
x
4
Так как прогиб балки с распределенной нагрузкой пропорционален расстоянию между опорами в четвертой степени (v=-ql/185EJ, см.: Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. том 1. М.: Машиностроение, 1979, стр.81), то за счет установки внешней 12 и внутренней 11 опор на расстоянии между собой, например, равном 1/2 хода штока, обеспечивается уменьшение прогиба основного штока 2 в шестнадцать раз по сравнению с типовой конструкцией гидроцилиндра. Также, за счет установки внешней 12 и внутренней 11 опор в уплотнительных и опорно-направляющих узлах снижаются реактивные моменты, что обеспечивает повышение работоспособности и надежности гидроцилиндра. Уменьшение осевого момента инерции сечения основного штока 2, достигаемое при установке внешней 12 и внутренней 11 опор, обеспечивает снижение габаритных размеров и металлоемкости конструкции.
Для выдвижения штока (Фиг.3а) рабочая жидкость подается через штуцер А в поршневую полость гидроцилиндра, поршень 3 совместно со штоком 2 и штоковой проушиной 10, скользящей по направляющей 19, движется в направлении внутренней опоры 11. Рабочая жидкость при этом вытесняется поршнем 3 через отверстия во внутренней опоре 11 и далее через штуцер В - в сливную магистраль. Преодолев расстояние, например, 1/2 хода штока (Фиг.3б), поршень 3 толкает внутреннюю 11 и внешнюю 12 опоры, связанные между собой полым штоком 13, в крайнее правое положение, при этом внешняя опора 12, скользя по направляющей 19, устанавливается на некотором расстоянии от буксы 6, например, посередине выдвинутого основного штока 2 (Фиг.3в).
При втягивании штока, в исходном (Фиг.4а) положении внешняя опора 12 находится на некотором расстоянии от буксы 6, например, посередине выдвинутого основного штока 2, а внутренняя 11 - прижата к буксе 6, рабочая жидкость подается через штуцер В, далее через отверстия во внутренней опоре 11 - к поршню 3 гидроцилиндра. Поршень 3 совместно со штоком 2 и штоковой проушиной 10, скользящей по направляющей 19, движется в направлении штуцера А. Рабочая жидкость при этом вытесняется поршнем через штуцер А в сливную магистраль. Преодолев расстояние, например, 1/2 хода штока (Фиг.4б), проушина 10 толкает внешнюю 12 и внутреннюю 11 опоры, связанные между собой полым штоком 13, в крайнее левое положение, при этом внутренняя опора 11 устанавливается на некотором расстоянии от буксы 6, например, посередине втянутого штока (Фиг.4в).
Таким образом, предложена конструкция, которая может быть использована в гидроприводах, требующих значительного тянущего усилия при большем ходе штока в горизонтальном направлении.