ПНЕВМОЦИЛИНДР

Полезная модель относится к машиностроению и пневмоавтоматике и может быть использована в механизмах привода дверей транспортных средств, например дверей вагонов метрополитена, а также для силового привода в технологических, вспомогательных механизмах различных групп оборудования и транспортных средствах.
Известен пневмоцилиндр, содержащий гильзу с передней и задней крышками, в которых выполнены демпфирующие полости, шток с проушиной (SU №656884).
Недостатком данного пневмоцилиндра является узость функциональных возможностей и низкая надежность при управлении открыванием/закрыванием дверей.
Известен также пневмоцилиндр, содержащий гильзу с передней и задней крышками, в которых выполнены демпфирующие полости и установлены дроссели, шток с проушиной (RU №2208717).
Недостатком данного пневмоцилиндра также является узость функциональных возможностей и низкая надежность при управлении открыванием/закрыванием дверей.
Известен пневмоцилиндр, содержащий гильзу с передней и задней крышками, в которых выполнены демпфирующие полости и установлены дроссели, шток с проушиной, а также шарнир с корпусом для установки пневмоцилиндра на опоре с возможностью углового поворота (SU №1369962, 1988, прототип).
Недостатком данного пневмоцилиндра является ограниченность зоны самоустановки гильзы из-за выполнения сопрягаемых поверхностей шарнира цилиндрическими - в виде валиков, а также сложность конструкции шарнира, связанная с выполнением его корпуса в виде люльки, охватывающей гильзу с зазором, и необходимостью обеспечения и сохранения в процессе эксплуатации соосного положения валиков, размещенных на некотором расстоянии от гильзы, воспринимающей, в том числе, и боковые нагрузки на штоке.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного
пневмоцилиндра и расширение арсенала пневмоцилиндров для привода дверей транспортных средств.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в том, что расширена зона самоустановки гильзы благодаря выполнению сопрягаемых поверхностей шарнира сферическими, т.е. допускающими поворот в нескольких плоскостях, повышены долговечность и надежность, а также упрощена конструкция шарнира благодаря выполнению его корпуса непосредственно охватывающим гильзу.
Сущность полезной модели состоит в том, что пневмоцилиндр содержит гильзу с передней и задней крышками, шток с проушиной, а также шарнир с корпусом для установки пневмоцилиндра на опоре с возможностью углового поворота, при этом шарнир выполнен в виде размещенной на гильзе кольцевой втулки со сферической наружной поверхностью, установленной в ответной сферической полости корпуса шарнира, размещенного на кронштейне, выполненном с возможностью крепления на опоре.
Предпочтительно, в передней и задней крышках выполнены отверстия подвода и отвода сжатого газа и демпфирующие полости, в передней и задней крышках установлены тормозные дроссели, на поршне установлены тормозные втулки, кронштейн выполнен с возможностью установки на опоре, соединенной с корпусом транспортного средства, а проушина штока - с дверью последнего, длина и радиус сферической поверхности втулки выбраны из условия обеспечения поворота гильзы на угол не менее 7°, а кронштейн выполнен в виде пластины с отверстиями для крепления, с одной стороны которой размещен корпус шарнира.
На чертеже фиг.1 изображен общий вид пневмоцилиндра, на фиг.2 - продольный разрез по фиг.1.
Пневмоцилиндр содержит гильзу 1 с передней и задней крышками 2, 3, соответственно, в которых выполнены демпфирующие полости 4, 5 и установлены тормозные регулируемые дроссели 6, 7, поршень (не обозначен), например, диаметром 40 мм и шток 8 диаметром 16 мм с проушиной 9. Тормозные регулируемые дроссели 6, 7 имеют встроенные регулировочные винты (не изображены). Шарнир для установки пневмоцилиндра с возможностью углового поворота (качания) продольной оси гильзы 1 выполнен в виде размещенной на гильзе 1 или, что идентично, выполненной заодно с гильзой 1 кольцевой втулки
10 со сферической наружной поверхностью, установленной в ответной сферической полости корпуса 11 шарнира, размещенного на кронштейне 12, выполненном с возможностью крепления на опоре (не изображена).
В передней и задней крышках 2, 3 выполнены отверстия (не обозначены) подвода и отвода сжатого газа (воздуха). Кронштейн 12 выполнен с возможностью установки на опоре, соединенной с корпусом транспортного средства (не изображено). Проушина 9 штока 8 выполнена с возможностью взаимодействия с дверью транспортного средства через соответствующий дверной исполнительный механизм. Длина вдоль гильзы 1 и радиус сферической поверхности втулки 10 выбраны из условия обеспечения поворота гильзы 1 в пространстве вокруг вертикальной и горизонтальной осей втулки 10 на угол не менее 7°, т.е. угол поворота может быть и большим. Кронштейн 12 выполнен в виде пластины с отверстиями 13, 14 для крепления, с одной стороны которой размещен корпус 11 шарнира. На поршне установлены тормозные втулки 15, 16.
Монтаж передней и задней крышек 2, 3 на гильзе 1 выполнен при помощи накидных гаек (не обозначены), что позволяет ориентировать отверстия для подвода сжатого воздуха и регулировочных винтов тормозных дросселей 6, 7.
Пневмоцилиндр эксплуатируется следующим образом.
Кронштейн 12 закрепляется на опоре в корпусе вагона метро с помощью крепежных элементов (болтов) в отверстиях 13, 14. Проушина 9 соединяется с дверью вагона.
При подводе сжатого воздуха под давлением 0,05-1 МПа в соответствующее отверстие происходит перемещение (выдвижение или втягивание) штока 8, который передает толкающее или тянущее усилие исполнительному механизму, осуществляющему закрытие или открытие двери вагона.
В конце хода поршня сообщение демпфирующей полости 4 или 5 с полостью гильзы 1 перекрывается тормозной втулкой 15 или 16, и поток сжимаемого воздуха полностью направляется через дроссель 6 или 7, соответственно. Тем самым поршень и шток 8 тормозится в конце хода. Длина тормозного пути составляет, например, 60 мм или более. Регулированием проходного сечения дросселей 6, 7 обеспечивается настройка режима торможения для безударного закрытия (открытия) дверей.
При перемещении дверей невозможно избежать цикличного (периодического) возникновения поворачивающих гильзу 1 составляющих усилия на штоке 8, обусловленных неизбежными погрешностями изготовления, монтажа и температурными деформациями. Если бы гильза 1 не имела бы возможности углового поворота, на ней и на кронштейне 12 возникали бы выворачивающие боковые нагрузки. В результате быстрого износа деформируемых элементов срок эксплуатации привода дверей был бы минимальным.
В заявляемой конструкции при возникновении поворачивающих гильзу 1 составляющих усилия на штоке 8, гильза имеет возможность поворота и/или наклона (качания) в любой плоскости по сферическим поверхностям втулки 10 и корпуса 11 для самоустановки в положение, при котором нагрузка практически сосна штоку 8. По результатам экспериментов, как правило, для этого достаточно поворота гильзы 1 на угол 7° в любой плоскости в трехмерном пространстве. В результате деформация и износ деталей минимальны.
Наличие встроенной внутри цилиндра системы торможения в конце хода (в обе стороны) с оптимальным путем торможения, дроссельной настройкой скорости торможения и плавного останова для осуществления безударной фиксации дверей в крайних положениях и тем самым увеличения срока службы дверных механизмов. Использование сферического шарнирного крепления позволяет компенсировать несоосность силовых нагрузок на дверной механизм и увеличить срок службы пневмоцилиндра и дверного механизма с сохранением жесткости конструкции. Конструкция кронштейна позволяет при установке на вагоне рядом прокладывать технологические коммуникации.
5
При этом расширена зона самоустановки гильзы благодаря выполнению сопрягаемых поверхностей шарнира сферическими, т.е. допускающими поворот в любых плоскостях в трехмерном пространстве, повышена надежность, а также упрощена конструкция шарнира благодаря выполнению его корпуса непосредственно охватывающим гильзу. Ресурс доведен до 400000 м хода поршня или 3×10 двойных ходов поршня (циклов).
Таким образом, создан эффективный пневмоцилиндр двустороннего действия и расширен арсенал пневмоцилиндров для привода дверей транспортных средств.