Устройство фиксации штока цилиндра

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к пневмоцилиндрам двустороннего действия с односторонним штоком и предназначена для препятствия самопроизвольного выдвижения штока, вследствие колебаний вагона или утечки воздуха из полостей цилиндра.
Известны пневмоцилиндры по ГОСТ 15608-81 поршневые стационарные предназначенные для преобразования энергии сжатого воздуха в возвратно-поступательное движение штока. При подаче сжатого воздуха в одну из полостей цилиндра и соединения другой полости с атмосферой, поршень вместе со штоком перемещается, создавая толкающее или тянущее усилие (https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294836/4294836551.pdf).
Недостатком технического источника является возможность самовыдвижения штока цилиндра вследствие воздействия собственных инерционных сил, или инерционных сил сопрягаемых деталей и узлов, под действием колебаний вагона в направлении движения штока, приводящая к смещению точки зацепления цилиндра, нарушению кинематической схемы и нарушению работоспособности механизма, использующего данный цилиндр.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание пневмоцилиндра двустороннего действия с односторонним штоком повышенной надежности за счет введения устройства фиксации штока.
Технический результат заключается в обеспечении возможности фиксации штока цилиндра от самопроизвольного его выдвижения.
Технический результат достигается тем, что устройство фиксации штока цилиндра содержит шток и фланец, закрепляемый на передней крышке цилиндра, согласно полезной модели шток имеет бурт, а фланец содержит проточку с тремя отверстиями, куда установлены фиксирующие шарики и зажимное кольцо.
В устройстве могут быть использованы шарики одного диаметра.
В устройстве высота бурта штока может находиться в диапазоне 0,1 – 0,49 диаметра шариков.
В устройстве количество отверстий с шариками может быть более трех.
В устройстве шарики могут быть выполнены из стали.
В устройстве шарики могут быть выполнены из цветного металла.
В устройстве шарики могут быть выполнены из композитного материала.
Признаками полезной модели являются
устройство фиксации штока цилиндра содержит шток,
шток имеет бурт,
фланец, закрепляемый на передней крышке цилиндра,
фланец имеет зажимное кольцо с проточкой из трех отверстий для установки фиксирующих шариков.
Признаки 1, 3 являются общими с прототипом, признаки 2, 4 отличительным от него.
Полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид цилиндра;
на фиг. 2 - устройство фиксации штока, расположенное на виде А фиг. 1.
Устройство фиксации штока цилиндра содержит шток 1 с буртом 1.1, фланец 2, закрепляемый на передней крышке цилиндра через отверстия 4, и имеющий проточку из трех отверстий для установки фиксирующих шариков 5, а также зажимное кольцо 3. Высота бурта 1.1 штока 1 рассчитана таким образом, что преодоление усилием бурта 1.1 на шарики 5 зажимной силы кольца 3 происходит при заданном давлении.
Расчётным методом выведена оптимальная высота бурта 1.1 штока 1 равная 0,1 – 0,49 диаметра шариков 5. При использовании более высокого бурта, т.е. более 0,49 диаметра шариков, может привести к заклиниванию штока, а менее 0,1 диаметра шариков использовать нецелесообразно, так как снижение эффективности удержания штока стремится к параметрам ложного срабатывания.
Минимальное количество шариков, обеспечивающее отсутствие перекоса штока – 3 штуки, использование большего количества шариков приводит к распределению нагрузки от шариков на шток, но, в то же время, увеличивает себестоимость узла.
С целью уменьшения износа штока, шарики могут быть выполнены из более мягкого материала, например цветного металла, композитного материала или стали меньшей твердости.
Полезная модель работает следующим образом.
При поступлении воздуха давлением ниже рабочего в заднюю полость цилиндра шарики 5 удерживают шток 1 от самовыдвижения, исключая ложное срабатывание механизма, например механизма разгрузки вагона-хоппера, где исключается несанкционированное открывание крышек разгрузочных люков. Шарики 5 в отверстиях удерживаются зажимным кольцом 3. Прохождение штока через шарики путем разжимания ими зажимного кольца происходит при давлении, рассчитанном на удержание штока от действия инерционных сил. В данном случае давление срабатывания для штока составляет 0,2 МПа при рабочем давлении цилиндра 0,5 – 0,6 МПа. Иными словами, заявленное решение обеспечивает возможность фиксации штока цилиндра от самопроизвольного его выдвижения.
Заявляемая конструкция устройства фиксации штока цилиндра промышленно применима, так как может быть изготовлена промышленным способом с использованием известных материалов, средств и методов.