ГИДРОЦИЛИНДР ПЛУНЖЕРНЫЙ
PLUNGER HYDRAULIC CYLINDER

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в подъемно-транспортных механизмах и другом гидрофицированном оборудовании.
Гидроцилиндры плунжерного типа в отличие от гидроцилиндров поршневого типа более надежны и значительно менее трудоемки в изготовлении, что обусловливается отсутствием поршня с уплотнениями, а также в связи с тем, что гильзу (внутреннюю поверхность цилиндра) нет необходимости точно и чисто обрабатывать, т.к. отсутствует дорогостоящая операция нанесения хромированного покрытия с последующей шлифовкой.
В гидроцилиндрах поршневого типа направление движения штоку задается направляющей втулкой и самим поршнем, скользящим по поверхности гильзы (цилиндра). Поскольку в гидроцилиндрах плунжерных поршень отсутствует, то направление движения штоку (плунжеру) будет задаваться исключительно направляющей втулкой, что налагает дополнительные требования к последней.
Достаточная длина направляющей втулки эффективно компенсирует возможные перекосы плунжера от воздействия поперечных нагрузок и, как, следствие, уменьшает износ, однако это увеличивает осевые габариты.
Известен гидроцилиндр плунжерного типа, например, по а.с. на изобретение SU №544778, F15B 15/14, 1977.01.30, содержащий корпус, плунжер, направляющую втулку и поджимной элемент (выполняет функции передней крышки), уплотнения (не показаны).
В данном гидроцилиндре задача уменьшения износа и повышения срока службы гидроцилиндра решается путем использования в конструкции специального узла, установленного на конце плунжера и контактирующего с внутренней поверхностью цилиндра.
Недостатки данного технического решения заключаются в следующем:
- сложность конструкции гидроцилиндра в связи с наличием специального узла;
- большая трудоемкость изготовления;
- использование специального узла увеличивает габариты гидроцилиндра.
Известен гидроцилиндр плунжерный, патент RU №2170859, F15B 15/14, F16J 1/00, 2001.07.20, содержащий корпус, плунжер (шток), направляющую втулку с уплотнением, поджимную гайку. Данный гидроцилиндр плунжерный принимаем за прототип.
Недостатки данной конструкции гидроцилиндра:
- увеличение осевых габаритов гидроцилиндра. /Уменьшение износа в паре плунжер-направляющая втулка обеспечивается достаточной длиной направляющей втулки, которая компенсирует возможные перекосы от воздействия поперечных нагрузок на плунжер. Однако увеличение длины втулки, при сохранении необходимого хода гидроцилиндра, ведет к увеличению осевых габаритов гидроцилиндра, что в определенных условиях недопустимо/;
- ухудшение уплотнительного эффекта при малых давлениях. /Т.к. при данной компоновке размещения уплотнительного элемента плунжера затруднен подвод давления к нему, что и ухудшит уплотнительный эффект при малых давлениях/.
Техническая задача, решаемая данным изобретением - повышение срока службы гидроцилиндра плунжерного путем уменьшения износа в паре плунжер - направляющая втулка.
Для решения поставленной технической задачи в гидроцилиндре плунжерном, содержащем корпус, плунжер, направляющую втулку, поджимную гайку, уплотнение, грязесъемник, наружная поверхность направляющей втулки выполнена в виде ступенчатого цилиндра с образованием бурта, взаимодействующего с торцем поджимной гайки, при этом внутренняя расточка поджимной гайки охватывает с радиальным зазором наружную поверхность направляющей втулки меньшего диаметра с образованием полости для размещения грязесъемника.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что наружная поверхность направляющей втулки выполнена в виде ступенчатого цилиндра с образованием бурта, взаимодействующего с торцем поджимной гайки, внутренняя расточка поджимной гайки охватывает наружную с радиальным зазором поверхность направляющей втулки меньшего диаметра с образованием полости для размещения грязесъемника.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволило сделать вывод о соответствии решения изобретательскому уровню.
На фиг.1 изображен гидроцилиндр плунжерный, общий вид.
На фиг.2 изображен фрагмент общего вида (вид А на фиг.1) для пояснения механизма взаимодействия направляющей втулки с поджимной гайкой.
Гидроцилиндр плунжерный содержит корпус 1, плунжер 2, направляющую втулку 3, уплотнение 4, поджимную гайку 5, грязесъемник 6. Направляющая втулка 3 выполнена из антифрикционного материала, например из бронзы. Наружная поверхность направляющей втулки 3 содержит наружную поверхность 7 (большего диаметра) и наружную поверхность 8 (меньшего диаметра), т.е. наружная поверхность выполнена в виде ступенчатого цилиндра с образованием бурта 9. Бурт 9 направляющей втулки 3 контактирует с торцем 10 поджимной гайки 5. Поджимная гайка 5 содержит внутреннюю расточку 11, которая охватывает с радиальным зазором «Б» наружную поверхность 8 (меньшего диаметра) направляющей втулки 3 с образованием полости 12 для размещения в ней грязесъемника 6. Герметизация плунжера 2 в направляющей втулке 3 происходит с помощью уплотнения 4, расположенного в непосредственной близости от внутренней полости корпуса 1, что обеспечивает качественный подвод давления к уплотнению 4, и соответственно уплотнительный эффект повысится. Наличие радиального зазора «Б» дает возможность упростить изготовление и сборку гидроцилиндра путем исключения жестких требований по геометрии и взаиморасположению поверхностей 8 и 11.
После подачи масла под давлением во внутреннюю полость корпуса 1 плунжер 2 перемещается вместе с присоединенными к плунжеру частями (не показаны) вправо (по чертежу), обратный ход плунжера 2 происходит под воздействием внешней нагрузки.
Таким образом, увеличение длины направляющей втулки в данном техническом решении предложено за счет рационального размещения части направляющей втулки в пространстве, занимаемом поджимной гайкой, что позволяет ~ на 25÷30% увеличить ее длину без увеличения осевых габаритов гидроцилиндра и его массы и, как следствие, повысить срок службы гидроцилиндра.