ГИДРОЦИЛИНДР ДВУСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована, в частности, в гидросистеме зерноуборочных комбайнов.
В народном хозяйстве имеется большой ряд машин с гидравлическими системами (трактора, экскаваторы, погрузчики, гусеничные машины и т.п.). Неотъемлемой частью гидравлических систем является силовой гидроцилиндр, состоящий из корпуса с закрытым по торцам цилиндрическим отверстием, поршня, шток которого выходит наружу и соединяется с нагрузкой, уплотнительных колец штока и поршня, гидравлического демпфера для устранения удара в конце хода поршня (см. Никольский Л.Н. Фрикционные амортизаторы удара М.: Машиностроение, 1964).
Недостатком силовых гидроцилиндров, применяемых в гидросистемах на этих машинах, является то, что конструкция силовых гидроцилиндров не обеспечивает на всем ходе поршня как демпфирования ударных нагрузок при быстром изменении давления в рабочих полостях собственного гидроцилиндра, так и демпфирования на всем ходе поршня передаваемых ударных нагрузок от одного работающего силового цилиндра к другому работающему силовому гидроцилиндру, одновременность работы которых предусмотрена циклограммой работы машины. Наличие ударных перегрузок в силовых гидроцилиндрах гидравлической системы приводит к разрушению машины.
Из описания к опубликованной заявке на выдачу патенту Российской Федерации №2002134465, МПК7 F 15 B 15/261 известен гидроцилиндр двустороннего действия с устройством осевой блокировки, содержащий корпус, закрытый на одном конце дном и на другом конце головкой цилиндра, направляющий поршень, установленный с возможностью скольжения в корпусе, шток, жестко соединенный с направляющим поршнем и проходящий через уплотнение в головке цилиндра, гидравлические средства для перемещения штока и средства механической блокировки штока в заданном выдвинутом положении, причем:
а) корпус имеет две коаксиальные внутренние цилиндрические поверхности с различными диаметрами, соединенные между собой с помощью кольцевого участка в форме усеченного конуса, при этом цилиндрическая поверхность большего диаметра расположена на стороне головки цилиндра, а цилиндрическая поверхность меньшего диаметра служит в качестве направляющей направляющего поршня,
в) на штоке между направляющим поршнем и головкой цилиндра выполнен кольцевой выступ, диаметр которого не превышает диаметра цилиндрической поверхности меньшего диаметра, причем в заданном выдвинутом положении штока указанный выступ расположен напротив цилиндрической поверхности большего диаметра,
с) направляющий поршень содержит средства, устанавливающие гидравлическое сообщение между двумя его торцевыми сторонами,
d) на среднем участке штока, находящемся между направляющим поршнем и кольцевым
выступом, расположен кольцевой поршень, выполненный с возможностью скольжения с плотным контактом по цилиндрической поверхности меньшего диаметра и с возможностью скольжения с плотным контактом на указанном среднем участке штока под действием рабочей жидкости между положением освобождения штока, в котором кольцевой поршень прижимается к направляющему поршню, и положением блокировки, в котором кольцевой поршень прижимается к кольцевому выступу, при этом указанный кольцевой поршень снабжен суженной концевой частью со стороны кольцевого выступа,
е) средства блокировки содержат блокирующие элементы, которые в положении освобождения штока занимают в осевом направлении положение между торцевой стороной выступа и кольцевым поршнем и в радиальном направлении положение между средним участком штока и цилиндрической поверхностью меньшего диаметра, а в положении блокировки занимают в радиальном направлении положение между цилиндрической поверхностью большего диаметра и суженной частью кольцевого поршня и в осевом направлении положение между указанной торцевой стороной выступа и имеющим форму усеченного конуса кольцевым участком корпуса, а также средства для принудительного радиального перемещения указанных блокирующих элементов, отличающийся тем, что суженная часть кольцевого поршня выполнена цилиндрической и заканчивается конической поверхностью, предназначенной для взаимодействия с конической стороной блокирующих элементов с обеспечением их принудительного смещения радиально наружу при воздействии рабочей жидкости на указанный кольцевой поршень в направлении выдвижения штока.
Недостаток такого гидроцилиндра - конструктивная сложность и невысокая технологичность.
Известен гидроцилиндр двухстороннего действия, состоящий из закрытой с двух сторон гильзы, внутри которой размещен шток с установленным на нем поршнем, закрепленным посредством стопорного кольца или гайки (см. «Зерноуброчные комбайны Дон», Москва, Агропромиздат, стр.217, 218, рис.1). Этот гидроцилиндр принят в качестве прототипа. Недостаток прототипа заключается в том, что при перемещении поршня усилие от действия максимального давления рабочей жидкости в штоковой полости или усилия от действия давления рабочей жидкости в бесштоковой полости передается непосредственно на стопорный элемент, посредством которого поршень удерживается на штоке, что может привести к его разрушению.
Технический результат от использования полезной модели является повышение надежности работы гидроцилиндра двустороннего действия.
Указанный технический результат достигается тем, что в гидроцилиндре двухстороннего действия, состоящего из закрытой с двух сторон гильзы, внутри которой помещен шток с установленным на нем поршнем, закрепленным посредством стопорного элемента, ширина поршня больше или равна длине его посадочного места на штоке, при этом расстояние от стопорного элемента до упорного торца на поршне равно или больше такого же расстояния на посадочном месте на штоке.
Стопорный элемент может быть выполнен в виде стопорного кольца, установленного в проточках штока и поршня с обеспечением контакта торца поршня со штоком.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен заявленный гидроцилиндр двустороннего действия в разрезе. Гидроцилиндр содержит гильзу 1, шток 2, поршень 3, крышку с хвостовиком 4, штоковую крышку 5, стопорный элемент 6, нагнетательный штуцер 7, сливной штуцер 8. Зазор между штоком 2 и гильзой 1 образует штоковую полость 9, а внешней поверхностью поршня 3 и внутренней поверхностью гильзы 1 формируется поршневая полость 10. Уплотнительные кольца 11...13 обеспечивают герметизацию штоковой 9 и поршневой 10 полостей. Шток 2 снабжен серьгой 15. Грязезащитное кольцо 16 предназначено для предотвращения попадания абразивных частиц на шток 2. Поршень 3 закреплен на посадочном месте 14 штока 2 с помощью стопорного элемента 6, например, стопорного кольца. Штоковая крышка 5 может соединяться с гильзой 1 резьбовым соединением или с помощью стопорного кольца 17. Ширина В поршня 3 больше длины L посадочного места 14, а расстояние h1 от стопорного элемента 6 до упорного торца 18 на поршне 2 равно или больше расстояния h2 до стопорного элемента 6 торца штока 2, контактирующего с торцом 18 поршня 3.
Гидроцилиндр работает следующим образом:
При подаче рабочей жидкости в штоковую полость 9 через штуцер 8 поршень 3 передвигается вдоль гильзы 1 и перемещает шток 2, с которым он скреплен стопорным элементом 6. Когда поршень 3 достигнет крышки с хвостовиком 4, то вследствие того, что ширина В поршня 3 больше длины L посадочного его места 14 на штоке 2, поршень 3 упрется в торец крышки 2, а поскольку расстояние h1 больше или равно расстоянию h2, то при упоре поршня 3 в крышку 4 исключается передача ударного усилия на стопорный элемент 6. При подаче рабочей жидкости в поршневую полость 10 через штуцер 7 поршень 3, перемещаясь в сторону штоковой крышки 5, передает усилие через свой торец на упорный торец штока 2, что исключает передачу усилий на стопорный элемент 6.
Повышение надежности заявленного гидроцилиндра двустороннего действия достигается за счет исключения ударных воздействий на стопорный элемент, с помощью которого поршень 3 закрепляется на штоке 2. Это обусловлено тем, что при столкновении поршня 3 с крышкой 4 или крышкой 5 ударная нагрузка не передается на стопорный элемент, так как ширина поршня 3 больше длины его посадочного места 14 на штоке 2 (это исключает столкновение штока 2 с крышкой 4), а расстояние от стопорного элемента 6 до упорного торца 18 на поршне 3 больше расстояния от стопорного элемента 6 до упорного торца на посадочном месте 14 при движении поршня 3 к крышке 4, или эти расстояния равны при движении поршня 3 к крышке 5 (это исключает ударное воздействие на стопорный элемент 6 как при движении поршня 3 к крышке 4, так и при движении поршня 3 к крышке 5).