ДВУСТОРОННИЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЦИЛИНДР

Полезная модель относится к области машиностроения и. может использоваться в устройствах для приподнимания и удержания грузов, раздвижения или стягивания элементов конструкций и перемещения различных объектов, преимущественно при аварийно-спасательных и демонтажных работах.
Известен гидравлический инструмент, который может функционировать в режиме двустороннего гидравлического цилиндра, содержащий силовой гидромеханизм (гидроцилиндр) с блоком управления, напорный и сливной рукава и два рабочих рычага, в каждом из которых выполнено два установочных отверстия, через которые он посредством поворотного механизма закреплен на корпусе силового гидромеханизма и кинематически связан с поршнем гидроцилиндра посредством подвижного соединения своими вспомогательными отверстиями с шатунным механизмом (RU 2116872 C1, 1998).
Это устройство позволяет проводить расширение и стяжку элементов конструкций, подъем и перемещение грузов. Однако оно недостаточно надежно, в том числе из-за наличия поворотного механизма.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является гидравлический инструмент, который может функционировать в режиме двустороннего гидравлического цилиндра, содержащий силовой гидромеханизм (гидроцилиндр), снабженный размещенными в нем основным полым поршнем, состоящим из двух частей разного диаметра, меньшая из которых выполнена удлиненной и образует основной шток, и расположенной вдоль продольной оси силового гидромеханизма трубкой связи (его штоковой полости) с блоком управления, напорный и сливной рукава, гидравлически связанные с силовым гидромеханизмом через блок управления, и два подвижных рабочих элемента, первый из которых связан через основной промежуточный элемент с основным штоком силового гидромеханизма (RU 44073 U1, 2005). Подвижные рабочие элементы в этом устройстве выполнены в виде подвижных пластин, снабженных отверстиями для закрепления дополнительных, например, стягивающих элементов,
и зубцами для осуществления перемещения грузов и раздвижения элементов конструкций. Основной промежуточный элемент в этом устройстве выполнен в виде шатунного механизма, обеспечивающего вращательное (поворотное) перемещение подвижных пластин. Трубка связи штоковой полости с блоком управлением закреплена одним концом в блоке управления, а другим входит в штоковую полость. В подвижных пластинах выполнены спиралевидные канавки, заполненные смазкой. Двустороннее действие устройства связано с перемещением подвижных пластин в противоположные стороны.
Это устройство более надежно и может использоваться при аварийно-спасательных и демонтажных работах, например, для подъема, удерживания, перемещения и стягивания грузов и деформации элементов строительных конструкций. Однако его эксплуатационная эффективность недостаточно высока, что связано с недостаточно высоким развиваемым толкающим (раздвигающим) усилием, обусловленным конструкцией силового гидромеханизма, и недостаточной устойчивостью, особенно в условиях высоких нагрузок, что обусловлено выполнением промежуточного элемента в виде малоустойчивого к нагружению шатунного механизма.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании двустороннего гидравлического цилиндра, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в повышении эксплуатационной эффективности двустороннего гидравлического цилиндра.
Это достигается тем, что двусторонний гидравлический цилиндр, содержащий силовой гидромеханизм, снабженный размещенными в нем основным полым поршнем, состоящим из двух частей разного диаметра, меньшая из которых выполнена удлиненной и образует основной шток, и расположенной вдоль продольной оси силового гидромеханизма трубкой связи с блоком управления, напорный и сливной рукава, гидравлически связанные с силовым гидромеханизмом через блок управления, и два подвижных рабочих элемента, первый из которых связан через основной промежуточный элемент с основным штоком силового гидромеханизма, содержит расположенный соосно основному дополнительный полый поршень, выполненный аналогично основному, при этом второй рабочий элемент механически связан через дополнительный
промежуточный элемент с дополнительным штоком, основной и дополнительный промежуточные элементы выполнены каждый в виде снабженного пробкой наконечника, установленного герметично в первом и втором торце силового гидромеханизма соответственно с возможностью их возвратно-поступательного движения в противоположные стороны один относительно другого вдоль продольной оси силового гидромеханизма, трубка связи с блоком управления снабжена в своей центральной части отверстием и размещена с зазором относительно внутренней поверхности основного и дополнительного штоков, а блок управления размещен на снабженном отверстием связи с блоком управления герметичном корпусе, установленном на боковой поверхности силового гидромеханизма в его центральной части. В силовом гидромеханизме вдоль продольной оси герметичного корпуса может быть размещена опорная шайба с выполненными в ней поперечным отверстием связи с блоком управления и осевым отверстием под герметично вставленную в него трубку связи с блоком управления. Между каждым из штоков и внутренней стенкой силового гидромеханизма может быть установлена герметично букса, закрепленная посредством гайки на соответствующем торце силового гидромеханизма. Первый и второй рабочие элементы могут быть выполнены съемными.
На фиг.1 показан общий вид двустороннего гидравлического цилиндра с управляющим элементом в виде рукоятки. На фиг.2 показан общий вид двустороннего гидравлического цилиндра с управляющим элементом в виде маховичка. На фиг.3 показана конструкция двустороннего гидравлического цилиндра в разрезе.
Двусторонний гидравлический цилиндр в его преимущественном конструктивном выполнении содержит силовой гидромеханизм (гидроцилиндр) 1 с блоком управления 2, управляющий элемент 3 которого выполнен в виде рукоятки (фиг.1) или маховичка (фиг.2), напорный 4 и сливной 5 рукава. Он содержит также два подвижных рабочих элемента, первый из которых 6 размещен со стороны первого торца силового гидромеханизма 1. Напорный 4 и сливной 5 рукава гидравлически связаны с силовым гидромеханизмом 1 через блок управления 2. Первый подвижной рабочий элемент 6 может быть выполнен, например, в виде упора 7 (как показано на фиг.1, 2,3), насадки с крюком, клина, пяты и др. Силовой
гидромеханизм 1 снабжен размещенным внутри него основным полым поршнем 8, состоящим из двух частей разного диаметра, меньшая из которых выполнена удлиненной и образует основной шток 9, например диаметром 38 мм. Большая по диаметру часть 10 может иметь, например, диаметр 50 мм. Вдоль продольной оси силового гидромеханизма 1 расположена трубка 11 связи штоковой полости 12 с блоком управления 2. Трубка 11 размещена с зазором относительно внутренней поверхности основного штока 9. Внешний диаметр трубки 11 может составлять, например, 10 мм, внутренний - 3,5-4 мм, внутренний диаметр основного штока 9 может составлять 23 мм. Первый подвижной рабочий элемент 6 механически связан с основным штоком 9 через основной промежуточный элемент, который выполнен в виде снабженного пробкой 13 основного наконечника 14, установленного герметично в первом торце силового гидромеханизма 1 с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль продольной оси силового гидромеханизма 1. Трубка 11 связи с блоком управления 2 одним из своих концов 15 входит в полость основного наконечника 14. Блок управления 2 размещен на герметичном корпусе 16, установленном на боковой поверхности силового гидромеханизма 1 у его второго торца и закрепленном, например, посредством стопорных винтов 17. В герметичном корпусе 16 выполнен канал (отверстие) 18, соосный каналу (отверстию) 19 в силовом гидромеханизме 1. В силовом гидромеханизме 1 вдоль продольной оси герметичного корпуса 16 может быть размещена опорная шайба 20 с выполненным в ней поперечным отверстием связи с блоком управления 2, соосным с отверстиями связи с блоком управления 2, выполненными в герметичном корпусе 16 и силовом гидромеханизме 1 так, что они образуют единый канал (отверстие) 21. В опорной шайбе 20 выполнено также осевое отверстие 22 под герметично вставленную в него трубку 11, снабженную отверстием 23. Опорная шайба 20 служит опорой трубки 11 и одновременно распределительным механизмом. Конструктивно этот элемент может быть выполнен и иным образом. Между основным штоком 9 и внутренней стенкой силового гидромеханизма 1 может быть установлена герметично букса 24, которая крепится, например, гайкой 25. Конструктивно обеспечение герметичности и надежного упора основного штока 9 может быть выполнено и иным образом. В герметичном корпусе 16 имеется полость 26, силовой гидромеханизм 1 имеет,
помимо штоковой полости 12, поршневую полость 27, в основном поршне 8 имеются отверстия 28, у торца основного наконечника 14 имеется полость 29. Соосно основному полому поршню 8 по другую сторону опорной шайбы 20 размещен выполненный аналогично основному 8 дополнительный полый поршень 30 с дополнительным штоком 31, связанным механически через дополнительный промежуточный элемент, аналогичный основному, со вторым подвижным рабочим элементом 32. Т.е. второй подвижный рабочий элемент 32 связан с дополнительным штоком 31 также, как первый подвижный рабочий элемент 6 с основным штоком 9. Второй подвижный рабочий элемент 32 закреплен на снабженной пробкой 33 дополнительном наконечнике 34, установленном герметично во втором торце силового гидромеханизма 1 с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль его продольной оси в противоположную сторону относительно перемещения основного наконечника 14. Трубка 11 своим вторым концом входит в полость дополнительного наконечника 34. Герметичный корпус 16 установлен на боковой поверхности силового гидромеханизма 1 в его центральной части. Между дополнительным штоком 31 и внутренней стенкой силового гидромеханизма 1 может быть установлена букса 35, аналогичная буксе 24, закрепленная посредством гайки 36 на втором торце силового гидромеханизма 1. В дополнительном полом поршне 30 имеются отверстия 37, аналогичные отверстиям 28. У торца дополнительного наконечника 34 имеется полость 38, аналогичная полости 29. Первый 6 и второй 32 рабочие элементы могут быть выполнены съемными. Устройство, как правило, содержит также манжеты, сальники или муфты, установленные в соответствующие места сопряжении его элементов для обеспечения необходимых условий герметичности. Описанная выше конструкция является предпочтительным вариантом воплощения устройства, хотя могут быть и иные технические решения, как указывалось выше, касающиеся его выполнения в частных случаях.
Двусторонний гидравлический цилиндр работает следующим образом. Устройство стыкуется с источником давления, например, СГС-1-80ДХ, СГС-2-80ДХ и др. При повороте управляющего элемента 3 (маховичка или рукоятки) масло от источника давления через напорный рукав 4 подается в блок управления 2, откуда оно попадает в полость 26, из которой через каналы 18, 19 протекает в
поршневые полости 27. Полые поршни 8 и 30 выдвигаются, производя работу. Одновременно вытесненное масло из штоковой полости 12 основного полого поршня 8 и аналогичной штоковой полости дополнительного полого поршня 30 попадает через отверстия 28, 37, полости 29, 38, трубку 11, отверстия 23 и 21 в блок управления 2, а оттуда через сливной рукав 5 обратно в бак источника давления. Происходит цикл - раздвижение, при этом подвижные рабочие элементы 6, 32 выдвигается. При повороте управляющего элемента 3 в обратную сторону масло от источника давления через напорный рукав 4 подается в блок управления 2. Из блока управления 2 масло с рабочим давлением через отверстия 21, 23, трубку 11, полости 29, 38 и отверстия 28, 37 попадает в штоковую полость 12 основного полого поршня 8 и аналогичную штоковую полость дополнительного полого поршня 30. Полые поршни 8, 30 задвигаются, производя работу. Одновременно вытесненное масло из поршневой полости 27 основного полого поршня 8 и аналогичной поршневой полости дополнительного полого поршня 30 попадает через каналы 19, 18, полость 26 в блок управления 2, а оттуда через сливной рукав 5 обратно в бак источника давления. Происходит цикл - стягивание, при этом подвижные рабочие элементы 6, 32 вдвигаются.
Описанная конструкция двустороннего гидравлического цилиндра обеспечивает его высокую эксплуатационную эффективность, что связано с высокой надежностью устройства, в том числе при работе в условиях повышенных нагрузок, обусловленной простотой конструкции, в том числе - отсутствием поворотных элементов, сведением к минимуму количества контактирующих поверхностей подвижных элементов, отсутствием таких элементов как возвратные пружины и т.п. Повышение эксплуатационной эффективности устройства связано также с возможностью развивать значительные рабочие усилия, передаваемые непосредственно на подвижные рабочие элементы 6, 32.
2
Пример реализации. Двусторонний гидравлический цилиндр с двумя штоками типа ЦГС-2/80 предназначен преимущественно для приподнимания и удержания грузов, раздвижения или перемещения. Максимальное рабочее давление составляет 800 кг/см. Ход штока - 2×270 мм, максимальное толкающее усилие - 140 кН, максимальное тянущее усилие - 55 кН. Масса устройства составляет 19,3 кг.
Двусторонний гидравлический цилиндр, выполненный в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с известными аналогичными устройствами.