Гидроцилиндр

 

ГИДРОЦИЛИНДР, содержащий корпус , крышку, рабочий поршень, шток со стаканом и встроенный механизм фиксации поршня, выполненный в виде, самотормозящейся резьбовой пары, винт которой связан с приводом вращения , а гайка закреплена на штоке, отлича. ющийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, он снабжен дополнительным винтом с подпружиненным поршнем, подвижно ус-тановленным в крышке концентрично ра бочему поршню, и планетарным редуктором , солнечная шестерня которого жестко прикреплена к винту самотор-. мозящейся пары, коронная шестерня - к крышке, а водило с сателлитами к дополнительному винту, при этом винт самотормозящейся пары установлен в корпусе подвижно и снабжен упорным буртом, а на крышке выполнены два упорных пояса для взаимодействия с упорным буртом, причем стакан снабжен дополнительной гайкой, образующей с дополнительным винтом несамотормо-: «g зящуюся резьбовую пару.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5п F 15 В 15/26 й(1ГS 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3580424/25-06 (22) 16.04. &3 (46) 07.06.84. Бюл. Р 21 (72) В,М.Соболев, В,Н.Ходяков, В .И .Жуненков, Н.A ..Гузев, П .В .Рыжков, В.Н.Шамайко и Г.Д.Вавилин (53) 6 21. 225 (088 „8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 643674, кл. F 15 В 15/26, 1976. (54 } (57) ГИДРОЦИЛИНДР, содержащий корпус, крышку, рабочий поршень, шток со стаканом и встроенный механизм фиксации поршня, выполненный B виде, самотормоэящейся резьбовой .пары, винт которой связан с приводом вращения, а гайка закреплена на штоке, отличающийся тем, что, с

„„SU„„0 6412 А целью повышения надежности в работе, он снабжен дополнительным винтом с подпружиненным поршнем, подвижно ус-тановленным в крышке концентрично ра,бочему поршню, и планетарным редуктором, солнечная шестерня которого жестко прикреплена к винту самотор-: ьюзящейся пары, коронная шестерня к крышке, а водило с сателлитами к дополнительному винту, при э ом винт самотормоэящейся пары установлен в корпусе подвижно и снабжен упорным буртом, -а на крышке выполнены два упорных пояса для взаимодействия с упорным буртом, причем стакан снабжен дополнительной гайкой, образующей с с дополнительным винтом несамотормо-: .щ эящуюся резьбовую пару..<.096412

Изобретение относится к машинострое нию, а именно к исполнительным механизмам гидроприводов, требующим фик—

> сацию поршня в любом положении штока гидроцилиндра, и може: быть использовано в различных областях техники, например, в подъемно-транспортнь.х устройствах для поднятия и удержания груза в любом положении.

Известен гидроцилиндр, содержащий корпус, крышку, рабочий поршень, шток >О со стаканом и встроенный механизм фиксации поршня, выполненный в виде самотормозящейся резьбовой пары, винт которой связан с приводом вращения, а гайка закреплена на штоке (1 >. 15

Недостатком данного гидроцилиндра является низкая надежность его работы иэ-за воэможности заклинивания самотормозящейся пары при колебаниях или нагрузке или самой системы подъе- >г,, ма, так как винт при своем вращении должен стемиться обгонять шток, а при движении штока рывками от колебаний нагрузки или системы последний увлекает гайку до упора в другую сторону профиля винтовой нарезки и под дей.: ствием рабочей жидкости прижимает винт и гайку с усилием, развиваемым гидроцилиндром,что приводит к остановке вращения винта.

Цель изобретения — повышение надежности работы гидроцилиндра.

Указанная цель достигается тем„ что гидроцилиндр, содержащий корпус, крышку, рабочий поршень, шток со стаканом и встроенный механизм фиксации поршня, выполненный в виде самотармоэящейся реэьбовой пары, винт которой связан с приводом вращения, а гайка закреплена на штоке, снабжен дополнительным винтом с подпружинен- 4О ным поршнем, подвижно установленным в крышке концентрично рабочему поршню, и планетарным редуктором, солнечная шестерня которого жестко прикреплена к винту самотормозящейся пары, >45 коронная шестерня — к крышке, а водило с сателлитами — к дополнительному винту, при этом винт самотормозящейся пары установлен в корпусе подвижно и снабжен упорным буртом, а на крышке выполнены два упорных пояса для взаимодействия с упорным буртом, причем стакан снабжен дополнительной гайкой, образующей с дополнительным винтом несамотормозящуюся реэьбовую пару, На фиг, 1 представлен гидроцилиндр„ продольный разрез; на фиг. 2 — гидроцилиндр со ступенчатым дополнительным поршнем, продольный разрез. 60

Гидроцилиндр содержит корпус 1, крышку 2, рабочий поршень 3, шток 4 с цилиндрическим стаканом 5 и встроенный механизм фиксации, выполненный в вице самотормозящейся резьбовой па-gg ры б, винт 7 которой связан с приводом 8 вращения, а гайка 9 закреплена на штоке 4„ B корпусе 1 размещен дополнительный винт 10 с поджатым пружиной 11 поршнем 1?, подвижно размещен планетарный редуктор 13,солнечная шестерня 14 которого посредством втулки 15 жестко прикреплена к винту

7 самотормозящейся пары б. Коронная шестерня 1б редуктора 13 неподвижнo установлена в крышке 2, а водило 17 с сателлитамн 18 прикреплено к дополнительному винту 10. Винт 7 устанолен в корпусе 1 подвижно и снабжен упорным буртом 19, а на крышке 2 выполнены два упорных пояса 20 и 21 для взаимодействия с упорным буртом. Стакан 5 снабжен дополнительной гайкой

22, образующей с дополнительным вин— том 10 несамотормозящун>ся резьбовую пару 23,. Поршень 12 за4>иксирован от осевых перемещений относительно дополнительного винта 10 >к>дшипника 24.

Винты 10 и 7 в свою очередь центрируются по оси гидроцилиндра подшипниками 25 и 26.

На поршне 12 установлен плавающий поршЕнь 27 с образованием полостей

28, 29 и 30 управления . Для подачи рабочей жидкости в корпусе 1 образованы поршневая 31 и штоковая 32 рабочие полости .

1"идроцилиндр работает следующим образом, При необходимости преодоления нагрузки, приложенной к штоку 4 порш— ня 3, жидкость под давлением подают в полость 28 управления. При этом поршень 12, установленный через под" шипник 24 на винте 10,остается неподвижным, так как усилие, которое способен развить поршень 12, задают такое, что его недостаточно для того, чтобы винт 10 несамотормоэящейся па. ры ?3 повернул вин- 7,,связанный с ним через планетарный редуктор 13 и нагру>кенный внешней нагрузкой.

После годвода жидкости в горшневую полость 31 гидроцилиндра и создания в ней давления, достаточного ,цля преодоления внешней нагрузки, поршень 3 вместе со штоком 4 и стаканом 5 начинает перемещаться, осуществляя разгрузку винта 7. В результате этого поршень 12 под действием давления жидкоoòè в полости

79 переместится до упора в плавающий поршень 27, площадь которого больше площади поршня 12, и винт 10, переместившись вниз относительно гайки 22, повернется и заставит через планетарный редукте>р 13 повернуться винт 7, который переместится вниз относительно гайки 9, При этом бурт

19 винта 7 устачовится в среднем положении между поясами 20 и 21 крышки 1.

При дальнейшем выдзижении под действием давления жидкости в поршневой

1096412 полости 31 штока 4 с поршнем 3 и стаканом 5 винт 10 несамотормоэящейся пары 23, взаимодействуя с движущейся вместе с поршнем 3 гайкой 22, приводится во вращение вместе с закрепленным на нем водилом 17 и сателлитами 18, которые, обкатываясь по неподвижно устновл...ной в крышке 2 коронной шестерне 16, приводит во вращение солнечную шестерню 14 вместе с цилиндрической втулкой 15 и винтом который отслеживает перемещение поршня 3 синхронно, так как передаточное отношение планетарного редуктора 13 равно отношению шагов винтов

10 и 7. 15

При достижении поршнем 3 заданного положения прекращают подачу рабочей жидкости в поршневую полость 31 гидроцилиндра, а полость управления

28 соединяют со сливом. В результате 7п этого поршень 3 остановится, а поршень 12 под действием пружин 11 переместит вверх винт 10, который, взаимо-действуя с гайкой 22, повернется и повернет винт 7 относительно неподвижной гайки 9 до упора его бурта 19 в пояс 20 крышки 2, что ведет к восприятию самотормозящимся винтом 7 внешней нагрузки.

При этом свободный ход (люфт) в планетарном редукторе 13 и несамотормоэящейся паре б, выбранный большим деформации винта 7 при его нагруже— нии внешней нагрузкой, обес ечивает отключение привода вр .щения 6 винта ся

7 на малом перемещении вниз крышки

2 с корпусом 1 относительно поршня 3.

Так обеспечивается надежное фиксирование поршня в заданном положении.

При втягивании штока 4 вначале жидкость под давлением подают в по- 40 лость 28 управления. При этом под действием поршня 12 винт 10, выбрав свободный ход (люфт) в приводе вращения 8, стремится повернуть винт 7 и установить его бурт 19 в среднее положение между поясами 20 и 21. Однако винт 7 остается неподвижным, так как усилия, развиваемого поршнем 12, недостаточно, чтобы винт 10 повернул винт 7. 50

3 ат ем жидк ость н а малый пр омежу ток времени подается в поршневую полость

31 гидроцилиндра. В этот момент происходит разгрузка винта 7 от действия внешней нагрузки, и, следователь-55 но, его растормаживание. В результате этого поршень 12 под действием давления жидкости в полости 28 переместится до упора в плавающий поршень 27, и винт 10, переместившись вниз отно- 60 сительно гайки 22, повернет винт 7, который переместится вниз относительно гайки 9. При этом бурт 19 установится в среднем положении между поясами 20 и 21 крышки 1.

Шток 4 получает возможность втя гиваться после переключения подачи жидкости из поршневой 31 полости в штоковую 32 и дросселирования жидкости иэ поршневой полости 31, При этом винт 10, взаимодействуя с движущейся вместе с поршнем 3 гайкой 22, приводит винт 7 во вращение в сторону, соответствующую втягиванию штока 4 . Фиксация поршня 3 происходит в порядке, описанном выше.

В случае заклинивания привода вращения происходит амортизация винта 10 за счет полости 28, предотвращающая поломку привода 8 вращения, При выдвижении штока 4 гайка 22 потянет за собой заклиненный винт 10, а вместе с ним поршень 12 и плавающий поршень 27, вытесняющий жидкость из полости 28 до тех пор, пока прекративший вращаться винт 7 не упрется своим буртом 19 в пояс 21 крышки 2 и не нагрузится усилием, развиваемым гчдроцчлиндром

При втягивании штока 4 гайка 22 движется вместе с заклиненным винтом

10 и поршнем 12, вытесняющим жидкость иэ полости 28 до тех пор, пока прекративший свое вращение винт 7 не упрется своим буртом 19 s пояс 20 и не нагрузится внешней нагрузкой.

В 3TIIx cog IBIIx привод 8 вращения н а I-oy KB ется допустимым по условиям прочности усилием, действующим на †.оршень 12 со стороны полости 28.

B,с"лучае отказа автомата блокировки в крайнем выдвинутом положении штока 4, когда поршень 3 упрется . корпус 1, торец гайки 22 подойдет вплотную к тооцу подшипника 25, так как расстояние между ними равно ходу поршня 3, и при сливе жидкости из полости 28 управления винты 10 и 7 остаются не."одвижными, т.е. фиксация

-, epìíII в крайнем выдвинутом положени..; не произойдет, что исклшчает закли як Вание hIexaIIè Çhÿ фик сацкч IIcpIIIII я

3 . Фи к с аци я поршн я н асту пает при просадке корпуса 1 гидроцилиндра из

; -.айнего выдвинутого положения штока на осевой зазор между буртом 19 и поясом 20„. необходимый для обеспечения включения в работу привода 8 вращения при сливе жидКости из полости 28 управления.

Понятно„ что и в крайнем сложен- ном положении штока заклинивание самотормозящейся пары винт — гайка не произойдет.

Описанная выше конструкция обеспе ивает фиксацию штока с поршнем в кор-. пусе гидроцилиндра без просадки гидроцилиндра от внешней нагрузки, так как площади поршня 18 со с-,îðîíû поршневой полости равны между собой.

В случаях же, когда незначительная просадка гидроцилиндра допустима, 1096412 возможно несколько иное исполнение, например, и-менение сис-емы управления винтом 10 несамотормозящейся па-ы, как показано на фиг, 2.

В этом случае несколько упрощается конструкция гидроцилиндра и умень-- шаются габариты механизма управления.

Конструкция гидроцилиндра (фиг. 2) отличается тем, что поршень 12 имеет три различающихся диаметра c: уплотнениями и образует с плавающим поршнем 27,. площадь которого больше наибольшей площади поршня 12, и крышкой 2 две связанные между собой полости 28 и 30 управления и др:=-"важную полость 29. 1 э

Для обеспечения выдвижения штока

4 рабочая жидкость подается :: поршневую полость 31 гидроцилиндра и в полости 28 и 30. При этом происходит включение привода 8 вращения в рябо- о ту с установкой бурта 19 в среднее положение между поясами 20 и 21 и выдвижение штока происходит подобно описанному выше.

При необходимости фиксации поршня гидроцилиндра в заданном положении поршневую полость 31 замыкают, а полости 28 и 30 соединяют со сливом.

8 этом случае под воздействием сил давления рабочей жидкости со стороны поршневой полости 31 ор".аень 12 2вследствие разности своих диаметров перемещается и тянет за собой винт 10 несамотормозящейся пары 23„ который через планетарный редуктор 13 вращает DHHT 7, перемещающийся в гайке 9 до упора своим буртом 19 в пояс 20 кр1 ю1ки 2, В результате уменьшения обьема поршневой полости 31 эа счет перемещения поршня 12 происходит осадка гндроцилиндра на величину, пропорциональную величине перемещения поршня

2 н отношению рабочих площадей порш— ня 7 со стороны поршневой полости

3» и поршня 3, Так как площадь поршня 2 значительно меньше площади поршня 3, то осадка гидроцилиндра составляет незначительную величину.

Псря,док работы гидроцилиндра при складывании штока 4 и заклинивании привода 8 вращения винта 10 пройскодит подобно описанному выше. выполнение гидроцилиндра с механизмом фик=-ации и приводом вращения винта с помощью несамотормозящейся пары винт-гайка и планетарного редуктсра:- оэволяет повысить надежность и ресурс работы гидроцилиндра при различных условиях er o нагружения,. ис-. ключает воэможность заклинивания штока при несрабатывании автомата блокировки в крайних полржениях поршня гидроцилиндра, упрощает конструкцию, так как исключен посторонний привод вращения и нет необходимости изолировать загруженную лишь собственным весом иинта самотормоэящуюся пару, не требующую органиэации отдельной системы смазки„ а также уменьшает габаритные размеры и. вес гидроцилиндра эа счет использования всего его сечения для раэ вития заданного усилия гидро цилиндра.

1096412

27

1Ф

11

12

Ю

20 >

1У

1S

Е/

23

27

Заказ 3 70/25 Тираж бб7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Составитель М,Стыскин

Редак тор Е . Кривина Техред Т. Дуби нча к Корректор С „Шекмар