Гидроцилиндр

 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при конструировании гидроцилиндров с механическими замками для фиксации подвижных частей. Цель изобретения - увеличение долговечности. Гидроцилиндр содержит корпус (К) 1, поршень со штоком (ПШ) 2 и механический замок, образованный шариками (Ш) 3, установленными в радиальных отверстиях (РО) 4, ПШ 2 с возможностью взаимодействия с кольцевой проточкой (КП) 5 К 1 и втулкой (В) 6, установленной подвижно относительно ПШ 2, в котором со стороны передачи нагрузки на Ш 3 выполнены сквозные пазы (СП), сопрягаемые с контуром РО 4 под Ш 3 и направленные вдоль продольной оси ПШ 2, причем предельная длина СП определяется соотношением L≤1,57√E<SP POS="POST">.</SP>J<SB POS="POST">мин</SB>/σ<SB POS="POST">пц</SB><SP POS="POST">.</SP>F, где E - модуль упругости материала штока, J<SB POS="POST">мин</SB> - наименьший из главных моментов инерции сечения элемента между пазами, σ<SB POS="POST">пц</SB> - предел пропорциональности материала штока, F - площадь сечения элемента между пазами. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„1560841 (51)5 F 15 В 15 26

ОПИСАНИЕ ИЗО РЕ ЕНИД

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ч 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4441633/31-29 (22) 20.06.88 (46) 30.04.90. Бюл. № 16 (72) В. А. Гурский, В. С. Шевченко, В. Д. Бондарев, А. В. Пантелеев и Г. А. Топорков (53) 621.225.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1458621, кл. F 15 В 15/26, 1986. (54) ГИДРОЦИЛИНДР (57) Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при конструировании гидроцилиндров с механическими замками для фиксации подвижных частей. Цель изобретения — увеличение дол говечности. Гидроцилиндр содержит корпус (К) 1, поршень со штоком (ПШ) 2 и механический замок, образованный шариками (Ш) 3, установленными в радиальных отверстиях (РО) 4 ПШ 2 с возможностью взаимодействия с кольцевой проточкой (КП)

5 К 1 и втулкой (В) 6, установленной подвижно относительно ПШ 2, в котором со стороны передачи нагрузки на Ш 3 выполнены сквозные пазы (СП), сопрягаемые с контуром РО 4 под Ш 3 и направленные вдоль продольной оси ПШ 2, причем предельная длина СП определяется соотноше1 нием l(1,57 | H, где Š— модуль упру пц F гости материала штока; У " — наименьший из главных моментов инерции сечения элемента между пазами; о.„— предел пропорциональности материала штока; F — площадь сечения элемента между пазами. 2 ил.

1560841

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к конструированию гидроцилиндров с механическими замками для фиксации подвижных частей.

Целью изобретения является увел иче.-. ние долговечности гидроцилиндра путем повышения равномерности нагружения зон контакта элементов механического замка.

На фиг. 1 представлен механический замок гидроцилиндра, общий вид; на фиг. 2 — часть развертки участка расположения шариков в штоке.

Гидроцилиндр содержит корпус 1, поршень со штоком 2 и механический замок, образованный шариками 3, установленными в радиальных отверстиях 4 штока 2 с возможностью взаимодействия с кольцевой проточкой 5 корпуса 1 и втулкой 6, установленной подвижно относительно штока 2.

В штоке 2, со стороны передачи нагрузки на шарики 3, выполнены сквозные пазы 7, сопрягаемые с контуром отверстий 4 под шарики 3 и направленные вдоль продольной оси штока 2, причем предельная длина пазов 7 элемента 8 определяется соотношением

l(1,57 15 1 где Š— модуль упругости материала штока;

J — наименьший из главных моментов инерции сечения элемента между пазами; о.„— предел пропорциональности материала штока;

F — площадь сечения элемента 8 между пазами.

При таком решении каждый шарик в своем отверстии опирается на элемент между пазами, имеющий форму консольной балки определенной длины, подвергаемой осевому сжатию от воздействия нагрузки. Деформация этого элемента определяется соотношением его длины, сечением и модулем упругости материала. Контакт шарика с этим элементом приобретает повышенную податливость, за счет которой выравнивается распределение нагрузок между шариками.

Шток гидроцилиндра имеет трубчатое очертание:с толщиной стенки, определяемой рабочим осевым усилием на штоке гидроцилиндра. Поэтому длина пазов определяется с учетом уже известной толщины сечен и я эле ме нта штока между паза ми по приведенной зависимости, учитывающей свойства материала и размер сечения.

Длина пазов определяет длину сжимаемого элемента и с ее увеличением равномерность распределения нагрузки между шариками увеличивается. Ограничением длины является потеря устойчивости элементом под действием наибольшего усилия со стороны шарика. Потеря устойчивости этого элемента наступает при величине осевой силы, равной критической величине ,77.. Е .,7 мин д е> (1) Р, " (Он,, ИЛИ РЧ=а5 l".

Из выражений (2) и (3) следует

П .Е. 7мин е (3) Отсюда

Таким образом, наибольшая предельная длина элемента штока, подверженного сжатию (или, что то же — длина пазов, образующих этот, элемент), определяется характеристиками материала (Е, о,, ) и характеристиками сечения (У»", F).

При односторонней нагрузке пазы выполняют с одной стороны отверстия в штоке— со стороны действия нагрузки на шарик.

При двухсторонней нагрузке пазы выполняют с двух сторон отверстия.

Гидроцилиндр работает следующим образом.

При действии усилия (например, слева направо) втулка 6 перемещается по направлению оси гидроцилиндра и воздействует своей конической поверхностью нг шарики

3, что заставляет их войти в кольцевую проточку 5 неподвижной детали — корпуса 1.

Подвижная деталь — шток 2, перемещаясь в соответствии с рабочим циклом гидроцилиндра совместно с втулкой 6, воздействует зонами контакта отверстий 4 на шарики 3, а через них на кольцевую проточку 5 корпуса 1 и на повер".íîñòü втулки

6. Возникает состояние, при котором шарики

3 не позволяют подвижной детали — штоку 2 перемещаться, фиксируя ее положение — замок закрыт.

При этом элемент 8 штока 2, ограниченный пазами 7, испытывает осевое сжатие. Так как элемент 8 отделен от основного сечения пазами 7 и имеет малое сечение, зона конта кта приобретает свойство податливости под нагрузкой в направлении где ц — коэффициент приведенной длины (для консоли V=2);

1 — длина элемента (или, что то же— длина паза).

Зависимость (1) приобретает вид

77 . E (мин (2)

1, Е

С другой стороны известно, что критическое значение усилия определяется усло15 вием непревышения напряжения в сечении величиной предела пропорциональности материала

1560841

Формула изобретечия где Е— модуль упругости материала штока; наименьший из главных моментов инерции сечения элемента между пазами; предел пропорциональности материала штока; площадь сечения элемента между пазами.

/чин

GпlI

Фиг.1

Составитель А. Шувалов

Редактор Т. Парфенова Тех ред И. Be рес Ко р ректор Н. Ко рол ь

Заказ 966 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 1 СССР

113035, Москва, >K — 35, Раушская наб.. д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. 4 жгород, ул. Гагарина. l i)1 оси гидроцилиндра. Податливость может быть увеличена за счет уменьшения сечения элемента 8, например за счет подрезки внутренней поверхности или за счет увеличения длины пазов 7. 5

Учитывая, что элемент 8 работает на осевое сжатие, при его повышенной податливости возможна потеря устойчивости. Это и является ограничением длины пазов 7, т.е. пазы должны иметь длину, не превышаю- 1О щую ту, при которой теряется устойчивость элемента 8.

Для расфиксации штока 2 усилие управления прикладывается к противоположному торцу втулки 6, при смещении которой шарики 3, скатываясь по опорной и конической поверхностям, попадают в канавку, выходя из кольцевой проточки 5 корпуса 1.

Препятствий для перемещения штока 2 нет.

Замок раскрыт. В случае действия двух-сторонней нагрузки, пазы выполняются с 2 сторон отверстий вдоль оси гидроцилиндра.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет, не снижая прочности штока, увеличить равномерность нагружения шариков, упростить конструкцию и, тем самым, увели- 25 чить долговечность механического замка и гидроцилиндра в целом.

Гидроцили ндр, содержа щи и корпус, поршень со штоком и механический замок, образованный шариками, уста новле нны ми в радиальных отверстиях штока с возможностью взаимодействия с кольцевой проточкой корпуса и втулкой, установленной подвижно относительно штока, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности, в штоке со стороны передачи нагрузки на шарики выполнены сквозные пазы, сопрягаемые с контуром отверстий под шарики и направленные вдоль продольной оси штока, причем предельная длина 1 пазов определяется соотношением