Силовой цилиндр

 

Изобретение относится к машиностроению , преимущественно к гидропневмоприводам машин, и может быть использовано в силовых цилиндрах с бесступенчатым фиксированием штока в промежуточных положениях . Целью изобретения является повышение надежности фиксации поршня со штоком. В силовом цилиндре, содержащем корпус, поршень с полым штоком, винт, расположенный в поршневой полости корпуса , связанный с гайкой, закрепленной на поршне и выполненный с хвостовиком, пропущенным через торцовую стенку корпуса , и фрикционный тормоз, включающий нажимной поршень, установленный подвижно на хвостовике винта и подпружиненный относительно корпуса в сторону полости управления тормозом, и фрикционный диск, зафиксированный от проворота на хвостовике винта, хвостовик снабжен двумя опорами, противоположного действия , обеспечивающими его осевую фиксацию в одном направлении относительно корпуса, а в другом направлении относительно нажимногопоршня. Такое выполнение позволяет иметь повышенную надежность фиксации штока и поршня путем увеличения усилия торможения за счет самого нагружающего усилия. 4 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s F 15 В 15/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4213199/63 (22) 02.02.87 (46) 15.06.92. Бюл. № 22 (71) Белорусский политехнический институт (72) П.В.Зеленый (53) 621.225.2(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

¹ 635302, кл. F 15 В 15/26, 1977, Авторское свидетельство СССР

¹ 1474346, кл. F 15 В 15/26, 1986, (54) СИЛОВОЙ ЦИЛИНДР (57) Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к гидропневмоприводам машин, и может быть использовано в силовых цилиндрах с бесступенчатым фиксированием штока в промежуточных положе н и ях. Цел ь ю и зоб рете н ия я вля ется повышение надежности фиксации поршня со штоком. В силовом цилиндре, содержащем корпус, поршень с полым штоком, винт, Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к гидропневмоприводам машин, и может быть использовано в силовых цилиндрах с бесступенчатым фиксированием штока в промежуточных положениях.

Известен силовой цилиндр, содержа- . щий корпус, поршень, шток и устройство фиксирования штока в промежуточных положенияхх посредством несамотормозя щейся винтовой пары и фрикционный тормоз, управляемый давлением рабочего тела в плоскостях корпуса.

Известен силовой цилиндр, содержащий корпус, поршень с полым штоком, винт, расположенный в поршневой полости корпуса, связанный с гайкой, закрепленной на расположенный в поршневой полости корпуса, связанный с гайкой, закрепленной на поршне, и выполненный с хвостовиком, пропущенным через торцовую стенку корпуса, и фрикционный тормоз, включающий нажимной поршень, установленный подвижно на хвостовике винта и подпружиненный относительно корпуса в сторону полости управления тормозом, и фрикционный диск, зафиксированный от проворота на хвостовике винта, хвостовик снабжен двумя опорами, противоположного действия, обеспечиваю цими его осевую фикса. цию в одном направлении относительно корпуса, а в другом направлении относительно нажимнаго поршня, Такое выполнение позволяет иметь повышенную надежность фиксации штока и поршня путем увеличения усилия торможения за счет самого нагружающего усилия. 4 ил. поршне, и выполненный с хвостовиком, пропущенным через торцовую стенку корпуса, и фрикционный тормоз, включающий нажимной поршень, установленный подвижно на хвостовике винта и подпружиненньй относительно корпуса в сторону полости управления тормозом,.и фрикционный диск, зафиксированный от проворота на хвостовике винта и расположенный в полости управления тормозом, причем хвостовик винта снабжен двумя осевыми опорами противоположного действия, одна из которых кинематически связана с нажимным поршнем и расположена со стороны пружины.

Недостатками данных силовых цилинд, роа является низкая надежность фиксации

1740811

5 jo

40

50 поршня из-за отсутствия средств механической фиксации поршня, не зависящих от направления действия внешних сил.

Цель изобретения — повышение надежности фиксации поршня со штоком.

Указанная цель достигается тем, что силовой цилиндр содержит корпус, поршень с полым штоком, винт, расположенный в поршневой полости корпуса, связанный с гайкой, закрепленной на поршне, и выполненный с хвостовиком, пропущенным через торцовую стенку корпуса, и фрикционный тормоз, включающий нажимнай поршень, установленный подвижно, на хвоставике винта и подпружиненный отнасительно корпуса в сторону полости управll8HMA тормозом, и фрикционный диск, зафиксированный ат проворота на хвостовике винта и расположенный в полости управления тормозом, причем хвостовик винта снабжен двумя осевыми опорами пративапала>кного действия, одна из которых кинематически связана с нажимным поршнем и расположена са стороны пружины, причем вторая осевая опора кинематическ:; связана с торцовой стенкой корпуса.

На фиг.1 представлен силовой цилиндр с двумя полостями управления фрикцианным тормозом, образованным между нажимным поршнем и торцовой стенкой корпуса, продольный разрез; на фиг.2 — то же, с одной полостью управления фрикциОнным тормозом, образованной между нажимным поршнем и торцевой стенкой; на фиг.3 — силовой цилиндр с двумя полостями управления фрикцианным тормозом, образованными между нижней пружиной и на жимным поршнем, продольный разрез; на фиг.4 -- силового цилиндра с одной полостью управления фрикцианным тормоЗом, образованной между нижней крышкой и нажимным поршнем, продольный разрез.

Силовой цилиндр содержит корпус, состоящий иэ цилиндрической гильзы 1, верхней крышки 2, торцовой стенки 3 и нижней крышки 4, герметично запирающих полость внутри гильзы благодаря стягиванию крышек шпильками. Кроме того, силовой цилиндр имеет шток 5, пропущенный сквозь герметично уплотненное отверстие в верх-. ней крышке 2 в полость гильзы 1. Находящийся в полости конец штока 5 снабжен поршнем 6, делящим ее на две полости— штаковую 7 и поршневую 8. Верхний конец штока 5 снабжен проушиной 9 для монтажа силового цилиндра, Вторая монтажная проушина 10 связана с корпусом посредством нижней крышки 4. Для механической фиксации штока имеется устройство, состоящее из несамотормозящейся винтовой пары и фрикцианного тормоза. Винт 11 установлен па оси штока 5, располагаясь в выполнен-, ной в нем полости 12 и поршневой полости

8. Гайка 13 жестко связана со штоком 5.

Фрикционный тормоз включает в себя фрикционный диск 14 и нажимнай поршень

15, подпружиненнь|й пружиной 16. Причем винт 11 снабжен хвостовиком 17, который пропущен через торцовую стенку 3 и выполнен с двумя осевыми опарам:: противоположного действия, фиксирующими винт 11 от смещения в одном направлении относительно торцовой стенки 3, а в другом направлении — относительно на>кимного поршня. Осевые опоры могут быть выполнены посредствам двух упорных односторонних подшипников качения 18 и 19 (фиг.1 и 3) или стопарных колец 20 (фиг.2 и 4), выполняющих роль упорных подшипников скольжения. Фрикцианный диск 14 расположен в полости 21 управления фрикцианным тормозам, Управление фрикционньм тормозом осуществляется па давлению рабочей среды в штакавай и поршнева", полостях 7 и 8.

Для этОГО у силОВых цилиндров, представленных на фиг.1 и 3, нажимнай поршень 15 выполнен ступенчатым, чга позволяет абраэавать кроме одной полости 21 управления вторую полость 22 управления, которые соответственна сообщаются с подводящими каналами 23 и 24 посредствам каналов 25 и

26. Полость 12 штока 5 саабшена с поршневой полостью 8 каналом 27, выполненным в гайке 13.

У силовых цилиндров, представленных на фиг.2 и 4, имеется одна полость 21 управления, которая сообщена с падвадяшими каналами 23 и 24 череэ запарные клапаны

28И 29. Причем подводящий канал 24допалнительна сообщен с полостью 21 управления через перепускнай управляемый клапан

30, обеспечивающий сброс давления рабочей среды в.полости 21 управления при его падении в подводящих каналах 23 и 24.

Управление клапанам 30 осуществляется по управля ащим линиям 31 и 32, которые соответственно сообщены с полостью 21 управления и с подводящим каналам 23.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии давления в подводящих каналах 23 и 24, а следовательно, и во всех полостях силовога цилиндра, нажимной поршень 15 имеет вазможность, находясь под действием упругих элементов, поджимать фрикционный диск 14 к неподвижной торцовой стенке 3 корпуса {фиг.1 и 2) или к

era нижней крышке 4 (фиг.3 и 4) в зависимости от варианта конструктивного решения

1740811

20

30

50

55 устройства. В поджатом состоянии фрикционный диск 14 удерживает винт 11 от вращения, а тот в свою очередь не позволяет перемещаться штоку 5 под действием внешнего нагружающего усилия, приложенного к монтажным проушинам 9 и 10 в осевом направлении, Этим обеспечивается механическое фиксирование штока 5 с корпусом. У,вариантов конструкции силового цилиндра с расположением фрикционного диска 14 торцовой стенкой 3 и нажимным поршнем 15 (фиг.1 и 2) надежность этого фиксирования возрастает по мере увеличения растягивающей нагрузки на шток 5, так как благодаря осевой связи винта 11 с нажимным поршнем 15 в направлении действия нагрузки нажимной поршень дополнительно поджимает фрикционный диск 14 к неподвижной торцовой стенке 3.

В противоположном направлении момент блокирования фрикционного диска 14 с неподвижной стенкой.3 не зависит от нагружающего сжимающего усилия, поскольку определяется силой упругости пружин 16. У вариантов конструкции силового цилиндра с расположением фрикционного диска 14 между торцовой стенкой 3 и нижней крышкой 4 корпуса (фиг.3 и 4) надежность фиксирования штока, напротив, возрастает в направлении действия сжимающего усилия благодаря дополнительному поджатию им фрикционного диска 14 к крышке 4, оставаясь постоянной в направлении действия растягивающей нагрузки, Для перемещения штока 5, например, внутрь корпуса подводящий канал 23 штоковой полости 7 подключают к источнику давления рабочего тела, оставляя подводящий канал 24 поршневой полости 8 по- 40 прежнему сообщенным со сливом. В результате давление возрастет и в полости

22 управления фрикционным тормозом (фиг.1 и 3). У силового цилиндра (фиг,2 или

4) это приведет к возрастанию давления в 45 полости 21 управления. Противодействуя силе упругости пружин, поджимающих нажимной поршень l5 к фрикционному диску

14, это давление освободит фрикционный диск 14 от блокирования, который в свою очередь позволит винту 11 свободно проворачиваться, не препятствуя перемещению штока 5. При необходимости зафиксировать шток 5 с корпусом в некотором положении давление в подводящем канале 23 сбрасывают, что приведет к его сбрасыванию и в полости 21 и перемещению нажимного поршня 15, который вновь получит возможность заблокировать фрикционный диск 14 от вращения.

Для выталкивания штока из корпуса, оставляя подводящий канал 23.сообщенным со сливом. создают давление рабочего тела в подводящем канале 24 поршневой полости 8. Одновременно оно появится и в полости 21 управления. Уравновесив поджимающее усилие со стороны пружин на нажимной поршень 15, это давление освободит фрикционный диск 14, который позволит винту 11, свободно проворачиваясь, не препятствовать выдвижению штока 5.

Сброс давления в подводящем канале 24 приведет вновь к механическому фиксированию штока 5 с корпусом в некотором желаемом положении.

Угол наклона винтовой линии несамотормозящейся винтовой пары обеспечивают таким, чтобы момента, развиваемого в сопряжении гайки 13 винтом 11 от усилия, необходимого для перемещения поршня 6 давлением рабочего тела, было достаточно на преодоление сил трения, препятствующих проворачиванию винта в разблокированном состоянии фрикционного тормоза.

С другой стороны, максимальное значение этого угла ограничено силой упругости пружин 16, поджимающих фрикционный диск

14, которой должно быть достаточно для создания момента блокирования винта 11, исключающего это проворачивание под действием внешней нагрузки на шток 5. Силу упругости пружин 16 определяют в зависимости от максимального давления, развиваемого источником рабочего тела.

Таким образом, силовой цилиндр имеет в зависимости от варианта конструктивного исполнения повышенную надЕжность фиксирования штока 5 в направлении действия или сжимающей, или растягивающей нагру-. зок.

Формула изобретения

Силовой цилиндр, содержащий корпус, поршень с полым штоком, винт, расположенный впоршневой полости корпуса,,связанный с гайкой, закрепленной на поршне, и выполненный с.хвостовиком, пропущенным через торцевую стенку корпуса, и фрикцианный тормоз, включающий нажимной поршень, установленный подвижно на хвостовике винта и подпружиненный относительно корпуса в сторону полости управления тормозом, и фрикционный диск, зафиксированный от проворота на хвостовике винта и расположенный в полости управления тормозом, причем хвостовик винта снабжен двумя осевыми опорами противоположного действия, одна из которых кинематически связана с нажимным поршнем и расположена со стороны пружины, 1740811 отличающийся тем, что, с целью повышения надежности фиксации поршня со штоком, вторая осевая опора кинематически связана с торцезой стенкой корпуса.

1740811

Составитель Ю.Собакин

Редактор M.Íåäîëóæåíêî Техред М,Моргентал Корректор H.Kîðîëü

Заказ 2070 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101