Уплотнительный подвижный узел для поршней силовых гидроцилиндров

 

Сущность изобретения: съемные полиамидные кольца типа "чехол-манжет" установлены на металлическом поршне с двух сторон и зафиксированы упорами, контактирующими с их торцевой наружной поверхностью. Поршень выполнен диаметром более 100 мм. Внутренняя торцевая поверхность полиамидных колец и соответствующая ей поверхность контакта поршня выполнены торовыми, радиусом 8 - 12 мм. Кольца выполнены с направляющей поверхностью длиной 8 - 20 мм и уплотняющей конической поверхностью, расширяющейся в сторону торцевых поверхностей поршня с наклоном образующей 5и длиной 7 - 10 мм. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к подвижным уплотнениям поршней гидроцилиндров.

Наиболее близко по своей технической сущности к предлагаемому объекту и принято за прототип известное уплотнение гидроцилиндра типа "чехол-манжет".

Однако при изготовлении таких уплотнений с увеличением диаметра более 100 мм после изготовления, происходит интенсивное уменьшение размеров за счет усадочных явлений, что приводит к нарушению их работоспособности, а также невозможности их длительного хранения.

Целью изобретения является устранение усадочных явлений в полиамидных уплотнениях типа "чехол-манжет" в процессе работы или хранения, а также повышение ремонтопригодности и экономии цветного металла.

Эта цель достигается за счет того, что в известном уплотнительном узле типа "чехол-манжет" для силовых гидроцилиндров, изготовленном из полиамидного материала, съемные элементы уплотнения выполнены новой конструкции, установлены на металлическом поршне с двух сторон и зафиксированы упорами, контактирующими с их торцевой наружной поверхностью.

Положительный противоусадочный эффект достигается тем, что поршень выполнен диаметром более 100 мм, а внутренняя торцевая поверхность металлического поршня "А" (см. фиг. 1) выполнена торовой, радиусом 8-12 мм. Это исключает прямые усадочные явления в максимальном сечении по радиусу. Усадка происходит по закону, заданному конструкцией уплотнения, и является минимальной по величине, что стабилизирует уплотнения в заданных допусках после изготовления и при длительном хранении.

Отличительные от прототипа существенные признаки изобретения не обнаружены в другой известной совокупности признаков, что соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1, 2 - изображен уплотнительный узел; на фиг. 3 - графики определения геометрических размеров уплотнительных колец.

Уплотнительный узел (см. фиг. 1) содержит полиамидный "чехол-манжет" 1, поршень 2 и упоры 3.

При неподвижности поршня в гильзе силового гидроцилиндра (не показано) упоры обеспечивают сохранение положения "чехол-манжета" 1 в узле.

При повышении давления рабочая жидкость поджимает чехол-манжет 1, прижимая его края к гильзе цилиндра и к поршню 2. Это прижатие предотвращает перетекание жидкости через края чехла-манжета 1, т. е. обеспечивает герметичность уплотнения поршня 2.

На фиг. 2 показано полиамидное уплотнительное кольцо с оптимальными геометрическими размерами и формами направляющей и уплотняющей поверхностей.

Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что длина направляющей поверхности части полиамидных уплотнительных колец 1 равна 8-20 мм, а длина уплотняющей конической поверхности 2, расширяющейся в сторону торцевых поверхностей поршня с наклоном образующей 5^о и длиной 7-10 мм. Это соответствует оптимальной величине удельных давлений на рабочей поверхности гидроцилиндра, обеспечивающих сохранение нормальной масляной пленки и уменьшение потерь на трение, а также герметичности уплотнения. Внутренние торцевые поверхности уплотнительных колец выполнена торовыми, радиусом 8-12 мм (в зависимости от диаметра поршня), которые уменьшают влияние прямых усадочных явлений на изменение диаметров направляющей и уплотняющей поверхностей полиамидного уплотнения. Соответствующие поверхности соприкосновения металлического поршня с полиамидными кольцами также выполнены торовыми, радиусом 8-12 мм.

Такое исполнение уплотнительного узла для поршней силовых гидроцилиндров обеспечивает повышение ремонтопригодности, долговечности и надежности путем исключения уменьшения диаметра "чехла-манжета" за счет усадки и экономии массы металлического поршня.

Дополнительный положительный эффект возникает при длительном хранении "чехлов-манжет" диаметром более 100 мм, так как для этих уплотнений изменение размеров происходит особенно интенсивно и срок их хранения особенно мал.

Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлена зависимость геометрических размеров уплотнительных колец типа "чехол-манжет" от их диаметра. На основании вышеуказанных исследований построены графики (см. фиг. 3) определения геометрических размеров уплотнительных колец в зависимости от их диаметров.

На фиг. 3 показан пример определения длины направляющей поверхности (см. граф. 1), длины уплотняющей поверхности (см. граф. 3) и радиуса сферы торцевой поверхности (см. граф. 2) "чехлов-манжет" в зависимости от их диаметров, указанных по оси абсцисс.

Геометрические размеры разработанных уплотнительных колец, полученных по графикам, приведены в таблице.

(56) Брагин Ю. И. Повышение эффективности машин лесного хозяйства и лесозаготовок на основе активных прицепов и совершенствования их привода.

Формула изобретения

1. УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ПОДВИЖНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ПОРШНЕЙ СИЛОВЫХ ГИДРОЦИЛИНДРОВ, состоящий из съемных полиамидных колец типа чехол - манжет, которые установлены на металлическом поршне с двух сторон и зафиксированы упорами, контактирующими с их торцевой наружной поверхностью, отличающийся тем, что поршень выполнен диаметром более 100 мм, а внутренняя торцевая поверхность полиамидных колец и соответствующая ей поверхность контакта металлического поршня выполнены торовыми радиусом 8 - 12 мм.

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что полиамидные кольца выполнены с направляющей поверхностью длиной 8 - 20 мм и уплотняющей конической поверхностью, расширяющейся в сторону торцевых поверхностей поршня с наклоном образующей 5^o и длиной 7 - 10 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4