Гидравлическое устройство дроссельного регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра

 

Изобретение предназначено для дроссельного регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра. Устройство содержит гидроцилиндр с двумя рабочими полостями, золотниковый распределитель с выходными окнами и рабочими окнами подвода и слива в корпусе, рабочим элементом которого является перемещающийся в осевом направлении цилиндрический плунжер с пазами на управляющих кромках, при этом расстояние между управляющими кромками с пазами цилиндрического плунжера равно расстоянию между противоположными сторонами выходных окон и окном подвода корпуса золотникового распределителя, обеспечивая дроссельное регулирование потока рабочей жидкости в обе рабочие полости гидроцилиндра, через выходные окна золотникового распределителя за один рабочий ход цилиндрического плунжера. Технический результат - уменьшение количества регулирующей аппаратуры. 5 ил.

Изобретение относится к области горного машиностроения и может быть использовано в конструкциях гидросистем, требующих постоянного контроля за скоростью перемещения штока гидроцилиндра.

Известна гидросистема комбайна 2ПУ(М. : Недра. 1974. Я.И. Базер, В.И. Крутилин, Ю. А. Соколов "Проходческие комбайны", стр. 226, рис.148), содержащая в качестве механизма управления золотниковый распределитель с цилиндрическим плунжером, а для обеспечения возможности регулирования скорости перемещения рабочего органа к магистрали, питающей золотниковый распределитель, подключен регулятор потока с дросселем.

Недостатком этой гидросистемы является наличие дополнительного элемента - регулятора потока, что усложняет гидросистему в целом, снижает оперативность и затрудняет процесс управления, приводя к снижению производительности и к поломке инструмента рабочего органа.

Также известен вариант образования рабочего окна кольцевой проточкой распределителя и дроссельными пазами на золотнике (Киев: Техника. 1969. Е.И. Абрамов, К.А. Колесниченко, В.П. Маслов "Элементы гидропривода", продолжение таблицы 86, стр. 116). В данном аналоге показано использование дроссельных пазов только в одном рабочем окне без уточнения взаимосвязи цилиндрического плунжера и корпуса золотникового распределителя.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является золотниковый распределитель, в котором рабочий элемент - плунжер с несколькими кольцевыми проточками перемещается в осевом направлении в гильзе (втулке) с окнами для подвода и отвода рабочей жидкости (В.Ф. Ковалевский, Н.Т. Железняков, Ю.Е. Бейлин "Справочник по гидроприводам горных машин", М.: Недра, 1973, стp.228, 229; рис. 107, 108; таблица 102).

Основные параметры золотниковых распределителей при проектировании определяются или выбираются по табл. 102, рис.107 и 108; они должны соответствовать ГОСТ 14063-68 "Аппаратура гидравлическая и пневматическая. Основные параметры".

Недостатком прототипа является ограниченное рассмотрение линейных размеров цилиндрического плунжера и корпуса золотникового распределителя, их соотношения и взаимосвязь. В указанном источнике можно найти только величину перекрытия, ход золотника, ширину пояска плунжера.

Задачей настоящего изобретения является осуществление постоянного контроля за скоростью перемещения штока гидроцилиндра посредством поочередного регулирования потока рабочей жидкости в оба выходных окна золотникового распределителя за один рабочий ход плунжера.

В заявляемом гидравлическом устройстве дроссельного регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра, содержащем гидроцилиндр с двумя рабочими полостями, золотниковый распределитель с выходными окнами и рабочими окнами подвода и слива в корпусе, рабочим элементом которого является перемещающийся в осевом направлении цилиндрический плунжер с пазами на управляющих кромках, при этом расстояние между управляющими кромками с пазами цилиндрического плунжера равно расстоянию между противоположными сторонами выходных окон и окном подвода корпуса золотникового распределителя, обеспечивая дроссельное регулирование потока рабочей жидкости в обе рабочие полости гидроцилиндра, через выходные окна золотникового распределителя за один рабочий ход цилиндрического плунжера.

Сопоставление заявляемого устройства дроссельного регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра с прототипом позволяет сделать вывод об отсутствии в последнем признака, сходного с существенным признаком заявляемого устройства, - равенство расстояний между управляющими кромками с пазами цилиндрического плунжера и противоположными сторонами выходных окон и окном подвода корпуса золотникового распределителя.

Основной признак заявляемого технического решения имеет отличие от прототипа и существующих аналогов и не следует явным образом из изученного уровня техники. Поэтому авторы считают, что объект обладает новизной и имеет изобретательский уровень.

Предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень в связи с тем, что основной признак, а именно: равенство расстояний между управляющими кромками с пазами цилиндрического плунжера и противоположными сторонами выходных окон и окном подвода корпуса золотникового распределителя, решает поставленную задачу изобретения - осуществление постоянного контроля за скоростью перемещения штока гидроцилиндра посредством поочередного регулирования потока рабочей жидкости в оба выходных окна корпуса распределителя за один рабочий ход плунжера.

При устранении данного признака исчезает добываемый изобретением технический результат.

Изобретение также означает определенный шаг в развитии техники и является прогрессивным, так как позволяет регулировать скорость перемещения штока гидроцилиндра, имея в гидросистеме лишь один распределитель без дополнительной регулирующей аппаратуры.

Гидравлическая система управления гидроцилиндром, в которой заявлено данное изобретение, может найти широкое применение в горнодобывающей отрасли и других отраслях народного хозяйства, т.е. является промышленно применимым техническим решением.

Достижение технического результата при работе заявляемого устройства дроссельного регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра обеспечивается равенством расстояний между управляющими кромками с пазами цилиндрического плунжера и противоположными сторонами выходных окон и окном подвода корпуса золотникового распределителя.

Данное техническое решение позволяет регулировать скорость перемещения штока гидроцилиндра с использованием только одного распределителя, который регулирует потоки рабочей жидкости в оба выходных окна на протяжении одного рабочего хода цилиндрического плунжера. Это достигается за счет равенства расстояний между управляющими кромками с пазами цилиндрического плунжера и противоположными сторонами выходных окон и окном подвода корпуса золотникового распределителя.

Сущность заявляемого изобретения поясняется прилагаемыми чертежами. На чертежах изображено фиг. 1 - принципиальная гидросхема системы дроссельного регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра; фиг. 2 - соотношение размера L между управляющими кромками с пазами цилиндрического плунжера и размеров L₁, L₂ между противоположными сторонами выходных окон и окна подвода корпуса золотникового распределителя; фиг. 3, 4, 5 - положение цилиндрического плунжера относительно рабочих окон корпуса золотникового распределителя в процессе одного рабочего хода.

Гидравлическое устройство дроссельного регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра состоит из гидроцилиндра 1 со штоком 2, с поршневой 3 и штоковой 4 полостями, распределителя 5 с рабочими окнами подвода 6, слива 7, 8 и выходными 9, 10 окнами, цилиндрического плунжера 11 с пазами 12, 13 на управляющих кромках 14, 15.

Причем поршневая полость 3 и штоковая полость 4 сообщены с выходными окнами 9, 10 золотникового распределителя 5 посредством магистралей 16 и 17. Рабочее перемещение цилиндрического плунжера 11 в корпусе золотникового распределителя 5 осуществляется рычагом 18, возврат плунжера 11 в нейтральное положение осуществляется пружиной 19.

Рассмотрим работу устройства дроссельного регулирования скорости перемещения штока 2 гидроцилиндра 1.

При ручном управлении золотниковым распределителем 5 посредством рычага 18 происходит смещение плунжера 11 в осевом направлении из нейтрального положения в рабочее (по стрелке).

В начале рабочего хода плунжера 11 возникает его пограничное положение (фиг. 3), при котором все рабочие окна заперты. При дальнейшем перемещении плунжера 11 в том же направлении и подаче рабочей жидкости в окно подвода 6 происходит сообщение этого окна через пазы 12 с выходным окном 9. Переменная площадь сечения пазов 12 позволяет регулировать поток рабочей жидкости, поступающей из выходного окна 9, через магистраль 16 в поршневую полость 3 гидроцилиндра 1. Поток рабочей жидкости из штоковой полости 4 не регулируется.

При дальнейшем ходе плунжера 11 (фиг.4) возникает положение нулевого перекрытия его управляющей кромки 14 с окном подвода 6, управляющей кромки 15 плунжера 11 с выходным окном 10, данное положение обеспечивается равенством размеров L₁ и L₂, при этом заканчивается регулирование потока рабочей жидкости, поступающего в поршневую полость 3, и начинается регулирование потока из штоковой полости 4. На фиг.5 изображено положение плунжера 11, при котором поток рабочей жидкости в поршневую полость 3 не регулируется, а поток из штоковой полости 4, проходя через магистраль 17, выходное окно 10, окно слива 8 регулируется посредством переменной площади сечения пазов 13. Таким образом, поочередное регулирование потоков рабочей жидкости как в поршневую полость 3, так и из штоковой 4 позволяет контролировать скорость перемещения штока 2 гидроцилиндра 1 на всем протяжении рабочего хода плунжера 11. Возврат плунжера 11 в нейтральное положение осуществляется пружиной 19.

При реверсе плунжера 11 потоки рабочей жидкости меняют направления на противоположные, что приводит к реверсу движения.

Формула изобретения

Гидравлическое устройство дроссельного регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра, содержащее гидроцилиндр с двумя рабочими полостями, золотниковый распределитель с выходными окнами и рабочими окнами подвода и слива в корпусе, рабочим элементом которого является перемещающийся в осевом направлении цилиндрический плунжер с пазами на управляющих кромках, отличающееся тем, что расстояние между управляющими кромками с пазами цилиндрического плунжера равно расстоянию между противоположными сторонами выходных окон и окном подвода корпуса золотникового распределителя, обеспечивая дроссельное регулирование потока рабочей жидкости в обе рабочие полости гидроцилиндра через выходные окна золотникового распределителя за один рабочий ход цилиндрического плунжера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5