Плунжерный гидроцилиндр



Плунжерный гидроцилиндр
Плунжерный гидроцилиндр
Плунжерный гидроцилиндр

 


Владельцы патента RU 2594098:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)

Гидроцилиндр предназначен для использования в энергетике, металлургии, строительной и горнорудной отраслях промышленности. Гидроцилиндр включает плунжер, цилиндр, при этом на рабочей цилиндрической поверхности плунжера, изготовленного из конструкционной стали, выполнены кольцевые валики шириной 6÷12 мм из высокотвердого износостойкого мартенсита трения, отстоящие друг от друга на расстояние больше ширины валиков в 1,2÷1,5 раза, имеющие в поперечном сечении, в средней части, опорные цилиндрические поверхности и наклонные борта, расположенные по обе стороны опорных поверхностей. Выход плунжера из цилиндра осуществлен через крышку, в которой выполнено сливное отверстие и поставлено манжетное уплотнение, с другой стороны гидроцилиндр примыкает к корпусу, имеющему два входных патрубка диаметром, равным половине диаметра гидроцилиндра, рабочая поверхность гидроцилиндра закалена Т.В.Ч. Технический результат - увеличение срока службы плунжерного гидроцилиндра, обеспечение возможности его работы со скоростями выше 2÷3 м/с, снижение потерь на трение. 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в энергетике, металлургии, строительной, горнорудной отраслях промышленности для повышения срока службы плунжерного цилиндра, входящего в состав машин и механизмов, имеющих гидропривод.

Известен плунжерный гидроцилиндр [1, с. 36-37, 47-48; 2, с. 72-73, 82], используемый в приводах различных машин. Такой гидроцилиндр состоит из корпуса, в котором расположен шток (плунжер). На выходе плунжера из цилиндра расположены уплотнения, которые иногда выполняют роль направляющей втулки [2, с. 82].

Отмеченный тип гидроцилиндра имеет малый срок службы в связи с быстрым износом уплотнений и направляющих втулок. Продукты износа в процессе работы не удаляются из цилиндра и играют роль абразива, интенсивно изнашивающего плунжер и контактирующие с ним детали, кроме того, это положение значительно увеличивают потери на трение. Короткая длина направляющих втулок не позволяет гидроцилиндру воспринимать радиальные нагрузки. Для этой цели иногда внутри цилиндра устанавливают опорные ролики [2, с. 82]. При этом усложняется конструкция гидроцилиндра. Контролировать работу этих роликов и их состояние невозможно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является плунжерный гидроцилиндр [3], содержащий корпус (цилиндр), плунжер, направляющую втулку, уплотнение, поджимную гайку, грязесъемник. Направляющая втулка выполнена из антифрикционного материала, например из бронзы. Наружная поверхность направляющей втулки выполнена в виде ступенчатого цилиндра с образованием бурта, который контактирует с торцом поджимной гайки с выполненной внутренней расточкой, в которой помещается часть направляющей втулки. Таким образом достигнуто увеличение длины направляющей втулки на 25-30% без увеличения осевых габаритов гидроцилиндра и повышен его срок службы.

Упрочняющих операций (обработок) для плунжера и направляющей втулки в данном гидроцилиндре не предусмотрено. В процессе возвратно-поступательного движения плунжера, особенно при наличии радиальных нагрузок, сырой стальной плунжер и бронзовая направляющая втулка за счет трения изнашиваются, образуя микрочастицы, которые находятся в зазоре между плунжером и направляющей втулкой и интенсифицируют процесс износа. Удаляться из зазора продукты износа не могут, так как они находятся в «тупике» и масло не промывает зазор, а только заполняет его (как во время рабочего, так и во время холостого хода плунжера).

Данный гидроцилиндр не может работать с высокими скоростями движения плунжера (порядка 2÷3 м/с и выше), так как имеет малое проходное сечение питающего отверстия и большие гидравлические потери, связанные с резкими перепадами диаметров питающего отверстия и цилиндра.

Задачей изобретения является увеличение срока службы плунжерного гидроцилиндра, обеспечение возможности его работы со скоростями выше 2÷3 м/с, удаление продуктов износа из гидроцилиндра во время его работы и снижение потерь на трение.

Поставленная задача достигается тем, что в плунжерном гидроцилиндре, имеющем в своем составе плунжер, цилиндр, на рабочей цилиндрической поверхности плунжера, изготовленного из конструкционной стали, выполнены кольцевые валики шириной 6÷12 мм из высокотвердого износостойкого мартенсита трения, отстоящие друг от друга на расстояние больше ширины валиков в 1,2÷1,5 раза, имеющие в поперечном сечении в средней части опорные цилиндрические поверхности и наклонные борта, расположенные по обе стороны опорных поверхностей, выход плунжера из цилиндра осуществлен через крышку, в которой выполнено сливное отверстие и поставлено манжетное уплотнение, с другой стороны гидроцилиндр примыкает к корпусу, имеющему два входных патрубка диаметром, равным половине диаметра гидроцилиндра, рабочая поверхность гидроцилиндра закалена Т.В.Ч.

На фиг. 1 представлено поперечное сечение плунжерного гидроцилиндра;

на фиг. 2 - вид сверху плунжерного гидроцилиндра, показанного на фиг. 1;

на фиг. 3 - узел А на фиг. 1.

Плунжерный гидроцилиндр содержит цилиндр, состоящий из корпуса 1, имеющего два входных патрубка 2, двух рабочих корпусов 3 и 4, имеющих на внутренней поверхности закаленный Т.В.Ч. слой 5, крышки 6, в которой выполнено сливное отверстие 7, установлено манжетное уплотнение 8, и через которую осуществлен выход из цилиндра плунжера 9, выполненного из конструкционной стали и снабженного кольцевыми мартенситными валиками 10, имеющими опорные поверхности «С» и наклонные борта 11. Диаметры входных патрубков 2 корпуса 1, примыкающего к гидроцилиндру с другой стороны, равны половине диаметра гидроцилиндра для исключения резких перепадов диаметров патрубков и рабочего корпуса 3.

Плунжерный гидроцилиндр работает следующим образом. Рабочий ход плунжера 9 совершается под действием жидкости (масла) под давлением, подающейся через патрубки 2 корпуса 1 в рабочий корпус 3. Плунжер 9 перемещается до упора в ограничитель, установленный вне гидроцилиндра (на фиг. 1 не показан). Обратный ход плунжера 9 осуществляется под воздействием внешней нагрузки.

Благодаря двум патрубкам 2 корпуса 1 большого сечения, каждый из которых непосредственно соединен с распределителем гидросистемы, отсутствию резких перепадов диаметров патрубков 2 и рабочего корпуса 3 скорость плунжера 9 достигает 6÷8 м/с, что необходимо для создания машин с ударными нагрузками, например, в разрабатываемых перспективных щековых дробилках с гидроприводом [5, с. 46-49]. Угол α на фиг. 1 меняется, в зависимости от компоновки машины, которую приводит в движение плунжерный гидроцилиндр, от 90° до 180°.

Уплотнение плунжера 9 в рабочих цилиндрах 3 и 4 достигнуто за счет выпуклых кольцевых валиков 10 (фиг. 1 и 3) из структурно преобразованного металла плунжера 9 (мартенсита трения) [4] с высокой твердостью и износостойкостью, которые образуют между собой масляные карманы, а своими наклонными бортами 11 (фиг. 3) создают, при скоростях плунжера 9 выше 2÷3 м/с, совместно с закаленным Т.В.Ч. слоем 5 цилиндров 3 и 4, масляные клинья и гидродинамические силы поддержания плунжера 9. Валики разбиты на две группы по 3-5 валиков в каждой.

В случаях снижения скоростей движения плунжера 9 ниже 2÷3 м/с, когда не обеспечивается жидкостное, а существует полусухое трение, контакт между валиками плунжера 9 и закаленным слоем 5 рабочих цилиндров 3 и 4 происходит по опорным поверхностям «С» (фиг. 3), имеющим высокую износостойкость в этих условиях. Ширина валиков h (фиг. 3), в зависимости от диаметра гидроцилиндра Dц (фиг. 3) и его длины, выполняется от 6 до 12 мм, что позволяет создавать плунжерные гидроцилиндры с оптимальной опорной поверхностью для работы с полусухим трением. Поверхности «С» подвергнуты шлифовке. Продукты износа валиков 11 и слоя 5, закаленного Т.В.Ч., представляют частицы размером в несколько микрон, которые вымываются из зазора между диаметром Do вершин валиков и диаметром рабочих цилиндров 3 и 4 (фиг. 3) маслом, составляющим утечки, не превышающие 1-2% от расхода плунжерного гидроцилиндра, во время работы и уносятся через отверстие 7 в бак гидросистемы (после соответствующей очистки). Коэффициент трения между поверхностями из мартенсита трения и закаленными Т.В.Ч. в два раза меньше, чем между двумя стальными деталями при обычной закалке.

Таким образом достигается поставленная цель изобретения.

Литература

1. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 512 с., ил.

2. Иоффе A.M. и др. Гидравлическое оборудование металлургических заводов / A.M. Иоффе, О.Н. Кукушкин, Ф.А. Наумчук, Е.К. Левчук, В.А. Сергиени. - М.: Металлургия, 1989. - 248 с.

3. Патент РФ 2406885. Приоритет 16.02.2009.

4. Патент РФ 2466002. Приоритет 01.06.2011.

5. Клушанцев Б.В. и др. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации / Б.В. Клушанцев, А.И. Косарев, Ю.А. Муйземнек. - М.: Машиностроение, 1990. - 320 с., ил.

Плунжерный гидроцилиндр, включающий плунжер, цилиндр, отличающийся тем, что на рабочей цилиндрической поверхности плунжера, изготовленного из конструкционной стали, выполнены кольцевые валики шириной 6÷12 мм из высокотвердого износостойкого мартенсита трения, отстоящие друг от друга на расстояние больше ширины валиков в 1,2÷1,5 раза, имеющие в поперечном сечении, в средней части, опорные цилиндрические поверхности и наклонные борта, расположенные по обе стороны опорных поверхностей, выход плунжера из цилиндра осуществлен через крышку, в которой выполнено сливное отверстие и поставлено манжетное уплотнение, с другой стороны гидроцилиндр примыкает к корпусу, имеющему два входных патрубка диаметром, равным половине диаметра гидроцилиндра, рабочая поверхность гидроцилиндра закалена Т.В.Ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для перемещения составных частей манипуляторов, выдвижных секций стрелы, выдвижных выносных опор и других рабочих органов лесозаготовительной, строительной, горнодобывающей и другой техники.

Гидравлическое устройство (1) содержит цилиндр (2) и поршень (3), который выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндре. Поршень содержит шток (4) и диск (5), делящий цилиндр в продольном направлении на первую камеру (6) и вторую камеру (7).

Изобретение относится к объемным гидродвигателям, предназначенным для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена, движущегося возвратно-поступательно.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для уплотнения гидравлических и пневматических приводов прямолинейного поступательного перемещения.

Изобретение относится к объемным гидродвигателям, предназначенным для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена, движущегося возвратно-поступательно.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для передачи тягового усилия перемещаемому объекту. .

Изобретение относится к гидроприводу и может быть использовано в гидравлических системах грузоподъемных механизмов. .

Изобретение относится к области электрогидромеханики. .

Изобретение относится к механосборочным работам по сборке машин, например экскаваторов, имеющих гидросистему, в состав которой входят гидроцилиндры с соединением на полукольцах.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам, предназначенным для преобразования энергии рабочей жидкости в механическую энергию.

Линейный исполнительный механизм предназначен для возвратно-поступательного перемещения подвижного рабочего стола. На направляющем блоке (76), который входит в состав направляющего узла (16), на нижней его поверхности, обращенной к главному корпусу цилиндра (12), образована пара канавок циркуляции (80) шариков, и в канавки циркуляции (80) шариков помещается несколько шариков (58).

Гидравлическое устройство предназначено для системы управления изменением шага винта. Гидравлическое устройство (100) содержит корпус (10), шток (20) поршня, приводимого гидравлической жидкостью под давлением, первый дренирующий канал (35) для отвода наружу внутренней утечки гидравлической жидкости в упомянутом устройстве (100), при этом оно содержит второй дренирующий канал (37) для отвода наружу упомянутой утечки гидравлической жидкости в упомянутом устройстве (100), при этом упомянутый первый канал (35) и упомянутый второй канал (37) так ориентированы в двух различных направлениях, что каждый из упомянутых каналов (35, 37) взаимодействует на уровне одного из их концов внутри упомянутого корпуса (10) упомянутого устройства (100).

Изобретение относится к подъемной технике, в частности к гидравлическому приводу установки с подъемным элементом. Гидравлический привод (ГП) содержит систему управления, первый трехпозиционный гидрораспределитель с электромагнитным управлением (ТГ), первый и второй односторонние гидрозамки (ОГЗ), первый и второй ограничители расхода (ОР), дроссель и установленный на основании, смонтированном на шасси транспортного средства, насосный агрегат (НА) с баком.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для перемещения составных частей манипуляторов, выдвижных секций стрелы, выдвижных выносных опор и других рабочих органов лесозаготовительной, строительной, горнодобывающей и др.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для перемещения составных частей манипуляторов, выдвижных секций стрелы, выдвижных выносных опор и других рабочих органов лесозаготовительной, строительной, горнодобывающей и другой техники.

Гидравлическое устройство (1) содержит цилиндр (2) и поршень (3), который выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндре. Поршень содержит шток (4) и диск (5), делящий цилиндр в продольном направлении на первую камеру (6) и вторую камеру (7).

Описано устройство смещения для использования с исполнительными механизмами. Устройство смещения для использования с поршневым исполнительным механизмом включает первую втулку, по крайней мере, частично охваченную второй втулкой и подвижно соединенную со второй втулкой.

Изобретение относится к системе для управления сцеплением транспортного средства. Привод сцепления содержит орган управления сцеплением (ОУ), например педаль с возвратной пружиной, связанный со следящей системой.

Система предназначена для многоскоростной коробки передач транспортного средства. Система содержит тросовое соединение (10), сервоцилиндр (30), поршень (32), расположенный с возможностью его скольжения во внутренней части сервоцилиндра и разделяющий эту внутреннюю часть на внутреннюю камеру (36) и внешнюю камеру (38), поршневой шток (34), соединенный с поршнем и проходящий наружу относительно него, и регулирующий клапан (60), соединяемый с источником рабочей текучей среды под давлением, причем один конец троса выполнен с возможностью его соединения с рычагом (2) управления коробкой передач, а другой его конец выполнен с возможностью его соединения с регулирующим клапаном (60) для управления им для избирательной подачи текучей среды под давлением в сервоцилиндр, при этом поршневой шток (34) снабжен первым средством (40) крепления, приспособленным для его установки на неподвижном компоненте (4) конструкции транспортного средства, а сервоцилиндр снабжен вторым средством (50) крепления, приспособленным для соединения сервоцилиндра с тягой (6) управления коробки передач, причем трос проходит через центральное сквозное отверстие (35) в продольном направлении, проходя через поршневой шток и поршень во внутреннюю камеру (36) сервоцилиндра, где трос соединен с приводным рычагом (62), который приспособлен для передачи продольных перемещений троса (14) на регулирующий клапан для приведения его в действие, причем трос помещен в сквозное отверстие с возможностью его скольжения, и предусмотрено наличие уплотняющего средства для уплотнения сквозного отверстия с помещенным в него тросом тянуще-толкающего типа для предотвращения утечки рабочей текучей среды под давлением из сервоцилиндра.
Наверх