Силовой цилиндр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республнк («)903638 (6)) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 0801.80 (21) 2866104/25-08 () М Кл 3

F 16 J 1/02 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{23) Приоритет (53) УДК 621,42-242 (088. 8) Опубликовано 070282. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 07.02.82 (72) Авторы изобретен и я

Н.П.Ремарчук, IO.Ä.Èóçûêèí и В.В.Ничке (71) Заявитель

Харьковский автомобильно-дорожный инстит (54 ) СИЛОВОЙ ЦИЛИНДР

Изобретение относится к пневмогидроавтоматике.

Известен силовой цилиндр, в котором снижение силы трения между уплотнением и гильзой цилиндра достигается уменьшением ширины контактной. поверхности уплотнения и выполнением смазочных каналов в теле кольцевого эластичного уплотнения (1).

Однако этот силовой цилиндр имеет сложную конструкцию герметизирующего уплотнения.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является силовой цилиндр, содержащий закрепленные на штоке кольцо-поршень и опорные втулки, расположенные с обе-, их сторон кольца-поршня, и уплотняющие манжеты, установленные на втул- ках (2) .

Однако в известной конструкции цилиндра при подводе рабочей жидкости, например под максимальным рабочим давлением, она отжимает герметизирующую кромку неработающего уплотнения и в процессе реверсирования -движения поршня сохраняется первоначальное давление в камере, образованной уплотнениями, повернутыми герметиэирующей кромкой навстречу друг другу, что повышает .потери на трение даже при малом дав5 ленин на поршень и снижает надежность работы.

Целью изобретения является повышение надежности путем гидродинамического центрирования поршня и снижения силы трения уплотнения и . поршня в зоне контакта с гильзой.

Поставленная цель достигается тем, что на наружной поверхности кольца-поршня выполнены двусторонние скосы, направленные от центра к периферии и образующие с внутренней поверхностью цилиндра конфузорные зазоры, а в кольце-поршне выполнены сквозные осевые отверстия.

Кроме того, на наружной поверхности каждой из опорных втулок выполнен односторонний скос, направленный в сторону ближайшей ко втулке полости цилиндра.

При этом в опорной втулке, рас25 положенной со стороны поршневой по.лосы цилиндра, выполнено дроссельное отверстие, сообщающее эту полость с полостью между манжетами.

На чертеже изображен силовой циЗО линдр.

903638

Цилиндр состоит из кольца-поршня 1 и опорных нтулок 2, на посадочных поверхностях которых установлены эластичные уплотняющие манжеты 3, развернутые герметизирующей кромкой н сторону кольца-поршня. Для лучшей раboты уплотнений они поджимаются манжетодержателями 4. Перетечки жидкости вдоль штока устраняются за счет установки эластичных колец

5 в канавки опорных втулок. Поршень н сборе насаживается на посадочную поверхность штока 6, затягивается гайкой 7 и фиксируется шплинтом 8.

На опорной втулке, работающей в более нагруженной полости (обычно зто поршневая полость) выполнено сквозное дроссельное отверстие 9, соединяющее поршненую полость с полостью между манжетами.

На наружной поверхности кольцапоршчя 1 выполнены двусторонние скосы 10, направленные от центра к периферии и образующие с внутренней поверхностью цилиндра 11 конфузорные зазоры. В кольце-поршне 1 выполнены сквозные осевые отверстия 12. На наружной поверхности нтулок 2 выполнены односторонние скосы 13, направленные в сторону ближайшей ко втулке полости цилиндра.

Принцип работы цилиндра заключаетс я н следующем;

При подаче в поршневую полость рабочей жидкости под давлением, последняя смещает поршень в правую сторону, причем давление жидкости распространяется до правой манжеты

3, которая обеспечивает разделение полостей. высокого и низкого давлеHHR, При этом отжимается тыльная сторона левой манжеты от поверхности цилиндра и при движении поршня вправо не оказынает ему дополнительного сопротивления, что позволяет увеличить срок службы уплотнения за счет исключения трения его о внутреннюю поверхность цилиндра и снижения температуры на уплотняющей кромке. Скосы 10 обеспечивают создание гидродинамического эффекта.

Благодаря динамическому подпору масляного слоя при быстром скольжении конусной поверхности кольца-поршня

1, несущей гидродинамический клин, обеспечивается отжим и центрирование поршня по поверхности цилиндра, при этом преодолевается прилагаемая к нему радиальная нагрузка, связанная с наличием изгибающего момента на шфке.

Повышение давления в зоне гидродинамического эффекта способствует продавлинанию жидкости во вторую расширяющуюся кольцевую дифузорную полость, обеспечивая тем самым жидкостное трение центрирующей поверх" ности кольца-поршня о гильзу. Из-за образующегося пониженного давления

60 в камере левой манжеты и IIQBHIJ åííoro давления в зоне гидродинамического эффекта, жидкость будет пополняться через осевые сквозные отнерстия 12. При этом поступательное движение поршня обеспечит постоянный перепад давления и нормальное течение гидродинамического эффекта.

Скосы 13 выполнены для усиления гидродинамического эффекта. Прн движении поршня вправо в конфузорном зазоре, образованном левой опорной втулкой и поверхностью цилиндра, создается гидродинамическая сила, способствующая центрированию поршня в цилиндре. Кроме того, избыточное гидродинамическое давление, возникающее в кольцевой конфузорной полости правой опорной втулки, уменьшает выдавливание тела уплотнения в зазор между опорной втулкой и поверхностью цилиндра, чем и повышается срок службы уплотнения. Гидродинамическое центрирование при движении поршня возможно осуществить, используя формы зазора между кольцом-поршнем, опорной втулкой и по-. верхностью цилиндра, такие как ступенчатую, кринолинейную и другие.

Наличие отверстия 9 н опорной втулке, исполняющего роль линейного нерегулируемого дросселя, обе=печит сброс давления из камеры, образованной повернутыми уплотнениями навстречу друг другу, в момент реверсирования движением поршня, либо при уменьшении давления в поршневой полости. При подводе рабочей жидкости н штоковую полость под давлением, например меньшим ранее подаваемого в поршневую полость, давление в полости между манжетами снизится до минимального, равного давлению слива жидкости иэ поршневой полости.

Следовательно, жидкость отжимает тыльную сторону герметиэирующей кромки правой манжеты, в результате чего она не оказывает дополнительное сопротивление при движении поршня, а левая манжета обеспечивает разделение полостей. высокого и пониженного давлений.

Отверстие в опорной втулке обеспечивает не только сброс давления, но и потерю некоторой части рабочей жидкости при поступательном движении поршня влево. Однако для сброса давления жидкости иэ малого объема проходной диаметр отверстия может быть выполнен достаточно малым что не повлияет на герметичность штоковой полости. Для поршневой полости утечки рабочей жидкости полностью исключаются.

При подводе рабочей жидкости под давлением в штоконую полость выше ранее подводимого в поршневую прин903638

Формула изобретения

Составитель Д.Курдасов

Редактор Л.Лукач Техред М.Гергель Корректор М.Коста

Заказ 83/19 Тираж 980 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цип работы цилиндра будет ан алогичен .

Предлагаемая конструкция цилиндра обеспечивает повышение герметизации полостей гидроцилиндра, срока службы сборного поршня и поддержание более длительное время расчетного КПД эа счет гидродинамической центровки и снижения сил трения сборного поршня о гильзу.

1. Силовой цилиндр, содержащий закрепленные на штоке кольцо-поршень и опорные втулки, расположенные с обеих сторон кольца-поршня, и уплотняющие манжеты, установленные на втулках, отличающийся тем, что, с целью повышения его на дежности путем обеспечения гидродинамического центрирования поршня, на наружной поверхности кольца-поршня выполнены двусторонние скосы, направленные от центра к периферии и образующие с внутренней поверхностью цилиндра конфузорные зазоры,а в кольце-поршне выполнены сквозные осевые отверстия.

2. Цилиндр по и. ), о т л и ч аю шийся тем, что на наружной поверхности каждой иэ опорных втулок выполнен односторонний скос, направленный в сторону ближайшей ко втулке полости цилиндра.

3. Цилиндр по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в опорной втулке, расположенной со стороны поршневой полости цилиндра, выполнено дроссельное отверстие, сообщаю15 щее эту полость с полостью между манжетами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

2О У 631722, кл. F 16 J 1/00, 1978.

2 . Житомирский В.К. Уплотнения.

М., Машиностроение, 1964, с ° 154, фиг. Зб.