RU2049938C1

RU2049938C1 - Slide distributor

Info

Publication number: RU2049938C1
Authority: RU
Inventors: Н.И. Белоусов
Original assignee: Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Priority date: 1992-04-20
Filing date: 1992-04-20
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: hydraulics. SUBSTANCE: sealing sleeve provided with the asymmetrical recess is received in the cylindrical bore with a radial spaced relation. The plunger is mounted inside the sleeve. The additional bore is made concentrically to the main bore. The sleeve is provided with the collar positioned inside the additional bore between the housing and cover with an axial spaced relation to compensate the heat expansion and deflections of the shape of the collar and additional bore. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в составе гидросистем изделий авиационной и ракетной техники. The invention relates to mechanical engineering hydraulics and can be used as part of hydraulic systems for aircraft and rocket technology.

Известен золотниковый гидрораспределитель, содержащий корпус, с установленной в нем золотниковой парой плунжером и гильзой [1] Недостатком этого гидрораспределителя является установка гильзы в корпусе посредством запрессовки, что может вызывать заклинивание плунжера в гильзе при деформациях (например, температурных) корпуса. Known spool valve containing a housing with a spool pair installed in it a plunger and a sleeve [1] The disadvantage of this valve is the installation of the sleeve in the housing by pressing, which can cause jamming of the plunger in the sleeve during deformation (for example, temperature) of the housing.

Этого недостатка частично лишен золотниковый гидрораспределитель, содержащий корпус, в цилиндрической расточке которого установлена с радиальным зазором уплотненная резиновыми кольцами гильза и плунжер, размещенный в гильзе, выбранный в качестве прототипа [2] Фиксация гильзы в осевом направлении обеспечивается упором торцев гильзы в цилиндрические втулки. Наличие радиального зазора снижает вероятность заклинивания, но не устраняет полностью. Изгиб гильзы такого гидрораспределителя может возникнуть вследствие ее осевого нагpужения за счет сил, поджимающих торцы гильзы друг к другу. Если гильза имеет осесимметричное поперечное сечение по всей длине, изгиба не происходит вследствие большой жесткости гильзы. Но если гильза ослаблена различными вырезами на ней (см. например, [3]), служащими для размещения органов управления плунжером, заклинивание плунжера происходит очень часто. За счет несимметричного поперечного сечения гильзы в месте выреза относительно ее оси возникает явление внецентренного сжатия гильзы, что приводит к ее изгибу и заклиниванию плунжера, следствием чего является отказ гидроусилителя. Таким образом, недостатком такого золотникового гидрораспределителя является малая надежность. This drawback is partially deprived of the spool valve containing the housing, in the cylindrical bore of which the sleeve is sealed with rubber rings and the plunger is located in the sleeve, selected as a prototype [2], axial direction of the sleeve is provided by stopping the ends of the sleeve into cylindrical bushings. The presence of a radial clearance reduces the likelihood of jamming, but does not completely eliminate it. The bending of the sleeve of such a control valve can occur due to its axial loading due to forces compressing the ends of the sleeve to each other. If the sleeve has an axisymmetric cross section along the entire length, bending does not occur due to the high stiffness of the sleeve. But if the sleeve is weakened by various cutouts on it (see, for example, [3]), which serve to place the plunger controls, jamming of the plunger occurs very often. Due to the asymmetric cross-section of the sleeve in the place of the cut relative to its axis, the phenomenon of eccentric compression of the sleeve occurs, which leads to its bending and jamming of the plunger, resulting in a failure of the hydraulic booster. Thus, the disadvantage of such a spool valve is the low reliability.

Техническим результатом, достигаемым с помощью изобретения, является повышение надежности за счет устранения заклинивания плунжера в гильзе вследствие ее изгиба. The technical result achieved by the invention is to increase reliability by eliminating jamming of the plunger in the sleeve due to its bending.

Этот результат достигается за счет того, что в известном золотниковом гидрораспределителе, содержащем корпус, в цилиндрической расточке которого установлена с радиальным зазором уплотненная гильза с несимметричным вырезом, плунжер, размещенный в гильзе, и крышку, в корпусе концентрично основной выполнена дополнительная расточка, гильза снабжена буртом, размещенным в дополнительной расточке между корпусом и крышкой с осевым зазором для компенсации температурного расширения и отклонений геометрической формы бурта и дополнительной расточки. Совокупность всех указанных существенных признаков позволяет обеспечить устранение внецентренного сжатия гильзы (за счет ее установки без упора в стенку корпуса) без существенного снижения точности гидрораспределителя, что было бы неизбежным в случае простой установки гильзы в корпусе с зазором (зазор в этом случае был бы значителен вследствие больших допусков на длину гильзы и глубину расточки под нее и значительной разности тепловых деформаций гильзы и корпуса на всей длине гильзы). Наличие специального бурта и дополнительной расточки позволяет существенно снизить зазор, в котором может перемещаться гильза в осевом направлении. Устранение заклинивания плунжера и приводит к повышению надежности. This result is achieved due to the fact that in the well-known spool valve containing the housing, in the cylindrical bore of which a sealed sleeve with an asymmetrical cutout is installed with a radial clearance, a plunger placed in the sleeve and a cover in the body concentrically main are made with additional boring, the sleeve is provided with a shoulder placed in an additional bore between the body and the cover with an axial clearance to compensate for thermal expansion and deviations of the geometric shape of the shoulder and the additional point. The combination of all these essential features makes it possible to eliminate eccentric compression of the sleeve (due to its installation without stopping against the housing wall) without significantly reducing the accuracy of the valve, which would be inevitable if the sleeve was simply installed in the housing with a gap (the gap in this case would be significant due to large tolerances on the length of the sleeve and the depth of the bore under it and the significant difference in thermal deformation of the sleeve and the housing over the entire length of the sleeve). The presence of a special shoulder and an additional bore can significantly reduce the gap in which the sleeve can move in the axial direction. Elimination of jamming of the plunger and leads to increased reliability.

На чертеже приведен предлагаемый гидрораспределитель. The drawing shows the proposed valve.

Золотниковый гидрораспределитель содержит корпус 1, в расточке которого установлена гильза 2 с плунжером 3. На гильзе 2 выполнен вырез 4, в который входит качалка 5, управляющая перемещением плунжера 3 за счет взаимодействия ее с соплами 6, установленными в плунжере 3. Гильза 2 установлена в корпусе 1 с радиальным зазором, уплотнение полостей гидрораспределителя осуществляется за счет резиновых уплотнений 7, размещенных в канавках 8 на гильзе 2. В корпусе 1 выполнена дополнительная расточка 9, в которой размещен бурт 10. На корпусе 1 установлена крышка 11 посредством винтов 12. Бурт 10 размещен в дополнительной расточке 9 с осевым зазором. Гильза 2 может свободно перемещаться в корпусе 1 в пределах этого зазора. Величина этого зазора выбирается из следующих соображений. Бурт 10 не должен быть защемлен между стенкой расточки 9 и крышкой 11, ибо это вызвало бы перекос продольной оси гильзы 2 относительно оси расточки под нее в корпусе 1 и упор гильзы 2 в корпус 1 в радиальном направлении по ее наружному диаметру, следствием чего были бы изгиб гильзы и заклинивание плунжера. Таким образом, необходимый минимальный зазор, с которым бурт установлен в расточке 9, должен превышать сумму допусков на отклонение геометрической формы бурта и расточки, и величины максимальной температурной деформации бурта относительно расточки 9 корпуса 1 (так как обычно корпус и гильза выполняются с целью снижения массы из различных материалов). Для конкретной конструкции золотникового гидрораспределителя, минимальная величина этого зазора 0,000012 м. В корпусе 1 выполнены также магистрали 13. The spool valve contains a housing 1, in the bore of which a sleeve 2 with a plunger 3 is installed. A cutout 4 is made on the sleeve 2, which includes a rocker 5, which controls the movement of the plunger 3 due to its interaction with nozzles 6 installed in the plunger 3. The sleeve 2 is installed in case 1 with a radial clearance, the sealing of the hydraulic distributor cavities is carried out due to rubber seals 7 located in the grooves 8 on the sleeve 2. In the case 1, an additional bore 9 is made, in which the shoulder 10 is placed. Single 11 by screws 12. Burt 10 disposed in the bore 9 with additional axial clearance. The sleeve 2 can move freely in the housing 1 within this gap. The size of this gap is selected from the following considerations. Burt 10 should not be pinched between the wall of the bore 9 and the cover 11, because this would cause a skew of the longitudinal axis of the sleeve 2 relative to the axis of the bore under it in the housing 1 and the stop of the sleeve 2 in the housing 1 in the radial direction along its outer diameter, which would result in bending of the sleeve and jamming of the plunger. Thus, the required minimum clearance with which the shoulder is installed in the bore 9 must exceed the sum of the tolerances for the deviation of the geometric shape of the shoulder and the bore, and the maximum temperature deformation of the shoulder relative to the bore 9 of the housing 1 (since the housing and sleeve are usually made to reduce weight from various materials). For a specific design of the spool valve, the minimum value of this gap is 0.000012 m. In the housing 1, also lines 13 are made.

Золотниковый гидрораспределитель работает следующим образом. Spool valve operates as follows.

При перемещении качалки 5 в каком-либо направлении из указанных стрелками она за счет взаимодействия с соплами 6 вызывает соответствующее перемещение плунжера 3 относительно гильзы 2, что вызывает изменение расходов в магистралях 13, соответствующее управляющему перемещению качалки 5. Деформации корпуса 1 не вызывают изгиба гильзы 2, так как она установлена в расточке корпуса 1 с радиальным зазором. Так как гильза 2 установлена с осевым зазором между стенкой корпуса 1 и крышкой 11, то это исключает появление осевых сил на гильзе 2, наличие которых влечет за собой изгиб гильзы 2, ослабленной вырезом 4, и заклинивание в ней плунжера 3. В осевом же направлении гильза 2 фиксируется за счет бурта 10, размещенного в дополнительной расточке 9. Так как бурт установлен с зазором, то гильза 2 разгружена от изгибающих усилий, и заклинивания плунжера не происходит. Естественно установка гильзы 2 с зазором в осевом направлении приводит к снижению точности регулирования, так как гильза 2 имеет возможность перемещаться относительно плунжера 3 (в наихудшем случае на величину указанного зазора) и искажать расчетные характеристики гидрораспределителя. Но так как величина зазора по абсолютной величине мала, в большинстве случаев этим снижением точности можно пренебречь. Для предлагаемой конструкции при величине хода золотника l 0,003 м и величине зазора B 0,000012 м относительная погрешность А, обусловленная осевой подвижностью гильзы, составила
A

× 100%

× 100% 0,4% что вполне удовлетворяет требованиям технического задания. Точность гидрораспределителя может быть повышена путем ужесточения требований к допускаемым отклонениям форм и поверхностей бурта и дополнительной расточки, которые вносят максимальный вклад в величину необходимого зазора. В результате использования изобретения были устранены случаи заклинивания плунжера в гильзе, что вызвало повышение надежности золотникового гидрораспределителя. Обеспечение работоспособности устройства при наличии в гильзе выреза в довольно жестких условиях эксплуатации и высоких требованиях к надежности весьма важно для дорогостоящих объектов авиационной и космической техники.When moving the rocker 5 in any direction indicated by the arrows, due to the interaction with the nozzles 6, it causes a corresponding movement of the plunger 3 relative to the sleeve 2, which causes a change in flow rates in the lines 13, corresponding to the control movement of the rocker 5. The deformation of the housing 1 does not cause the sleeve 2 to bend , since it is installed in the bore of the housing 1 with a radial clearance. Since the sleeve 2 is installed with an axial clearance between the wall of the housing 1 and the cover 11, this eliminates the appearance of axial forces on the sleeve 2, the presence of which entails the bending of the sleeve 2, weakened by the cutout 4, and jamming of the plunger 3 in it. In the axial direction the sleeve 2 is fixed due to the collar 10 located in the additional bore 9. Since the collar is installed with a gap, the sleeve 2 is unloaded from bending forces, and the plunger does not jam. Naturally, the installation of the sleeve 2 with a clearance in the axial direction leads to a decrease in the accuracy of regulation, since the sleeve 2 has the ability to move relative to the plunger 3 (in the worst case, by the value of the specified clearance) and distort the design characteristics of the valve. But since the size of the gap in absolute value is small, in most cases this decrease in accuracy can be neglected. For the proposed design with a spool stroke l of 0.003 m and a clearance of B 0.000012 m, the relative error A, due to the axial mobility of the sleeve, was
A

× 100%

× 100% 0.4% which fully meets the requirements of the technical specifications. The accuracy of the valve can be improved by tightening the requirements for tolerances of the shapes and surfaces of the shoulder and additional boring, which make the maximum contribution to the size of the required clearance. As a result of the use of the invention, cases of jamming of the plunger in the sleeve were eliminated, which caused an increase in the reliability of the spool valve. Ensuring the operability of the device when there is a cut-out in the sleeve under rather severe operating conditions and high reliability requirements is very important for expensive objects of aviation and space technology.

Claims

ZOLOTNIKOVY HYDRAULIC DISTRIBUTOR, comprising a housing, in a cylindrical bore of which a sealed sleeve with an asymmetrical cutout is installed with a radial clearance, a plunger placed in the sleeve and a cover, characterized in that an additional boring is made concentrically in the main body, the sleeve is provided with a shoulder located in an additional bore between case and cover with axial clearance to compensate for thermal expansion and deviations of the geometric shape of the shoulder and additional boring.