RU2083884C1

RU2083884C1 - Method and device for removing telescopic cylinder

Info

Publication number: RU2083884C1
Authority: RU
Inventors: С.И. Григорьев; Н.И. Григорьев
Original assignee: Иркутское авиационное производственное объединение
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1997-07-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method comprises providing a maximum force of extending on all parts of the cylinder when the flow rate of the energy carrier is constant and cylinder is fixed at any moment during cylinder part extending. This is due to the changing in order of the operations and use of the driving screw, which can interact simultaneously with each previous and subsequent part of the cylinder at the initial stage of extending of the subsequent section after fixing the sections with respect to each other. EFFECT: enhanced reliability. 5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в грузоподъемных механизмах станкостроения, прессовом оборудовании, а также в авиационной технике, в космических аппаратах, например, для выдвижения солнечных батарей, для управления манипулятором и в других областях техники, где требуется перемещение конечного звена больше, чем габариты устройства. The invention relates to mechanical engineering and can be used in lifting mechanisms of machine tools, press equipment, as well as in aircraft, in spacecraft, for example, to extend the solar panels, to control the manipulator and in other areas of technology where the movement of the final link is required more than device dimensions.

Известен способ выпуска-уборки телескопического цилиндра, включающий в себя следующий порядок выполнения операций: рабочую среду под давлением подают в поршневые полости секций цилиндра и одновременно приводят во вращение приводной винт, телескопическую секцию третьей ступени перемещают на выдвижение, расфиксируют секцию второй ступени относительно первой, перемещают на выдвижение секцию второй ступени, расфиксируют секцию первой ступени относительно корпуса, перемещают на выдвижение первую секцию, удерживают нагрузку, соединяют со сливом поршневые полости секций, реверсируют приводной винт, перемещают на уборку последовательно секции первой, второй, третьей ступеней. There is a known method for the release and cleaning of a telescopic cylinder, which includes the following operations: the working medium is pressurized into the piston cavities of the cylinder sections and the drive screw is rotated at the same time, the telescopic section of the third stage is moved to extend, the second stage section is unlocked relative to the first, moved to extend the second stage section, release the first stage section relative to the housing, move the first section to extend, hold the load, connect to about discharge the piston cavities of the sections, reverse the drive screw, move the sections of the first, second, third stages for cleaning sequentially.

К недостаткам известного способа можно отнести уменьшенную грузоподъемность при выдвижении секции второй и третьей ступеней, отсутствие фиксации этих секций при авирайном сбросе давления рабочей среды. The disadvantages of this method include the reduced carrying capacity when extending the sections of the second and third steps, the lack of fixation of these sections during an emergency pressure relief of the working medium.

Известен телескопический цилиндр, содержащий корпус с крышкой, полые поршни с штоками, концентрично установленные в корпусе с образованием поршневых и штоковых полостей, каналы для подвода и отвода рабочей среды в поршневые полости, поворотный винт с кольцевой проточкой, имеющей диаметр меньше диаметра внутренней поверхности резьбы винта, причем поршни снабжены гайками, установленными в них для взаимодействия с винтом с возможностью ограниченного осевого перемещения и подпружиненными относительно поршней, и выполнены зафиксированными от поворота относительно корпуса и гаек, винт может иметь центрирующий хвостовик. Known telescopic cylinder containing a housing with a lid, hollow pistons with rods concentrically mounted in the housing with the formation of piston and rod cavities, channels for supplying and discharging the working medium into the piston cavities, a rotary screw with an annular groove having a diameter smaller than the diameter of the inner surface of the screw thread moreover, the pistons are equipped with nuts installed in them for interaction with the screw with the possibility of limited axial movement and spring-loaded relative to the pistons, and are made fixed and against rotation relative to the housing and the screws, the screw can have a centering shank.

К недостаткам цилиндра можно отнести уменьшенную грузоподъемность при выдвижении секций второй и третьей ступеней, отсутствие фиксации этих секций при аварийном сбросе давления рабочей среды. The disadvantages of the cylinder include reduced load capacity when extending sections of the second and third stages, the lack of fixation of these sections during emergency pressure relief of the working medium.

Предложенное решение в отличии от известных реализуется в результате изменения порядка выполнения операции в следующем виде: приводят во вращение приводной винт, приводной винт взаимодействует с гайкой, размещенной в штоке последней ступени, перемещают на выдвижение шток последней ступени до упора с штоком последней ступени и одновременно фиксируют шток последней ступени относительно штока предыдущей ступени, обеспечивают взаимодействие приводного винта с гайкой, расположенной в штоке предыдущей ступени до упора с штоком последующей ступени, и одновременно выводят из взаимодействия приводной винт и шток последней ступени. Далее операции по выдвижению повторяются в зависимости от количества ступеней цилиндра: реверсируют приводной винт, перемещают на уборку шток первой ступени, вводят во взаимодействие приводной винт с гайкой, размещенной в штоке последующей ступени, перемещают на уборку шток последующей ступени совместно с штоком первой ступени до исходного положения первой ступени, расфиксируют шток последующей ступени относительно первой ступени и одновременно фиксируют шток первой ступени относительно корпуса, далее операции по уборке штоков повторяют в зависимости от количества ступеней цилиндра с той лишь разницей, что остальные штоки за исключением штока последней ступени в убранном положении фиксируют относительно друг друга, и также в результате применения приводного винта, имеющего возможность взаимодействия одновременно с каждой предыдущей и последующей секцией цилиндра на начальном этапе выдвижения последующей секции после фиксации секций относительно друг друга, обеспечивается максимальное усилие при выдвижении любого заданного количества секций телескопического цилиндра при неизменном расходе энергоносителя и фиксация секций цилиндра в любой заданный момент выдвижения секций или при отключении энергоносителя. The proposed solution, unlike the known ones, is implemented as a result of changing the order of the operation in the following form: the drive screw is rotated, the drive screw interacts with a nut located in the last stage rod, the last stage rod is extended to extend to the stop with the rod of the last stage and simultaneously fixed the rod of the last stage relative to the rod of the previous stage, ensure the drive screw interacts with the nut located in the rod of the previous stage until it stops with the rod the first stage, and at the same time the drive screw and the rod of the last stage are removed from the interaction. Further, the extension operations are repeated depending on the number of cylinder stages: the drive screw is reversed, the rod of the first stage is moved for cleaning, the drive screw is brought into interaction with the nut located in the rod of the next stage, the rod of the next stage together with the rod of the first stage is moved to the cleaning to the initial the position of the first stage, unlock the rod of the next stage relative to the first stage and at the same time fix the rod of the first stage relative to the body, then the rod cleaning operations are repeated depending on the number of cylinder stages, the only difference being that the other rods, with the exception of the last stage rod in the retracted position, are fixed relative to each other, and also as a result of using a drive screw that can interact simultaneously with each previous and subsequent cylinder section at the initial stage the extension of the subsequent section after fixing the sections relative to each other, maximum force is provided when extending any given number of telescopic sections cylinder at a constant flow of energy and fixing sections of the cylinder at any given moment of extension of the sections or when the energy is turned off.

Выше указанное явно не следует из известных технических решений. The above clearly does not follow from the known technical solutions.

В предлагаемом устройстве приводной винт выполнен с возможностью взаимодействия одновременно с каждой предыдущей и последующей секциями цилиндра, зафиксированными относительно друг друга, что позволяет обеспечивать выдвижение обеих ступеней с максимальным усилием, развиваемым цилиндром, такое техническое решение явно не следует из ранее известных. In the proposed device, the drive screw is configured to interact simultaneously with each previous and subsequent sections of the cylinder, fixed relative to each other, which allows for the extension of both stages with the maximum force developed by the cylinder, such a technical solution clearly does not follow from previously known.

На фиг. 1 показан телескопический цилиндр в исходном положении; на фиг. 2 то же, после выдвижения штока последней ступени, фиксации его с штоком предыдущей ступени и на начальном этапе выдвижения предыдущей секции; на фиг. 3 то же, с полностью выдвинутыми штоками; на фиг. 4 то же, с штоками, выдвигаемыми в противоположных направлениях одним приводным винтом; на фиг. 5 то же, с фиксацией от проворачивания штока последней ступени с помощью телескопических секций, соединяющих шток последней ступени с корпусом; на фиг. 6 то же, с запорными элементами фиксаторов осевых перемещений, выполненными за одно целое с телескопическими секциями фиксатора от проворачивания штоков. In FIG. 1 shows a telescopic cylinder in its initial position; in FIG. 2 the same, after extending the rod of the last stage, fixing it with the rod of the previous stage and at the initial stage of the extension of the previous section; in FIG. 3 the same, with fully extended stocks; in FIG. 4 the same, with rods extended in opposite directions by one drive screw; in FIG. 5 the same, with fixation from turning the rod of the last stage using telescopic sections connecting the rod of the last stage with the body; in FIG. 6 the same, with locking elements of the clamps of axial displacements, made in one piece with the telescopic sections of the clamp from turning the rods.

Телескопический цилиндр содержит корпус 1 с крышкой 11, приводной винт 16, шток 2 с поршнем и гайкой 10, шток 4 с поршнем 5 и гайкой 9, шток 6 с поршнем 7 и гайкой 8, фиксатор 14 штока 2 относительно корпуса 1 и штока 4, фиксатор 15 штока 4 относительно штока 2 и штока 4, запорный элемент 12 фиксатора 14, запорный элемент фиксатора 15, штоки 2, 4, 6, зафиксированы от проворота относительно корпуса 1 шпонками, установленными на охватывающих поверхностях штоков корпуса, и шпоночными канавками, выполненными на наружной поверхности штоков. Приводной винт 16 с гайками 8 10 может образовывать шариковые пары, фиксация от проворота штока 6 может быть выполнена в виде телескопических секций, имеющих возможность осевого перемещения и соединяющих шток 6 с корпусом 1, запорные элементы 12, 13 могут быть объединены с соответствующими секциями телескопического фиксатора от проворота штоков, приводной винт 16 может иметь возможность взаимодействия одновременного с штоками двух направлений выдвижения, причем резьба на конце штока 16, взаимодействующем с штоками противоположного направления, может быть выполнена также в противоположном направлении с одинаковым или разным шагом. Поршни штоков могут иметь возможность взаимодействия с рабочей средой под давлением и одновременно с приводным винтом при выдвижении и уборке всех штоков цилиндра. The telescopic cylinder contains a housing 1 with a cover 11, a drive screw 16, a rod 2 with a piston and a nut 10, a rod 4 with a piston 5 and a nut 9, a rod 6 with a piston 7 and a nut 8, a clamp 14 of the rod 2 relative to the housing 1 and the rod 4, the latch 15 of the rod 4 relative to the rod 2 and the rod 4, the locking element 12 of the latch 14, the locking element of the latch 15, the rods 2, 4, 6, are fixed from rotation relative to the housing 1 by dowels installed on the covering surfaces of the rods of the housing, and keyways made on the outer surface of the rods. The drive screw 16 with nuts 8 10 can form ball pairs, the fixation from the rotation of the rod 6 can be made in the form of telescopic sections that can axially move and connect the rod 6 with the housing 1, the locking elements 12, 13 can be combined with the corresponding sections of the telescopic lock from rotation of the rods, the drive screw 16 may be able to interact simultaneously with the rods of two directions of extension, and the thread at the end of the rod 16, interacting with rods of the opposite direction It may also be performed in the opposite direction with the same or different pitch. The piston rods may be able to interact with the working medium under pressure and simultaneously with the drive screw when extending and cleaning all the cylinder rods.

Телескопический цилиндр работает следующим образом. The telescopic cylinder operates as follows.

Приводится во вращение приводной винт 16, и взаимодействуя с гайкой 8, закрепленной в поршней 7 штока 6, выдвигает шток 6 до упора поршня 7 с штоком 4, начинается совместное выдвижение штоков 6 и 4. При перемещении штока 4 относительно штока 2 фиксатор 15 вытесняется в углубление штока 6, при дальнейшем перемещении штока 4 совместно с штоком 6 запорный элемент 13 перемещается в осевом направлении и запирает фиксатор 15 в штоках 4 и 6, одновременно (в начале выдвижения штока 4 совместно с штоком 6) приводной винт 16 начинает взаимодействовать с гайкой 9, закрепленной в поршне 5 штока 4, и происходит совместное выдвижение штоков 4 и 6 при одновременном взаимодействии винта 16 с гайками 8 и 9, закрепленными соответственно в поршнях 7 и 5, затем приводной винт 16 выходит из взаимодействия с гайкой 8 и происходит совместное выдвижение штоков 4 и 6 при взаимодействии приводного винта 16 с гайкой 9 до упора поршня 5 с штоком 2. Затем операции по выдвижению штоков повторяются в зависимости от количества ступеней цилиндра. При выдвижении штока первой ступени (штока 2) до упора поршня 3 с корпусом срабатывает предохранительная муфта или концевой выключатель. The drive screw 16 is brought into rotation, and interacting with the nut 8 fixed in the pistons 7 of the rod 6, it extends the rod 6 to the stop of the piston 7 with the rod 4, the joint extension of the rods 6 and 4 begins. When the rod 4 is moved relative to the rod 2, the latch 15 is extruded into the recess of the rod 6, with the further movement of the rod 4 together with the rod 6, the locking element 13 moves in the axial direction and locks the latch 15 in the rods 4 and 6, at the same time (at the beginning of the extension of the rod 4 together with the rod 6), the drive screw 16 begins to interact with the nut 9 close captured in the piston 5 of the rod 4, and the joint extension of the rods 4 and 6 occurs with the simultaneous interaction of the screw 16 with the nuts 8 and 9, mounted respectively in the pistons 7 and 5, then the drive screw 16 comes out of interaction with the nut 8 and the joint extension of the rods 4 and 6 in the interaction of the drive screw 16 with the nut 9 to the stop of the piston 5 with the rod 2. Then, the operation of the extension of the rods are repeated depending on the number of stages of the cylinder. When extending the rod of the first stage (rod 2) to the stop of the piston 3 with the housing, a safety clutch or limit switch is activated.

При уборке штоков выполняется реверс приводного винта 16 и уборка начинается с штока 2 первой ступени, находящегося в постоянном контакте с приводным винтом 16. В конце обратного хода штока начинается взаимодействие приводного винта 16 с гайкой 9 штока 4 и затем приводной винт 16 выходит из взаимодействия с гайкой 10 штока 2 и шток 2 перемещается в исходное положение при взаимодействии приводного винта 16 с гайкой 9 штока 4, при дальнейшем перемещении штока 4 фиксатор 14 вытесняется штоком 4 в углубление корпуса 1 и одновременно расфиксируется шток 4 относительно штока 2 и начинается уборка штока 4, далее операции по уборке штоков повторяются в зависимости от количества ступеней цилиндра. When the rods are cleaned, the drive screw 16 is reversed and the cleaning starts with the first stage rod 2, which is in constant contact with the drive screw 16. At the end of the rod reverse stroke, the drive screw 16 begins to interact with the nut 9 of the rod 4 and then the drive screw 16 goes out of interaction with the nut 10 of the rod 2 and the rod 2 moves to its original position when the drive screw 16 interacts with the nut 9 of the rod 4, with the further movement of the rod 4, the latch 14 is displaced by the rod 4 into the recess of the housing 1 and the rod 4 relative to the rod 2 and the cleaning of the rod 4 begins, then the operation of cleaning the rods is repeated depending on the number of stages of the cylinder.

При подаче рабочей среды под давлением в поршневые полости штоков рабочая среда и одновременно приводной винт перемещают на выдвижение все ступени цилиндра. При подаче рабочей среды под давлением в полости, образованные штоками, поршнем убираемого штока, рабочая среда и одновременно приводной винт перемещают на уборку все ступени цилиндра, при этом применяются герметичные конструкции фиксаторов для фиксации штоков в выдвинутом положении, в убранном положении штоки могут фиксироваться, например, запиранием рабочей среды в полости, образованной штоками и поршнем фиксируемого штока. When a working medium is supplied under pressure into the piston cavities of the rods, the working medium and simultaneously the drive screw move all the cylinder stages to advance. When the working medium is supplied under pressure into the cavities formed by the rods, the piston of the retractable rod, the working medium and simultaneously the drive screw move all cylinder stages to the cleaning, while the hermetic design of the clamps is used to fix the rods in the extended position, in the retracted position the rods can be fixed, for example locking the working medium in the cavity formed by the rods and piston of the fixed rod.

Claims

1. The method of release-cleaning of the telescopic cylinder, which consists in moving the cylinder sections with a rotating drive screw simultaneously with the previous section at the initial stage of the extension of the next section, characterized in that the next section is preliminarily lifted by clamps, for example balls, until the threads of the screw and nut are joined sections.

2. A telescopic cylinder comprising a housing with a cover, a drive screw, nuts, rods with pistons, locking elements with clamps, characterized in that it is equipped with a clamp for mutual rotation of the rods, made telescopic, including, for example, keyed joints, each section of which is rigidly connected with locking elements.

3. The cylinder according to claim 2, characterized in that the latches are made in the form of balls, conical grooves of equal sizes and depth are made in the mating fixed parts to ensure a smooth transition to fix a pair of parts during operation of the drive screw.