RU2378540C2 - Telescopic hydraulic cylinder of double-sided action for substantial strokes - Google Patents
Telescopic hydraulic cylinder of double-sided action for substantial strokes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2378540C2 RU2378540C2 RU2008110787/11A RU2008110787A RU2378540C2 RU 2378540 C2 RU2378540 C2 RU 2378540C2 RU 2008110787/11 A RU2008110787/11 A RU 2008110787/11A RU 2008110787 A RU2008110787 A RU 2008110787A RU 2378540 C2 RU2378540 C2 RU 2378540C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- piston
- hydraulic cylinder
- sleeve
- external
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Actuator (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидравлическим механизмам телескопического типа, а именно к силовым объемным гидравлическим двигателям с прямолинейным возвратно-поступательным движением двухстороннего действия, и может быть использовано в судостроительной, машиностроительной и других областях промышленности.The invention relates to hydraulic mechanisms of a telescopic type, namely to volumetric power hydraulic motors with rectilinear reciprocating movement of double-acting, and can be used in shipbuilding, engineering and other industries.
Известны телескопические гидроцилиндры (ГЦ) двухстороннего действия с односторонними штоками для реализации больших ходов в условиях недостаточности пространства, которое мало для размещения обычного поступательного гидродвигателя (ГД), величина хода которого лимитируется длиной собранного цилиндра, и в этих условиях всегда меньше длины требуемого хода. /Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. М., Машиностроение, 1974, с.516-518, рис.216а/. Такие многоцилиндровые гидроцилиндры содержат большой цилиндр, в котором расположен поршень большого диаметра со штоком, имеющим внутреннюю полость, в которой помещен поршень меньшего диаметра со своим штоком. Большой цилиндр, поршни и штоки расположены концентрично и имеют возможность относительного и последовательного перемещения, причем сумма их ходов равна общему ходу выходного звена. Подвод (отвод) рабочей жидкости одновременно осуществляется как к подвижному, так и к неподвижному элементам, а именно в общую поршневую полость и отдельные штоковые полости. Недостатками известных телескопических гидроцилиндров является необходимость использования гибких трубопроводов, обеспечивающих прохождение рабочей среды к подвижным частям гидроцилиндров, а также недостаточность функциональных возможностей, которая обусловлена отсутствием обеспечения, кроме последовательного, также и независимого действия ступеней ГЦ.Known double-acting telescopic hydraulic cylinders (HZ) with single-sided rods for implementing large strokes in conditions of insufficient space, which is small to accommodate a conventional translational hydraulic motor (DP), the stroke of which is limited by the length of the assembled cylinder, and in these conditions is always less than the length of the required stroke. / Bashta T.M. Volumetric pumps and hydraulic motors of hydraulic systems. M., Mechanical Engineering, 1974, p. 516-518, Fig. 216 /. Such multi-cylinder hydraulic cylinders comprise a large cylinder in which a large diameter piston is located with a rod having an internal cavity in which a smaller diameter piston with its rod is placed. The large cylinder, pistons and rods are concentric and have the possibility of relative and sequential movement, and the sum of their moves is equal to the total stroke of the output link. The supply (withdrawal) of the working fluid is simultaneously carried out both to the movable and to the stationary elements, namely to the common piston cavity and individual rod cavities. The disadvantages of the known telescopic hydraulic cylinders are the need to use flexible pipelines that ensure the passage of the working medium to the moving parts of the hydraulic cylinders, as well as the lack of functionality, which is due to the lack of support, except for sequential, also independent action of the stages of the HZ.
Известен телескопический ГЦ двухстороннего действия с односторонними штоками, обеспечивающий одновременное выдвижение всех ступеней /Подгорный Ю.П. Гидравлические приводы средств наземного обслуживания самолетов. М., Транспорт, 1980, с.63, 65, рис.4.8/. Гидроцилиндр состоит из корпуса и трех цилиндров, которые образуют три камеры прямого давления и три камеры противодавления, при этом камера противодавления цилиндра предыдущей ступени и камера прямого давления цилиндра последующей ступени попарно сообщены с образованием замкнутой объединенной полости, которых у гидроцилиндра две. Жидкость от насоса при прямом ходе подается в камеру прямого давления корпуса. Для заполнения гидроцилиндра жидкостью служат обратные клапаны, смонтированные в днищах поршней (кроме поршня штока). Из камеры противодавления штока жидкость отводится через шток.Known telescopic HZ double-acting with one-sided rods, providing simultaneous extension of all stages / Podgorny Yu.P. Hydraulic drives for ground handling aircraft. M., Transport, 1980, p. 63, 65, fig. 4.8 /. The hydraulic cylinder consists of a housing and three cylinders, which form three direct pressure chambers and three backpressure chambers, while the counterpressure chamber of the cylinder of the previous stage and the direct pressure chamber of the cylinder of the next stage are paired with the formation of a closed joint cavity, which have two cylinders. The liquid from the pump in the forward stroke is fed into the direct pressure chamber of the housing. To fill the hydraulic cylinder with liquid, check valves mounted in the piston heads (except for the piston rod) are used. From the backpressure chamber of the rod, liquid is discharged through the rod.
Для обратного хода жидкость подается через шток в камеру противодавления штока, а из камеры прямого давления, образованной корпусом, рабочая жидкость сливается в маслобак.For the reverse stroke, the fluid is supplied through the rod to the stem counter-pressure chamber, and from the direct pressure chamber formed by the housing, the working fluid is drained into the oil tank.
При прямом и обратном ходах происходит одновременное выдвижение (убирание) всех ступеней гидроцилиндра.With forward and reverse strokes, simultaneous extension (removal) of all stages of the hydraulic cylinder occurs.
Недостатками известного телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия с одновременным выдвижением всех ступеней является необходимость использования гибких трубопроводов, обеспечивающих прохождение рабочей среды к подвижной части гидроцилиндра, а также недостаточность функциональных возможностей, которая обусловлена невозможностью обеспечения, кроме одновременного, также и независимого действия ступеней ГЦ.The disadvantages of the known telescopic double-acting hydraulic cylinder with the simultaneous extension of all stages is the need to use flexible pipelines that ensure the passage of the working medium to the moving part of the hydraulic cylinder, as well as the lack of functionality, which is caused by the impossibility of providing, in addition to the simultaneous, also independent action of the stages of the HZ.
Известны телескопические гидроцилиндры двухстороннего силового действия с односторонними штоками, содержащие несколько концентрично расположенных поршней (со штоками), перемещающихся один относительно другого, при этом ход выходного звена равен сумме ходов каждого /Марутов В.А., Павловский С.А. Гидроцилиндры. М., Машиностроение, 1966, с.8, рис.3, с.97, 99, рис.86а/. Как в поршневую, так и в штоковую полости жидкость подводится через шток. Как в выдвинутом, так и в убранном положениях поршней поршневая полость представляет собой единую (объединенную) полость гидроцилиндра. В убранном положении поршней все штоковые полости сообщены между собой и образуют отдельную объединенную полость, а в выдвинутом положении поршней штоковые полости соединены с объединенной поршневой полостью, кроме штоковой полости того штока, через который производится подвод (отвод) рабочей жидкости. Таким образом, штоковые полости в процессе относительных перемещений подвижных частей попеременно-последовательно переключаются с одной объединенной полости на другую. При подводе жидкости в поршневую полость происходит последовательное выдвижение поршней, начиная от поршня большого диаметра к поршню меньшего диаметра. При подводе жидкости в штоковую полость сначала происходит втягивание поршня самого малого диаметра, а затем последовательное складывание "телескопа" в обратном порядке - от поршня наименьшего диаметра к наибольшему.Known telescopic hydraulic cylinders of double-sided force with single-sided rods containing several concentrically arranged pistons (with rods) moving one relative to the other, while the stroke of the output link is equal to the sum of the strokes of each / Marutov V.A., Pavlovsky S.A. Hydraulic cylinders. M., Mechanical Engineering, 1966, p. 8, fig. 3, p. 97, 99, fig. 86a /. Both in the piston and in the rod cavity, the fluid is supplied through the rod. Both in the extended and retracted positions of the pistons, the piston cavity is a single (combined) cavity of the hydraulic cylinder. In the retracted position of the pistons, all the rod cavities are interconnected and form a separate joint cavity, and in the extended position of the pistons the rod cavities are connected to the combined piston cavity, except for the rod cavity of the rod through which the working fluid is supplied (withdrawn). Thus, the rod cavities in the process of relative movements of the moving parts alternately sequentially switch from one united cavity to another. When fluid is supplied to the piston cavity, the pistons successively extend, starting from a large diameter piston to a smaller diameter piston. When fluid is supplied to the rod cavity, the piston of the smallest diameter is first drawn in, and then the “telescope” is successively folded in the reverse order - from the piston of the smallest diameter to the largest.
В случае невозможности подвода рабочей жидкости в любую из объединенных полостей через шток необходимо использовать гибкие трубопроводы, обеспечивающие прохождение рабочей жидкости к подвижным частям ГЦ.If it is impossible to supply the working fluid to any of the combined cavities through the stem, it is necessary to use flexible pipelines that ensure the passage of the working fluid to the moving parts of the HZ.
Известные телескопические гидроцилиндры двухстороннего силового действия обеспечивают последовательное перемещение поршней, однако независимое действие ступеней реализовать невозможно, что можно считать недостатком устройства в аспектах оптимизации конструкции и расширения функциональных возможностей.The well-known double-acting telescopic hydraulic cylinders provide sequential movement of the pistons, however, the independent action of the steps cannot be realized, which can be considered a drawback of the device in terms of design optimization and expansion of functionality.
Известны телескопические гидроцилиндры двухстороннего действия (ТГЦД), содержащие коаксиальный набор поршневых ступеней с цилиндрическими корпусами и штоковыми полостями у каждой ступени. Такой ТГЦД содержит ступень в виде совмещенного с одним из корпусов двухстороннего штока с концами разных наружных диаметров и контактирующим с внешним корпусом поршнем, рабочие площади сторон которого неодинаковы. Разноименные полости ступеней гидроцилиндра попарно гидравлически соединены с образованием объединенных полостей. Поршневые полости каждой ступени ТГЦД установлены с возможностью их прихода в противоположные фазы, которые соответствуют максимальной и минимальной величинам их объемов, в крайних положениях гидроцилиндра. Известные ТГЦД в одном из вариантов реализованы с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, обусловленной недостаточностью пространства. При этом, у внутренней ступени двухстороннего действия ТГЦД поршень выполнен в виде плунжера /патент РФ №2153464, приоритет от 30.08.1999, публ. 27.07.2000/.Known double-acting telescopic hydraulic cylinders (TGCD), containing a coaxial set of piston stages with cylindrical bodies and rod cavities at each stage. Such TGCD contains a stage in the form of a two-sided rod combined with one of the bodies with ends of different external diameters and a piston in contact with the external body, the working areas of the sides of which are not the same. Unlike cavities of the hydraulic cylinder stages are pairwise hydraulically connected to form joint cavities. Piston cavities of each stage of TGCD are installed with the possibility of their arrival in opposite phases, which correspond to the maximum and minimum values of their volumes, in the extreme positions of the hydraulic cylinder. Known TGCD in one of the options are implemented with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder due to insufficient space. Moreover, the piston is made in the form of a plunger at the internal stage of the double-acting action of TGCD / RF patent No. 2153464, priority from 08/30/1999, publ. 07.27.2000 /.
При подаче (сливе) рабочей жидкости в попарно гидравлически соединенные разноименные полости ступеней ТГЦД, образующие объединенные полости, и попеременном подключении к напору всех его полостей последовательное и независимое перемещение ступеней ТГЦД осуществляется за счет дифференциального принципа взаимодействия подвижных звеньев.When supplying (draining) the working fluid to pairwise hydraulically connected opposite cavities of the TGCD stages, forming the combined cavities, and alternately connecting to the pressure of all its cavities, sequential and independent movement of the TGCD stages is carried out due to the differential principle of the interaction of the moving links.
Недостатком известного ТГЦД с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра является то, что в исходном (убранном) положении не менее чем одна из его посадочных (высокоточных) поверхностей открыта и не защищена от внешних воздействий. Из сказанного выше следует, что если в исходном (убранном) положении телескопического гидроцилиндра хотя бы одна из посадочных (высокоточных) поверхностей открыта и не защищена от внешних воздействий, то в условиях длительного пребывания в морской воде (агрессивной среде) и отсутствия возможности технического обслуживания, а также при отсутствии проворачивания в течение длительного времени, на открытой наружной поверхности собираются продукты коррозии, засоления, обрастания и др. /В.Плудек. Защита от коррозии на стадии проектирования. М., Мир, 1980, с.50; К.Бреббиа, С.Уокер. Динамика морских сооружений. Л., Судостроение, 1983, с.150/, которые при движении соответствующего подвижного звена гидроцилиндра будут воздействовать на его уплотнения вследствие абразивного действия, что существенно снижает надежность гидроцилиндра при работе в морской воде.A disadvantage of the known TGCD with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder is that in the initial (retracted) position, at least one of its landing (high-precision) surfaces is open and not protected from external influences. From the above it follows that if in the initial (retracted) position of the telescopic hydraulic cylinder at least one of the landing (high-precision) surfaces is open and not protected from external influences, then in conditions of prolonged exposure to sea water (aggressive environment) and the absence of the possibility of maintenance, and also in the absence of cranking for a long time, products of corrosion, salinization, fouling, etc. / V. Pludek are collected on an open external surface. Corrosion protection at the design stage. M., World, 1980, p. 50; C. Brebbia, S. Walker. The dynamics of offshore structures. L., Shipbuilding, 1983, p.150 /, which, when the corresponding movable link of the hydraulic cylinder moves, will affect its seals due to abrasive action, which significantly reduces the reliability of the hydraulic cylinder when working in sea water.
Недостатком известного ТГЦД с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра также является недостаточность величины общего хода гидроцилиндра, обусловленного ходом выходного звена, равного сумме ходов каждого из звеньев - ступеней. Недостаток в рабочем звене в виде поршня обусловлен существующими в настоящее время технологическими ограничениями на длину зеркальной обработки внутренних цилиндрических поверхностей внутренней ступени, т.е. ограничениями на величину отношения длины обрабатываемой внутренней цилиндрической поверхности к величине обрабатываемого диаметра, являющегося минимальным внутренним диаметром зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей ТГЦД.A disadvantage of the known TGCD with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder is also the insufficiency of the total stroke of the hydraulic cylinder due to the stroke of the output link, equal to the sum of the moves of each of the links - steps. The disadvantage in the working link in the form of a piston is due to the current technological limitations on the length of the mirror treatment of the inner cylindrical surfaces of the inner stage, i.e. restrictions on the ratio of the length of the machined inner cylindrical surface to the magnitude of the machined diameter, which is the minimum inner diameter of the specularly machined inner cylindrical surfaces TGCD.
Известный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия по патенту №2153464 выбран в качестве наиболее близкого аналога.The known telescopic double-acting hydraulic cylinder according to patent No. 2153464 is selected as the closest analogue.
Задача изобретения заключается в увеличении эффективности использования и повышении надежности гидроцилиндра за счет обеспечения в его исходном (убранном) положении защиты всех подвижных соединений от воздействия внешней среды при минимизации в условиях заданного хода общей длины телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, а также за счет обеспечения большой величины общего хода гидроцилиндра при наличии существующих в настоящее время технологических ограничений по длине зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей гидроцилиндра с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, обусловленной недостаточностью пространства, длина которого ограничена цилиндром (корпусом) с выдвинутой только одной внутренней ступенью, которая в этих условиях обеспечивает необходимую общую величину хода.The objective of the invention is to increase the efficiency of use and increase the reliability of the hydraulic cylinder by providing in its original (retracted) position the protection of all movable joints from environmental influences while minimizing, under conditions of a given stroke, the total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder, as well as by providing large total stroke of the hydraulic cylinder in the presence of currently existing technological restrictions on the length of the mirror-machined internal ennih cylindrical surfaces of the hydraulic cylinder with a minimum total length of the telescopic units of the hydraulic cylinder in the fully extended position due to insufficient space, which is limited by the length of the cylinder (body) with an extended only one internal stage which in this context provides the necessary total amount of turn.
Задача решена тем, что в известном ТГЦД, включающем коаксиальный набор внешней и внутренней поршневых ступеней с их корпусами и поршни ступеней, где внешняя ступень имеет двухсторонний шток с концами различных диаметров, который совмещен с корпусом внешней ступени, при этом гидроцилиндр выполнен с разноименными полостями упомянутых ступеней, соединенными гидравлически попарно с образованием объединенных полостей, а поршневые полости ступеней имеют максимум и минимум величин их объемов в крайних положениях гидроцилиндра, в соответствии с изобретением, двухсторонний шток внешней ступени, совмещенный с корпусом внутренней ступени, закреплен концом меньшего диаметра на днище корпуса внешней ступени, поршень внешней ступени выполнен в виде гильзы с различными рабочими площадями и установлен на двухстороннем штоке, внутренняя ступень снабжена полой цилиндрической вставкой, закрепленной жестко в части корпуса внутренней ступени, имеющей больший диаметр, и гильзой, установленной в корпусе внутренней ступени с охватом поршня этой внутренней ступени и с возможностью продольного перемещения и герметичного контакта внутри с этим поршнем, а снаружи - с цилиндрической вставкой посредством кольцевой шейки, которая выполнена на цилиндрической вставке, при этом на конце гильзы, перед поршнем внутренней ступени жестко закреплен ограничитель его хода, а на другом конце гильзы выполнен кольцевой упор, на котором жестко закреплена путевая опора с возможностью перемещения относительно штока внутри ступени, причем ограничитель хода гильзы внутренней ступени совмещен с упомянутой кольцевой шейкой.The problem is solved in that in the known TGCD, including a coaxial set of external and internal piston stages with their bodies and pistons of the stages, where the external stage has a two-sided rod with ends of various diameters, which is combined with the body of the external stage, while the hydraulic cylinder is made with unlike cavities of the aforementioned steps connected hydraulically in pairs with the formation of the joint cavities, and the piston cavities of the steps have a maximum and minimum values of their volumes in the extreme positions of the hydraulic cylinder, in accordance and with the invention, a two-sided rod of the external stage, combined with the body of the internal stage, is fixed by the end of a smaller diameter on the bottom of the body of the external stage, the piston of the external stage is made in the form of a sleeve with different working areas and mounted on a double-sided rod, the internal stage is equipped with a hollow cylindrical insert fixed rigidly in the part of the housing of the inner stage, having a larger diameter, and a sleeve installed in the housing of the inner stage with the piston coverage of this inner stage and with the possibility of selling For movement and tight contact inside with this piston and outside with a cylindrical insert by means of an annular neck, which is made on a cylindrical insert, while at the end of the sleeve, in front of the piston of the inner stage, its travel limiter is rigidly fixed, and an annular stop is made on the other end of the sleeve , on which the track support is rigidly fixed with the possibility of movement relative to the rod inside the stage, the stroke limiter of the sleeve of the inner stage being combined with said annular neck.
Кроме того, протяженность области герметичного контакта поршня внутренней ступени с гильзой менее длины гильзы.In addition, the length of the area of tight contact of the piston of the inner stage with the sleeve is less than the length of the sleeve.
Кроме того, отношение длины гильзы к длине корпуса внутренней ступени в пределах хода и длины гильзы с путевой опорой составляет не менее 0,5.In addition, the ratio of the length of the sleeve to the length of the housing of the inner stage within the stroke and the length of the sleeve with the track support is at least 0.5.
Кроме того, отношение длины цилиндрической вставки к длине гильзы с путевой опорой составляет не менее 0,75.In addition, the ratio of the length of the cylindrical insert to the length of the sleeve with the track support is at least 0.75.
Кроме того, путевая опора выполнена в виде кольцевого выступа или торцевой крышки с одним центральным отверстием и, по крайней мере, одним отверстием, смещенным относительно центра.In addition, the track support is made in the form of an annular protrusion or end cap with one central hole and at least one hole offset from the center.
Кроме того, гильза выполнена в виде набора полых цилиндров, каждый из которых имеет путевую опору.In addition, the sleeve is made in the form of a set of hollow cylinders, each of which has a track support.
Кроме того, гидравлическая связь между штоковой полостью внешней ступени и поршневой полостью внутренней ступени осуществлена в виде, по крайней мере, одного радиального канала, выполненного в стенке корпуса внутренней ступени.In addition, the hydraulic connection between the rod cavity of the outer stage and the piston cavity of the inner stage is made in the form of at least one radial channel made in the wall of the housing of the inner stage.
Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности использования и повышение надежности гидроцилиндра за счет обеспечения в его исходном (убранном) положении защиты всех подвижных соединений от воздействия внешней среды при минимизации в условиях заданного хода общей длины телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, а также за счет обеспечения получения при рабочем звене в виде поршня больших величин реализуемого общего хода гидроцилиндра при наличии технологических ограничений по длине зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей, т.е. обеспечение получения величин реализуемых ходов больше величин допустимых (по технологическим соображениям) длин зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей гидроцилиндра с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, обусловленной недостаточностью пространства, длина которого ограничена цилиндром (корпусом) с выдвинутой только одной внутренней ступенью, которая в этих условиях обеспечивает необходимую общую величину хода, обусловленного ходом выходного звена, равного сумме ходов каждого из звеньев - ступеней при обеспечении последовательного и независимого действия ступеней гидроцилиндра.The technical result of the invention is to increase the efficiency of use and increase the reliability of the hydraulic cylinder by providing in its original (retracted) position the protection of all movable joints from environmental influences while minimizing, under conditions of a given stroke, the total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder, and also by providing obtaining at the working link in the form of a piston of large quantities of the realized total stroke of the hydraulic cylinder in the presence of technological limitations for the line of mirror-machined inner cylindrical surfaces, i.e. ensuring the values of the realized moves are greater than the allowable (for technological reasons) lengths of the mirror-machined inner cylindrical surfaces of the hydraulic cylinder with the minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder, due to insufficient space, the length of which is limited by the cylinder (body) with only one internal stage extended, which under these conditions provides the necessary total amount of stroke due to the course of the output ene equal to the sum of turns of each of the units - steps in ensuring consistent and independent acting hydraulic cylinder stages.
Сущность изобретения пояснена чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - общий вид телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия для больших ходов в убранном (исходном) положении;figure 1 is a General view of a telescopic hydraulic cylinder of double-acting for large strokes in the retracted (initial) position;
на фиг.2 - схема гидроцилиндра в исходном, убранном положении (гильза выполнена в виде одного полого гидроцилиндра);figure 2 - diagram of the hydraulic cylinder in the original, retracted position (the sleeve is made in the form of one hollow hydraulic cylinder);
на фиг.3 - то же, в промежуточном фиксированном положении;figure 3 is the same in an intermediate fixed position;
на фиг.4 - то же, в полностью выдвинутом положении;figure 4 is the same in a fully extended position;
на фиг.5 - схема конкретного выполнения гидроцилиндра с увеличенным ходом в исходном убранном положении (гильза выполнена в виде набора полых цилиндров).figure 5 is a diagram of a specific implementation of the hydraulic cylinder with increased stroke in the original retracted position (the sleeve is made in the form of a set of hollow cylinders).
Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов (фиг.1, 2, 3, 4) содержит коаксиальный набор поршневых ступеней, в который входят цилиндрический корпус 1 внутренней (малой) ступени, состоящий из двух частей: меньшего и большего диаметра. В части корпуса 1, имеющей больший диаметр, установлена соосно и жестко закреплена полая цилиндрическая вставка 2. В набор поршневых ступеней также входит цилиндрический корпус 3 внешней (большой) ступени, поршень 4 внутренней (малой) ступени, жестко связанный со штоком 5, содержащим каналы 6, 7 для подвода и отвода рабочей жидкости, вытянутый поршень 8 внешней, большой ступени, выполненный в виде гильзы, имеющий различные рабочие площади, установленный на двухстороннем штоке внешней (большой) ступени, который конструктивно совмещен с цилиндрическим корпусом 1 внутренней (малой) ступени. Поршень-гильза 8 установлен на двухстороннем штоке - корпусе 1 с возможностью взаимодействия с ним и с корпусом 3 внешней ступени. Корпус 1 внутренней, малой ступени имеет цилиндрические концы (части), соответственно, 9 - большего наружного диаметра и 10 - меньшего наружного диаметра. Шток 5 установлен в крышке 11, жестко скрепленной с корпусом 1, с возможностью продольного перемещения на величину полного хода внутренней ступени относительно крышки 11. Цилиндрическая вставка 2 выполнена с кольцевой шейкой 12. В корпусе 1 внутренней ступени установлена гильза 13 с охватом поршня 4. Гильза 13 установлена с возможностью продольного перемещения и герметичного контакта внутренней поверхностью (изнутри) с поршнем 4, а внешней поверхностью (снаружи) - с цилиндрической вставкой 2 посредством кольцевой шейки 12. Протяженность области герметичного контакта поршня 4 внутренней ступени с гильзой 13 менее длины гильзы. Гильза 13 снабжена жестко с ней связанным и установленным на ее внутренней поверхности перед поршнем 4 ограничителем 14 хода поршня 4. На цилиндрической вставке 2 в виде кольцевой шейки 12 выполнен ограничитель хода гильзы 13. На штоке 5 с возможностью перемещения установлена путевая опора 15, а на конце гильзы 13 выполнен кольцевой упор 16, жестко соединенный с путевой опорой 15. Путевая опора 15 установлена с возможностью относительного перемещения со штоком 5 и выполнена в виде торцевой крышки (или кольцевого выступа на поверхности гильзы 13) с одним центральным отверстием под шток 5 и не менее чем одним смещенным от центра отверстием 17. В зависимости от величины хода внутренней ступени длина путевой опоры 15 составляет до 3% от значения этого хода. Кроме того, отношение длины гильзы 13 к длине корпуса 1 внутренней ступени в пределах хода и длины гильзы 13 с путевой опорой 15 составляет величину не менее 0,5, а соотношение длин цилиндрической вставки 2 и гильзы 13 с путевой опорой 15 составляет не менее 0,75. Поршень 8 выполнен с возможностью скольжения по наружной поверхности двухстороннего штока, совмещенного с корпусом 1 внутренней ступени, и по внутренней поверхности корпуса 3 внешней ступени. Телескопический набор ступеней выполнен так, что образует малую штоковую 18 и большую поршневую 19 полости внутренней (малой) ступени, малую 20 и большую 21 полости внешней (большой) ступени, при этом полость 18 сообщена с полостью 21 через каналы 22, 23, 24, а полость 19 сообщена с полостью 20 через радиальный канал 25 с образованием объединенных полостей. Радиальный канал 25 в стенке корпуса 1 внутренней, малой ступени гидравлически связан с кольцевым зазором 26 между гильзой 13 и корпусом 1 внутренней, малой ступени, при этом зазор 26 является частью большой поршневой полости 19 внутренней, малой ступени. Малая полость 20 внешней, большой ступени по функциональному назначению соответствует штоковой полости этой ступени, а большая полость 21 внешней, большой ступени по функциональному назначению соответствует поршневой полости этой же ступени. Поршневые полости гидроцилиндра включают поршневые полости каждой ступени, соответственно, большую поршневую полость 19 внутренней, малой ступени и большую полость 21 внешней, большой ступени. Корпус 3 внешней (большой) ступени выполнен в виде стакана с одним торцевым днищем 27, на котором жестко с помощью креплений 28 закреплен конец 10 (малого диаметра) двухстороннего штока внешней, большой ступени, совмещенного с корпусом 1 внутренней ступени (в дальнейшем - шток-корпус 1), в то время как другой его конец 9 большего диаметра находится вне корпуса 3. Поршень 8 внешней (большой) ступени выполнен с охватом концов 9 и 10 двухстороннего штока-корпуса 1. Поршень 8 внешней ступени выполнен с неравными рабочими (эффективными) площадями так, что рабочая площадь поршня со стороны большой полости 21 превышает рабочую площадь поршня со стороны малой полости 20, при этом, как было отмечено выше, внешний диаметр нижнего конца 9 двухстороннего штока-корпуса 1 превышает внешний диаметр верхнего его конца 10. Поршень 8 образует с двухсторонним штоком-корпусом 1 внешней, большой ступени полость 20, ограниченную цилиндрическими шейками 29 и 30, которые сопряжены и взаимодействуют, соответственно, с цилиндрическими поверхностями концов 10 и 9 двухстороннего штока-корпуса 1. Шейки 29 и 30 имеют разные диаметры в соответствии с диаметрами концов двухстороннего штока-корпуса 1. На поршне 8 выполнен также буртик 31, сопряженный с внутренней поверхностью 32 корпуса 3 внешней ступени. Поршень 8 выполнен удлиненным, протяженностью не менее величины хода внешней, большой ступени гидроцилиндра с обеспечением возможности герметичного контакта с наружными цилиндрическими поверхностями концов 9 и 10 двухстороннего штока-корпуса 1 и с внутренней поверхностью 32 корпуса 3 внешней (большой) ступени.A double-acting telescopic hydraulic cylinder for large strokes (Figs. 1, 2, 3, 4) contains a coaxial set of piston stages, which includes a
Протяженность области герметичного контакта на наружной поверхности удлиненного поршня 8 менее величины хода этой (внешней) ступени гидроцилиндра. В противном случае эта область будет подвержена воздействию внешней среды, что может отрицательно сказаться на эксплуатационной надежности гидроцилиндра. Поршень 8 внешней ступени выполнен в виде плавающей ступенчатой гильзы, сопряженной посредством цилиндрических шеек 29 и 30 с концами штока разных диаметров 10,9, а посредством буртика 31 - с цилиндрической поверхностью 32 внешнего корпуса 3.The length of the area of tight contact on the outer surface of the
Гидроцилиндр для создания герметичного контакта оснащен уплотнениями 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41. На поршне 8 выполнен фланец 42, обеспечивающий присоединение элементов других механизмов.The hydraulic cylinder for creating a tight contact is equipped with
Длина (внешней) большой ступени гидроцилиндра не менее двукратной величины хода этой ступени. В полностью выдвинутом положении гидроцилиндра (фиг.4) его длина минимальна и ограничена корпусом с выдвинутой только одной внутренней (малой) ступенью, которая в этих условиях обеспечивает необходимую общую величину хода, обусловленного ходом выходного звена, равного сумме ходов каждого из звеньев - ступеней.The length of the (external) large stage of the hydraulic cylinder is at least twice the stroke of this stage. In the fully extended position of the hydraulic cylinder (Fig. 4), its length is minimal and limited by the housing with only one internal (small) stage extended, which under these conditions provides the necessary total stroke size due to the output link stroke equal to the sum of the moves of each of the links - steps.
Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия установлен таким образом, что в исходном положении (фиг.1, 2) объем большой полости 19 внутренней, малой ступени минимален, а объем большой полости 21 внешней, большой ступени максимален, следовательно крайние положения обеих ступеней противоположны по фазе, при этом разноименные полости гидроцилиндра попарно гидравлически соединены с образованием объединенных полостей.The double-acting telescopic hydraulic cylinder is installed in such a way that in the initial position (FIGS. 1, 2) the volume of the
В исходном положении (фиг.1) все посадочные поверхности, обеспечивающие герметичность, конструктивно закрыты и защищены от любых внешних воздействий.In the initial position (figure 1), all landing surfaces that provide tightness are structurally closed and protected from any external influences.
В частном случае выполнения гидроцилиндра с увеличенным ходом (фиг.5) гильза 13, снабженная жестко соединенной с ее кольцевым упором 16 путевой опорой 15, выполнена в виде набора секций - полых цилиндров 43, 44, при этом последние снабжены соответствующей каждому путевой опорой 45, 47, которые жестко соединены с соответствующими им кольцевыми упорами 46, 48 на полых цилиндрах 43, 44 и выполнены любая с одним центральным отверстием под шток 5 и не менее чем с одним смещенным от центра отверстием, соответственно, 49, 50. Причем в зависимости от требований к конструктивному исполнению число секций (полых цилиндров) у внутренней (малой) ступени гидроцилиндра может быть различным.In the particular case of a hydraulic cylinder with an increased stroke (Fig. 5), a
Существенным для заявляемого телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия является крепление к неподвижному элементу, которое может быть осуществлено за шток 5 внутренней, малой ступени, либо за цилиндрический корпус 1 этой же ступени, совмещенный с двухсторонним штоком внешней, большой ступени, либо за цилиндрический корпус 3 внешней, большой ступени, либо за поршень 8 этой ступени.Essential for the claimed telescopic double-acting hydraulic cylinder is fastening to a fixed element, which can be carried out for the
В случаях крепления к неподвижному элементу (фундаменту) за шток 5 или же за поршень 8 в крайних положениях комбинированного телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия результирующее перемещение его ступеней определяется суммированием перемещений подвижных звеньев этих ступеней гидроцилиндра, а в случае крепления за цилиндрический внешний корпус 3, жестко связанный с концом двухстороннего штока, совмещенного с цилиндрическим корпусом 1, или же за корпус 1, такая возможность исключается.In cases of attachment to a fixed element (foundation) for the
Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов работает следующим образом.A double-acting telescopic hydraulic cylinder for large strokes works as follows.
Рабочую жидкость под напором подают по каналу 6 в полость 19 и через кольцевой зазор 26 по каналу 25 в полость 20, а полость 21 через каналы 24, 23, 22 вместе с полостью 18 соединяют со сливом каналом 7 (фиг.1). Под давлением жидкости корпус 1 и поршень 8 из исходного (убранного) положения последовательно-принудительно перемещаются вверх. При этом корпус 1 перемещается до упора крышки 11 в торец гильзы 13 с путевой опорой 15, а затем совместно с гильзой 13 и путевой опорой 15 до упора торца поршня 4 в путевую опору 15, причем поршень 8 перемещается внутрь корпуса 3. Гидроцилиндр устанавливается в крайнее выдвинутое положение, при котором объем большой полости 19 максимален - с напором соединена объединенная полость 19, 20, а другая объединенная полость 18, 21 соединена со сливом и объем большой полости 21 минимален, т.е. крайние положения обеих ступеней противоположны по фазе (фиг.4).The working fluid under pressure is fed through the
Рабочую жидкость под напором подают по каналам 6 и 7 в полости 19 и 18, а также в полости 20 и 21 за счет соответствующих гидравлических связей-каналов 25 и 22, 23, 24 (фиг.2, 4). Под давлением жидкости гидроцилиндр устанавливается в промежуточное фиксированное положение, при котором выдвинут только корпус 1, объемы больших полостей 19 и 21 максимальны, объединенные полости связаны с напором, т.е. крайние положения обеих ступеней однофазны (фиг.3). Перемещение подвижных элементов происходит за счет того, что рабочая площадь поршня 4 со стороны полости 19 превышает рабочую площадь со стороны полости 18, а рабочая площадь поршня 8 со стороны полости 21 превышает рабочую площадь со стороны полости 20, т.е. осуществляется за счет дифференциального принципа взаимодействия подвижных звеньев. Таким образом:The working fluid under pressure is fed through
- при переходе гидроцилиндра из исходного, убранного положения (фиг.1, 2) в промежуточное, фиксированное (фиг.3) корпус 1 вместе с гильзой 13, снабженной путевой опорой 15, перемещается вверх до упора путевой опоры 15 в торец поршня 4, а затем корпус 1 отдельно перемещается до упора крышки 11 в путевую опору 15, причем поршень 8 остается неподвижным относительно корпуса 3;- upon transition of the hydraulic cylinder from the initial, retracted position (Fig. 1, 2) to the intermediate, fixed (Fig. 3)
- при переходе гидроцилиндра из полностью выдвинутого положения (фиг.4) в промежуточное фиксированное (фиг.3) поршень 8 выдвигается из корпуса 3, а корпус 1 и гильза 13 с путевой опорой 15 остаются неподвижными относительно поршня 4.- upon transition of the hydraulic cylinder from the fully extended position (Fig. 4) to the intermediate fixed (Fig. 3), the
Рабочую жидкость под напором подают по каналу 7 в полость 18 и по каналам 22, 23, 24 в полость 21, а полость 20 через канал 25 вместе с полостью 19 соединяют со сливом каналом 6 (фиг.4, 3). Под давлением жидкости гидроцилиндр устанавливается в исходное (убранное) положение, при котором корпус 1 и поршень 8 убраны относительно неподвижного элемента - фундамента, объем большой полости 21 максимален - с напором соединена объединенная полость 18, 21, а другая объединенная полость 19, 20 соединена со сливом и объем большой полости 19 минимален, т.е. крайние положения обеих ступеней противоположны по фазе (фиг.1, 2).The working fluid under pressure is fed through the
При этом последовательно-принудительное перемещение подвижных элементов происходит так, что:In this case, the sequentially forced movement of the moving elements occurs so that:
- при переходе гидроцилиндра из полностью выдвинутого положения (фиг.4) в исходное (убранное) положение (фиг.1, 2) поршень 8 выдвигается из корпуса 3, а корпус 1 отдельно перемещается до зацепа ограничителя хода гильзы 13, совмещенного с кольцевой шейкой 12 цилиндрической вставки 2, за кольцевой упор 16 гильзы 13, а затем совместно с гильзой 13 и путевой опорой 15 до упора ограничителя хода 14 поршня 4 в торец поршня 4;- upon transition of the hydraulic cylinder from the fully extended position (Fig. 4) to the initial (retracted) position (Figs. 1, 2), the
- при переходе гидроцилиндра из промежуточного фиксированного (фиг.3) в исходное (убранное) положение (фиг.1, 2) корпус 1 отдельно перемещается до зацепа ограничителя хода гильзы 13, совмещенного с кольцевой шейкой 12 цилиндрической вставки 2, за кольцевой упор 16 гильзы 13, а затем совместно с гильзой 13 и путевой опорой 15 до упора ограничителя хода 14 поршня 4 в торец поршня 4, при этом поршень 8 остается неподвижным относительно корпуса 3.- upon transition of the hydraulic cylinder from the intermediate fixed (Fig. 3) to the initial (retracted) position (Figs. 1, 2), the
Для пассивного возвращения (опускания) гидроцилиндра в исходное положение (фиг.1, 2) достаточно сообщить объединенные полости 19, 20 и 18, 21 со сливом через каналы 6, 7 (фиг.3, 4), при этом гидроцилиндр переходит в убранное положение под действием внешней нагрузки, например, массы поднимаемого груза.For passive return (lowering) of the hydraulic cylinder to its original position (Fig. 1, 2), it suffices to inform the combined
Работа гидроцилиндра с увеличенным ходом в частном случае его выполнения (фиг.5) адекватна описанной выше с учетом особенностей трансформации и исполнения гильзы с путевой опорой.The operation of the hydraulic cylinder with an increased stroke in the particular case of its implementation (figure 5) is adequate to that described above, taking into account the peculiarities of the transformation and execution of the liner with track support.
Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить эффективность использования телескопического гидроцилиндра, а также повысить его эксплуатационную надежность за счет обеспечения в его исходном (убранном) положении защиты всех подвижных соединений от воздействия внешней среды при минимизации в условиях заданного хода общей длины телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, кроме того, позволяет получить большие величины реализуемого общего хода гидроцилиндра при рабочем звене в виде поршня и наличии технологических ограничений по длине зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей, т.е. позволяет обеспечить увеличение общего хода выходного звена и ходов каждой из ступеней в отдельности при заданном диаметре поршня внутренней ступени гидроцилиндра с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, обусловленной недостаточностью пространства, длина которого ограничена цилиндром (корпусом) с выдвинутой только одной внутренней ступенью, которая в этих условиях обеспечивает необходимую общую величину хода, обусловленного ходом выходного звена, равного сумме ходов каждого из звеньев - ступеней при обеспечении последовательного и независимого действия ступеней гидроцилиндра.The proposed technical solution allows to increase the efficiency of the use of the telescopic hydraulic cylinder, as well as to increase its operational reliability by providing in its original (retracted) position the protection of all movable joints from environmental influences while minimizing the total length of the telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder under conditions of a given stroke in addition, it allows to obtain large values of the realized total stroke of the hydraulic cylinder with a working link in the form of a piston and the presence of technological limitations along the length of mirror-machined inner cylindrical surfaces, i.e. allows to increase the total stroke of the output link and the strokes of each stage separately for a given piston diameter of the inner stage of the hydraulic cylinder with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder, due to insufficient space, the length of which is limited by the cylinder (housing) with only one internal stage extended , which under these conditions provides the necessary total amount of stroke, due to the course of the output link, equal to the sum of the moves each of units of - degrees while ensuring consistent and independent acting hydraulic cylinder stages.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110787/11A RU2378540C2 (en) | 2008-03-20 | 2008-03-20 | Telescopic hydraulic cylinder of double-sided action for substantial strokes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110787/11A RU2378540C2 (en) | 2008-03-20 | 2008-03-20 | Telescopic hydraulic cylinder of double-sided action for substantial strokes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008110787A RU2008110787A (en) | 2009-09-27 |
RU2378540C2 true RU2378540C2 (en) | 2010-01-10 |
Family
ID=41169017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008110787/11A RU2378540C2 (en) | 2008-03-20 | 2008-03-20 | Telescopic hydraulic cylinder of double-sided action for substantial strokes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2378540C2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111779721B (en) * | 2020-08-06 | 2024-09-17 | 江苏宏昌天马物流装备有限公司 | Sequential telescopic oil cylinder and combination thereof |
CN112780634B (en) * | 2021-02-03 | 2023-08-25 | 中国人民解放军海军工程大学 | Telescopic double-acting hydraulic cylinder |
-
2008
- 2008-03-20 RU RU2008110787/11A patent/RU2378540C2/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008110787A (en) | 2009-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2009154497A1 (en) | Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes | |
CA1147205A (en) | Tandem long stroke reciprocating mud pump assembly | |
US20170292358A1 (en) | System and method for pumping a particle-laden fluid, such as pressurized fracking fluid | |
CN101776053B (en) | Concrete pumping structure | |
RU2019120755A (en) | DOUBLE ACTION PUMPING SYSTEM WITH HYDRAULIC DRIVE FOR PRODUCTION OF FLUIDS FROM INCLINED WELL | |
AU2023250993B2 (en) | Multi-stage buffer hydraulic cylinder for wave-energy power generation apparatus and multi-stage buffer hydraulic control method | |
RU2378540C2 (en) | Telescopic hydraulic cylinder of double-sided action for substantial strokes | |
CN102996563A (en) | Oil cylinder group capable of realizing synchronous movement | |
CN108457931A (en) | A kind of piston rod oil inlet oil extraction oil cylinder | |
CN111022420A (en) | Integrated mechanical locking hydraulic cylinder and system | |
CN105909205A (en) | Novel active hydraulic control packer | |
CN103362768A (en) | Mining multi-cylinder and double-action slurry draining pump | |
RU2450173C1 (en) | Pressure multiplier | |
CN105384091A (en) | Telescopic boom structure with a multilevel independent telescopic cylinder and crane | |
CN203384000U (en) | Multi-cylinder and double-acting slurry discharge pump for mine | |
RU2327629C1 (en) | Combined dual-action telescopic hydraulic cylinder | |
RU2153464C1 (en) | Double-acting telescopic hydraulic cylinder | |
RU2548241C1 (en) | Piston engine (versions) and piston engine housing | |
CN105298982B (en) | A kind of two-action multi-stage telescopic oil cylinder | |
RU2175402C1 (en) | Sucker-rod pumping plant | |
RU2422675C1 (en) | Diaphragm pump unit | |
CN104675682A (en) | Volumetric pump device | |
US9617838B2 (en) | System, apparatus and method for artificial lift, and improved downhole actuator for same | |
RU2303175C1 (en) | Double-sided action hydraulic cylinder for substantial strokes | |
RU153600U1 (en) | DUAL ACTION Borehole Pump |