RU2442028C1

RU2442028C1 - Hydraulic cylinder

Info

Publication number: RU2442028C1
Application number: RU2010126563/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Тигунцев (RU); Александр Михайлович Тигунцев; Владимир Георгиевич Губанов (RU); Владимир Георгиевич Губанов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Гидротранс"
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-02-10

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: device refers to the mechanic engineering and will allow increase the productivity and reliability of the fluid power cylinder and at the same time decrease its metal consumption. The fluid power cylinder include a sleeve assembly, a slide bar, a piston with packing, supporting and directing elements, a axle-bearing with packing and directing elements, a axle-bearing eye end, sliding on the horizontal surface. The fluid power cylinder is supplied with inner and outer supports which are inter-connected by hollow rod, the rate of which is equal to the part rate of the hydraulic-cylinder rod.

EFFECT: increased cylinder efficiency.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в гидроприводах, требующих значительного тянущего усилия при большем ходе штока в горизонтальном направлении.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in hydraulic drives that require significant pulling force with a greater stroke of the rod in the horizontal direction.

Известна большая номенклатура гидравлических приводов общего машиностроения, в частности поршневые гидроцилиндры двухстороннего действия (ГОСТ 17752-81 (СТ СЭВ 2455-80). В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения выбрана конструкция гидроцилиндра, описанная в справочнике Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин. М.: Машиностроение, 1983, стр.93, фиг.3.40(в). Гидроцилиндр известной конструкции (фиг.1) состоит из гильзы в сборе 1, штока 2, поршня с уплотнительными элементами 3, буксы с уплотнительными и направляющими элементами 4 и штоковой проушины 5. Диаметр штока гидроцилиндра выбирается из условия прочности или устойчивости. Однако, например, при горизонтальном расположении гидроцилиндра, необходимо учитывать прогиб штока от его собственного веса, величина которого негативно влияет на работоспособность и надежность поршневых и штоковых опорно-направляющих и уплотнительных узлов. Увеличение осевого момента инерции сечения штока ведет к увеличению габаритных размеров гидроцилиндра и его веса.A large range of hydraulic drives of general engineering is known, in particular double-acting reciprocating hydraulic cylinders (GOST 17752-81 (ST SEV 2455-80). As the closest analogue of the present invention, the hydraulic cylinder design described in the reference book Vasilchenko VA Hydraulic equipment of mobile machines. M .: Engineering, 1983, p. 93, Fig. 3.40 (c). The hydraulic cylinder of known construction (Fig. 1) consists of a sleeve assembly 1, a rod 2, a piston with sealing elements 3, axle boxes with sealing and guide elements nami 4 and rod eye 5. The diameter of the cylinder rod is selected from the condition of strength or stability.However, for example, when the cylinder is horizontal, it is necessary to take into account the deflection of the rod from its own weight, the value of which negatively affects the performance and reliability of the piston and rod support rails and Sealing units An increase in the axial moment of inertia of the rod section leads to an increase in the overall dimensions of the hydraulic cylinder and its weight.

Предлагаемое изобретение позволит решить описанную выше проблему и обеспечитThe present invention will solve the above problem and provide

- уменьшение прогиба штока, в частности штока, горизонтально расположенного гидроцилиндра с большим ходом;- reducing the deflection of the rod, in particular the rod, a horizontally located hydraulic cylinder with a large stroke;

- повышение работоспособности и надежности гидроцилиндра;- improving the performance and reliability of the hydraulic cylinder;

- снижение габаритных размеров и металлоемкости гидроцилиндра.- reducing the overall dimensions and metal consumption of the hydraulic cylinder.

Указанный результат достигается при использовании гидроцилиндра, который содержит гильзу в сборе, основной шток, поршень с уплотнительными и опорно-направляющими элементами, буксу с уплотнительными и направляющими элементами, штоковую проушину, скользящую по горизонтальной поверхности; гидроцилиндр снабжен внутренней и наружной опорами, соединенными между собой полым штоком, ход которого равен части, например половине, хода штока гидроцилиндра. Между основным штоком и полым штоком образован зазор. Внутренняя опора выполнена в виде поршня с отверстиями, предназначенными для свободного прохода рабочей жидкости к поршню гидроцилиндра и обратно. Наиболее предпочтителен выбор предложенной конструкции гидроцилиндра для использования на больших ходах с тянущим рабочим усилием.The specified result is achieved using a hydraulic cylinder, which contains the sleeve assembly, the main rod, the piston with sealing and supporting-guide elements, axle box with sealing and guide elements, a rod eye, sliding on a horizontal surface; the hydraulic cylinder is equipped with internal and external supports interconnected by a hollow rod, the stroke of which is equal to part, for example half, of the stroke of the hydraulic cylinder rod. A gap is formed between the main stem and the hollow stem. The internal support is made in the form of a piston with holes designed for free passage of the working fluid to the piston of the hydraulic cylinder and vice versa. The most preferred choice of the proposed design of the hydraulic cylinder for use at high speeds with a pulling working force.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Фиг.2 - Гидроцилиндр предложенной конструкции.Figure 2 - The hydraulic cylinder of the proposed design.

Фиг.3 - Вид гидроцилиндра при выдвижении штока.Figure 3 - View of the hydraulic cylinder when extending the rod.

Фиг.4 - Вид гидроцилиндра при втягивании штока.Figure 4 - View of the hydraulic cylinder when retracting the rod.

Гидроцилиндр (Фиг.2) состоит из гильзы в сборе 1, основного штока 2, поршня 3 с опорно-направляющими кольцами 4 и уплотнениями 5, буксы 6 с опорно-направляющими кольцами 7, уплотнениями 8 и грязесъемником 9, штоковой проушины 10, внутренней опоры 11, внешней опоры 12 и полого штока 13. Шток 13 соединяет внутреннюю 11 и внешнюю 12 опоры, между основным штоком и полым штоком образован зазор. Штоковая проушина 10 выполнена в виде опоры скольжения, футерованной пластиной 14 из антифрикционного материала (при больших типоразмерах гидроцилиндров скольжение может быть заменено качением). Внутренняя опора 11 выполнена в виде поршня с отверстиями. Опора 11 включает в себя: поршневые опорно-направляющие кольца 15, штоковые опорно-направляющие кольца 16 и штоковые уплотнения 17 (штоковые уплотнения 17 могут отсутствовать, герметичность обеспечивается уплотнением 21). Внешняя опора 12 выполнена в виде втулки с основанием, футерованным пластиной 18 из антифрикционного материала и представляющей с направляющей 19 пару скольжения (при больших типоразмерах гидроцилиндров скольжение может быть заменено качением) и включает в себя: штоковые опорно-направляющие кольца 20 и штоковое уплотнение 21 (штоковое уплотнение 21 может отсутствовать, герметичность обеспечивается уплотнением 17) и грязесъемник 22. Полый шток 13 выполнен в виде трубы, наружная поверхность которой покрыта хромом и отполирована.The hydraulic cylinder (FIG. 2) consists of a sleeve assembly 1, a main rod 2, a piston 3 with bearing guide rings 4 and seals 5, axle boxes 6 with bearing guide rings 7, seals 8 and a wiper 9, a rod eye 10, an internal support 11, the outer support 12 and the hollow rod 13. The rod 13 connects the inner 11 and the outer 12 of the support, a gap is formed between the main rod and the hollow rod. The rod eye 10 is made in the form of a sliding support, lined with a plate 14 of antifriction material (for large sizes of hydraulic cylinders, sliding can be replaced by rolling). The internal support 11 is made in the form of a piston with holes. The support 11 includes: piston support guide rings 15, rod support guide rings 16 and rod seals 17 (rod seals 17 may be absent, tightness is provided by seal 21). The external support 12 is made in the form of a sleeve with a base lined with a plate 18 of antifriction material and representing a slip pair with the guide 19 (for large sizes of hydraulic cylinders, sliding can be replaced by rolling) and includes: rod bearing guide rings 20 and rod seal 21 ( rod seal 21 may be absent, tightness is provided by seal 17) and wiper 22. Hollow rod 13 is made in the form of a pipe, the outer surface of which is coated with chrome and polished.

Так как прогиб балки с распределенной нагрузкой пропорционален расстоянию между опорами в четвертой степени (v_max=-ql⁴/185EJ_x, см.: Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. том 1. М.: Машиностроение, 1979, стр.81), то за счет установки внешней 12 и внутренней 11 опор на расстоянии между собой, например, равном 1/2 хода штока, обеспечивается уменьшение прогиба основного штока 2 в шестнадцать раз по сравнению с типовой конструкцией гидроцилиндра. Также, за счет установки внешней 12 и внутренней 11 опор в уплотнительных и опорно-направляющих узлах снижаются реактивные моменты, что обеспечивает повышение работоспособности и надежности гидроцилиндра. Уменьшение осевого момента инерции сечения основного штока 2, достигаемое при установке внешней 12 и внутренней 11 опор, обеспечивает снижение габаритных размеров и металлоемкости конструкции.Since the deflection of a beam with a distributed load is proportional to the distance between the supports to the fourth degree (v _max = -ql ⁴ / 185EJ _x , see: VI Anuryev, Handbook of a Mechanical Engineering Designer. Volume 1. M.: Mechanical Engineering, 1979, p. 81), due to the installation of external 12 and internal 11 supports at a distance between each other, for example, equal to 1/2 of the stroke of the rod, the deflection of the main rod 2 is reduced by sixteen times in comparison with the standard design of the hydraulic cylinder. Also, due to the installation of external 12 and internal 11 bearings in the sealing and supporting-guide assemblies, the reactive moments are reduced, which ensures an increase in the operability and reliability of the hydraulic cylinder. The reduction of the axial moment of inertia of the cross section of the main rod 2, achieved by installing the external 12 and internal 11 supports, reduces the overall dimensions and metal consumption of the structure.

Для выдвижения штока (Фиг.3а) рабочая жидкость подается через штуцер А в поршневую полость гидроцилиндра, поршень 3 совместно со штоком 2 и штоковой проушиной 10, скользящей по направляющей 19, движется в направлении внутренней опоры 11. Рабочая жидкость при этом вытесняется поршнем 3 через отверстия во внутренней опоре 11 и далее через штуцер В - в сливную магистраль. Преодолев расстояние, например, 1/2 хода штока (Фиг.3б), поршень 3 толкает внутреннюю 11 и внешнюю 12 опоры, связанные между собой полым штоком 13, в крайнее правое положение, при этом внешняя опора 12, скользя по направляющей 19, устанавливается на некотором расстоянии от буксы 6, например, посередине выдвинутого основного штока 2 (Фиг.3в).To extend the stem (Fig. 3a), the working fluid is supplied through the nozzle A to the piston cavity of the hydraulic cylinder, the piston 3 together with the rod 2 and the rod eye 10, sliding along the guide 19, moves in the direction of the inner support 11. The working fluid is thus displaced by the piston 3 through holes in the inner support 11 and then through the fitting In - into the drain line. Having overcome the distance, for example, 1/2 of the stroke of the rod (Fig.3b), the piston 3 pushes the inner 11 and outer 12 bearings, interconnected by the hollow rod 13, to the extreme right position, while the outer bearing 12, sliding along the guide 19, is installed at some distance from the axlebox 6, for example, in the middle of the extended main rod 2 (Figv).

При втягивании штока, в исходном (Фиг.4а) положении внешняя опора 12 находится на некотором расстоянии от буксы 6, например, посередине выдвинутого основного штока 2, а внутренняя 11 - прижата к буксе 6, рабочая жидкость подается через штуцер В, далее через отверстия во внутренней опоре 11 - к поршню 3 гидроцилиндра. Поршень 3 совместно со штоком 2 и штоковой проушиной 10, скользящей по направляющей 19, движется в направлении штуцера А. Рабочая жидкость при этом вытесняется поршнем через штуцер А в сливную магистраль. Преодолев расстояние, например, 1/2 хода штока (Фиг.4б), проушина 10 толкает внешнюю 12 и внутреннюю 11 опоры, связанные между собой полым штоком 13, в крайнее левое положение, при этом внутренняя опора 11 устанавливается на некотором расстоянии от буксы 6, например, посередине втянутого штока (Фиг.4в).When retracting the rod, in the initial (Fig. 4a) position, the external support 12 is at some distance from the axle box 6, for example, in the middle of the extended main rod 2, and the inner 11 is pressed against the axle box 6, the working fluid is supplied through the nozzle B, then through the holes in the internal support 11 to the piston 3 of the hydraulic cylinder. The piston 3 together with the rod 2 and the rod eye 10, sliding along the guide 19, moves in the direction of the nozzle A. In this case, the working fluid is displaced by the piston through the nozzle A into the drain line. Having overcome the distance, for example, 1/2 of the stroke of the rod (Fig.4b), the eye 10 pushes the outer 12 and inner 11 bearings, interconnected by the hollow rod 13, to the extreme left position, while the inner bearing 11 is installed at some distance from the axle box 6 , for example, in the middle of the retracted rod (Figv).

Таким образом, предложена конструкция, которая может быть использована в гидроприводах, требующих значительного тянущего усилия при большем ходе штока в горизонтальном направлении.Thus, a design is proposed that can be used in hydraulic actuators requiring significant pulling force with a larger stroke of the rod in the horizontal direction.

Claims

1. A hydraulic cylinder containing a sleeve assembly, a main rod, a piston with sealing and supporting-guiding elements, an axle box with sealing and guiding elements, a rod eye sliding on a horizontal surface, characterized in that it is provided with internal and external supports connected to each other a hollow rod, the stroke of which is equal to part of the stroke of the hydraulic cylinder rod.

2. The hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the stroke of the hollow rod is equal to half the stroke of the rod of the hydraulic cylinder.

3. The hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the internal support is made in the form of a piston with holes designed for free passage of the working fluid to the piston of the hydraulic cylinder and vice versa.

4. The hydraulic cylinder according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that it is made with the possibility of use at high speeds with a pulling working force.