RU2594098C1 - Plunger hydraulic cylinder - Google Patents

Plunger hydraulic cylinder Download PDF

Info

Publication number
RU2594098C1
RU2594098C1 RU2015120388/06A RU2015120388A RU2594098C1 RU 2594098 C1 RU2594098 C1 RU 2594098C1 RU 2015120388/06 A RU2015120388/06 A RU 2015120388/06A RU 2015120388 A RU2015120388 A RU 2015120388A RU 2594098 C1 RU2594098 C1 RU 2594098C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic cylinder
cylinder
plunger
piston
rollers
Prior art date
Application number
RU2015120388/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Люленков
Светлана Владимировна Полищук
Сергей Владимирович Козлов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority to RU2015120388/06A priority Critical patent/RU2594098C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2594098C1 publication Critical patent/RU2594098C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: energy.
SUBSTANCE: hydraulic cylinder is intended for use in power engineering, metallurgy, construction and mining industries. Hydraulic cylinder comprises piston, cylinder, where on working cylindrical surface of piston, made from structural steel, there are circular rollers with width 6-12 mm made from high-hardness wear-resistant friction martensite, spaced apart through a distance larger than width of rollers by 1.2-1.5 times, having in cross section, in middle part, support cylindrical surfaces and inclined sides, arranged on both sides of support surfaces. Exit of piston from cylinder is performed through a cover, in which there is a drain hole and a cup-type seal, on other side hydraulic cylinder adjoins a body, having two inlet branch pipes with diameter equal to half diameter of hydraulic cylinder, hydraulic cylinder working surface is tempered with HFC.
EFFECT: technical result is longer service life of piston of hydraulic cylinder, enabling operation thereof at speeds higher than 2÷3 m/s, reduced friction losses.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в энергетике, металлургии, строительной, горнорудной отраслях промышленности для повышения срока службы плунжерного цилиндра, входящего в состав машин и механизмов, имеющих гидропривод.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in energy, metallurgy, construction, mining industries to increase the service life of the plunger cylinder, which is part of machines and mechanisms with hydraulic drive.

Известен плунжерный гидроцилиндр [1, с. 36-37, 47-48; 2, с. 72-73, 82], используемый в приводах различных машин. Такой гидроцилиндр состоит из корпуса, в котором расположен шток (плунжер). На выходе плунжера из цилиндра расположены уплотнения, которые иногда выполняют роль направляющей втулки [2, с. 82].Known plunger hydraulic cylinder [1, p. 36-37, 47-48; 2, p. 72-73, 82] used in drives of various machines. Such a hydraulic cylinder consists of a housing in which a rod (plunger) is located. At the outlet of the plunger from the cylinder there are seals, which sometimes act as a guide sleeve [2, p. 82].

Отмеченный тип гидроцилиндра имеет малый срок службы в связи с быстрым износом уплотнений и направляющих втулок. Продукты износа в процессе работы не удаляются из цилиндра и играют роль абразива, интенсивно изнашивающего плунжер и контактирующие с ним детали, кроме того, это положение значительно увеличивают потери на трение. Короткая длина направляющих втулок не позволяет гидроцилиндру воспринимать радиальные нагрузки. Для этой цели иногда внутри цилиндра устанавливают опорные ролики [2, с. 82]. При этом усложняется конструкция гидроцилиндра. Контролировать работу этих роликов и их состояние невозможно.The marked type of hydraulic cylinder has a short service life due to the rapid wear of the seals and guide bushings. The wear products during operation are not removed from the cylinder and play the role of an abrasive that intensively wears the plunger and the parts in contact with it, in addition, this position significantly increases friction losses. The short length of the guide bushings does not allow the hydraulic cylinder to absorb radial loads. For this purpose, support rollers are sometimes installed inside the cylinder [2, p. 82]. This complicates the design of the hydraulic cylinder. It is impossible to control the operation of these videos and their condition.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является плунжерный гидроцилиндр [3], содержащий корпус (цилиндр), плунжер, направляющую втулку, уплотнение, поджимную гайку, грязесъемник. Направляющая втулка выполнена из антифрикционного материала, например из бронзы. Наружная поверхность направляющей втулки выполнена в виде ступенчатого цилиндра с образованием бурта, который контактирует с торцом поджимной гайки с выполненной внутренней расточкой, в которой помещается часть направляющей втулки. Таким образом достигнуто увеличение длины направляющей втулки на 25-30% без увеличения осевых габаритов гидроцилиндра и повышен его срок службы.The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a plunger hydraulic cylinder [3] containing a housing (cylinder), a plunger, a guide sleeve, a seal, a compression nut, a wiper. The guide sleeve is made of anti-friction material, such as bronze. The outer surface of the guide sleeve is made in the form of a stepped cylinder with the formation of a collar, which is in contact with the end face of the clamping nut with a made internal bore, in which part of the guide sleeve is placed. Thus, an increase in the length of the guide sleeve by 25-30% was achieved without increasing the axial dimensions of the hydraulic cylinder and its service life was increased.

Упрочняющих операций (обработок) для плунжера и направляющей втулки в данном гидроцилиндре не предусмотрено. В процессе возвратно-поступательного движения плунжера, особенно при наличии радиальных нагрузок, сырой стальной плунжер и бронзовая направляющая втулка за счет трения изнашиваются, образуя микрочастицы, которые находятся в зазоре между плунжером и направляющей втулкой и интенсифицируют процесс износа. Удаляться из зазора продукты износа не могут, так как они находятся в «тупике» и масло не промывает зазор, а только заполняет его (как во время рабочего, так и во время холостого хода плунжера).Reinforcing operations (treatments) for the plunger and guide sleeve in this hydraulic cylinder is not provided. During the reciprocating movement of the plunger, especially in the presence of radial loads, the crude steel plunger and the bronze guide sleeve wear due to friction, forming microparticles that are in the gap between the plunger and the guide sleeve and intensify the wear process. Wear products cannot be removed from the gap, since they are in a “dead end” and the oil does not flush the gap, but only fills it (both during working and during idle plunger).

Данный гидроцилиндр не может работать с высокими скоростями движения плунжера (порядка 2÷3 м/с и выше), так как имеет малое проходное сечение питающего отверстия и большие гидравлические потери, связанные с резкими перепадами диаметров питающего отверстия и цилиндра.This hydraulic cylinder cannot work at high speeds of the plunger movement (of the order of 2 ÷ 3 m / s and higher), as it has a small feed-through cross section of the feed hole and large hydraulic losses associated with sharp changes in the diameters of the feed hole and cylinder.

Задачей изобретения является увеличение срока службы плунжерного гидроцилиндра, обеспечение возможности его работы со скоростями выше 2÷3 м/с, удаление продуктов износа из гидроцилиндра во время его работы и снижение потерь на трение.The objective of the invention is to increase the service life of the plunger hydraulic cylinder, making it possible to work with speeds above 2 ÷ 3 m / s, removing wear products from the hydraulic cylinder during its operation and reducing friction losses.

Поставленная задача достигается тем, что в плунжерном гидроцилиндре, имеющем в своем составе плунжер, цилиндр, на рабочей цилиндрической поверхности плунжера, изготовленного из конструкционной стали, выполнены кольцевые валики шириной 6÷12 мм из высокотвердого износостойкого мартенсита трения, отстоящие друг от друга на расстояние больше ширины валиков в 1,2÷1,5 раза, имеющие в поперечном сечении в средней части опорные цилиндрические поверхности и наклонные борта, расположенные по обе стороны опорных поверхностей, выход плунжера из цилиндра осуществлен через крышку, в которой выполнено сливное отверстие и поставлено манжетное уплотнение, с другой стороны гидроцилиндр примыкает к корпусу, имеющему два входных патрубка диаметром, равным половине диаметра гидроцилиндра, рабочая поверхность гидроцилиндра закалена Т.В.Ч.The problem is achieved in that in the plunger hydraulic cylinder, which includes a plunger, a cylinder, on the working cylindrical surface of the plunger made of structural steel, ring rollers are made of a width of 6-12 mm from a high-hardness wear-resistant friction martensite, spaced apart from each other by a distance greater than the width of the rollers is 1.2 ÷ 1.5 times, having in the cross section in the middle part supporting cylindrical surfaces and inclined sides located on both sides of the supporting surfaces, the plunger exits the cylinder core made through the cover in which are formed the drain hole and delivered lip seal, on the other hand adjoins the cylinder body having two inlet pipe diameter equal to half the diameter of the cylinder, the working cylinder surface hardened T.V.CH.

На фиг. 1 представлено поперечное сечение плунжерного гидроцилиндра;In FIG. 1 is a cross-sectional view of a plunger hydraulic cylinder;

на фиг. 2 - вид сверху плунжерного гидроцилиндра, показанного на фиг. 1;in FIG. 2 is a plan view of the plunger hydraulic cylinder shown in FIG. one;

на фиг. 3 - узел А на фиг. 1.in FIG. 3 - node A in FIG. one.

Плунжерный гидроцилиндр содержит цилиндр, состоящий из корпуса 1, имеющего два входных патрубка 2, двух рабочих корпусов 3 и 4, имеющих на внутренней поверхности закаленный Т.В.Ч. слой 5, крышки 6, в которой выполнено сливное отверстие 7, установлено манжетное уплотнение 8, и через которую осуществлен выход из цилиндра плунжера 9, выполненного из конструкционной стали и снабженного кольцевыми мартенситными валиками 10, имеющими опорные поверхности «С» и наклонные борта 11. Диаметры входных патрубков 2 корпуса 1, примыкающего к гидроцилиндру с другой стороны, равны половине диаметра гидроцилиндра для исключения резких перепадов диаметров патрубков и рабочего корпуса 3.The plunger hydraulic cylinder contains a cylinder consisting of a housing 1 having two inlet pipes 2, two working bodies 3 and 4, having on the inner surface hardened T.V.Ch. a layer 5, a cover 6, in which a drain hole 7 is made, a lip seal 8 is installed, and through which the plunger 9 is made from the cylinder, made of structural steel and provided with martensitic ring rollers 10 having bearing surfaces "C" and inclined sides 11. The diameters of the inlet pipes 2 of the housing 1, adjacent to the hydraulic cylinder on the other hand, are equal to half the diameter of the hydraulic cylinder to exclude sharp changes in the diameters of the pipes and the working housing 3.

Плунжерный гидроцилиндр работает следующим образом. Рабочий ход плунжера 9 совершается под действием жидкости (масла) под давлением, подающейся через патрубки 2 корпуса 1 в рабочий корпус 3. Плунжер 9 перемещается до упора в ограничитель, установленный вне гидроцилиндра (на фиг. 1 не показан). Обратный ход плунжера 9 осуществляется под воздействием внешней нагрузки.The plunger hydraulic cylinder operates as follows. The working stroke of the plunger 9 is performed under the action of a liquid (oil) under pressure supplied through the nozzles 2 of the housing 1 to the working housing 3. The plunger 9 is moved to the stop in the limiter mounted outside the hydraulic cylinder (not shown in Fig. 1). The return stroke of the plunger 9 is carried out under the influence of an external load.

Благодаря двум патрубкам 2 корпуса 1 большого сечения, каждый из которых непосредственно соединен с распределителем гидросистемы, отсутствию резких перепадов диаметров патрубков 2 и рабочего корпуса 3 скорость плунжера 9 достигает 6÷8 м/с, что необходимо для создания машин с ударными нагрузками, например, в разрабатываемых перспективных щековых дробилках с гидроприводом [5, с. 46-49]. Угол α на фиг. 1 меняется, в зависимости от компоновки машины, которую приводит в движение плунжерный гидроцилиндр, от 90° до 180°.Due to the two nozzles 2 of the housing 1 of large cross section, each of which is directly connected to the hydraulic distributor, the absence of sharp differences in the diameters of the nozzles 2 and the working housing 3, the speed of the plunger 9 reaches 6 ÷ 8 m / s, which is necessary to create machines with shock loads, for example, in the promising hydraulic jaw crushers under development [5, p. 46-49]. The angle α in FIG. 1 varies, depending on the layout of the machine, which is driven by a plunger hydraulic cylinder, from 90 ° to 180 °.

Уплотнение плунжера 9 в рабочих цилиндрах 3 и 4 достигнуто за счет выпуклых кольцевых валиков 10 (фиг. 1 и 3) из структурно преобразованного металла плунжера 9 (мартенсита трения) [4] с высокой твердостью и износостойкостью, которые образуют между собой масляные карманы, а своими наклонными бортами 11 (фиг. 3) создают, при скоростях плунжера 9 выше 2÷3 м/с, совместно с закаленным Т.В.Ч. слоем 5 цилиндров 3 и 4, масляные клинья и гидродинамические силы поддержания плунжера 9. Валики разбиты на две группы по 3-5 валиков в каждой.The seal of the plunger 9 in the working cylinders 3 and 4 is achieved due to the convex annular rollers 10 (Fig. 1 and 3) of structurally transformed metal of the plunger 9 (friction martensite) [4] with high hardness and wear resistance, which form oil pockets between each other, and with their inclined sides 11 (Fig. 3) create, at speeds of the plunger 9 above 2 ÷ 3 m / s, together with the hardened T.V.Ch. a layer of 5 cylinders 3 and 4, oil wedges and hydrodynamic forces supporting the plunger 9. The rollers are divided into two groups of 3-5 rollers in each.

В случаях снижения скоростей движения плунжера 9 ниже 2÷3 м/с, когда не обеспечивается жидкостное, а существует полусухое трение, контакт между валиками плунжера 9 и закаленным слоем 5 рабочих цилиндров 3 и 4 происходит по опорным поверхностям «С» (фиг. 3), имеющим высокую износостойкость в этих условиях. Ширина валиков h (фиг. 3), в зависимости от диаметра гидроцилиндра Dц (фиг. 3) и его длины, выполняется от 6 до 12 мм, что позволяет создавать плунжерные гидроцилиндры с оптимальной опорной поверхностью для работы с полусухим трением. Поверхности «С» подвергнуты шлифовке. Продукты износа валиков 11 и слоя 5, закаленного Т.В.Ч., представляют частицы размером в несколько микрон, которые вымываются из зазора между диаметром Do вершин валиков и диаметром

Figure 00000001
рабочих цилиндров 3 и 4 (фиг. 3) маслом, составляющим утечки, не превышающие 1-2% от расхода плунжерного гидроцилиндра, во время работы и уносятся через отверстие 7 в бак гидросистемы (после соответствующей очистки). Коэффициент трения между поверхностями из мартенсита трения и закаленными Т.В.Ч. в два раза меньше, чем между двумя стальными деталями при обычной закалке.In cases of a decrease in the speed of movement of the plunger 9 below 2 ÷ 3 m / s, when liquid is not provided, but there is semi-dry friction, contact between the rollers of the plunger 9 and the hardened layer 5 of the working cylinders 3 and 4 occurs along the supporting surfaces "C" (Fig. 3 ) having high wear resistance under these conditions. The width of the rollers h (Fig. 3), depending on the diameter of the hydraulic cylinder D c (Fig. 3) and its length, is from 6 to 12 mm, which allows the creation of plunger hydraulic cylinders with an optimal supporting surface for working with semi-dry friction. Surfaces “C” are polished. The wear products of the rollers 11 and the layer 5, hardened by T.V.Ch., represent particles of several microns in size, which are washed out from the gap between the diameter D o of the tops of the rollers and the diameter
Figure 00000001
working cylinders 3 and 4 (Fig. 3) with oil, constituting leaks that do not exceed 1-2% of the flow rate of the plunger hydraulic cylinder, during operation and are carried through hole 7 into the hydraulic tank (after appropriate cleaning). Friction coefficient between friction martensite surfaces and hardened two times less than between two steel parts during normal hardening.

Таким образом достигается поставленная цель изобретения.Thus, the object of the invention is achieved.

ЛитератураLiterature

1. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 512 с., ил.1. Sveshnikov V.K., Usov A.A. Machine-driven hydraulic drives: Reference. - 2nd ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1988. - 512 p., Ill.

2. Иоффе A.M. и др. Гидравлическое оборудование металлургических заводов / A.M. Иоффе, О.Н. Кукушкин, Ф.А. Наумчук, Е.К. Левчук, В.А. Сергиени. - М.: Металлургия, 1989. - 248 с. 2. Ioffe A.M. et al. Hydraulic equipment of metallurgical plants / A.M. Ioffe, O.N. Kukushkin, F.A. Naumchuk, E.K. Levchuk, V.A. Sergieni. - M.: Metallurgy, 1989 .-- 248 p.

3. Патент РФ 2406885. Приоритет 16.02.2009.3. RF patent 2406885. Priority 02.16.2009.

4. Патент РФ 2466002. Приоритет 01.06.2011.4. RF patent 2466002. Priority 06/01/2011.

5. Клушанцев Б.В. и др. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации / Б.В. Клушанцев, А.И. Косарев, Ю.А. Муйземнек. - М.: Машиностроение, 1990. - 320 с., ил.5. Klushantsev B.V. and others. Crushers. Design, calculation, operation features / B.V. Klushantsev, A.I. Kosarev, Yu.A. Muizemnek. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - 320 p., Ill.

Claims (1)

Плунжерный гидроцилиндр, включающий плунжер, цилиндр, отличающийся тем, что на рабочей цилиндрической поверхности плунжера, изготовленного из конструкционной стали, выполнены кольцевые валики шириной 6÷12 мм из высокотвердого износостойкого мартенсита трения, отстоящие друг от друга на расстояние больше ширины валиков в 1,2÷1,5 раза, имеющие в поперечном сечении, в средней части, опорные цилиндрические поверхности и наклонные борта, расположенные по обе стороны опорных поверхностей, выход плунжера из цилиндра осуществлен через крышку, в которой выполнено сливное отверстие и поставлено манжетное уплотнение, с другой стороны гидроцилиндр примыкает к корпусу, имеющему два входных патрубка диаметром, равным половине диаметра гидроцилиндра, рабочая поверхность гидроцилиндра закалена Т.В.Ч. A plunger hydraulic cylinder including a plunger, a cylinder, characterized in that on the working cylindrical surface of the plunger made of structural steel, ring rollers are made of a width of 6 ÷ 12 mm from a highly hard-wearing wear-resistant friction martensite, spaced apart by a distance greater than the width of the rollers of 1.2 ÷ 1.5 times, having in the cross section, in the middle part, supporting cylindrical surfaces and inclined sides located on both sides of the supporting surfaces, the plunger exited the cylinder through the cover, in Torah performed drainer and delivered lip seal, on the other hand adjoins the cylinder body having two inlet pipe diameter equal to half the diameter of the cylinder, the working cylinder surface hardened T.V.CH.
RU2015120388/06A 2015-05-28 2015-05-28 Plunger hydraulic cylinder RU2594098C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120388/06A RU2594098C1 (en) 2015-05-28 2015-05-28 Plunger hydraulic cylinder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120388/06A RU2594098C1 (en) 2015-05-28 2015-05-28 Plunger hydraulic cylinder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2594098C1 true RU2594098C1 (en) 2016-08-10

Family

ID=56613243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120388/06A RU2594098C1 (en) 2015-05-28 2015-05-28 Plunger hydraulic cylinder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2594098C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208631U1 (en) * 2021-09-21 2021-12-28 Акционерное общество «ГЕОСВИП» Vibration exciter hydraulic cylinder with bimetallic bushings

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5701800A (en) * 1996-01-25 1997-12-30 Kaup Gmbh & Co. Kg Pressure medium drive with a cylinder and a plunger
RU2212570C2 (en) * 2001-11-19 2003-09-20 Братский государственный технический университет Hydraulic cylinder
EP1464845B1 (en) * 2003-04-04 2006-03-22 Ognibene S.p.A. Single-acting cylinder-piston unit of plunger type
RU2406885C2 (en) * 2009-02-16 2010-12-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Plunger hydraulic cylinder
RU2466002C1 (en) * 2011-06-01 2012-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method of making wear resistant flat surface of friction pairs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5701800A (en) * 1996-01-25 1997-12-30 Kaup Gmbh & Co. Kg Pressure medium drive with a cylinder and a plunger
RU2212570C2 (en) * 2001-11-19 2003-09-20 Братский государственный технический университет Hydraulic cylinder
EP1464845B1 (en) * 2003-04-04 2006-03-22 Ognibene S.p.A. Single-acting cylinder-piston unit of plunger type
RU2406885C2 (en) * 2009-02-16 2010-12-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Plunger hydraulic cylinder
RU2466002C1 (en) * 2011-06-01 2012-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method of making wear resistant flat surface of friction pairs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208631U1 (en) * 2021-09-21 2021-12-28 Акционерное общество «ГЕОСВИП» Vibration exciter hydraulic cylinder with bimetallic bushings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9493997B2 (en) Floating clamping device for injection head of continuous oil pipe
RU2594098C1 (en) Plunger hydraulic cylinder
KR20150012239A (en) Percussion device
CN209935564U (en) Cold rolling coiler mandrel
CN107917179A (en) A kind of hydraulic loaded assembled combination synchronous pulley with overload protection
CN101987478A (en) Automatic oil-feed lubricating device of centrifugal unit for steel cylinder concrete product molding
US6510781B2 (en) Plunger pump
CN101655117A (en) High-strength engineering machinery hydraulic cylinder
CN102705224A (en) Concrete piston, pumping system and concrete pump
CN202468523U (en) Oil cylinder for coal mines
DE2034399A1 (en) Hydrodynamic thrust bearing for pumps or motors with axial pistons
Romanenko et al. Analysis of geological exploration mud pump component wear and damage
CN202707470U (en) Concrete piston, pumping system and concrete pump
CN201241894Y (en) High strength engineering machinery hydraulic cylinder
CN205684111U (en) A kind of roll squeezer bearing block stopping means
CN103423148B (en) pumping machine and pumping system thereof
CA3007377C (en) Hybrid surface finish for a hydraulic linear sealing system
CN201306131Y (en) Wear-resistant device of sucker rod
CN208057295U (en) A kind of hydraulic motor being easily installed
CN103133535A (en) Hydraulic plunger pump sliding bearing and machining method thereof
RU119802U1 (en) STRAIGHT CENTER-TURN
RU5001U1 (en) DEEP DEPTH PUMP
CN202673829U (en) Cylinder for hydraulic system of concrete pump truck
CN203516280U (en) Piston rod with textured clad layer for hydraulic cylinder
US2758674A (en) Piston rod oiling system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170529