RU2596679C1

RU2596679C1 - Hollow hydraulic cylinder

Info

Publication number: RU2596679C1
Application number: RU2015108726/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Юрьевич Кобзов; Владимир Витальевич Жмуров; Сергей Павлович Ереско; Инна Олеговна Кобзова; Андрей Юрьевич Кулаков
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2016-09-10

Abstract

FIELD: engines.

SUBSTANCE: hydraulic cylinder relates to displacement hydraulic motors designed for working fluid flow energy conversion into mechanical energy output link moving reciprocally. Hydraulic cylinder comprises body with fasteners consisting of front and rear end covers, equipped with seals and fasteners on body, hollow rod with fasteners and, mounted thereto, a hollow piston with seals, body is made in form of two hollow cylinders, coaxially inserted into each other to form a circular cavity in between and interconnected by front and rear hollow end covers, hollow rod with hollow piston is inserted into hollow annular space between cylinders of body, front cover is detachable, consisting of two end washers, end surface of hollow piston on side of rear end cover is made in form of stepped tooth crowns, fluid feed hole in piston cavity is directed at radially located tooth surface, and its longitudinal axis is tangent to axis of annular cavity.

EFFECT: technical result is high reliability of hydraulic cylinder.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к объемным гидродвигателям, предназначенным для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена, движущегося возвратно-поступательно. Предлагаемое устройство может быть применено в конструкции гидрофицированных систем.The invention relates to volumetric hydraulic motors, designed to convert the energy of the flow of the working fluid into the mechanical energy of the output link, moving reciprocating. The proposed device can be used in the construction of hydraulic systems.

Известен гидроцилиндр, который содержит корпус с элементами крепления, состоящий из передней со сменной направляющей втулкой и задней крышек, снабженных уплотнителями и элементами их крепления на корпусе, и шток с закрепленным на нем поршнем с уплотнителями и элементами крепления гидроцилиндра (см. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие. - М.: Машиностроение, 1971, с. 318. рис. 177а).A hydraulic cylinder is known, which contains a housing with fastening elements, consisting of a front with a replaceable guide sleeve and rear covers provided with seals and fastening elements on the body, and a rod with a piston fixed to it with seals and fastening elements of the hydraulic cylinder (see T.M. Tower Machine-building hydraulics. Reference manual. - M.: Mechanical engineering, 1971, p. 318. Fig. 177a).

К недостаткам известного аналога следует отнести невозможность его использования в качестве несущей оболочечной конструкции переменной длины, внутри которой могут располагаться какие-либо коммуникации, например, в качестве несущей телескопической конструкции переменной длины гидрофицированных грузоподъемных, землеройных, копровых, электромонтажных и прочих технических систем, включая медицину и металлургию.The disadvantages of the known analogue include the impossibility of its use as a load-bearing shell structure of variable length, inside which there can be any communications, for example, as a load-bearing telescopic structure of variable length, of hydraulic hoisting, earth-moving, pile driving, wiring and other technical systems, including medicine and metallurgy.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является роликовая волока, содержащая кольцевой гидроцилиндр с полым штоком (см. Олейник В.М., Трубкин А.В. Роликовая волока. Авт. свид. СССР №899191, МКи В21С 3/08).The closest technical solution adopted for the prototype is a roller die containing an annular hydraulic cylinder with a hollow rod (see Oleinik V.M., Trubkin A.V. Roller dragging. Auth. Certificate of the USSR No. 899191, MKi V21C 3/08) .

К недостаткам известного прототипа следует отнести неравномерный по длине и периметру износ подвижных элементов: полого штока и передней торцевой крышки кольцевого гидроцилиндра из-за углового перекоса штока и корпуса при выборке зазоров в его подвижных герметизируемых сопряжениях, что характерно для гидроцилиндров повышенного типоразмера со значительными линейными и диаметральными размерами и массой, что снижает их долговечность и надежность в целом.The disadvantages of the known prototype include uneven along the length and perimeter wear of the moving elements: the hollow rod and the front end cover of the annular hydraulic cylinder due to the angular misalignment of the rod and the housing when sampling the gaps in its movable sealed joints, which is typical for hydraulic cylinders of increased size with significant linear and diametric dimensions and mass, which reduces their durability and reliability in general.

Технический результат - повышение надежности гидроцилиндра.The technical result is an increase in the reliability of the hydraulic cylinder.

Технический результат достигается тем, что в гидроцилиндре, содержащем корпус с элементами крепления, состоящий из передней и задней торцевых крышек, снабженных уплотнителями и элементами их крепления на корпусе, полый шток с элементами крепления и с закрепленным на нем полым поршнем с уплотнителями, корпус выполнен в виде двух полых цилиндров, соосно вставленных друг в друга с образованием между ними кольцевой полости и соединенных между собой передней и задней полыми торцевыми крышками, полый шток с полым поршнем вставлены в полое кольцевое пространство между цилиндрами корпуса, передняя крышка выполнена разъемной, состоящей из двух торцевых шайб, торцевая поверхность полого поршня со стороны задней торцевой крышки выполнена в виде ступенчатой зубно на радиально расположенную поверхность зуба, а его продольная ось является касательной к оси кольцевой полости.The technical result is achieved in that in a hydraulic cylinder containing a housing with fastening elements, consisting of a front and rear end caps, equipped with seals and fastening elements on the housing, a hollow rod with fastening elements and with a hollow piston attached to it with seals, the housing is made in in the form of two hollow cylinders coaxially inserted into each other with the formation of an annular cavity between them and interconnected by the front and rear hollow end caps, a hollow rod with a hollow piston is inserted into the hollow stake tsevoe space between the cylinder housing, the front cover is detachable, comprising two end plates, the end face of the hollow plunger from the rear end cap is formed as a step on the radially disposed dental tooth surface, and its longitudinal axis is tangential to the annular cavity axis.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 представлен заявляемый гидроцилиндр двухстороннего действия; на фиг. 2 заявляемый гидроцилиндр одностороннего действия; на фиг. 3 представлен заявляемый гидроцилиндр в разрезе.The invention is illustrated by drawings: in FIG. 1 presents the inventive double-acting hydraulic cylinder; in FIG. 2 the inventive single-acting hydraulic cylinder; in FIG. 3 presents the inventive hydraulic cylinder in section.

Полый гидроцилиндр (Фиг. 1, 2 и 3), содержащий корпус с элементами крепления, состоящий из передней и задней торцевых крышек, снабженных уплотнителями и элементами их крепления на корпусе, полый шток с элементами крепления и с закрепленным на нем полым поршнем с уплотнителями, причем корпус 1 выполнен в виде двух полых цилиндров, соосно вставленных друг в друга с образованием между ними кольцевой полости и соединенных между собой передней 2 и задней 3 полыми торцевыми крышками, полый шток 4 с полым поршнем 5 вставлены в полое кольцевое пространство между цилиндрами корпуса 1, а передняя торцевая крышка 2 выполнена разъемной, состоящей из двух торцевых шайб, торцевая поверхность полого поршня 5 со стороны задней торцевой крышки выполнена в виде ступенчатой зубчатой коронки 6, отверстие 7 подвода жидкости в поршневую полость направлено на радиально расположенную поверхность 8 зуба, а его продольная ось является касательной к оси кольцевой полости.A hollow hydraulic cylinder (Fig. 1, 2 and 3), comprising a housing with fasteners, consisting of a front and rear end caps, equipped with seals and fasteners on the body, a hollow rod with fasteners and with a hollow piston attached to it with seals, moreover, the housing 1 is made in the form of two hollow cylinders coaxially inserted into each other with the formation of an annular cavity between them and interconnected by the front 2 and rear 3 hollow end caps, the hollow rod 4 with the hollow piston 5 is inserted into the hollow annular space in between the cylinders of the housing 1, and the front end cover 2 is detachable, consisting of two end washers, the end surface of the hollow piston 5 from the side of the rear end cover is made in the form of a stepped gear crown 6, the hole 7 for supplying fluid into the piston cavity is directed to the radially located surface 8 teeth, and its longitudinal axis is tangent to the axis of the annular cavity.

Полый гидроцилиндр двухстороннего действия работает следующим образом.A double-acting hollow hydraulic cylinder operates as follows.

При подаче рабочей жидкости в поршневую полость полого гидроцилиндра его шток под действием давления жидкости на радиально расположенные поверхности зубьев ступенчатой зубчатой коронки поворачивается, после чего начинает выдвигаться из корпуса (Фиг. 1, 3). В результате этого постоянно меняется место силового взаимодействия подвижных трущихся элементов гидроцилиндра в сопряжениях «полый шток - передняя крышка» и «полый поршень - полый корпус», вследствие чего уменьшается их износ. При подаче рабочей жидкости в штоковую полость шток задвигается в корпус. При этом через его внутреннюю полость могут проходить различные коммуникации или элементы других приводов, а сам полый гидроцилиндр, будучи оболочкой переменной длины, может служить либо их дополнительной защитой, либо несущим элементом, в зависимости от назначения, условий работы, рабочего процесса и режима работы гидрофицированной системы.When the working fluid is supplied to the piston cavity of the hollow hydraulic cylinder, its rod is rotated under the influence of the fluid pressure on the radially located tooth surfaces of the stepped gear crown, after which it begins to extend from the housing (Fig. 1, 3). As a result of this, the place of force interaction of the moving friction elements of the hydraulic cylinder in the “hollow rod – front cover” and “hollow piston – hollow housing” mates constantly changes, as a result of which their wear is reduced. When the working fluid is supplied to the rod cavity, the rod retracts into the housing. At the same time, various communications or elements of other drives can pass through its internal cavity, and the hollow hydraulic cylinder itself, being a variable-length shell, can serve either as their additional protection or as a load-bearing element, depending on the purpose, working conditions, work process and operation mode of the hydroficated system.

Полый гидроцилиндр одностороннего действия работает следующим образом.A single-acting hollow hydraulic cylinder operates as follows.

При подаче рабочей жидкости в поршневую полость вертикально расположенного полого гидроцилиндра его шток под действием давления жидкости на радиально расположенные поверхности зубьев ступенчатой зубчатой коронки поворачивается, после чего начинает выдвигаться из корпуса (Фиг. 2, 3). В результате этого постоянно меняется место силового взаимодействия подвижных трущихся элементов гидроцилиндра в сопряжениях «полый шток - передняя крышка» и «полый шток - полый корпус», вследствие чего уменьшается их износ. При сливе рабочей жидкости из поршневой полости его шток опускается, вдвигаясь в корпус под действием сил тяжести. При этом через его внутреннюю полость также могут проходить различные коммуникации или элементы других приводов, а сам полый гидроцилиндр, будучи оболочкой переменной длины, может служить либо их дополнительной защитой, либо несущим элементом в зависимости от назначения, условий работы, рабочего процесса и режима работы гидрофицированной системы.When the working fluid is fed into the piston cavity of a vertically positioned hollow hydraulic cylinder, its rod is rotated under the influence of fluid pressure on the radially located tooth surfaces of the stepped gear crown, and then it begins to extend from the housing (Fig. 2, 3). As a result of this, the place of force interaction of the moving rubbing elements of the hydraulic cylinder in the “hollow rod – front cover” and “hollow rod – hollow body” mates constantly changes, as a result of which their wear is reduced. When draining the working fluid from the piston cavity, its rod lowers, moving into the body under the action of gravity. At the same time, various communications or elements of other drives can also pass through its internal cavity, and the hollow hydraulic cylinder, being a variable-length shell, can serve either as their additional protection or as a load-bearing element, depending on the purpose, working conditions, work process and operation mode of the hydroficated system.

Таким образом, использование заявляемого полого гидроцилиндра с поворотным полым штоком способствует равномерному распределению износа по длине и периметру подвижных элементов: полого штока, полого поршня, передней торцевой крышки и полого корпуса гидроцилиндра, что повышает его долговечность и надежность в целом.Thus, the use of the inventive hollow hydraulic cylinder with a rotary hollow rod contributes to an even distribution of wear along the length and perimeter of the moving elements: a hollow rod, a hollow piston, a front end cover and a hollow body of the hydraulic cylinder, which increases its durability and reliability in general.

Claims

A hollow hydraulic cylinder comprising a housing with fastening elements, consisting of a front and rear end caps provided with seals and fastening elements on the housing, a hollow stem with fastening elements and a hollow piston with seals fixed to it, the housing being made in the form of two hollow cylinders coaxially inserted into each other with the formation of an annular cavity between them and interconnected by the front and rear hollow end caps, a hollow rod with a hollow piston is inserted into the hollow annular space between the cylinder the casing frames, and the front cover is detachable, consisting of two end washers, characterized in that the end surface of the hollow piston from the side of the rear end cover is made in the form of a stepped gear crown, the hole for supplying fluid to the piston cavity is directed to the radially located tooth surface, and the longitudinal axis is tangent to the axis of the annular cavity.