RU2643278C1

RU2643278C1 - Pneumatic cylinder

Info

Publication number: RU2643278C1
Application number: RU2016145542A
Authority: RU
Inventors: Борис Львович Саламандра
Original assignee: Борис Львович Саламандра
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2018-01-31

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: pneumatic cylinder contains working and reinforcing pneumocylinders and a hydrocamera with incompressible fluid, divided by a cuff into zones of high and low pressures. The power stroke of pneumatic cylinder is made by inserting the rod of reinforcing pneumocylinder into the sealed high-pressure zone. A sealing is introduced into the device, dividing the high-pressure zone into two parts, between which the flow of incompressible fluid occurs during a power stroke. The channel of such flow is organized through the axial hole of the rod of reinforcing pneumocylinder, in which a non-return valve and a throttle valve are installed, which allows to regulate the speed of power stroke. Due to the small diameter of reinforcing pneumocylinder rod, a throttle design is made on the elements of non-return valve.

EFFECT: no impact loads and increased durability.

4 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве основного инструмента для листовой штамповки, гибки, развальцовки, перфорации деталей, а также для зажима деталей на металлорежущих станках и другом оборудовании.The invention relates to mechanical engineering and can be used as the main tool for sheet stamping, bending, flaring, perforation of parts, as well as for clamping parts on metal cutting machines and other equipment.

Из уровня техники известен пневмогидроцилиндр, содержащий гидрокамеру и перегородку с отверстием и установленной в нем манжетой, разделяющей гидрокамеру на гидрозоны высокого и низкого давлений, усилительный пневмоцилиндр с односторонним штоком, наружный диаметр которого соответствует уплотнительному диаметру манжеты, свободно плавающий в корпусе поршень, ограничивающий гидрозону низкого давления, и рабочий пневмоцилиндр с двухсторонним штоком, одна сторона которого является выходным звеном, а вторая расположена в гидрозоне высокого давления.A pneumatic hydraulic cylinder is known from the prior art, comprising a hydraulic chamber and a baffle with an opening and a cuff installed therein, dividing the hydraulic chamber into high and low pressure hydrozones, an amplifying pneumatic cylinder with a one-sided rod, the outer diameter of which corresponds to the sealing diameter of the cuff, a piston freely floating in the housing, limiting the low hydrozone pressure, and a working pneumatic cylinder with a two-sided rod, one side of which is the output link, and the second is located in the hydrozone of pressure.

Из аналогов такой конструкции известны пневмогидроцилиндр по патенту ФРГ DE 4221638, в котором все указанные элементы расположены соосно в одном корпусе; по патенту США US 5526644, в котором рабочий и усилительный цилиндры расположены в одном корпусе, но параллельно друг другу; наконец, по патенту США US 5865029, где рабочий цилиндр выполнен в отдельном корпусе, но связан с корпусом усилительного цилиндра шлангами высокого давления. Общим для всех этих конструкций является тот факт, что штоки рабочего и усилительного цилиндров находятся в замкнутой гидрокамере и взаимодействуют через несжимаемую жидкость. Давление, которое развивается в гидрокамере, пропорционально отношению эффективных площадей поршня и штока усилительного цилиндра, которое определяет коэффициент усиления пневмогидроцилиндра и достигает величины 25 и более. В результате усилие на выходном звене рабочего цилиндра может достигать десятки тонн при давлении воздуха 6 кг/см². Высокое развиваемое усилие позволяет широко использовать пневмогидроцилиндры для таких операций, как зажим деталей, штамповка, развальцовка, запрессовка, т.е. там, где силовой ход цилиндра ограничен непосредственно обрабатываемой деталью. Возможность применения пневмогидроцилиндров для «проходных» технологических операций типа высечки деталей из листа, перфорации существенно ограничена вследствие наблюдающегося скачка изменения скорости инструмента. Дело в том, что в таких операциях после прохождения высечным пуансоном примерно 2/3 толщины листа происходит срез материала, нагрузка резко падает, и выходное звено с пуансоном, находясь под действием сжатого воздуха, как сильной пружины, «выстреливает». Накопленная в этой пружине энергия гасится ударом всей подвижной массы пневмогидроцилиндра на внутреннем или наружном упоре.Of the analogues of this design, a pneumatic cylinder according to the German patent DE 4221638 is known, in which all these elements are located coaxially in one housing; according to US patent US 5526644, in which the working and reinforcing cylinders are located in one housing, but parallel to each other; finally, according to US patent US 5865029, where the working cylinder is made in a separate housing, but is connected with the housing of the amplification cylinder by high pressure hoses. Common to all of these designs is the fact that the rods of the working and amplification cylinders are in a closed hydraulic chamber and interact through an incompressible fluid. The pressure that develops in the hydraulic chamber is proportional to the ratio of the effective areas of the piston and the rod of the amplification cylinder, which determines the gain of the pneumohydrocylinder and reaches a value of 25 or more. As a result, the force at the output link of the working cylinder can reach tens of tons at an air pressure of 6 kg / cm ² . The high developed force allows the wide use of pneumatic cylinders for operations such as clamping parts, stamping, flaring, pressing, i.e. where the power stroke of the cylinder is limited directly to the workpiece. The possibility of using pneumohydrocylinders for “through” technological operations such as die cutting of parts from a sheet, perforation is significantly limited due to the observed jump in the change in tool speed. The fact is that in such operations, after the cutting die passes through about 2/3 of the sheet thickness, the material is cut off, the load drops sharply, and the output link with the punch, under the influence of compressed air, like a strong spring, “shoots”. The energy accumulated in this spring is damped by the impact of the entire moving mass of the pneumohydrocylinder on the internal or external stop.

Этот недостаток существенно увеличивает динамические нагрузки на конструкцию в целом и, наряду с повышенным шумом на производстве, приводит к преждевременному разрушению опорных и уплотнительных элементов. Очевидно, что дросселирование выходных пневматических каналов пневмогидроцилиндра данный недостаток не устраняет. Известно решение этой задачи по заявке US 20050144944 путем дросселирования несжимаемой жидкости в специально организованном гидроканале. При этом традицонно используемый в пневмогидроцилиндрах рабочий пневмоцилиндр превращен в двухсторонний гидроцилиндр, вторая штоковая камера которого, соединенная дросселируемым каналом с дополнительно введенным аккумулятором давления, образует еще одну замкнутую гидрокамеру. Это техническое решение приводит к существенному усложнению и удорожанию конструкции. Задача усложняется также тем, что обратный и прямой холостые хода необходимо выполнять с большой скоростью, а прямой силовой ход, на котором, собственно, и проявляется указанный недостаток, с малой скоростью, не допуская ее резкого изменения из-за «скачка» нагрузки.This drawback significantly increases the dynamic load on the structure as a whole and, along with increased noise in the workplace, leads to premature failure of the support and sealing elements. Obviously, the throttling of the output pneumatic channels of the hydraulic cylinder does not eliminate this drawback. A solution to this problem is known according to the application US 20050144944 by throttling an incompressible fluid in a specially organized hydrochannel. At the same time, the working pneumatic cylinder, traditionally used in pneumohydrocylinders, is turned into a double-sided hydraulic cylinder, the second rod chamber of which, connected by a throttled channel with an additional pressure accumulator, forms another closed hydraulic chamber. This technical solution leads to a significant complication and cost of construction. The task is also complicated by the fact that the reverse and direct idle strokes must be performed at high speed, and the direct power stroke, on which, in fact, this drawback is manifested, at low speed, avoiding its sharp change due to the “jump” of the load.

Из уровня техники известен пневмогидроцилиндр по заявке Германии № DE 102007036844, который принят в качестве наиболее близкого аналога и содержащий корпус, в котором размещены выходное звено, несущее инструмент, гидрокамера и перегородка с отверстием и установленной в нем манжетой, разделяющей гидрокамеру на гидрозоны высокого и низкого давлений, усилительный пневмоцилиндр с односторонним штоком, наружний диаметр которого соответствует уплотнительному диаметру манжеты, свободно плавающий в корпусе поршень, ограничивающий гидрозону низкого давления, и рабочий пневмоцилиндр с двухсторонним штоком, имеющим осевое отверстие, причем одна сторона двухстороннего штока расположена в гидрозоне высокого давления, а вторая является выходным звеном. Для указанного устройства также характерен вышеописанный недостаток.The pneumatic cylinder is known from the prior art according to German application No. DE 102007036844, which is adopted as the closest analogue and contains a housing in which an output link carrying a tool, a water chamber and a baffle with an opening and a cuff installed in it are arranged that divide the water chamber into high and low hydrozones pressure, amplifying pneumatic cylinder with a one-sided rod, the outer diameter of which corresponds to the sealing diameter of the cuff, a piston freely floating in the housing, limiting the hydrozone to low of pressure and the working pneumatic cylinder with double rod having an axial opening, wherein one side of double-rod located in the pressure hydrozones, and the second is the output member. For the specified device is also characterized by the above disadvantage.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание пневмогидроцилиндра с регулируемой скоростью силового хода, мало зависящей от изменения нагрузки на выходном звене.The problem to which the invention is directed is to create a pneumatic cylinder with an adjustable speed of the power stroke, little dependent on changes in the load on the output link.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в отсутствии ударных нагрузок и увеличении тем самым долговечности устройства. Данный технический результат в известном устройстве, содержащем корпус, в котором размещены выходное звено, несущее инструмент, гидрокамера и перегородка с отверстием и установленной в нем манжетой, разделяющей гидрокамеру на гидрозоны высокого и низкого давлений, усилительный пневмоцилиндр с односторонним штоком, наружний диаметр которого соответствует уплотнительному диаметру манжеты, свободно плавающий в корпусе поршень, ограничивающий гидрозону низкого давления, и рабочий пневмоцилиндр с двухсторонним штоком, имеющим осевое отверстие, причем одна сторона двухстороннего штока расположена в гидрозоне высокого давления, а вторая является выходным звеном, достигается тем, что односторонний шток имеет наружную канавку, обеспечивающую зазор между штоком и манжетой, и осевое отверстие, соединенное с гидрозоной высокого давления радиальными отверстиями, выполненными в канавке, а пневмогидроцилиндр дополнительно снабжен установленным в осевом отверстии двухстороннего штока уплотнением, контактирующим с наружной поверхностью одностороннего штока, и установленными в осевом отверстии одностороннего штока регулируемым дросселем и обратным клапаном, перекрывающим осевое отверстие одностороннего штока в направлении к наружней канавке с радиальными отверстиями.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is the absence of shock loads and thereby increase the durability of the device. This technical result in a known device containing a housing in which an output link is carried, a tool, a hydraulic chamber and a baffle with an opening and a cuff installed in it, dividing the hydraulic chamber into high and low pressure hydrozones, an amplifying pneumatic cylinder with a one-sided rod, the outer diameter of which corresponds to the sealing the diameter of the cuff, a piston freely floating in the housing, limiting the low pressure hydrozone, and a working pneumatic cylinder with a double-sided rod having an axial A hole, moreover, one side of the double-sided rod is located in the high pressure hydrozone, and the second is the output link, achieved by the fact that the one-sided rod has an external groove providing a gap between the rod and the cuff, and an axial hole connected to the high pressure hydrozone by radial holes made in the groove, and the pneumatic cylinder is additionally equipped with a seal installed in the axial hole of the double-sided rod, in contact with the outer surface of the single-sided rod, and installed in the axial bore of the rod-sided adjustable throttle and a check valve overlapping unilateral axial bore in the stem towards the outer groove with radial holes.

Дополнительно в связи с малым диаметром одностороннего штока регулируемый дроссель выполнен на деталях обратного клапана. Для этого обратный клапан содержит пружину, гильзу с отверстием, плотно установленную в осевом отверстии одностороннего штока, шарик, перекрывающий отверстие гильзы под действием пружины, и резьбовую втулку, являющуюся опорой пружины, причем на наружной поверхности гильзы выполнен, по меньшей мере, один продольный паз, а в резьбовой втулке имеется профильное отверстие для возможности ее поворота и изменения расстояния между торцами гильзы и резьбовой втулки, образуя тем самым регулируемый дроссель. Для удобства наладки дросселя на требуемую скорость силового хода пневмогидроцилиндр содержит устройство регулировки дросселя, выполненное в виде стержня-удлинителя, установленного в осевом отверстии двухстороннего штока с возможностью вращения и осевого смещения и имеющего на одном конце выступающий профиль, соответствующий профильному отверстию резьбовой втулки, а на другом - посадочное место для стандартного слесарного инструмента, и пружины, отжимающей стержень-удлинитель от резьбовой втулки.Additionally, due to the small diameter of the one-way stem, an adjustable throttle is made on the check valve parts. To this end, the check valve comprises a spring, a sleeve with a hole tightly mounted in the axial hole of the one-sided rod, a ball covering the sleeve hole under the action of the spring, and a threaded sleeve that is the spring support, and at least one longitudinal groove is made on the outer surface of the sleeve and in the threaded sleeve there is a profile hole for the possibility of its rotation and changing the distance between the ends of the sleeve and the threaded sleeve, thereby forming an adjustable throttle. For the convenience of adjusting the throttle to the required speed of the power stroke, the pneumatic cylinder contains a throttle adjustment device made in the form of an extension rod installed in the axial hole of a two-sided rod with the possibility of rotation and axial displacement and having a protruding profile at one end corresponding to the profile hole of the threaded sleeve, and the other is a seat for a standard bench tool, and a spring that squeezes the extension rod from the threaded sleeve.

Дополнительно для лучшего центрирования длинного одностороннего штока пневмогидроцилиндр снабжен установленной на перегородке в гидрозоне высокого давления опорой скольжения одностороннего штока, имеющей радиальные отверстия и по меньшей мере одну продольную канавку, выполненную на внутренней опорной поверхности, контактирующей с односторонним штоком.In addition, for better centering of a long one-sided rod, the pneumatic cylinder is equipped with a sliding support for the one-sided rod mounted on the partition in the high pressure zone with radial holes and at least one longitudinal groove made on the inner supporting surface in contact with the one-way rod.

Дополнительно для заправки пневмогидроцилиндра жидкостью без образования воздушных карманов расстояние между радиальными отверстиями канавки одностороннего штока и уплотнением выполнено близким или равным длине хода усилительного цилиндра.In addition, for filling a pneumatic-hydraulic cylinder with liquid without forming air pockets, the distance between the radial holes of the groove of the one-sided rod and the seal is made close to or equal to the stroke length of the amplification cylinder.

Изобретение иллюстрируется девятью рисунками. На фиг. 1 представлено заявленное устройство в осевом сечении; на фиг. 2 - увеличенное место I на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение II-II на фиг. 2; на фиг. 4 - увеличенное место III на фиг. 1; на фиг. 5 - обратный клапан и дроссель в сечении IV-IV на фиг. 4; на фиг. 6 - увеличенное место V на фиг. 1; на фиг. 7-9 - схемы предлагаемого устройства в разных фазах выполнения движений: фиг. 7 - исходное положение после быстрого обратного хода; фиг. 8 - конечное положение после завершения быстрого хода вперед; фиг. 9 - конечное положение после силового хода вперед.The invention is illustrated in nine figures. In FIG. 1 shows the claimed device in axial section; in FIG. 2 - enlarged place I in FIG. one; in FIG. 3 is a section II-II in FIG. 2; in FIG. 4 is an enlarged location III in FIG. one; in FIG. 5 - check valve and throttle in section IV-IV in FIG. four; in FIG. 6 is an enlarged location V in FIG. one; in FIG. 7-9 - diagrams of the proposed device in different phases of the execution of movements: FIG. 7 - initial position after a quick reverse; FIG. 8 - end position after completion of the fast forward; FIG. 9 - end position after the power stroke forward.

Пневмогидроцилиндр содержит корпус 1 (фиг. 1), в котором размещены два пневмоцилиндра: усилительный 2 с односторонним штоком 3 и рабочий 4 с двухсторонним штоком. Одна сторона 5 двухстороннего штока является выходным звеном, несущим инструмент 6. Вторая сторона 7 штока по своей наружной поверхности контактирует с уплотнениями 8, установленными в корпусе 1. В корпусе 1 размещен также свободно плавающий поршень 9 с уплотнениями 10 и 11, контактирующими соответственно с корпусом 1 и односторонним штоком 3. Весь свободный объем, заключенный между свободно плавающим поршнем 9 и второй стороной 7 двухстороннего штока, заполнен несжимаемой жидкостью и образует гидрокамеру, загерметизированную уплотнениями 10, 11 и 8. В средней части гидрокамеры корпус 1 имеет перегородку 12 (фиг. 2) с отверстием 13 и установленной в нем манжетой 14, отделяющей от гидрокамеры гидрозону низкого давления 15. Гидрозона 15 совместно со свободно плавающим поршнем 9 образует гидроаккумулятор, из которого забирается жидкость только при быстром ходе вперед. Оставшаяся область гидрокамеры - гидрозона высокого давления - в свою очередь разделена на две части 17 и 18 уплотнением 19, установленным в осевом отверстии 20 двухстороннего штока 7 и контактирующим с наружной поверхностью одностороннего штока 3.The pneumatic-hydraulic cylinder contains a housing 1 (Fig. 1), in which two pneumatic cylinders are placed: amplifying 2 with a one-sided rod 3 and a working 4 with a two-sided rod. One side 5 of the double-sided rod is the output link that carries the tool 6. The second side 7 of the rod contacts the seals 8 installed in the housing 1 on its outer surface. In the housing 1 there is also a freely floating piston 9 with seals 10 and 11 in contact with the housing, respectively 1 and one-sided stem 3. The entire free volume enclosed between the freely floating piston 9 and the second side 7 of the two-sided rod is filled with an incompressible fluid and forms a pressure chamber sealed with seals 10, 11 and 8. In the middle part of the hydraulic chamber, the housing 1 has a partition 12 (Fig. 2) with an opening 13 and a cuff 14 installed in it, separating the low pressure hydrozone 15 from the hydro chamber. The hydrozone 15 together with a freely floating piston 9 forms a hydraulic accumulator from which liquid is taken only with a fast forward. The remaining region of the hydrochamber — the high pressure hydrozone — is in turn divided into two parts 17 and 18 by a seal 19 installed in the axial bore 20 of the double-sided rod 7 and in contact with the outer surface of the single-sided rod 3.

На перегородке 12 установлена опора скольжения 21, имеющая радиальные отверстия 22 и продольную канавку 23 (фиг. 3), выполненную на внутренней поверхности. Односторонний шток 3 имеет осевое отверстие 24, наружную канавку 25, обеспечивающую зазор между штоком 3 и манжетой 14, и радиальные отверстия 26, выполненные в канавке 25. Радиальные отверстия 22, 26 и канавка 25 соединяют осевое отверстие 24 с гидрозоной 17 в любом положении штока 3, в том числе и при прохождении канавки 25 через опору скольжения 21 - с помощью продольной канавки 23.On the partition 12, a sliding support 21 is installed, having radial holes 22 and a longitudinal groove 23 (Fig. 3), made on the inner surface. The one-sided rod 3 has an axial hole 24, an external groove 25, providing a gap between the rod 3 and the sleeve 14, and radial holes 26 made in the groove 25. Radial holes 22, 26 and the groove 25 connect the axial hole 24 with the hydraulic zone 17 in any position of the rod 3, including the passage of the groove 25 through the sliding support 21 - using the longitudinal groove 23.

На конце штока 3 в начале осевого отверстия 24 (фиг. 4) установлены обратный клапан и дроссель. Обратный клапан состоит из гильзы 27, запрессованной в осевое отверстие 24, шарика 28, пружины 29 и резьбовой втулки 30. Шарик 28 под действием пружины 29 перекрывает отверстие 31 в гильзе 27. Пружина 29 опирается на внутренний торец резьбовой втулки 30. Дроссель выполнен на элементах 27 и 30 обратного клапана. Для этого на наружной поверхности гильзы 27 сделаны продольные канавки 32 (фиг. 5), а резьбовая втулка 30 имеет профильное отверстие 33, например внутренний шестигранник, и может вращаться. При ее заворачивании будет уменьшаться зазор 34 между торцами втулки 30 и гильзы 27. Таким образом, гидрозоны 17 и 18 будут соединены при закрытом обратном клапане через канавки 32, профильное отверстие 33 и межторцевый зазор 34 с переменным проходным сечением.At the end of the rod 3 at the beginning of the axial hole 24 (Fig. 4), a check valve and a throttle are installed. The check valve consists of a sleeve 27, pressed into the axial hole 24, the ball 28, the spring 29 and the threaded sleeve 30. The ball 28 under the action of the spring 29 blocks the hole 31 in the sleeve 27. The spring 29 rests on the inner end of the threaded sleeve 30. The throttle is made on elements 27 and 30 check valve. For this, longitudinal grooves 32 are made on the outer surface of the sleeve 27 (Fig. 5), and the threaded sleeve 30 has a profile hole 33, for example an internal hexagon, and can rotate. When it is wrapped, the gap 34 between the ends of the sleeve 30 and the sleeve 27 will decrease. Thus, the hydrozones 17 and 18 will be connected when the check valve is closed through the grooves 32, the profile hole 33 and the inter-end gap 34 with a variable passage section.

В двухстороннем штоке 5, 7 рабочего цилиндра 4 выполнено сквозное ступенчатое отверстие. Ступень 35 с большим диаметром служит для размещения одностороннего штока 3. В ступени 36 меньшего диаметра размещено устройство регулировки дросселя, которое состоит из стержня-удлинителя 37 и пружины 38, отжимающей стержень-удлинитель 37 в направлении от резьбовой втулки 30. На одном конце стержня-удлинителя выполнен выступающий профиль 39, соответствующий профильному отверстию 33 резьбовой втулки 30, а на другом - посадочное место 40 (фиг. 6) для стандартного слесарного инструмента. Стержень - удлинитель 37 установлен в отверстии 36 с возможностью вращения и осевого перемещения в направлении резьбовой втулки 30 при преодолении усилия пружины 38. Торец стержня-удлинителя 37 примерно совпадает с торцом 41 внутренней ступени. Для удобства регулировки дросселя целесообразно выполнить расстояние L1 между торцом 41 внутренней ступени и торцом одностороннего штока 3 близким или равным длине L хода усилительного пневмоцилиндра.In the double-sided rod 5, 7 of the working cylinder 4, a through step hole is made. A step 35 with a large diameter is used to accommodate a single-sided rod 3. In the step 36 of a smaller diameter, a throttle adjustment device is located, which consists of an extension rod 37 and a spring 38, which squeezes the extension rod 37 in the direction from the threaded sleeve 30. At one end of the rod, the extender is made protruding profile 39, corresponding to the profile hole 33 of the threaded sleeve 30, and on the other - the seat 40 (Fig. 6) for a standard bench tool. The extension rod 37 is mounted in the hole 36 for rotation and axial movement in the direction of the threaded sleeve 30 while overcoming the spring force 38. The end of the extension rod 37 approximately coincides with the end face 41 of the inner stage. For the convenience of adjusting the throttle, it is advisable to make the distance L1 between the end face 41 of the inner stage and the end face of the unilateral rod 3 close to or equal to the stroke length L of the amplification pneumatic cylinder.

Целесообразно также выполнить расстояние L2 между уплотнением 19 и радиальными отверстиями 26 канавки 25 одностороннего штока 3 близким или равным длине L хода усилительного пневмоцилиндра 2. Это предотвратит образование воздушного кармана в районе опоры скольжения 21 при заправке системы несжимаемой жидкостью.It is also advisable to make the distance L2 between the seal 19 and the radial holes 26 of the groove 25 of the single-sided rod 3 close to or equal to the stroke length L of the amplifying pneumatic cylinder 2. This will prevent the formation of an air pocket in the region of the sliding support 21 when filling the system with incompressible fluid.

Отверстия 42 и 43 служат для подачи сжатого воздуха в усилительный пневмоцилиндр 2; отверстие 44 - для подачи воздуха в гидроаккумулятор (9, 15); отверстия 45 и 46 - для подачи воздуха в рабочий пневмоцилиндр 4. Заглушенные отверстия 47, 48, 49 и 50 используются при заправке пневмогидроцилиндра несжимаемой жидкостью.Holes 42 and 43 are used to supply compressed air to the amplifying pneumatic cylinder 2; hole 44 - for supplying air to the accumulator (9, 15); openings 45 and 46 - for supplying air to the working pneumatic cylinder 4. The muffled openings 47, 48, 49 and 50 are used when filling the pneumatic cylinder with an incompressible fluid.

Утрированные схемы предлагаемого пневмогидроцилиндра в разных фазах движения представлены на фиг. 7-9. Точечным муаром показана зона цилиндра, заполненная жидкостью. Манжета 14, установленная на перегородке 12, разделяет всю гидрозону на зоны низкого 15 и высокого давлений. Последняя, в свою очередь, разделяется уплотнением 19 на гидрозоны 17 и 18. Схематично показанные дроссель и обратный клапан установлены в осевом отверстии 24 одностороннего штока 3 усилительного цилиндра 2. Осевое отверстие 24 штока 3 соединено с гидрозоной 17 радиальными отверстиями 26. Опора скольжения 21 одностороннего штока 3 и стержень-удлинитель 37 на фиг. 7-9 условно не показаны.Exaggerated schemes of the proposed pneumatic cylinder in different phases of movement are presented in FIG. 7-9. The dotted moire shows the area of the cylinder filled with liquid. The cuff 14 mounted on the baffle 12 divides the entire hydrozone into zones of low 15 and high pressure. The latter, in turn, is separated by a seal 19 into the hydrozones 17 and 18. The throttle and check valve shown schematically are installed in the axial hole 24 of the one-sided rod 3 of the amplification cylinder 2. The axial hole 24 of the rod 3 is connected to the hydrozone 17 by radial holes 26. The sliding bearing 21 is one-sided rod 3 and extension rod 37 in FIG. 7-9 are not shown conditionally.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. В исходном положении (фиг. 7) давление р сжатого воздуха подано в отверстие 46 рабочего цилиндра 4 и в отверстие 43 усилительного цилиндра 2, и оба цилиндра находятся в верхнем положении. При появлении сигнала на выполнение операции контроллер (на схемах не показан) подает давление в отверстие 44 гидроаккумулятора и переключает давление в рабочем цилиндре 4 с отверстия 46 на 45. Свободно плавающий поршень 9 через зазор между манжетой 14 и канавкой 25 будет выдавливать жидкость из гидрозоны 15 низкого давления в гидрозону 17 высокого давления, в результате чего двухсторонний шток рабочего цилиндра 4 будет перемещаться вниз. Нетрудно видеть, что при таком распределении действующих сил давление в гидрозоне 18 упадет и будет меньше давления в гидрозоне 17. Обратный клапан откроется, и произойдет быстрое движение инструмента 6 из исходного положения до упора в обрабатываемую деталь.The proposed device operates as follows. In the initial position (Fig. 7), the pressure p of compressed air is supplied to the opening 46 of the working cylinder 4 and to the opening 43 of the amplification cylinder 2, and both cylinders are in the upper position. When a signal appears for the operation, the controller (not shown in the diagrams) applies pressure to the accumulator hole 44 and switches the pressure in the working cylinder 4 from hole 46 to 45. A freely floating piston 9 will squeeze out fluid from the hydrozone 15 through the gap between the cuff 14 and the groove 25. low pressure in the hydrozone 17 high pressure, as a result of which the double-sided rod of the working cylinder 4 will move down. It is easy to see that with such a distribution of the acting forces, the pressure in the hydrozone 18 will drop and will be less than the pressure in the hydrozone 17. The non-return valve will open and the tool 6 will quickly move from its original position to the stop in the workpiece.

Полученное состояние (фиг. 8) регистрируется датчиком давления или положения (на схеме не показан), по сигналу которого происходит переключение пневмогидроцилиндра на силовой ход. При этом сжатый воздух переключается с отверстия 43 усилительного цилиндра 2 на отверстие 42. Шток 3 усилительного цилиндра 2 начнет перемещаться вниз. После того, как канавка 25 выйдет за пределы манжеты 14, будет загерметизирована зона высокого давления 17, в которой давление может вырасти в К раз, где К - отношение эффективных площадей поршня 2 усилительного цилиндра и его штока 3. Усилие, развиваемое инструментом 6, резко возрастет, и начнется операция высечки детали из листа. При этом давление в гидрозоне 18 будет больше, чем в зоне 17, обратный клапан будет закрыт, и скорость движения штока рабочего цилиндра 4 будет медленной. Величина скорости определится проходным сечением дросселя. После высечки, когда усилие резко упадет, ситуация не изменится, обратный клапан остается закрытым, и шток рабочего цилиндра 4 без удара, на малой скорости «сядет» на внутренний или наружный упор (фиг. 9).The resulting state (Fig. 8) is recorded by a pressure or position sensor (not shown in the diagram), the signal of which switches the pneumatic cylinder to the power stroke. In this case, the compressed air switches from the opening 43 of the amplification cylinder 2 to the opening 42. The rod 3 of the amplification cylinder 2 will begin to move down. After the groove 25 extends beyond the cuff 14, the high pressure zone 17 will be sealed, in which the pressure can increase by a factor of K, where K is the ratio of the effective areas of the piston 2 of the amplification cylinder and its rod 3. The force developed by the tool 6 is sharp will increase, and the operation of cutting the part from the sheet will begin. In this case, the pressure in the hydrozone 18 will be greater than in zone 17, the check valve will be closed, and the speed of the rod of the working cylinder 4 will be slow. The magnitude of the speed is determined by the orifice of the throttle. After die cutting, when the force drops sharply, the situation will not change, the check valve remains closed, and the rod of the working cylinder 4 without impact, at a low speed "sits" on the internal or external emphasis (Fig. 9).

При обратном ходе сжатый воздух подается в отверстие 43 усилительного пневмоцилиндра 2. При этом давление в гидрозоне 18 будет меньше, чем в 17, обратный клапан будет открыт, и произойдет быстрый обратный ход в исходное положение фиг. 7. Скорость быстрого обратного хода можно увеличить подачей воздуха в отверстие 46 рабочего пневмоцилиндра 4, а регулировать скорость можно дросселированием выходного канала 45 рабочего цилиндра 4.During the return stroke, compressed air is supplied to the opening 43 of the amplification pneumatic cylinder 2. At the same time, the pressure in the hydrozone 18 will be less than at 17, the check valve will open, and a quick return stroke to the initial position of FIG. 7. The speed of the quick return stroke can be increased by supplying air to the opening 46 of the working pneumatic cylinder 4, and the speed can be adjusted by throttling the output channel 45 of the working cylinder 4.

Важно отметить, что при любом относительном движении пневмоцилиндров, точнее их штоков 3 и 7, находящихся в гидрокамере, должна происходить перетечка жидкости между гидрозонами 17 и 18. Объем перетекаемой жидкости определяется отношением эффективных площадей штоков 3 и 7. При закрытом обратном клапане и полностью затянутом дросселе система лишается подвижности, и пневмогидроцилиндр «запирается». Поэтому регулировкой дросселя можно добиться сколь угодно малой скорости силового хода. Чтобы предотвратить «запирание» пневмогидроцилиндра при прохождении канавки 25 одностороннего штока 3 через опору скольжения 21, в последней выполнена продольная канавка 23 (фиг. 2).It is important to note that for any relative movement of the pneumatic cylinders, more precisely, their rods 3 and 7 located in the hydraulic chamber, fluid must flow between the hydrozones 17 and 18. The volume of fluid flow is determined by the ratio of the effective areas of the rods 3 and 7. When the check valve is closed and fully tightened the throttle system loses mobility, and the pneumatic cylinder locks. Therefore, by adjusting the throttle, you can achieve an arbitrarily low speed of the power stroke. To prevent "locking" of the pneumatic cylinder during the passage of the groove 25 of the single-sided rod 3 through the sliding support 21, the latter has a longitudinal groove 23 (Fig. 2).

Силовой ход можно выполнить при любом положении пневмогидроцилиндра, в том числе и при исходном. Если обеспечить равенство или близость расстояния L1 (фиг. 1) между торцом штока 3 усилительного цилиндра 2 и внутренним торцом 41 штока 5 рабочего цилиндра 4 длине L хода усилительного цилиндра, то при силовом ходе из исходного положения достигается минимальное расстояние между выступающим профилем 39 стержня-удлинителя 37 и резьбовой втулкой 30 (фиг. 4). Это позволяет достаточно удобно изменять регулировку дросселя: при вертикальном положении пневмогидроцилиндра выходом вверх, снятом инструменте 6 и вывернутой пробке 50 следует ввести слесарный инструмент в отверстие 40 (фиг. 6) стержня-удлинителя 37 и нажать на него, преодолев сопротивление пружины 38. При этом наконечник 39 войдет в профильное отверстие 33 резьбовой втулки 30. Затем вращением стержня-удлинителя 37 добиваются требуемой скорости силового хода за счет изменения межторцевого зазора 34.The power stroke can be performed at any position of the pneumatic cylinder, including the initial one. If you ensure the equality or proximity of the distance L1 (Fig. 1) between the end face of the rod 3 of the reinforcing cylinder 2 and the inner end 41 of the rod 5 of the working cylinder 4 of the length L of the stroke of the reinforcing cylinder, then with a power stroke from the initial position, the minimum distance between the protruding profile 39 of the rod is achieved - the extension 37 and the threaded sleeve 30 (Fig. 4). This makes it possible to change the throttle adjustment quite conveniently: in the vertical position of the pneumatic cylinder with the upward outlet, the removed tool 6 and the turned-out plug 50, you should enter the bench tool into the hole 40 (Fig. 6) of the extension rod 37 and press it, overcoming the spring resistance 38. At the same time the tip 39 will enter the profile hole 33 of the threaded sleeve 30. Then, by rotation of the extension rod 37, the required power stroke speed is achieved by changing the end to end gap 34.

В вертикальном положении пневмогидроцилиндра выходом вверх производится и заправка системы жидкостью. При этом если обеспечить близость или равенство расстояния L2 между радиальными отверстиями 26 штока 3 и уплотнением 19 длине L хода усилительного цилиндра 2, то не образуется воздушный карман в районе опоры скольжения 21. В этом случае жидкость заливается через отверстие 49 при открытых 47, 48 и 50. При выходе жидкости из этих отверстий их последовательно закрывают. При этом нигде в системе не будет воздушных пробок.In the vertical position of the pneumatic cylinder, the system is filled with liquid upward. Moreover, if we ensure the proximity or equality of the distance L2 between the radial holes 26 of the rod 3 and the seal 19 of the length L of the stroke of the reinforcing cylinder 2, then an air pocket will not form in the region of the sliding support 21. In this case, the liquid is poured through the hole 49 with open 47, 48 and 50. When liquid exits from these openings, they are sequentially closed. In this case, there will be no air traffic jams in the system.

Claims

1. A pneumohydrocylinder comprising a housing (1), in which an output link (5) is located, carrying a tool (6), a hydraulic chamber and a partition (12) with an opening (13) and a cuff (14) installed in it, dividing the hydraulic chamber into high-pressure hydrozones (17) and low (15) pressures, an amplifying pneumatic cylinder (2) with a one-sided rod (3), the outer diameter of which corresponds to the sealing diameter of the sleeve (14), a piston (9) freely floating in the housing (1), restricting the hydrozone (15) low pressure, and a working pneumatic cylinder (4) with a two-sided shaft having an axle e hole (20), with one side (7) of the double-sided rod located in the hydrozone (17) of high pressure, and the second (5) is the output link, characterized in that the single-sided rod (3) has an external groove (25), providing a gap between the stem (3) and the sleeve (14), and the axial hole (24) connected to the high pressure hydrozone (17) by radial holes (26) made in the groove (25), and the pneumohydraulic cylinder is additionally equipped with an axial hole (20) double-sided stem (5, 7) with a seal (19) in contact with the outer one-way rod (3), and an adjustable throttle (27, 30) and one non-return valve (27, 28, 29, 30) installed in the axial hole (24) of the one-way rod (3), blocking the axial hole (24) of the one-way rod (3) ) towards the outer groove (25) with the radial holes (26).

2. A pneumatic-hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the check valve comprises a sleeve (27) tightly installed in the axial hole (24) of the one-sided rod (3) with a hole (31), on the outer surface of which at least one longitudinal a groove (32), a spring (29), a ball (28) covering the hole (31) of the sleeve (27) under the action of the spring (29), and a threaded sleeve (30), which is the spring support (29) and having a profile hole (33 ) for the possibility of its rotation and changing the distance (34) between the ends of the sleeve (27) and the threaded sleeve (30), thereby forming a regulator throttle throttle, and the pneumatic hydraulic cylinder is additionally equipped with a throttle adjustment device made in the form of an extension rod (37) installed in the axial hole (20) of the double-sided rod (5, 7) with the possibility of rotation and axial displacement, and a spring (38), squeezing the rod -extender (37) in the direction from the threaded sleeve (30), and at one end of the extension rod (37) there is a protruding profile (39) corresponding to the profile hole (33) of the threaded sleeve (30), and on the other a seat ( 40) for a standard bench tool ta.

3. A pneumatic-hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that it is equipped with a sliding support (21) for sliding a one-sided rod (3) having radial holes (22) and at least one longitudinal mounted on a partition (12) in a high pressure zone (17) a groove (23) made on the inner abutment surface in contact with the one-sided rod (3).

4. A pneumohydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the distance (L2) between the seal (19) and the radial holes (26) of the groove (25) of the unilateral rod (3) is made close to or equal to the stroke length (L) of the amplification pneumatic cylinder (2) .