WO2009154497A1 - Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes - Google Patents

Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes Download PDF

Info

Publication number
WO2009154497A1
WO2009154497A1 PCT/RU2008/000364 RU2008000364W WO2009154497A1 WO 2009154497 A1 WO2009154497 A1 WO 2009154497A1 RU 2008000364 W RU2008000364 W RU 2008000364W WO 2009154497 A1 WO2009154497 A1 WO 2009154497A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
sleeve
hydraulic cylinder
stage
combined
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000364
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич БОГДАНОВ
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит"
Федеральное Государственное Учреждение "Фeдeрaльнoe Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного Специального И Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального Двойного Назначения" При Министерстве Юстиции Российской Федерации
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 Унитарное Предприятие "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит", Федеральное Государственное Учреждение "Фeдeрaльнoe Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного Специального И Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального Двойного Назначения" При Министерстве Юстиции Российской Федерации filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит"
Priority to EA201001475A priority Critical patent/EA017689B1/en
Priority to CN200880129550.6A priority patent/CN102046985B/en
Priority to PCT/RU2008/000364 priority patent/WO2009154497A1/en
Publication of WO2009154497A1 publication Critical patent/WO2009154497A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
    • B66F3/24—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads fluid-pressure operated
    • B66F3/25—Constructional features
    • B66F3/26—Adaptations or arrangements of pistons
    • B66F3/28—Adaptations or arrangements of pistons telescopic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/16—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type of the telescopic type

Definitions

  • the invention relates to hydraulic mechanisms of a telescopic type, namely to volumetric power hydraulic motors with rectilinear reciprocating movement of double-acting and can be used in shipbuilding, engineering and other industries.
  • Known double-acting telescopic hydraulic cylinders with single-sided rods for implementing large strokes in conditions of insufficient space, which is small for accommodating a conventional translational hydraulic motor (DG), the stroke of which is limited by the length of the assembled cylinder, and in these conditions is always less than the length of the required stroke.
  • DG translational hydraulic motor
  • Such multi-cylinder hydraulic cylinders comprise a large cylinder in which a large diameter piston is located with a rod having an internal cavity in which a smaller diameter piston with its rod is placed.
  • the large cylinder, pistons and rods are concentric and have the possibility of relative and sequential movement, and the sum of their moves is equal to the total stroke of the output link.
  • the supply (withdrawal) of the working fluid is simultaneously carried out both to the movable and to the stationary elements, namely, into the common piston cavity and individual rod cavities.
  • the disadvantages of the known telescopic hydraulic cylinders are the need to use flexible pipelines that ensure the passage of the working medium to the moving parts of the hydraulic cylinders, as well as the lack of functionality, which is due to the lack of support, in addition to the sequential, also independent action of the stages of the HZ.
  • Known telescopic HZ double-acting with one-sided rods, providing simultaneous extension of all stages (Podgorny, Yu.P.
  • Hydraulic drives of ground handling aircraft M., Transport, 1980, p.63.65, pic.4.8).
  • the hydraulic cylinder consists of a casing and three cylinders, which form three direct pressure chambers and three backpressure chambers, while the counterpressure chamber of the cylinder of the previous stage and the direct pressure chamber of the cylinder of the next stage are pairwise communicated with the formation of a closed joint cavity, which have two cylinders.
  • the liquid from the pump in the forward stroke is fed into the direct pressure chamber of the housing.
  • check valves mounted in the piston heads except for the piston rod
  • From the chamber of the backpressure of the rod liquid is discharged through the rod.
  • the fluid is supplied through the rod to the stem counter-pressure chamber, and from the direct pressure chamber formed by the housing, the working fluid is drained into the oil tank.
  • TGCD Known double-acting telescopic hydraulic cylinders
  • Such TGCD contains a stage in the form of a two-sided rod combined with one of the bodies with ends of different external diameters and a piston in contact with the external body, the working areas of the sides of which are not the same.
  • cavities of the hydraulic cylinder stages are pairwise hydraulically connected to form joint cavities.
  • Piston cavities of each stage of TGCD are installed with the possibility of their coming into opposite phases, which correspond to the maximum and minimum values of their volumes, in the extreme positions of the hydraulic cylinder.
  • TGCD in one of the options are implemented with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder due to insufficient space.
  • the piston is made in the form of a plunger at the internal stage of the double-acting action of TCDC (patent of the Russian Federation Jfs2153464, priority from 08/30/1999, item 27.07.2000).
  • a disadvantage of the known TGCD with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder is that in the initial (retracted) position, at least one of its landing (high-precision) surfaces is open and not protected from external influences. From the above it follows that if in the initial (retracted) position of the telescopic hydraulic cylinder at least one of the landing (high-precision) surfaces is open and not protected from external influences, then in conditions of prolonged exposure to sea water (aggressive environment) and the absence of the possibility of maintenance as well as in the absence of cranking for a long time, corrosion products, salinization, fouling, etc. are collected on the open outer surface (V. Pludek. Corrosion protection at the design stage. M.
  • TGCD containing a coaxial set of piston stages, with channels for supplying and discharging the working fluid, with external and internal housings, with one of the steps, comprising a double-sided rod aligned with the internal case, the ends of which have different outer diameters, and a piston made in the form of a sleeve, the working areas of the sides of which are different, mounted on a double-sided rod with the possibility of interaction with it and with the external case, having one bottom on which the end of a two-sided rod of smaller diameter is rigidly fixed.
  • TGCD is made with unlike cavities of the mentioned steps, connected hydraulically in pairs with the formation of combined cavities, and with piston cavities that are installed with the possibility of their arrival in opposite phases, corresponding to the maximum and minimum values of their volumes in the extreme positions of the hydraulic cylinder, (application for invention JVy 2006144430 ( 048501) from 12.12.06, the decision to grant a patent from 12.20.07).
  • a disadvantage of the known TGCD with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder is the inadequacy of the total stroke of the hydraulic cylinder due to the stroke of the output link equal to the sum of the moves of each of the links - steps.
  • the disadvantage is due to current technological limitations on the length of the mirror treatment of the inner cylindrical surfaces of the inner stage, i.e.
  • the objective of the invention is to expand the operational capabilities of the hydraulic cylinder, increasing the efficiency of its use by providing a large value of the total stroke of the hydraulic cylinder in the presence of currently existing technological restrictions on the length of the mirror-machined inner cylindrical surfaces of the hydraulic cylinder with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder due to insufficient space, the length of which is limited to qil a core (body) with only one internal step extended, which under these conditions provides the necessary total stroke value.
  • the objective of the invention is also to simplify the manufacturing technology of the HZ, in particular the housing of the inner stage of the hydraulic cylinder.
  • the inner stage is equipped with a hollow cylindrical insert installed rigidly coaxial in the part of the housing having a larger diameter, and a sleeve mounted in the housing with the coverage of the piston and with the possibility of longitudinal movement and sealed th contact with the piston and having
  • the ratio of the full stroke of the inner stage to the length of its body, within the course of the stroke and the length of the sleeve with the track support is at least 0.72.
  • the length of the area of tight contact of the piston of the inner stage with the sleeve is less than the length of the sleeve.
  • the ratio of the length of the sleeve to the length of the housing of the inner stage, within the stroke and the length of the sleeve with the track support is at least 0.5.
  • the ratio of the length of the cylindrical insert to the length of the sleeve with the track support is at least 0.75.
  • the track support is made in the form of an annular protrusion or end cap with one central hole and at least one hole offset from the center.
  • the sleeve is made in the form of a set of hollow cylinders, each of which has a track support.
  • the hydraulic connection between the rod cavity of the outer stage and the piston cavity of the inner stage is made in the form of at least one radial channel made in the wall of the housing of the inner stage.
  • the technical result of the invention is to optimize the design and reduce the complexity of manufacturing a hydraulic cylinder through the use of a hollow cylindrical insert with an annular neck of such a length that eliminates technological restrictions and facilitate the mechanical processing of hard-to-reach sections of internal surfaces in the manufacture of a hydraulic cylinder.
  • the technical result of the invention is also to simplify the manufacturing technology of the housing of the inner stage of the hydraulic cylinder due to the execution of the hydraulic communication channel of the opposite cavity cavities in the wall of the housing of the inner stage short and radial instead of long and longitudinal.
  • FIG. L General view of a combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes in the retracted (initial) position; figure 2 - diagram of the hydraulic cylinder in the original, retracted position (the sleeve is made in the form of one hollow hydraulic cylinder);
  • FIG.3 the same in an intermediate fixed position; figure 4 is the same in a fully extended position; figure 5 is a diagram of a specific implementation of the hydraulic cylinder with increased stroke in the original retracted position (the sleeve is made in the form of a set of hollow cylinders).
  • the combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes (Fig.1,2,3,4) contains a coaxial set of piston stages, which includes a cylindrical housing 1 of the inner
  • the set of piston steps also includes a cylindrical housing 3 of the external (large) stage, the piston 4 of the internal (small) stage, rigidly connected to the rod 5 containing channels 6 , 7 for supplying and discharging the working fluid, an elongated piston 8 of an external, large stage, made in the form of a sleeve, having various working areas, mounted on a double-sided rod of the external (large) stage, which is structurally combined with a cylindrical case 1 of the internal (small) stage.
  • the piston sleeve 8 is mounted on a double-sided rod - housing 1 with the possibility of interaction with it and with the housing 3 of the external stage.
  • the housing 1 of the inner, small stage has cylindrical ends (parts), respectively, 9 of a larger outer diameter and 10 of a smaller outer diameter.
  • the rod 5 is installed in the cover 1 1, rigidly fastened to the housing 1, with the possibility of longitudinal movement by the total stroke of the inner stage relative to the cover 1 1.
  • the cylindrical insert 2 is made with an annular neck 12.
  • a sleeve 13 with a piston 4 The sleeve 13 is installed with the possibility of longitudinal movement and tight contact with the inner surface (inside) - with the piston 4, and the outer surface (outside) - with a cylindrical insert 2 by means of an annular neck 12.
  • the length of the region tight contact of the piston 4 of the inner stage with the sleeve 13 is less than the length of the sleeve.
  • the sleeve 13 is equipped with a limiter 14 of the piston stroke 14 rigidly connected to it and installed on its inner surface in front of the piston 4 of the piston 4.
  • On the cylindrical insert 2 in the form of an annular neck 12 a limiter of the stroke of the sleeve 13 is made.
  • the end of the sleeve 13 is made of an annular stop 16, rigidly connected to the track support 15.
  • the track support 15 is mounted with relative movement with the rod 5 and is made in the form of an end cap (or an annular protrusion on the surface of the sleeve 13) with one a central opening for the rod 5, and at least one off-center orifice 17.
  • track support 15 is up to 3% from the value of this move.
  • the ratio of the magnitude of the stroke of the inner stage to the length of its housing 1, within the stroke and the length of the sleeve 13 with the track support 15, is not less than 0.72.
  • the ratio of the length of the sleeve 13 to the length of the housing 1 of the inner stage, within the stroke and the length of the sleeve 13 with the track support 15, is at least 0.5, and the ratio of the lengths of the cylindrical insert 2 and the sleeve 13 with the track support 15 is not less than 0.75.
  • the piston 8 is slidable on the outer surface of the double-sided rod, combined with the housing 1 of the inner stage and on the inner surface of the housing 3 of the outer stage.
  • the telescopic set of steps is made so that it forms a small rod 18 and a large piston 19 cavity of the internal (small) stage, a small 20 and a large 21 cavity of the external (large) stage, while the cavity 18 is in communication with the cavity 21 through channels 22.23.24, and the cavity 19 communicates with the cavity 20 through the radial channel 25 with the formation of the joint cavities.
  • the radial channel 25, in the wall of the housing 1 of the inner, small stage is hydraulically connected with the annular gap 26 between the sleeve 13 and the housing 1 of the inner, small stage, while the gap 26 is part of a large piston cavity 19 of the inner, small stage.
  • the small cavity 20 of the external, large stage for the functional purpose corresponds to the rod cavity of this stage
  • the large cavity 21 of the external, large stage for the functional purpose corresponds to the piston cavity of the same stage.
  • Piston cavities of the hydraulic cylinder include piston cavities of each stage, respectively, a large piston cavity 19 of the internal, small stage and a large cavity 21 of the external, large stage.
  • the casing 3 of the external (large) stage is made in the form of a glass with one end bottom 27, on which the end 10 (small diameter) of the two-sided rod of the external, large, stage combined with the casing 1 of the internal stage (hereinafter) is rigidly fixed using fasteners 28 - rod-housing 1) while its other end 9, of a larger diameter, is located outside the housing 3.
  • the piston 8 of the external (large) stage is made with the ends 9 and 10 of the double-sided rod-housing 1.
  • the piston 8 of the external stage is made with unequal working (effective) areas so that p working area the piston from the side of the large cavity 21 exceeds the working area of the piston from the side of the small cavity 20, while, as noted above, the outer diameter of the lower end 9 of the two-sided stem-housing 1 exceeds the outer diameter of its upper end 10.
  • the piston 8 forms with a two-sided stem-body 1 of the external, large stage, cavity 20 bounded by cylindrical necks 29 and 30, which are conjugated and interact, respectively, with the cylindrical surfaces of the ends 10 and 9 of the two-sided rod body 1.
  • the necks 29 and 30 have different diameters, respectively Corollary diameters double rod-end of the housing 1.
  • On the piston 8 is also flange 31, coupled with the inner surface 32 of the outer body 3 steps.
  • the piston 8 is made elongated, with a length not less than the stroke of the external, large stage of the hydraulic cylinder, making it possible to tightly contact the outer cylindrical surfaces of the ends 9 and 10 of the two-sided stem-housing 1, and with the inner surface 32 of the housing 3 of the external (large) stage.
  • the length of the area of tight contact on the outer surface of the elongated piston 8 is less than the stroke of this (external) stage of the hydraulic cylinder. Otherwise, this area will be exposed to the external environment, which may adversely affect the operational reliability of the hydraulic cylinder.
  • the piston 8 of the outer stage is made in the form of a floating stepped sleeve conjugated by means of cylindrical necks 29 and 30 with rod ends of different diameters 10.9, and by means of a shoulder 31 with a cylindrical surface 32 of the outer casing 3.
  • the hydraulic cylinder to create a tight contact, is equipped with seals 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41.
  • a flange 42 is made on the piston 8, which provides the connection of elements of other mechanisms.
  • the length of the (external) large stage of the hydraulic cylinder is at least twice the stroke of this stage.
  • its length is minimal and limited by a housing with put forward by only one internal (small) step, which under these conditions provides the necessary total amount of stroke, due to the course of the output link, equal to the sum of the moves of each of the links - steps.
  • the combined telescopic double-acting hydraulic cylinder is installed in such a way that in the initial position (Fig. 1, 2) the volume of the large cavity 19 of the internal, small stage is minimal, and the volume of the large cavity 21 of the external, large stage is maximum, therefore, the extreme positions of both stages are opposite in phase while the opposite cavity of the hydraulic cylinder is pairwise hydraulically connected with the formation of the joint cavities.
  • a sleeve 13 provided with a track support 15 rigidly connected to its annular stop 16 is made in the form of a set of sections — hollow cylinders 43, 44, the latter being equipped with a corresponding track support 45, 47, which are rigidly connected to their respective annular stops 46, 48 on the hollow cylinders 43, 44 and are made, any, with one central hole for the rod 5, and at least one hole offset from the center, respectively, 49. 50.
  • the number of sections (hollow cylinders) at the inner (small) stage of the hydraulic cylinder can be different.
  • the working fluid under pressure is supplied through channel 6 to the cavity 19 and through an annular gap 26 through channel 25 to the cavity 20, and cavity 21 through channels 24, 23, 22 together with cavity 18 are connected to the drain by channel 7 (Fig. 1).
  • the housing 1 and the piston 8 from the initial (retracted) position are successively forced upward.
  • the housing 1 is moved until the stop of the cover 1 1 to the end of the sleeve 13 with the track support 15, and then together with the sleeve 13 and the track support 15 to the end of the end face of the piston 4 in the track support 15, and the piston 8 moves inside the housing 3.
  • the hydraulic cylinder is installed in extreme extended position, in which the volume of the large cavity 19 is maximum - the combined cavity 19, 20 is connected to the pressure, and the other combined cavity 18, 21 is connected to the drain and the volume of the large cavity 21 is minimal, i.e. the extreme positions of both steps are opposite in phase (Fig. 4).
  • the working fluid under pressure is fed through channels 6 and 7 in the cavity 19 and 18, as well as in the cavity 20 and 21 due to the corresponding hydraulic connections of the channels 25 and 22, 23, 24 (figure 2, 4).
  • the hydraulic cylinder Under fluid pressure, the hydraulic cylinder is installed in an intermediate fixed position, in which only the housing 1 is extended, the volumes of large cavities 19 and 21 are maximum, the combined cavities are connected with the pressure, i.e. the extreme positions of both stages are single-phase (Fig.Z).
  • the movement of the movable elements occurs due to the fact that the working area of the piston 4 from the side of the cavity 19 exceeds the working area from the side of the cavity 18, and the working area of the piston 8 from the side of the cavity 21 exceeds the working area from the side of the cavity 20, i.e. carried out due to the differential principle of the interaction of the moving links. In this way:
  • the working fluid under pressure is fed through the channel 7 into the cavity 18 and through the channels 22, 23, 24 into the cavity 21, and the cavity 20 through the channel 25 together with the cavity 19 is connected to the drain channel 6 (Fig. Z, 4).
  • the hydraulic cylinder Under the pressure of the liquid, the hydraulic cylinder is installed in the initial (retracted) position, in which the housing 1 and the piston 8 are removed relative to the stationary element — the foundation, the volume of the large cavity 21 is maximum — the combined cavity 18, 21 is connected to the pressure, and the other combined cavity 19, 20 is connected to discharge and the volume of the large cavity 19 is minimal, i.e. the extreme positions of both steps are opposite in phase (Fig. 1, 2).
  • the proposed technical solution allows us to expand the operational capabilities of the telescopic hydraulic cylinder, increase its efficiency by expanding the range of preset strokes, as well as to obtain large values of the realized total stroke of the hydraulic cylinder in the presence of technological limitations on the length of the mirror-machined internal cylindrical surfaces, i.e.
  • the inventive hydraulic cylinder allows to optimize the design and reduce the complexity of manufacturing a hydraulic cylinder through the use of a hollow cylindrical insert with an annular neck of such a length that eliminates technological limitations and facilitates mechanical processing of hard-to-reach areas of internal surfaces in the manufacture of hydraulic cylinders.
  • the presence of a sleeve in the hydraulic cylinder ensures that the hydraulic communication channel of the opposite cavity cavities is short and radial instead of the long and longitudinal in the wall of the inner stage body, which greatly simplifies the manufacturing technology of the body of the internal stage of the hydraulic cylinder in comparison with the closest analogue.
  • the maximum outer diameter of the inventive hydraulic cylinder is equal to the maximum outer diameter of the hydraulic cylinder of the closest analogue with the same diameters of the corresponding pistons of these stages.

Abstract

The inventive combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes consists of a coaxial set of outer and inner piston stages which comprise their bodies (1, 3), an external stage provided with a through rod, the ends of which have different diameters, which is attached to the bottom of the body (3) by means of the small diameter end and is combined with the body (1) of the inner stage, and a sleeve piston (8) which has different working areas, is mounted on the through rod and is provided with the opposite cavities of the above-mentioned stages which stages are hydraulically interconnected by pairs in such a way that the common cavities are formed. Said sleeve piston has piston cavities which are arranged in such a way that they arrive at the opposite phases corresponding to the greatest and smallest values of the volumes thereof in the extreme positions of the hydraulic cylinder, wherein the inner stage is provided with a hollow cylindrical insert (2) which is coaxially arranged and rigidly fastened to the body (1) part having the large diameter. A sleeve (13) is arranged in the body (1) so as it embraces the piston (4), is longitudinally movable and is brought into a hermetic contact with the piston (4) inside the body and with the hollow cylindrical insert (2) outside the body by means of an annular collar (12) which is made on the cylindrical insert (2), wherein the arresting device (14) of the piston (4) is rigidly attached to the end of the sleeve (13) in front of the piston (4), an annular thrust (16) is made on the other end of the sleeve (13), a traveling support (15) which is movable in relation to the rod (5) is rigidly fastened to the annular thrust (16) and the arresting device (14) of the sleeve (13) is combined with the above-mentioned annular collar (12).

Description

Комбинированный телескопический rидроцилиндр двустороннего действия для больших ходов Double-acting combined telescopic hydraulic cylinder for long strokes
Изобретение относится к гидравлическим механизмам телескопического типа, а именно к силовым объемным гидравлическим двигателям с прямолинейным возвратно-поступательным движением двухстороннего действия и может быть использовано в судостроительной, машиностроительной и других областях промышленности.The invention relates to hydraulic mechanisms of a telescopic type, namely to volumetric power hydraulic motors with rectilinear reciprocating movement of double-acting and can be used in shipbuilding, engineering and other industries.
Известны телескопические гидроцилиндры (ГЦ) двухстороннего действия с односторонними штоками для реализации больших ходов в условиях недостаточности пространства, которое мало для размещения обычного поступательного гидродвигателя (ГД), величина хода которого лимитируется длиной собранного цилиндра, и в этих условиях всегда меньше длины требуемого хода. (Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. M., Машиностроение, 1974, c.516-518, pиc.216a). Такие многоцилиндровые гидроцилиндры содержат большой цилиндр, в котором расположен поршень большого диаметра со штоком, имеющим внутреннюю полость, в которой помещен поршень меньшего диаметра со своим штоком. Большой цилиндр, поршни и штоки расположены концентрично и имеют возможность относительного и последовательного перемещения, причем сумма их ходов равна общему ходу выходного звена. Подвод (отвод) рабочей жидкости одновременно осуществляется как к подвижному так и к неподвижному элементам, а именно, в общую поршневую полость и отдельные штоковые полости. Недостатками известных телескопических гидроцилиндров является необходимость использования гибких трубопроводов, обеспечивающих прохождение рабочей среды к подвижным частям гидроцилиндров, а также недостаточность функциональных возможностей, которая обусловлена отсутствием обеспечения, кроме последовательного, также и независимого действия ступеней ГЦ. Известен телескопический ГЦ двухстороннего действия с односторонними штоками, обеспечивающий одновременное выдвижение всех ступеней (Подгорный Ю.П. Гидравлические приводы средств наземного обслуживания самолетов. M., Транспорт, 1980, c.63,65, pиc.4.8). Гидроцилиндр состоит из корпуса и трех цилиндров, которые образуют три камеры прямого давления и три камеры противодавления, при этом камера противодавления цилиндра предыдущей ступени и камера прямого давления цилиндра последующей ступени попарно сообщены с образованием замкнутой объединенной полости, которых у гидроцилиндра две. Жидкость от насоса при прямом ходе подается в камеру прямого давления корпуса. Для заполнения rидроцилиндра жидкостью служат обратные клапаны, смонтированные в днищах поршней (кроме поршня штока). Из камеры противодавления штока жидкость отводится через шток.Known double-acting telescopic hydraulic cylinders (HZ) with single-sided rods for implementing large strokes in conditions of insufficient space, which is small for accommodating a conventional translational hydraulic motor (DG), the stroke of which is limited by the length of the assembled cylinder, and in these conditions is always less than the length of the required stroke. (Bashta T.M. Volumetric pumps and hydraulic motors of hydraulic systems. M., Mechanical Engineering, 1974, p. 516-518, fig. 216). Such multi-cylinder hydraulic cylinders comprise a large cylinder in which a large diameter piston is located with a rod having an internal cavity in which a smaller diameter piston with its rod is placed. The large cylinder, pistons and rods are concentric and have the possibility of relative and sequential movement, and the sum of their moves is equal to the total stroke of the output link. The supply (withdrawal) of the working fluid is simultaneously carried out both to the movable and to the stationary elements, namely, into the common piston cavity and individual rod cavities. The disadvantages of the known telescopic hydraulic cylinders are the need to use flexible pipelines that ensure the passage of the working medium to the moving parts of the hydraulic cylinders, as well as the lack of functionality, which is due to the lack of support, in addition to the sequential, also independent action of the stages of the HZ. Known telescopic HZ double-acting with one-sided rods, providing simultaneous extension of all stages (Podgorny, Yu.P. Hydraulic drives of ground handling aircraft. M., Transport, 1980, p.63.65, pic.4.8). The hydraulic cylinder consists of a casing and three cylinders, which form three direct pressure chambers and three backpressure chambers, while the counterpressure chamber of the cylinder of the previous stage and the direct pressure chamber of the cylinder of the next stage are pairwise communicated with the formation of a closed joint cavity, which have two cylinders. The liquid from the pump in the forward stroke is fed into the direct pressure chamber of the housing. To fill the hydraulic cylinder with liquid, check valves mounted in the piston heads (except for the piston rod) are used. From the chamber of the backpressure of the rod, liquid is discharged through the rod.
Для обратного хода жидкость подается через шток в камеру противодавления штока, а из камеры прямого давления, образованной корпусом, рабочая жидкость сливается в маслобак.For a reverse stroke, the fluid is supplied through the rod to the stem counter-pressure chamber, and from the direct pressure chamber formed by the housing, the working fluid is drained into the oil tank.
При прямом и обратном ходах происходит одновременное выдвижение (убирание) всех ступеней гидроцилиндра.With forward and reverse strokes, simultaneous extension (removal) of all stages of the hydraulic cylinder occurs.
Недостатками известного телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия с одновременным выдвижением всех ступеней является необходимость использования гибких трубопроводов, обеспечивающих прохождение рабочей среды к подвижной части гидроцилиндра, а также недостаточность функциональных возможностей, которая обусловлена невозможностью обеспечения, кроме одновременного, также и независимого действия ступеней ГЦ.The disadvantages of the well-known double-acting telescopic hydraulic cylinder with the simultaneous extension of all stages is the need to use flexible pipelines to ensure the passage of the working medium to the moving part of the hydraulic cylinder, as well as the lack of functionality, which is due to the impossibility of providing, in addition to the simultaneous, also independent action of the GC stages.
Известны телескопические гидроцилиндры двухстороннего силового действия с односторонними штоками, содержащие несколько концентрично расположенных поршней (со штоками), перемещающихся один относительно другого, при этом ход выходного звена равен сумме ходов каждого (Марутов B.A., Павловский CA. Гидроцилиндры. M., Машиностроение, 1966, с.8, рис.З, с.97,99, рис.86а). Как в поршневую, так и в штоковую полости жидкость подводится через шток. Как в выдвинутом, так и в убранном положениях поршней поршневая полость представляет собой единую (объединенную) полость гидроцилиндра. В убранном положении поршней все штоковые полости сообщены между собой и образуют отдельную объединенную полость, а в выдвинутом положении поршней штоковые полости соединены с объединенной поршневой полостью, кроме штоковой полости того штока, через который производится подвод (отвод) рабочей жидкости. Таким образом, штоковые полости в процессе относительных перемещений подвижных частей попеременно-последовательно переключаются с одной объединенной полости на другую. При подводе жидкости в поршневую полость происходит последовательное выдвижение поршней, начиная от поршня большого диаметра к поршню меньшего диаметра. При подводе жидкости в штоковую полость сначала происходит втягивание поршня самого малого диаметра, а затем последовательное складывание «тeлecкoпa» в обратном порядке - от поршня наименьшего диаметра к наибольшему. В случае невозможности подвода рабочей жидкости в любую из объединенных полостей через шток необходимо использовать гибкие трубопроводы, обеспечивающие прохождение рабочей жидкости к подвижным частям ГЦ.Known telescopic hydraulic cylinders of double-acting force with one-sided rods containing several concentrically arranged pistons (with rods) moving one relative to the other, while the stroke of the output link is equal to the sum of the strokes of each (Marutov BA, Pavlovsky CA. Hydraulic cylinders. M., Engineering, 1966, p. 8, fig. 3, p. 97,99, fig. 86a). Both in the piston and in the rod cavity, the fluid is supplied through the rod. In both extended and retracted positions pistons the piston cavity is a single (combined) cavity of the hydraulic cylinder. In the retracted position of the pistons, all the rod cavities are interconnected and form a separate joint cavity, and in the extended position of the pistons the rod cavities are connected to the combined piston cavity, except for the rod cavity of the rod through which the working fluid is supplied (withdrawn). Thus, the rod cavities in the process of relative movements of the moving parts alternately sequentially switch from one united cavity to another. When fluid is supplied to the piston cavity, the pistons successively extend, starting from a large diameter piston to a smaller diameter piston. When supplying fluid to the rod cavity, the piston of the smallest diameter is first drawn in, and then the telescope is subsequently folded in the reverse order - from the piston of the smallest diameter to the largest. If it is impossible to supply the working fluid to any of the combined cavities through the stem, it is necessary to use flexible pipelines that ensure the passage of the working fluid to the moving parts of the HZ.
Известные телескопические гидроцилиндры двухстороннего силового действия обеспечивают последовательное перемещение поршней, однако независимое действие ступеней реализовать невозможно, что можно считать недостатком устройства в аспектах оптимизации конструкции и расширения функциональных возможностей.The well-known double-acting telescopic hydraulic cylinders provide sequential movement of the pistons, however, the independent action of the steps cannot be realized, which can be considered a drawback of the device in terms of design optimization and expansion of functionality.
Известны телескопические гидроцилиндры двухстороннего действия (ТГЦД), содержащие коаксиальный набор поршневых ступеней с цилиндрическими корпусами и штоковыми полостями у каждой ступени. Такой ТГЦД содержит ступень в виде совмещенного с одним из корпусов двухстороннего штока с концами разных наружных диаметров и контактирующим с внешним корпусом поршнем, рабочие площади сторон которого неодинаковы. Разноименные полости ступеней гидроцилиндра попарно гидравлически соединены с образованием объединенных полостей. Поршневые полости каждой ступени ТГЦД установлены с возможностью их прихода в противоположные фазы, которые соответствуют максимальной и минимальной величинам их объемов, в крайних положениях гидроцилиндра. Известные ТГЦД в одном из вариантов реализованы с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, обусловленной недостаточностью пространства. При этом, у внутренней ступени двухстороннего действия ТГЦД поршень выполнен в виде плунжера (патент РФ Jfs2153464, приоритет от 30.08.1999, пyбл.27.07.2000).Known double-acting telescopic hydraulic cylinders (TGCD), containing a coaxial set of piston stages with cylindrical bodies and rod cavities at each stage. Such TGCD contains a stage in the form of a two-sided rod combined with one of the bodies with ends of different external diameters and a piston in contact with the external body, the working areas of the sides of which are not the same. Unlike cavities of the hydraulic cylinder stages are pairwise hydraulically connected to form joint cavities. Piston cavities of each stage of TGCD are installed with the possibility of their coming into opposite phases, which correspond to the maximum and minimum values of their volumes, in the extreme positions of the hydraulic cylinder. Known TGCD in one of the options are implemented with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder due to insufficient space. At the same time, the piston is made in the form of a plunger at the internal stage of the double-acting action of TCDC (patent of the Russian Federation Jfs2153464, priority from 08/30/1999, item 27.07.2000).
При подаче (сливе) рабочей жидкости в попарно гидравлически соединенные разноименные полости ступеней ТГЦД, образующие объединенные полости, и попеременном подключении к напору всех его полостей последовательное и независимое перемещение ступеней ТГЦД осуществляется за счет дифференциального принципа взаимодействия подвижных звеньев.When supplying (draining) the working fluid to the pairwise hydraulically connected opposite cavities of the TGCD stages, forming the combined cavities, and alternately connecting to the pressure of all its cavities, sequential and independent movement of the TGCD stages is carried out due to the differential principle of the interaction of the moving links.
Недостатком известного ТГЦД с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра является то, что в исходном (убранном) положении не менее чем одна из его посадочных (высокоточных) поверхностей открыта и не защищена от внешних воздействий. Из сказанного выше следует, что, если в исходном (убранном) положении телескопического гидроцилиндра хотя бы одна из посадочных (высокоточных) поверхностей открыта и не защищена от внешних воздействий, то в условиях длительного пребывания в морской воде (агрессивной среде) и отсутствия возможности технического обслуживания, а также при отсутствии проворачивания в течение длительного времени, на открытой наружной поверхности собираются продукты коррозии, засоления, обрастания и др. (В.Плудек. Защита от коррозии на стадии проектирования. M., Мир, 1980, c.50; К.Бреббиа, С.Уокер. Динамика морских сооружений. Л., Судостроение, 1983, с.150), которые при движении соответствующего подвижного звена гидроцилиндра будут воздействовать на его уплотнения вследствие абразивного действия, что существенно снижает надежность гидроцилиндра при работе в морской воде.A disadvantage of the known TGCD with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder is that in the initial (retracted) position, at least one of its landing (high-precision) surfaces is open and not protected from external influences. From the above it follows that if in the initial (retracted) position of the telescopic hydraulic cylinder at least one of the landing (high-precision) surfaces is open and not protected from external influences, then in conditions of prolonged exposure to sea water (aggressive environment) and the absence of the possibility of maintenance as well as in the absence of cranking for a long time, corrosion products, salinization, fouling, etc. are collected on the open outer surface (V. Pludek. Corrosion protection at the design stage. M. , Mir, 1980, p.50; K. Brebbia, S. Walker. Dynamics of marine structures. L., Sudostroenie, 1983, p.150), which, when the corresponding movable link of the hydraulic cylinder moves, will affect its seals due to abrasive action, which significantly reduces the reliability of the hydraulic cylinder when working in sea water.
Известен ТГЦД, содержащий коаксиальный набор поршневых ступеней, с каналами подачи и слива рабочей жидкости, с внешним и внутренним корпусами, с одной из ступеней, содержащей совмещенный с внутренним корпусом двухсторонний шток, концы которого имеют различные наружные диаметры, и поршень, выполненный в виде гильзы, рабочие площади сторон которого различны, установленный на двухстороннем штоке с возможность взаимодействия с ним и с внешним корпусом, имеющим одно днище, на котором жестко закреплен конец двухстороннего штока меньшего диаметра. ТГЦД выполнен с разноименными полостями упомянутых ступеней, соединенными гидравлически попарно с образованием объединенных полостей, и с поршневыми полостями, которые установлены с возможностью их прихода в противоположные фазы, соответствующие максимуму и минимуму величин их объемов в крайних положениях гидроцилиндра, (заявка на изобретение JVy 2006144430 (048501 ) от 12.12.06, решение о выдаче патента от 20.12.07).Known TGCD containing a coaxial set of piston stages, with channels for supplying and discharging the working fluid, with external and internal housings, with one of the steps, comprising a double-sided rod aligned with the internal case, the ends of which have different outer diameters, and a piston made in the form of a sleeve, the working areas of the sides of which are different, mounted on a double-sided rod with the possibility of interaction with it and with the external case, having one bottom on which the end of a two-sided rod of smaller diameter is rigidly fixed. TGCD is made with unlike cavities of the mentioned steps, connected hydraulically in pairs with the formation of combined cavities, and with piston cavities that are installed with the possibility of their arrival in opposite phases, corresponding to the maximum and minimum values of their volumes in the extreme positions of the hydraulic cylinder, (application for invention JVy 2006144430 ( 048501) from 12.12.06, the decision to grant a patent from 12.20.07).
При подаче (сливе) рабочей жидкости в попарно гидравлически соединенные разноименные полости ступеней ТГЦД, образующие объединенные полости, и попеременном подключении к напору всех его полостей последовательное и независимое перемещение ступеней ТГЦД осуществляется за счет дифференциального принципа взаимодействия подвижных звеньев. Недостатком известного ТГЦД с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра является недостаточность величины общего хода гидро цилиндра, обусловленного ходом выходного звена, равного сумме ходов каждого из звеньев - ступеней. Недостаток обусловлен существующими в настоящее время технологическими ограничениями на длину зеркальной обработки внутренних цилиндрических поверхностей внутренней ступени, т.е. ограничениями на величину отношения длины обрабатываемой внутренней цилиндрической поверхности к величине обрабатываемого диаметра, являющегося минимальным внутренним диаметром зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей ТГЦД. Кроме того, недостатком является сложность технологии изготовления длинного продольного канала подвода рабочей жидкости в стенке корпуса внутренней ступени. Известный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия по заявке на изобретение N° 2006144430 (048501) от 12.12.2006 выбран в качестве наиболее близкого аналога.When supplying (draining) the working fluid to the pairwise hydraulically connected opposite cavities of the TGCD stages, forming the combined cavities, and alternately connecting to the pressure of all its cavities, sequential and independent movement of the TGCD stages is carried out due to the differential principle of the interaction of the moving links. A disadvantage of the known TGCD with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder is the inadequacy of the total stroke of the hydraulic cylinder due to the stroke of the output link equal to the sum of the moves of each of the links - steps. The disadvantage is due to current technological limitations on the length of the mirror treatment of the inner cylindrical surfaces of the inner stage, i.e. restrictions on the ratio of the length of the machined inner cylindrical surface to the magnitude of the machined diameter, which is the minimum inner diameter of the specularly machined inner cylindrical surfaces TGCD. In addition, the disadvantage is the complexity of the manufacturing technology of a long longitudinal channel for supplying working fluid in the wall of the housing of the inner stage. The well-known double-acting telescopic hydraulic cylinder according to the application for the invention N ° 2006144430 (048501) dated 12.12.2006 is selected as the closest analogue.
Задача изобретения заключается в расширении эксплуатационных возможностей гидроцилиндра, увеличении эффективности его использования за счет обеспечения большой величины общего хода гидроцилиндра при наличии существующих, в настоящее время, технологических ограничений по длине зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей гидроцилиндра с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, обусловленной недостаточностью пространства, длина которого ограничена цилиндром (корпусом) с выдвинутой только одной внутренней ступенью, которая в этих условиях обеспечивает необходимую общую величину хода. Задачей изобретения также является упрощение технологии изготовления ГЦ, в частности корпуса внутренней ступени гидроцилиндра.The objective of the invention is to expand the operational capabilities of the hydraulic cylinder, increasing the efficiency of its use by providing a large value of the total stroke of the hydraulic cylinder in the presence of currently existing technological restrictions on the length of the mirror-machined inner cylindrical surfaces of the hydraulic cylinder with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder due to insufficient space, the length of which is limited to qil a core (body) with only one internal step extended, which under these conditions provides the necessary total stroke value. The objective of the invention is also to simplify the manufacturing technology of the HZ, in particular the housing of the inner stage of the hydraulic cylinder.
Задача решена тем. что в известном ТГЦД двухстороннего действия, включающем коаксиальный набор внешней и внутренних поршневых ступеней, с их корпусами, одна из которых содержит совмещенный с корпусом внутренней ступени двухсторонний шток с концами различных диаметров и поршень - гильзу, с различными рабочими площадями, установленный на двухстороннем штоке с возможностью взаимодействия с ним и с корпусом внешней ступени, на днище которого жестко закреплен конец двухстороннего штока меньшего диаметра, а также выполненном с разноименными полостями упомянутых ступеней, соединенными гидравлически попарно с образованием объединенных полостей, и с поршневыми полостями, которые установлены с возможностью их прихода в противоположные фазы, соответствующие максимуму и минимуму величин их объемов в крайних положениях гидроцилиндра, в соответствии с изобретением внутренняя ступень снабжена полой цилиндрической вставкой, установленной жестко соосно в части корпуса, имеющей больший диаметр, и гильзой, установленной в корпусе с охватом поршня и с возможностью продольного перемещения и герметичного контакта с поршнем и с цилиндрической вставкой посредством кольцевой шейки, которая выполнена на цилиндрической вставке. На конце гильзы перед поршнем жестко закреплен ограничитель его хода, а на другом конце гильзы выполнен кольцевой упор, на котором жестко закреплена путевая опора, с возможностью перемещения относительно штока. Ограничитель хода самой гильзы совмещен с упомянутой цилиндрической шейкой.The problem is solved by that. that in the well-known double-acting TCDC, including a coaxial set of external and internal piston stages, with their bodies, one of which contains a double-sided rod with ends of various diameters combined with a body of the internal stage and a piston-sleeve, with different working areas, mounted on a double-sided rod with the possibility of interaction with it and with the body of the external stage, on the bottom of which the end of a two-sided rod of smaller diameter is rigidly fixed, as well as made with unlike cavities I mention steps connected hydraulically in pairs with the formation of the joint cavities, and with piston cavities that are installed with the possibility of their arrival in opposite phases, corresponding to the maximum and minimum values of their volumes in the extreme positions of the hydraulic cylinder, in accordance with the invention, the inner stage is equipped with a hollow cylindrical insert installed rigidly coaxial in the part of the housing having a larger diameter, and a sleeve mounted in the housing with the coverage of the piston and with the possibility of longitudinal movement and sealed th contact with the piston and having a cylindrical insert through the annular neck, which is made on a cylindrical insert. At the end of the sleeve in front of the piston, its stroke limiter is rigidly fixed, and an annular stop is made at the other end of the sleeve, on which the track support is rigidly fixed, with the possibility of movement relative to the rod. The stroke limiter of the liner itself is aligned with said cylindrical neck.
Кроме того, отношение величины полного хода внутренней ступени к длине ее корпуса, в пределах хода и длины гильзы с путевой опорой, составляет не менее 0,72.In addition, the ratio of the full stroke of the inner stage to the length of its body, within the course of the stroke and the length of the sleeve with the track support, is at least 0.72.
Кроме того, протяженность области герметичного контакта поршня внутренней ступени с гильзой менее длины гильзы.In addition, the length of the area of tight contact of the piston of the inner stage with the sleeve is less than the length of the sleeve.
Кроме того, отношение длины гильзы к длине корпуса внутренней ступени, в пределах хода и длины гильзы с путевой опорой, составляет не менее 0,5.In addition, the ratio of the length of the sleeve to the length of the housing of the inner stage, within the stroke and the length of the sleeve with the track support, is at least 0.5.
Кроме того, отношение длины цилиндрической вставки к длине гильзы с путевой опорой составляет не менее 0,75.In addition, the ratio of the length of the cylindrical insert to the length of the sleeve with the track support is at least 0.75.
Кроме того, путевая опора выполнена в виде кольцевого выступа или торцевой крышки с одним центральным отверстием и, по крайней мере, одним отверстием, смещенным относительно центра.In addition, the track support is made in the form of an annular protrusion or end cap with one central hole and at least one hole offset from the center.
Кроме того, гильза выполнена в виде набора полых цилиндров, каждый из которых имеет путевую опору.In addition, the sleeve is made in the form of a set of hollow cylinders, each of which has a track support.
Кроме того, гидравлическая связь между штоковой полостью внешней ступени и поршневой полостью внутренней ступени осуществлена в виде, по крайней мере, одного радиального канала, выполненного в стенке корпуса внутренней ступени. Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности использования гидроцилиндра, обеспечение получения больших величин реализуемого общего хода гидроцилиндра при наличии технологических ограничений по длине зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей, т.е. обеспечение получения величин реализуемых ходов больше величин допустимых (по технологическим соображениям) длин зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей гидроцилиндра с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, обусловленной недостаточностью пространства, длина которого ограничена цилиндром (корпусом) с выдвинутой только одной внутренней ступенью, которая в этих условиях обеспечивает необходимую общую величину хода, обусловленного ходом выходного звена, равного сумме ходов каждого из звеньев - ступеней при обеспечении последовательного и независимого действия ступеней гидроцилиндра. Техническим результатом изобретения является оптимизация конструкции и снижение трудоемкости изготовления гидроцилиндра за счет использования полой цилиндрической вставки с кольцевой шейкой такой длины, которая позволяет исключить технологические ограничения и облегчить механическую обработку труднодоступных участков внутренних поверхностей при изготовлении гидроцилиндра. Техническим результатом изобретения также является упрощение технологии изготовления корпуса внутренней ступени rидроцилиндра за счет исполнения канала гидравлической связи разноименных полостей ступеней в стенке корпуса внутренней ступени коротким и радиальным вместо длинного и продольного.In addition, the hydraulic connection between the rod cavity of the outer stage and the piston cavity of the inner stage is made in the form of at least one radial channel made in the wall of the housing of the inner stage. The technical result of the invention is to increase the efficiency of using a hydraulic cylinder, providing large values of the realized total stroke of the hydraulic cylinder in the presence of technological restrictions on the length of the mirror-machined inner cylindrical surfaces, i.e. ensuring the values of the realized moves are greater than the allowable (for technological reasons) lengths of the mirror-machined inner cylindrical surfaces of the hydraulic cylinder with a minimum total telescopic length of the links in the fully extended position of the hydraulic cylinder, due to insufficient space, the length of which is limited by a cylinder (housing) with only one internal step extended, which under these conditions provides the necessary total stroke due to the output link, equal to the sum of the strokes of each of the links - steps sequential and independent action of the stages of the hydraulic cylinder. The technical result of the invention is to optimize the design and reduce the complexity of manufacturing a hydraulic cylinder through the use of a hollow cylindrical insert with an annular neck of such a length that eliminates technological restrictions and facilitate the mechanical processing of hard-to-reach sections of internal surfaces in the manufacture of a hydraulic cylinder. The technical result of the invention is also to simplify the manufacturing technology of the housing of the inner stage of the hydraulic cylinder due to the execution of the hydraulic communication channel of the opposite cavity cavities in the wall of the housing of the inner stage short and radial instead of long and longitudinal.
Сущность изобретения пояснена чертежами, на которых изображены: на фиг.l - общий вид комбинированного телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия для больших ходов в убранном (исходном) положении; на фиг.2 - схема гидроцилиндра в исходном, убранном положении (гильза выполнена в виде одного полого гидроцилиндра);The invention is illustrated by drawings, which depict: in Fig. L - General view of a combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes in the retracted (initial) position; figure 2 - diagram of the hydraulic cylinder in the original, retracted position (the sleeve is made in the form of one hollow hydraulic cylinder);
на фиг.З - то же, в промежуточном фиксированном положении; на фиг.4 - то же, в полностью выдвинутом положении; на фиг.5 - схема конкретного выполнения гидроцилиндра с увеличенным ходом в исходном убранном положении (гильза выполнена в виде набора полых цилиндров).in Fig.3 - the same in an intermediate fixed position; figure 4 is the same in a fully extended position; figure 5 is a diagram of a specific implementation of the hydraulic cylinder with increased stroke in the original retracted position (the sleeve is made in the form of a set of hollow cylinders).
Комбинированный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов (фиг.1,2,3,4) содержит коаксиальный набор поршневых ступеней, в который входят цилиндрический корпус 1 внутреннейThe combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes (Fig.1,2,3,4) contains a coaxial set of piston stages, which includes a cylindrical housing 1 of the inner
(малой) ступени, состоящий из двух частей: меньшего и большего диаметра. В части корпуса 1, имеющей больший диаметр, установлена соосно и жестко закреплена полая цилиндрическая вставка 2. В набор поршневых ступеней также входит цилиндрический корпус 3 внешней (большой) ступени, поршень 4 внутренней (малой) ступени, жестко связанный со штоком 5, содержащим каналы 6,7 для подвода и отвода рабочей жидкости, вытянутый поршень 8 внешней, большой ступени, выполненный в виде гильзы, имеющий различные рабочие площади, установленный на двухстороннем штоке внешней (большой) ступени, который конструктивно совмещен с цилиндрическим корпусом 1 внутренней (малой) ступени. Поршень-гильза 8 установлен на двухстороннем штоке - корпусе 1 с возможностью взаимодействия с ним и с корпусом 3 внешней ступени. Корпус 1 внутренней, малой ступени имеет цилиндрические концы (части), соответственно, 9 - большего наружного диаметра и 10 - меньшего наружного диаметра. Шток 5 установлен в крышке 1 1 , жестко скрепленной с корпусом 1, с возможностью продольного перемещения на величину полного хода внутренней ступени относительно крышки 1 1. Цилиндрическая вставка 2 выполнена с кольцевой шейкой 12. В корпусе 1 внутренней ступени установлена гильза 13 с охватом поршня 4. Гильза 13 установлена с возможностью продольного перемещения и герметичного контакта внутренней поверхностью (изнутри) - с поршнем 4, а внешней поверхностью (снаружи) - с цилиндрической вставкой 2 посредством кольцевой шейки 12. Протяженность области герметичного контакта поршня 4 внутренней ступени с гильзой 13 менее длины гильзы. Гильза 13 снабжена жестко с ней связанным и установленным на ее внутренней поверхности перед поршнем 4 ограничителем 14 хода поршня 4. На цилиндрической вставке 2 в виде кольцевой шейки 12 выполнен ограничитель хода гильзы 13. На штоке 5 с возможностью перемещения установлена путевая опора 15, а на конце гильзы 13 выполнен кольцевой упор 16, жестко соединенный с путевой опорой 15. Путевая опора 15 установлена с возможностью относительного перемещения со штоком 5 и выполнена в виде торцевой крышки (или кольцевого выступа на поверхности гильзы 13) с одним центральным отверстием, под шток 5, и не менее чем одним смещенным от центра отверстием 17. В зависимости от величины хода внутренней ступени длина путевой опоры 15 составляет до 3% от значения этого хода. Отсюда отношение величины хода внутренней ступени к длине ее корпуса 1, в пределах хода и длины гильзы 13 с путевой опорой 15, составляет не менее 0,72. Кроме того, отношение длины гильзы 13 к длине корпуса 1 внутренней ступени, в пределах хода и длины гильзы 13 с путевой опорой 15, составляет величину не менее 0,5, а соотношение длин цилиндрической вставки 2 и гильзы 13 с путевой опорой 15 составляет не менее 0,75. Поршень 8 выполнен с возможностью скольжения по наружной поверхности двухстороннего штока, совмещенного с корпусом 1 внутренней ступени и по внутренней поверхности корпуса 3 внешней ступени. Телескопический набор ступеней выполнен так, что образует малую штоковую 18 и большую поршневую 19 полости внутренней (малой) ступени, малую 20 и большую 21 полости внешней (большой) ступени, при этом полость 18 сообщена с полостью 21 через каналы 22.23.24, а полость 19 сообщена с полостью 20 через радиальный канал 25 с образованием объединенных полостей. Радиальный канал 25, в стенке корпуса 1 внутренней, малой ступени, гидравлически связан с кольцевым зазором 26 между гильзой 13 и корпусом 1 внутренней, малой ступени, при этом зазор 26 является частью большой поршневой полости 19 внутренней, малой ступени. Малая полость 20 внешней, большой ступени по функциональному назначению соответствует штоковой полости этой ступени, а большая полость 21 внешней, большой ступени по функциональному назначению соответствует поршневой полости этой же ступени. Поршневые полости гидроцилиндра включают поршневые полости каждой ступени, соответственно, большую поршневую полость 19 внутренней, малой ступени и большую полость 21 внешней, большой ступени. Корпус 3 внешней (большой) ступени выполнен в виде стакана с одним торцевым днищем 27, на котором жестко, с помощью креплений 28, закреплен конец 10 (малого диаметра) двухстороннего штока внешней, большой, ступени, совмещенного с корпусом 1 внутренней ступени (в дальнейшем - шток-корпус 1) в то время как другой его конец 9, большего диаметра, находится вне корпуса 3. Поршень 8 внешней (большой) ступени выполнен с охватом концов 9 и 10 двухстороннего штока-корпуса 1. Поршень 8 внешней ступени выполнен с неравными рабочими (эффективными) площадями так, что рабочая площадь поршня со стороны большой полости 21 превышает рабочую площадь поршня со стороны малой полости 20, при этом, как было отмечено выше, внешний диаметр нижнего конца 9 двухстороннего штока-корпуса 1 превышает внешний диаметр верхнего его конца 10. Поршень 8 образует с двухсторонним штоком-корпусом 1 внешней, большой ступени, полость 20, ограниченную цилиндрическими шейками 29 и 30, которые сопряжены и взаимодействуют, соответственно, с цилиндрическими поверхностями концов 10 и 9 двухстороннего штока-корпуса 1. Шейки 29 и 30 имеют разные диаметры в соответствии с диаметрами концов двухстороннего штока-корпуса 1. На поршне 8 выполнен также буртик 31, сопряженный с внутренней поверхностью 32 корпуса 3 внешней ступени. Поршень 8 выполнен удлиненным, протяженностью не менее величины хода внешней, большой ступени гидроцилиндра с обеспечением возможности герметичного контакта с наружными цилиндрическими поверхностями концов 9 и 10 двухстороннего штока-корпуса 1, и с внутренней поверхностью 32 корпуса 3 внешней (большой) ступени.(small) step, consisting of two parts: a smaller and a larger diameter. AT a part of the housing 1 having a larger diameter is mounted coaxially and rigidly fixed to the hollow cylindrical insert 2. The set of piston steps also includes a cylindrical housing 3 of the external (large) stage, the piston 4 of the internal (small) stage, rigidly connected to the rod 5 containing channels 6 , 7 for supplying and discharging the working fluid, an elongated piston 8 of an external, large stage, made in the form of a sleeve, having various working areas, mounted on a double-sided rod of the external (large) stage, which is structurally combined with a cylindrical case 1 of the internal (small) stage. The piston sleeve 8 is mounted on a double-sided rod - housing 1 with the possibility of interaction with it and with the housing 3 of the external stage. The housing 1 of the inner, small stage has cylindrical ends (parts), respectively, 9 of a larger outer diameter and 10 of a smaller outer diameter. The rod 5 is installed in the cover 1 1, rigidly fastened to the housing 1, with the possibility of longitudinal movement by the total stroke of the inner stage relative to the cover 1 1. The cylindrical insert 2 is made with an annular neck 12. In the housing 1 of the internal stage there is a sleeve 13 with a piston 4 The sleeve 13 is installed with the possibility of longitudinal movement and tight contact with the inner surface (inside) - with the piston 4, and the outer surface (outside) - with a cylindrical insert 2 by means of an annular neck 12. The length of the region tight contact of the piston 4 of the inner stage with the sleeve 13 is less than the length of the sleeve. The sleeve 13 is equipped with a limiter 14 of the piston stroke 14 rigidly connected to it and installed on its inner surface in front of the piston 4 of the piston 4. On the cylindrical insert 2 in the form of an annular neck 12 a limiter of the stroke of the sleeve 13 is made. the end of the sleeve 13 is made of an annular stop 16, rigidly connected to the track support 15. The track support 15 is mounted with relative movement with the rod 5 and is made in the form of an end cap (or an annular protrusion on the surface of the sleeve 13) with one a central opening for the rod 5, and at least one off-center orifice 17. Depending on the stroke length inner step track support 15 is up to 3% from the value of this move. Hence the ratio of the magnitude of the stroke of the inner stage to the length of its housing 1, within the stroke and the length of the sleeve 13 with the track support 15, is not less than 0.72. In addition, the ratio of the length of the sleeve 13 to the length of the housing 1 of the inner stage, within the stroke and the length of the sleeve 13 with the track support 15, is at least 0.5, and the ratio of the lengths of the cylindrical insert 2 and the sleeve 13 with the track support 15 is not less than 0.75. The piston 8 is slidable on the outer surface of the double-sided rod, combined with the housing 1 of the inner stage and on the inner surface of the housing 3 of the outer stage. The telescopic set of steps is made so that it forms a small rod 18 and a large piston 19 cavity of the internal (small) stage, a small 20 and a large 21 cavity of the external (large) stage, while the cavity 18 is in communication with the cavity 21 through channels 22.23.24, and the cavity 19 communicates with the cavity 20 through the radial channel 25 with the formation of the joint cavities. The radial channel 25, in the wall of the housing 1 of the inner, small stage, is hydraulically connected with the annular gap 26 between the sleeve 13 and the housing 1 of the inner, small stage, while the gap 26 is part of a large piston cavity 19 of the inner, small stage. The small cavity 20 of the external, large stage for the functional purpose corresponds to the rod cavity of this stage, and the large cavity 21 of the external, large stage for the functional purpose corresponds to the piston cavity of the same stage. Piston cavities of the hydraulic cylinder include piston cavities of each stage, respectively, a large piston cavity 19 of the internal, small stage and a large cavity 21 of the external, large stage. The casing 3 of the external (large) stage is made in the form of a glass with one end bottom 27, on which the end 10 (small diameter) of the two-sided rod of the external, large, stage combined with the casing 1 of the internal stage (hereinafter) is rigidly fixed using fasteners 28 - rod-housing 1) while its other end 9, of a larger diameter, is located outside the housing 3. The piston 8 of the external (large) stage is made with the ends 9 and 10 of the double-sided rod-housing 1. The piston 8 of the external stage is made with unequal working (effective) areas so that p working area the piston from the side of the large cavity 21 exceeds the working area of the piston from the side of the small cavity 20, while, as noted above, the outer diameter of the lower end 9 of the two-sided stem-housing 1 exceeds the outer diameter of its upper end 10. The piston 8 forms with a two-sided stem-body 1 of the external, large stage, cavity 20 bounded by cylindrical necks 29 and 30, which are conjugated and interact, respectively, with the cylindrical surfaces of the ends 10 and 9 of the two-sided rod body 1. The necks 29 and 30 have different diameters, respectively Corollary diameters double rod-end of the housing 1. On the piston 8 is also flange 31, coupled with the inner surface 32 of the outer body 3 steps. The piston 8 is made elongated, with a length not less than the stroke of the external, large stage of the hydraulic cylinder, making it possible to tightly contact the outer cylindrical surfaces of the ends 9 and 10 of the two-sided stem-housing 1, and with the inner surface 32 of the housing 3 of the external (large) stage.
Протяженность области герметичного контакта на наружной поверхности удлиненного поршня 8 менее величины хода этой (внешней) ступени гидроцилиндра. В противном случае эта область будет подвержена воздействию внешней среды, что может отрицательно сказаться на эксплуатационной надежности гидроцилиндра. Поршень 8 внешней ступени выполнен в виде плавающей ступенчатой гильзы, сопряженной посредством цилиндрических шеек 29 и 30 с концами штока разных диаметров 10,9, а посредством буртика 31 — с цилиндрической поверхностью 32 внешнего корпуса 3.The length of the area of tight contact on the outer surface of the elongated piston 8 is less than the stroke of this (external) stage of the hydraulic cylinder. Otherwise, this area will be exposed to the external environment, which may adversely affect the operational reliability of the hydraulic cylinder. The piston 8 of the outer stage is made in the form of a floating stepped sleeve conjugated by means of cylindrical necks 29 and 30 with rod ends of different diameters 10.9, and by means of a shoulder 31 with a cylindrical surface 32 of the outer casing 3.
Гидроцилиндр, для создания герметичного контакта, оснащен уплотнениями 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41. На поршне 8 выполнен фланец 42, обеспечивающий присоединение элементов других механизмов.The hydraulic cylinder, to create a tight contact, is equipped with seals 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41. A flange 42 is made on the piston 8, which provides the connection of elements of other mechanisms.
Длина (внешней) большой ступени гидроцилиндра не менее двукратной величины хода этой ступени. В полностью выдвинутом положении гидроцилиндра (фиг.4) его длина минимальна и ограничена корпусом с выдвинутой только одной внутренней (малой) ступенью, которая в этих условиях обеспечивает необходимую общую величину хода, обусловленного ходом выходного звена, равного сумме ходов каждого из звеньев - ступеней.The length of the (external) large stage of the hydraulic cylinder is at least twice the stroke of this stage. In the fully extended position of the hydraulic cylinder (figure 4), its length is minimal and limited by a housing with put forward by only one internal (small) step, which under these conditions provides the necessary total amount of stroke, due to the course of the output link, equal to the sum of the moves of each of the links - steps.
Комбинированный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия установлен таким образом, что в исходном положении (фиг.1 ,2) объем большой полости 19 внутренней, малой ступени минимален, а объем большой полости 21 внешней, большой ступени максимален, следовательно, крайние положения обеих ступеней противоположны по фазе, при этом разноименные полости гидроцилиндра попарно гидравлически соединены с образованием объединенных полостей.The combined telescopic double-acting hydraulic cylinder is installed in such a way that in the initial position (Fig. 1, 2) the volume of the large cavity 19 of the internal, small stage is minimal, and the volume of the large cavity 21 of the external, large stage is maximum, therefore, the extreme positions of both stages are opposite in phase while the opposite cavity of the hydraulic cylinder is pairwise hydraulically connected with the formation of the joint cavities.
В исходном положении (фиг.1 ) все посадочные поверхности, обеспечивающие герметичность, конструктивно закрыты и защищены от любых внешних воздействий.In the initial position (figure 1), all landing surfaces that provide tightness are structurally closed and protected from any external influences.
В частном случае выполнения гидроцилиндра с увеличенным ходом (фиг.5) гильза 13, снабженная жестко соединенной с ее кольцевым упором 16 путевой опорой 15, выполнена в виде набора секций - полых цилиндров 43, 44, при этом последние снабжены соответствующей каждому путевой опорой 45, 47, которые жестко соединены с соответствующими им кольцевыми упорами 46, 48 на полых цилиндрах 43, 44 и выполнены, любая, с одним центральным отверстием под шток 5, и не менее чем с одним смещенным от центра отверстием, соответственно, 49. 50. Причем, в зависимости от требований к конструктивному исполнению, число секций (полых цилиндров) у внутренней (малой) ступени гидроцилиндра может быть различным.In the particular case of a hydraulic cylinder with an increased stroke (Fig. 5), a sleeve 13 provided with a track support 15 rigidly connected to its annular stop 16 is made in the form of a set of sections — hollow cylinders 43, 44, the latter being equipped with a corresponding track support 45, 47, which are rigidly connected to their respective annular stops 46, 48 on the hollow cylinders 43, 44 and are made, any, with one central hole for the rod 5, and at least one hole offset from the center, respectively, 49. 50. Moreover , depending on the requirements for design, the number of sections (hollow cylinders) at the inner (small) stage of the hydraulic cylinder can be different.
Существенным для заявляемого телескопического rидроцилиндра двухстороннего действия является крепление к неподвижному элементу, которое может быть осуществлено за шток 5 внутренней, малой ступени, либо за цилиндрический корпус 1 этой же ступени, совмещенный с двухсторонним штоком внешней, большой ступени, либо за цилиндрический корпус 3 внешней, большой ступени, либо за поршень 8 этой ступени. В случаях крепления к неподвижному элементу (фундаменту) за шток 5 или же за поршень 8 в крайних положениях комбинированного телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия результирующее перемещение его ступеней определяется суммированием перемещений подвижных звеньев этих ступеней гидроцилиндра, а в случае крепления за цилиндрический внешний корпус 3, жестко связанный с концом двухстороннего штока, совмещенного с цилиндрическим корпусом 1 , или же за корпус 1 , такая возможность исключается.It is essential for the claimed telescopic double-acting hydraulic cylinder to be mounted to a fixed element, which can be carried out for the rod 5 of the internal, small stage, or for the cylindrical body 1 of the same stage, combined with the double-sided rod of the external, large stage, or for the cylindrical body 3 of the external, large stage, or for the piston 8 of this stage. In cases of fastening to a fixed element (foundation) for the rod 5 or for the piston 8 in the extreme positions of the combined telescopic double-acting hydraulic cylinder, the resulting the movement of its stages is determined by summing the movements of the movable links of these stages of the hydraulic cylinder, and in the case of attachment to a cylindrical outer casing 3, rigidly connected to the end of a two-sided rod combined with cylindrical casing 1, or beyond casing 1, this possibility is excluded.
Комбинированный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов работает следующим образом.Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for long strokes works as follows.
Рабочую жидкость под напором подают по каналу 6 в полость 19 и через кольцевой зазор 26 по каналу 25 в полость 20, а полость 21 через каналы 24, 23, 22 вместе с полостью 18 соединяют со сливом каналом 7 (фиг.l). Под давлением жидкости корпус 1 и поршень 8 из исходного (убранного) положения последовательно-принудительно перемещаются вверх. При этом корпус 1 перемещается до упора крышки 1 1 в торец гильзы 13 с путевой опорой 15, а затем совместно с гильзой 13 и путевой опорой 15 до упора торца поршня 4 в путевую опору 15, причем поршень 8 перемещается внутрь корпуса 3. Гидроцилиндр устанавливается в крайнее выдвинутое положение, при котором объем большой полости 19 максимален — с напором соединена объединенная полость 19, 20, а другая объединенная полость 18, 21 соединена со сливом и объем большой полости 21 минимален, т.е. крайние положения обеих ступеней противоположны по фазе (фиг.4).The working fluid under pressure is supplied through channel 6 to the cavity 19 and through an annular gap 26 through channel 25 to the cavity 20, and cavity 21 through channels 24, 23, 22 together with cavity 18 are connected to the drain by channel 7 (Fig. 1). Under fluid pressure, the housing 1 and the piston 8 from the initial (retracted) position are successively forced upward. In this case, the housing 1 is moved until the stop of the cover 1 1 to the end of the sleeve 13 with the track support 15, and then together with the sleeve 13 and the track support 15 to the end of the end face of the piston 4 in the track support 15, and the piston 8 moves inside the housing 3. The hydraulic cylinder is installed in extreme extended position, in which the volume of the large cavity 19 is maximum - the combined cavity 19, 20 is connected to the pressure, and the other combined cavity 18, 21 is connected to the drain and the volume of the large cavity 21 is minimal, i.e. the extreme positions of both steps are opposite in phase (Fig. 4).
Рабочую жидкость под напором подают по каналам 6 и 7 в полости 19 и 18, а также в полости 20 и 21 за счет соответствующих гидравлических связей- каналов 25 и 22, 23, 24 (фиг.2, 4). Под давлением жидкости гидроцилиндр устанавливается в промежуточное фиксированное положение, при котором выдвинут только корпус 1 , объемы больших полостей 19 и 21 максимальны, объединенные полости связаны с напором, т.е. крайние положения обеих ступеней однофазны (фиг.З). Перемещение подвижных элементов происходит за счет того, что рабочая площадь поршня 4 со стороны полости 19 превышает рабочую площадь со стороны полости 18, а рабочая площадь поршня 8 со стороны полости 21 превышает рабочую площадь со стороны полости 20, т.е. осуществляется за счет дифференциального принципа взаимодействия подвижных звеньев. Таким образом:The working fluid under pressure is fed through channels 6 and 7 in the cavity 19 and 18, as well as in the cavity 20 and 21 due to the corresponding hydraulic connections of the channels 25 and 22, 23, 24 (figure 2, 4). Under fluid pressure, the hydraulic cylinder is installed in an intermediate fixed position, in which only the housing 1 is extended, the volumes of large cavities 19 and 21 are maximum, the combined cavities are connected with the pressure, i.e. the extreme positions of both stages are single-phase (Fig.Z). The movement of the movable elements occurs due to the fact that the working area of the piston 4 from the side of the cavity 19 exceeds the working area from the side of the cavity 18, and the working area of the piston 8 from the side of the cavity 21 exceeds the working area from the side of the cavity 20, i.e. carried out due to the differential principle of the interaction of the moving links. In this way:
- при переходе гидроцилиндра из исходного, убранного положения (фиг.1 , 2) в промежуточное, фиксированное (фиг.З) корпус 1 вместе с гильзой 13, снабженной путевой опорой 15, перемещается вверх до упора путевой опоры 15 в торец поршня 4, а затем корпус 1 отдельно перемещается до упора крышки 1 1 в путевую опору 15, причем поршень 8 остается неподвижным относительно корпуса 3;- upon transition of the hydraulic cylinder from the initial, retracted position (Fig. 1, 2) to the intermediate, fixed (Fig. 3) case 1, together with the sleeve 13 provided with the track support 15, moves up to the stop of the track support 15 at the end of the piston 4, and then the housing 1 is separately moved to the stop cover 1 1 in the track support 15, and the piston 8 remains stationary relative to the housing 3;
- при переходе гидроцилиндра из полностью выдвинутого положения (фиг.4) в промежуточное фиксированное (фиг.З) поршень 8 выдвигается из корпуса 3, а корпус 1 и гильза 13 с путевой опорой 15 остаются неподвижными относительно поршня 4.- upon transition of the hydraulic cylinder from the fully extended position (Fig. 4) to the intermediate fixed (Fig. 3), the piston 8 extends from the housing 3, and the housing 1 and the sleeve 13 with the track support 15 remain stationary relative to the piston 4.
Рабочую жидкость под напором подают по каналу 7 в полость 18 и по каналам 22, 23, 24 в полость 21, а полость 20 через канал 25 вместе с полостью 19 соединяют со сливом каналом 6 (фиг.З, 4). Под давлением жидкости гидроцилиндр устанавливается в исходное (убранное) положение, при котором корпус 1 и поршень 8 убраны относительно неподвижного элемента - фундамента, объем большой полости 21 максимален - с напором соединена объединенная полость 18, 21, а другая объединенная полость 19, 20 соединена со сливом и объем большой полости 19 минимален, т.е. крайние положения обеих ступеней противоположны по фазе (фиг.1 , 2).The working fluid under pressure is fed through the channel 7 into the cavity 18 and through the channels 22, 23, 24 into the cavity 21, and the cavity 20 through the channel 25 together with the cavity 19 is connected to the drain channel 6 (Fig. Z, 4). Under the pressure of the liquid, the hydraulic cylinder is installed in the initial (retracted) position, in which the housing 1 and the piston 8 are removed relative to the stationary element — the foundation, the volume of the large cavity 21 is maximum — the combined cavity 18, 21 is connected to the pressure, and the other combined cavity 19, 20 is connected to discharge and the volume of the large cavity 19 is minimal, i.e. the extreme positions of both steps are opposite in phase (Fig. 1, 2).
При этом последовательно-принудительное перемещение подвижных элементов происходит так, что:In this case, the sequentially forced movement of the moving elements occurs so that:
- при переходе гидроцилиндра из полностью выдвинутого положения (фиг.4) в исходное (убранное) положение (фиг.1 , 2) поршень 8 выдвигается из корпуса 3, а корпус 1 отдельно перемещается до зацепа ограничителя хода гильзы 13, совмещенного с кольцевой шейкой 12 цилиндрической вставки 2, за кольцевой упор 16 гильзы 13, а затем совместно с гильзой 13 и путевой опорой 15 до упора ограничителя хода 14 поршня 4 в торец поршня 4; - при переходе rидроцилиндра из промежуточного фиксированного- upon transition of the hydraulic cylinder from the fully extended position (Fig. 4) to the initial (retracted) position (Figs. 1, 2), the piston 8 extends from the housing 3, and the housing 1 is separately moved to the hook of the sleeve travel limiter 13, combined with the annular neck 12 a cylindrical insert 2, behind the annular stop 16 of the sleeve 13, and then together with the sleeve 13 and the track support 15 to the stop of the travel stop 14 of the piston 4 at the end of the piston 4; - upon transition of the hydraulic cylinder from an intermediate fixed
(фиг.З) в исходное (убранное) положение (фиг.l , 2) корпус 1 отдельно перемещается до зацепа ограничителя хода гильзы 13, совмещенного с кольцевой шейкой 12 цилиндрической вставки 2, за кольцевой упор 16 гильзы 13. а затем совместно с гильзой 13 и путевой опорой 15 до упора ограничителя хода 14 поршня 4 в торец поршня 4, при этом поршень 8 остается неподвижным относительно корпуса 3. Для пассивного возвращения (опускания) гидроцилиндра в исходное положение (фиг.1, 2) достаточно сообщить объединенные полости 19,20 и 18,21 со сливом через каналы 6, 7 (фиг.З, 4), при этом rидроцилиндр переходит в убранное положение под действием внешней нагрузки, например, массы поднимаемого груза. Работа гидроцилиндра с увеличенным ходом в частном случае его выполнения (фиг.5) адекватна описанной выше, с учетом особенностей трансформации и исполнения гильзы с путевой опорой.(FIG. 3) to its original (retracted) position (FIG. 1, 2), the housing 1 is separately moved to the hook of the travel limiter of the sleeve 13, combined with the annular neck 12 of the cylindrical insert 2, behind the annular stop 16 of the sleeve 13. and then together with the sleeve 13 and the track support 15 to the stop of the travel stop 14 of the piston 4 at the end of the piston 4, while the piston 8 remains stationary relative to the housing 3. For passive return ( lowering) of the hydraulic cylinder to its original position (Figs. 1, 2) it is enough to inform the combined cavities 19,20 and 18,21 with a drain through channels 6, 7 (Figs. 3, 4), while the hydraulic cylinder goes into the retracted position under the action of an external load , for example, the mass of the load being lifted. The operation of the hydraulic cylinder with increased stroke in the particular case of its implementation (figure 5) is adequate to that described above, taking into account the peculiarities of the transformation and execution of the liner with track support.
Предлагаемое техническое решение позволяет расширить эксплуатационные возможности телескопического гидроцилиндра, увеличить эффективность его использования за счет расширения диапазона задаваемых ходов, а также получить большие величины реализуемого общего хода гидроцилиндра при наличии технологических ограничений по длине зеркально обрабатываемых внутренних цилиндрических поверхностей, т.е. позволяет обеспечить увеличение общего хода выходного звена и ходов каждой из ступеней в отдельности при заданном диаметре поршня внутренней ступени гидроцилиндра с минимальной общей длиной телескопических звеньев в полностью выдвинутом положении гидроцилиндра, обусловленной недостаточностью пространства, длина которого ограничена цилиндром (корпусом) с выдвинутой только одной внутренней ступенью, которая в этих условиях обеспечивает необходимую общую величину хода, обусловленного ходом выходного звена, равного сумме ходов каждого из звеньев - ступеней при обеспечении последовательного и независимого действия ступеней гидроцилиндра.The proposed technical solution allows us to expand the operational capabilities of the telescopic hydraulic cylinder, increase its efficiency by expanding the range of preset strokes, as well as to obtain large values of the realized total stroke of the hydraulic cylinder in the presence of technological limitations on the length of the mirror-machined internal cylindrical surfaces, i.e. allows to increase the total stroke of the output link and the strokes of each stage separately for a given piston diameter of the inner stage of the hydraulic cylinder with a minimum total length of telescopic links in the fully extended position of the hydraulic cylinder, due to insufficient space, the length of which is limited by the cylinder (housing) with only one internal stage extended , which under these conditions provides the necessary total amount of stroke, due to the course of the output link, equal to the sum of the moves each of units of - degrees while ensuring consistent and independent acting hydraulic cylinder stages.
Заявляемый гидроцилиндр позволяет оптимизировать конструкцию и снизить трудоемкость изготовления гидроцилиндра за счет использования полой цилиндрической вставки с кольцевой шейкой такой длины, которая позволяет исключить технологические ограничения и облегчить механическую обработку труднодоступных участков внутренних поверхностей при изготовлении rидроцилиндров. Кроме того, наличие гильзы в составе гидроцилиндра обеспечивает исполнение канала гидравлической связи разноименных полостей ступеней коротким и радиальным вместо длинного и продольного в стенке корпуса внутренней ступени, что существенно упрощает технологию изготовления корпуса внутренней ступени гидроцилиндра по сравнению с наиболее близким аналогом. Причем, при увеличенном общем ходе выходного звена и ходов каждой из ступеней в отдельности, максимальный наружный диаметр заявляемого гидроцилиндра равен максимальному наружному диаметру гидроцилиндра ближайшего аналога при одинаковых диаметрах соответствующих поршней этих ступеней. The inventive hydraulic cylinder allows to optimize the design and reduce the complexity of manufacturing a hydraulic cylinder through the use of a hollow cylindrical insert with an annular neck of such a length that eliminates technological limitations and facilitates mechanical processing of hard-to-reach areas of internal surfaces in the manufacture of hydraulic cylinders. In addition, the presence of a sleeve in the hydraulic cylinder ensures that the hydraulic communication channel of the opposite cavity cavities is short and radial instead of the long and longitudinal in the wall of the inner stage body, which greatly simplifies the manufacturing technology of the body of the internal stage of the hydraulic cylinder in comparison with the closest analogue. Moreover, with an increased general course of the output link and the strokes of each of the steps separately, the maximum outer diameter of the inventive hydraulic cylinder is equal to the maximum outer diameter of the hydraulic cylinder of the closest analogue with the same diameters of the corresponding pistons of these stages.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Комбинированный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов, включающий коаксиальный набор внешних и внутренних поршневых ступеней с их корпусами (1 и 3), с внешней ступенью имеющей двухсторонний шток с концами различных диаметров, закрепленный концом меньшего диаметра на днище ее корпуса (3), совмещенный с корпусом (1) внутренней ступени, и поршень — гильзу (8) с различными рабочими площадями, установленный на двухстороннем штоке, а также выполненный с разноименными полостями упомянутых ступеней, соединенными гидравлически попарно с образованием объединенных полостей, и с поршневыми полостями, которые установлены с возможностью их прихода в противоположные фазы, соответствующие максимуму и минимуму величин их объемов в крайних положениях гидроцилиндра, отличающийся тем, что внутренняя ступень снабжена полой цилиндрической вставкой (2), установленной соосно и закрепленной жестко в части корпуса (1), имеющей больший диаметр, и гильзой (13), установленной в корпусе (1) с охватом поршня (4) и с возможностью продольного перемещения и герметичного контакта внутри — с поршнем (4), а снаружи — с цилиндрической вставкой (2) посредством кольцевой шейки (12), которая выполнена на цилиндрической вставке (2), при этом на конце гильзы (13) перед поршнем (4) жестко закреплен ограничитель его хода (14), а на другом конце гильзы (13) выполнен кольцевой упор (16). на котором жестко закреплена путевая опора ( 15) с возможностью перемещения относительно штока (5), причем ограничитель хода (14) самой гильзы (13) совмещен с упомянутой кольцевой шейкой (12). 1. A combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes, including a coaxial set of external and internal piston stages with their bodies (1 and 3), with an external stage having a two-sided rod with ends of various diameters, fixed by the end of a smaller diameter on the bottom of its body (3) combined with the housing (1) of the inner stage, and the piston - sleeve (8) with different working areas, mounted on a two-sided rod, and also made with unlike cavities of the above steps connected hydraulically in pairs with the formation of combined cavities, and with piston cavities that are installed with the possibility of their arrival in opposite phases corresponding to the maximum and minimum values of their volumes in the extreme positions of the hydraulic cylinder, characterized in that the inner stage is equipped with a hollow cylindrical insert (2) mounted coaxially and fixed rigidly in the part of the housing (1) having a larger diameter, and a sleeve (13) installed in the housing (1) with the coverage of the piston (4) and with the possibility of longitudinal movement and tight seal inside it with a piston (4), and outside with a cylindrical insert (2) by means of an annular neck (12), which is made on a cylindrical insert (2), while at the end of the sleeve (13) in front of the piston (4), a stop is fixed its stroke (14), and at the other end of the sleeve (13) an annular stop (16) is made. on which the track support (15) is rigidly fixed with the possibility of movement relative to the rod (5), and the stroke limiter (14) of the sleeve (13) itself is aligned with said annular neck (12).
2. Комбинированный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов по п.l , отличающийся тем, что отношение величины полного хода внутренней ступени к длине ее корпуса (1), в пределах хода и длины гильзы (13) с путевой опорой (15), составляет не менее 0,72.2. The combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes according to claim 1, characterized in that the ratio of the full stroke of the inner stage to the length of its body (1), within the stroke and the length of the sleeve (13) with the track support (15), is not less than 0.72.
3. Комбинированный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов по п.l , отличающийся тем, что протяженность области герметичного контакта поршня (4) внутренней ступени с гильзой (13) менее длины гильзы (13).3. The combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes according to claim 1, characterized in that the length the tight contact area of the piston (4) of the inner stage with the sleeve (13) is less than the length of the sleeve (13).
4. Комбинированный телескопический rидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов по п. l , отличающийся тем, что отношение длины гильзы (13) к длине корпуса (1) внутренней ступени, в пределах хода и длины гильзы (13) с путевой опорой (15), составляет не менее 0,5.4. The combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes according to claim l, characterized in that the ratio of the length of the sleeve (13) to the length of the housing (1) of the inner stage, within the stroke and the length of the sleeve (13) with the track support (15), is at least 0.5.
5. Комбинированный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов п. l, отличающийся тем, что соотношение длин цилиндрической вставки (2) и гильзы (13) с путевой опорой (15) составляет не менее 0,75.5. A combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for long strokes of item l, characterized in that the ratio of the lengths of the cylindrical insert (2) and the sleeve (13) with the track support (15) is at least 0.75.
6. Комбинированный телескопический rидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов по п.l, отличающийся тем, что путевая опора (15) выполнена в виде кольцевого выступа или торцевой крышки с одним центральным и по крайней мере одним отверстием (17), смещенным от центра. 6. A combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for long strokes according to claim 1, characterized in that the track support (15) is made in the form of an annular protrusion or end cap with one central and at least one hole (17) offset from the center.
7. Комбинированный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов по п. l , отличающийся тем, что гильза (13) выполнена в виде набора полых цилиндров, каждый из которых имеет путевую опору (15). 7. A combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes according to claim l, characterized in that the sleeve (13) is made in the form of a set of hollow cylinders, each of which has a track support (15).
8. Комбинированный телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов по п.1 , отличающийся тем, что гидравлическая связь между штоковой полостью (20) внешней ступени и поршневой полостью (19) внутренней ступени выполнена в виде по крайней мере одного радиального канала (25) в стенке корпуса (1) внутренней ступени. 8. The combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for large strokes according to claim 1, characterized in that the hydraulic connection between the rod cavity (20) of the outer stage and the piston cavity (19) of the inner stage is made in the form of at least one radial channel (25) in the wall of the housing (1) of the inner stage.
PCT/RU2008/000364 2008-06-09 2008-06-09 Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes WO2009154497A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201001475A EA017689B1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes
CN200880129550.6A CN102046985B (en) 2008-06-09 2008-06-09 Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes
PCT/RU2008/000364 WO2009154497A1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2008/000364 WO2009154497A1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009154497A1 true WO2009154497A1 (en) 2009-12-23

Family

ID=41434261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000364 WO2009154497A1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN102046985B (en)
EA (1) EA017689B1 (en)
WO (1) WO2009154497A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101898738A (en) * 2010-06-29 2010-12-01 航天晨光股份有限公司 Device for lifting large and heavy objects
CN102102691A (en) * 2011-03-20 2011-06-22 湖北佳恒科技有限公司 Telescopic sleeve hydraulic cylinder for dump truck
CN107989936A (en) * 2017-11-28 2018-05-04 安徽科源机械有限公司 A kind of automotive brake with heat sinking function
CN109366143A (en) * 2018-11-12 2019-02-22 郑州立德机电设备有限公司 A kind of the vertical cylinder-installing machine and its dress cylinder method of hollow structure

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102878148B (en) * 2012-09-29 2015-05-06 江苏昌力油缸有限公司 Deflection-preventing multistage oil cylinder
CN107975549B (en) * 2017-11-28 2019-06-07 安徽科源机械有限公司 A kind of automotive brake

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1240743B (en) * 1965-02-17 1967-05-18 Toussaint & Hess Gmbh Hydraulic piston drive with telescopic piston
RU2153464C1 (en) * 1999-08-30 2000-07-27 Государственное унитарное предприятие Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" Double-acting telescopic hydraulic cylinder
RU2303175C1 (en) * 2005-12-21 2007-07-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит" Double-sided action hydraulic cylinder for substantial strokes

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1018083B (en) * 1988-07-13 1992-09-02 马蒂·尼古拉·鲁奥也斯 Cylinder-piston combination actuated by pressure medium
CN1247903C (en) * 2003-08-26 2006-03-29 苏州市越海拉伸机械有限公司 Hydraulic double moving stretcher oil cylinder
CN2903515Y (en) * 2006-01-25 2007-05-23 上海金铸机械制造有限公司 Multi step telescoping hydraulic cylinder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1240743B (en) * 1965-02-17 1967-05-18 Toussaint & Hess Gmbh Hydraulic piston drive with telescopic piston
RU2153464C1 (en) * 1999-08-30 2000-07-27 Государственное унитарное предприятие Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" Double-acting telescopic hydraulic cylinder
RU2303175C1 (en) * 2005-12-21 2007-07-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит" Double-sided action hydraulic cylinder for substantial strokes

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101898738A (en) * 2010-06-29 2010-12-01 航天晨光股份有限公司 Device for lifting large and heavy objects
CN101898738B (en) * 2010-06-29 2012-07-25 航天晨光股份有限公司 Device for lifting large and heavy objects
CN102102691A (en) * 2011-03-20 2011-06-22 湖北佳恒科技有限公司 Telescopic sleeve hydraulic cylinder for dump truck
CN107989936A (en) * 2017-11-28 2018-05-04 安徽科源机械有限公司 A kind of automotive brake with heat sinking function
CN109366143A (en) * 2018-11-12 2019-02-22 郑州立德机电设备有限公司 A kind of the vertical cylinder-installing machine and its dress cylinder method of hollow structure
CN109366143B (en) * 2018-11-12 2023-09-08 郑州立德机电设备有限公司 Vertical cylinder loading machine with hollow structure and cylinder loading method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EA017689B1 (en) 2013-02-28
CN102046985B (en) 2013-10-30
CN102046985A (en) 2011-05-04
EA201001475A1 (en) 2011-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009154497A1 (en) Combined telescopic double-acting hydraulic cylinder for substantial strokes
US4726281A (en) Hydraulic cylinder
EP1631761B1 (en) Three-way poppet valve for work exchanger
US20170292358A1 (en) System and method for pumping a particle-laden fluid, such as pressurized fracking fluid
CN105909205A (en) Novel active hydraulic control packer
RU2378540C2 (en) Telescopic hydraulic cylinder of double-sided action for substantial strokes
CN108457931A (en) A kind of piston rod oil inlet oil extraction oil cylinder
CN108150121A (en) Jet flow pressurizing formula electric hydaulic bridge plug setting tool
CN208348198U (en) A kind of piston rod oil inlet oil extraction oil cylinder
US5806314A (en) Pressurized cylinder and booster in a low volume pressure circuit
RU2327629C1 (en) Combined dual-action telescopic hydraulic cylinder
US5207726A (en) Hydraulic pump
CN211231096U (en) Integrated mechanical locking hydraulic cylinder and system
RU2153464C1 (en) Double-acting telescopic hydraulic cylinder
US4424012A (en) In-line fluid pump and shuttle valve therefor
RU2548241C1 (en) Piston engine (versions) and piston engine housing
CN203023168U (en) Double-action multi-level oil cylinder
CN207111579U (en) The pressurized cylinder of flow multiplication
RU2303175C1 (en) Double-sided action hydraulic cylinder for substantial strokes
CN105298982B (en) A kind of two-action multi-stage telescopic oil cylinder
CN104675682A (en) Volumetric pump device
CN220227353U (en) Balance cylinder
CN210715040U (en) Novel hydraulic drive oil-well pump
RU153600U1 (en) DUAL ACTION Borehole Pump
RU2153462C1 (en) Combination-action telescopic hydraulic cylinder

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880129550.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08874724

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201001475

Country of ref document: EA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 8223/DELNP/2010

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08874724

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1