Длинноходовый гидравлический механизм

 

Механизм предназначен для подачи и извлечения сердечника из формовочной машины, а также может быть использован и в других отраслях машиностроения, где требуются силовые механизмы с длинными ходами. Механизм содержит силовой цилиндр с наружной крышкой и полым плунжером, установленный подвижно в осевом направлении на одной из опор, механизм фиксации его крайних положений, неподвижные опоры, полый ступенчатый шток, один конец которого закреплен на наружной крышке силового цилиндра, а другой установлен с возможностью осевого перемещения в другой опоре, траверсу, установленную на наружном торце полого плунжера со стороны последней, при этом механизм выполнен в виде плунжерного цилиндра двойного действия, при этом наружный полый плунжер установлен подвижно в осевом направлении на двух опорах внутри неподвижного корпуса - цилиндров-гильз, а концы этого наружного полого плунжера одновременно являются односторонними плунжерами, а подвижные опоры неподвижного корпуса - цилиндров-гильз выполнены в виде односторонних плунжеров, причем внутри наружного полого плунжера в осевом направлении на двух опорах расположены силовой цилиндр с наружной крышкой и полым плунжером, полый ступенчатый шток и траверса. Технический результат - упрощение конструкции и технологии изготовления. 3 ил.

Изобретение относится к гидроприводам, применяемым, в частности, в строительстве, и может быть использовано в механизмах подачи и извлечения сердечника из формовочной машины, оно также может быть использовано и в других отраслях машиностроения, где требуются силовые механизмы и длинными ходами.

Известен длинноходовый гидравлический механизм, содержащий силовой цилиндр, две неподвижные опоры и механизм фиксации силового цилиндра. В силовом цилиндре размещен полый плунжер. Этот полый плунжер с двух сторон закрыт крышками. В последних выполнены отверстия, через которые проходит полый ступенчатый шток. Этот шток жестко соединен с одной стороны с наружной крышкой силового цилиндра, а с другой стороны он установлен подвижно в осевом направлении в другой неподвижной опоре. Неподвижная опора имеет отверстие, в которое подвижно размещен силовой цилиндр в осевом направлении. Вторая неподвижная опора также имеет отверстие, в котором подвижно в осевом направлении установлен второй конец полого ступенчатого штока. На наружном торце полого плунжера установлена траверса [1].

К недостаткам данного изобретения, взятого нами в качестве прототипа, необходимо отнести следующее: во-первых, механизм имеет дополнительно обособленную неподвижную опору. Это с одной стороны усложняет конструкцию в целом, а с другой усложняет технологию его сборки; во-вторых, механизм имеет консольно выступающую часть за пределы неподвижной опоры на целый "шаг". При этом на две длины "шага" требуется четыре длины "шага" конструкции механизма. Такая конструкция требует не только значительную площадь под механизм, но и меры предосторожности, т.е. открыто выступающая часть (консоль) механизма требует ограждающего устройства или кожуха. Кроме того, у механизма ограничена длина хода, т.к. он имеет возможность совершать только два "шага" "вперед" и два "шага" "назад".

Задачей изобретения является увеличение длины хода путем увеличения количества "шага" при одновременном упрощении конструкции и технологии изготовления.

Поставленная задача решается тем, что длинноходовый гидравлический механизм, содержащий силовой цилиндр с наружной крышкой и полым плунжером, установленный подвижно в осевом направлении на одной из опор, механизм фиксации его крайних положений, неподвижные опоры, полый ступенчатый шток, один конец которого закреплен на наружной крышке силового цилиндра, а другой установлен с возможностью осевого перемещения в другой опоре, траверсу, установленную на наружном торце полого плунжера со стороны последней, при этом механизм выполнен в виде плунжерного цилиндра двойного действия, причем наружный полый плунжер установлен подвижно в осевом направлении на двух опорах неподвижного корпуса - цилиндров-гильз, а концы этого наружного полого плунжера одновременно являются односторонними плунжерами и неподвижные опоры неподвижного корпуса - цилиндров-гильз выполнены в виде гильз односторонних плунжеров, при этом внутри наружного полого плунжера в осевом направлении на двух опорах расположены силовой цилиндр с наружной крышкой и полым плунжером, полый ступенчатый шток и траверса.

Существенными отличиями заявленного изобретения являются следующие: - наружный полый плунжер установлен подвижно в осевом направлении на двух опорах неподвижного корпуса - цилиндров-гильз; - концы этого наружного полого плунжера одновременно являются односторонними плунжерами; - неподвижные опоры неподвижного корпуса - цилиндров-гильз выполнены в виде односторонних плунжеров; - внутри наружного полого плунжера в осевом направлении на двух опорах расположены силовой цилиндр с наружной крышкой и полым плунжером, полый ступенчатый шток и траверса.

Вышеперечисленные существенные отличия нам были неизвестны из патентной и научно-технической информации. В совокупности с известными позволяют решить поставленную задачу. В связи с этим считаем, что заявленное нами техническое решение является новым.

Заявленное техническое решение соответствует критерию "Изобретательский уровень", так как является не очевидным для специалиста данной отрасли, а именно в строительстве и в других отраслях машиностроения.

Заявленное техническое решение является "Промышленно применимым", так как на него выполнены рабочие чертежи, а внедрение его не представляет никаких осложнений.

На фиг. 1 представлен длинноходовый гидравлический механизм в исходном положении, продольный разрез, схема; на фиг. 2 - выдвинутое крайнее положение; на фиг. 3 - поперечный разрез А-А на фиг. 1 и 2.

Длинноходовый гидравлический механизм содержит неподвижный корпус - цилиндров-гильз из трех составных частей: - корпуса 1; - левого (по схеме) крайнего корпуса гильзы плунжерного цилиндра 2; - правого (по схеме) крайнего корпуса гильзы плунжерного цилиндра 3.

Внутри неподвижного корпуса - цилиндров-гильз (1, 2, 3) установлен подвижно на двух опорах 4 и 5 наружный полый плунжер, состоящий из двух частей - левого 6 и правого плунжеров 7.

Внутри наружного полого плунжера 6, 7 на двух опорах 8 и 9 расположен гидравлический механизм (двухшаговый). Гидравлический механизм состоит из корпуса цилиндра 10 с торцевыми крышками 11 и 12, полого плунжера 13 с торцевыми крышками 14 и 15. Крышки 14 и 15 имеют отверстия, сквозь которые проходит полый ступенчатый шток 16. Этот шток 16 жестко соединен с одной стороны с наружной крышкой 12 корпуса цилиндра 10. С другой стороны полый ступенчатый шток 16 установлен подвижно в осевом направлении в отверстии левого плунжера 6. На наружном торце полого плунжера 13 установлена траверса 17. Правый плунжер 7 заглушен крышкой 18. В левом плунжере 6 предусмотрена направляющая втулка 19. В левом корпусе гильз 2 и в правом корпусе гильз 3 неподвижного корпуса - цилиндров-гильз 1, 2, 3 установлены направляющие втулки 20 и 21.

Для подвода жидкости в соответствующие полости силового механизма предусмотрены отверстия 22, 23, 24, 32 штуцера 25, 26, каналы 27, 28, 29, гибкие шланги 30, 31.

К корпусу правого плунжера 7 жестко установлены механизмы фиксации - гидроцилиндры 33 с возвратными пружинами 34.

В корпусе цилиндра 10 выполнены гнезда 35 для фиксации его в крайних положениях.

Длинноходовый гидравлический механизм работает следующим образом.

Движение "вперед" - раздвинутое крайнее положение.

Сначала подается давление рабочей жидкости через отверстие 23 (п1) в полость "Б", а полость "В" соединяется со сливом через отверстие 22 (п4). При этом плунжер 7, а вместе с ним и гидравлический механизм 10, 13, 16, 17 перемещаются влево (в положении, показанном на фиг. 2). Так совершается первый "шаг" "вперед". После чего в этом положении полости "Б" и "В" запираются, для чего распределительный золотник становится в среднем положении, когда подвод, цилиндры и слив в золотнике заперты. На схеме трехпозиционный распределительный гидравлический золотник условно не показан. Затем подается давление рабочей жидкости через штуцер 25, канал 28, гибкий шланг 30, отверстие 32 и в полость "Г", а полость "Д" полого плунжера 13 соединяется со сливом через отверстие 24, канал 27, гибкий шланг 31, канал 29 и штуцер 26. При этом полый плунжер 13 с траверсой 17 перемещаются влево. Так происходит второй "шаг" "вперед" механизма. Перед следующим движением полого плунжера 13 с траверсой 17 сначала необходимо корпус цилиндра 10 расфиксировать. Для этого давление рабочей жидкости из поршневой полости гидроцилиндра 33 соединить со сливом, при этом возвратная пружина 34 расфиксирует корпус цилиндра 10. После чего корпус цилиндра 10 перемещают в крайнее левое положение. Для этого рабочая жидкость подводится в полость "Д" полого плунжера 13 через штуцер 26, канал 29, гибкий штанг 31, канал 27, отверстие 24 и в полость "Д", а полость "Г" цилиндра 10 соединяется со сливом через отверстие 32, гибкий шланг 30, канал 28, штуцер 25. При этом полый ступенчатый шток 16, а также вместе с ним жестко прикрепленный к нему и корпус цилиндра 10 перемещаются влево на один "шаг". Так занимает левое крайнее положение корпус цилиндра 10 (см. фиг. 2). В этом положении корпус цилиндра 10 жестко фиксируется при помощи механизма фиксации-гидроцилиндра 33, жестко прикрепленного к корпусу правого (по схеме) наружного полого плунжера 7. Далее происходит новая смена направления движения рабочей жидкости. Повторно подается давление рабочей жидкости через штуцер 25, канал 28, гибкий шланг 30, отверстие 32 и в полость "Г", а полость "Д" соединяется со сливом через отверстие 24, канал 27, гибкий шланг 31, канал 29 и штуцер 26. Происходит очередное перемещение полого плунжера 13 с траверсой 17 еще на один "шаг", фиг. 2.

При возврате полого плунжера 13 с траверсой 17, т.е. при движении гидравлического механизма в обратную сторону (вправо по схеме) - "Назад" необходимо выполнить все эти же операции последовательно в обратном порядке.

Таким образом, длинноходовый гидравлический механизм совершает три "шага" "вперед" при движении в одном направлении и три "шага" "назад" при движении в обратном направлении.

Такая схема движения и то, что все подвижные элементы механизма при всех возможных положениях остаются на двух опорах, и то, что все подвижные элементы силового механизма - цилиндры выполнены плунжерными, а не поршневыми (цилиндр, поршень), позволяют эти цилиндры и гильзы выполнить технологически простым способом. Внутренние поверхности цилиндров-гильз этого механизма не нужно обрабатывать по всей длине, как в обычных поршневых цилиндрах, где точная дорогостоящая обработка ведется по всей длине хода путем хонингования или другим способом, а в данном механизме внутри обрабатываются только лишь расточки под направляющие втулки в начале и в конце цилиндров-гильз. Все это в совокупности обеспечивает возможность изготовить длинноходовый гидравлический механизм (трехшаговый гидравлический цилиндр плунжерного типа двойного действия) длиной общего хода до 20 м и более и с наименьшими затратами по сравнению с известными гидроцилиндрами (силовыми механизмами). А самое главное при этом обеспечивается надежность работы механизма.

Использование предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом позволяет сократить вспомогательное время при производстве монолитных длинномерных элементов в формовочных машинах в строительстве, в нефтедобыче - при опускании и подъеме насосно-компрессорных и обсадных труб в скважинах и в других отраслях машиностроения, где требуется перемещение механизмов с длинными ходами.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 826108, кл. F 15 B 15/16 (прототип).

Формула изобретения

Длинноходовый гидравлический механизм, содержащий силовой цилиндр с наружной крышкой и полым плунжером, установленный подвижно в осевом направлении на одной из опор, механизм фиксации его крайних положений, неподвижные опоры, полый ступенчатый шток, один конец которого закреплен на наружной крышке силового цилиндра, а другой установлен с возможностью осевого перемещения в другой опоре, траверсу, установленную на наружном торце полого плунжера со стороны последней, отличающийся тем, что механизм выполнен в виде плунжерного цилиндра двойного действия, при этом наружный полый плунжер установлен подвижно в осевом направлении на двух опорах внутри неподвижного корпуса - цилиндров-гильз, а концы этого наружного полого плунжера одновременно являются односторонними плунжерами, а подвижные опоры неподвижного корпуса - цилиндров-гильз выполнены в виде односторонних плунжеров, причем внутри наружного полого плунжера в осевом направлении на двух опорах расположены силовой цилиндр с наружной крышкой и полым плунжером, полый ступенчатый шток и траверса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3