Пятилинейный двухпозиционный золотниковый электропневмораспределитель привода дверей транспортного средства
Пневмораспределитель предназначен для пневмосистем привода дверей транспортного средства. Электропневмораспределитель содержит корпус, цилиндрический золотник, по крайней мере, один электропневматический клапан управления, систему каналов и пневмолиний, соединяющих электропневмораспределитель с исполнительным механизмом, при этом цилиндрический золотник установлен внутри цилиндрической расточки корпуса с образованием полостей распределения и управления с возможностью осевого перемещения и постоянного контактирования наружных уплотнений распределительных буртов с поверхностью расточки, взаимодействуя при этом своими рабочими кромками с образованными на поверхности расточки корпуса отсечными кромками радиально направленных каналов управления исполнительным механизмом (ИМ), причем между наружной поверхностью золотника и внутренней поверхностью расточки корпуса установлен гарантированный кольцевой зазор, а финишная обработка поверхностного слоя расточки корпуса и формирование радиусов закругления на отсечных кромках каналов управления ИМ выполнена путем пластической деформации -механической раскаткой свободно вращающимися, аксиально перемещающимися и поджатыми к раскатываемому поверхностному слою подпружиненными шариками, при этом отношение диаметра шарика к диаметру канала управления ИМ выбрано в соответствии с соотношением: Dш/D к=1,7...2, где Dш - диаметр шарика; Dк - диаметр канала управления. Технический результат - повышение надежности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области пневматических приборов и предназначено для изменения направления и (или) пуска (останова) потоков сжатого воздуха в пневмолиниях пневматических приводов, преимущественно транспортных средств, в зависимости от управляющего воздействия.
Известны электропневмораспределители (пневмораспределители) различных конструкций, управляющих пневмоцилиндрами открытия дверей транспортных средств (автобусов, троллейбусов, спецмашин и т.п.), с цилиндрическим золотником, с плоским золотником, клапанные и крановые.
Пневмораспределители с цилиндрическим золотником наиболее широко применяют в пневмоприводах управления створками дверей транспортных средств вследствие простоты, технологичности и широким функциональным возможностям.
На рис.57а,г, стр.69 отраслевого каталога Министерства станкостроительной и инструментальной промышленности СССР “Элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления”, Москва, 1990 г. показаны конструкции золотниковых пятилинейных пневмораспределителей по ГОСТ 21251-85 с цилиндрическим золотником и двусторонним пневматическим или электропневматическим управлением.
К недостатку известных конструкций следует отнести то, что Т-образные уплотнительные кольца работают в сложных условиях, так как при переключении пневмораспределителя эти кольца то входят, то выходят из контакта с золотником, испытывая при этом динамические воздействия от кромок золотника и перепада давления и как следствие этого подвергаются усиленному механическому износу.
В целом известная конструкция отличается сложностью и нетехнологичностью из-за необходимости обеспечения высокой точности размеров и взаимного расположения (соосности) взаимодействующих между собой деталей и корпуса.
Сложность конструкции, обусловленная наличием в ней большого количества сопрягаемых узлов и деталей в совокупности, снижает надежность пневмораспределителя. Повышение трудоемкости изготовления, а следовательно, и стоимости пневмораспределителя вытекает из перечисленных выше недостатков.
Приведенный привод ручного дублирования электрического сигнала пневмораспределителя в известных конструкциях выполнен с труднодоступным расположением нажимного элемента, что ограничивает возможность применения этой конструкции в пневмораспределителях приводов управления дверьми транспортного средства непосредственно из пассажирского салона.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель с цилиндрическим золотником и электрическим импульсным управлением SYJ3243 (каталог “SMC Пневматик”, Япония (Copyright by SMC Pneumatik LLC, Russia 199106 St. Petersburg) стр.176, 1998 г.).
Данная конструкция содержит наибольшее количество сходных с заявляемым пневмораспределителем признаков, а именно: оба пневмораспределителя являются пятилинейными, двухпозиционными и каждый из которых содержит корпус, цилиндрический золотник, два электропневматических клапана управления и каналы, соединяющие пневмораспределитель с исполнительным механизмом, источником подачи сжатого воздуха и атмосферой.
Простоту указанной конструкции выгодно отличает то, что цилиндрический золотник пневмораспределителя под воздействием управляющего пневмосигнала аксиально перемещается в ту или другую сторону непосредственно в цилиндрической расточке корпуса. Для осуществления управления потоком сжатого воздуха в расточке корпуса выполнены коллекторные кольцевые канавки трапецеидальной формы для плавного вхождения или схода наружных уплотнений распределительных буртов золотника в момент его рабочих перемещений. Изготовление таких канавок с высоким качеством поверхности заходных фасок представляет для производства определенные технологические трудности. Характер работы наружных уплотнений золотника с циклическими, знакопеременными деформациями по сечению аналогичен работе уплотнителей золотника описанного выше пневмораспределителя-аналога.
В конструкции прототипа механизм вспомогательного ручного управления выполнен с вертикальным и труднодоступным расположением нажимного элемента, что не позволяет применить известную конструкцию в пневмораспределителе привода управления дверьми пассажирского транспорта для экстренного или аварийного открывания дверей, или для управления в наладочном режиме (при отключенном электропитании).
В совокупности указанные недостатки снижают показатели технологичности и надежности пневмораспределителя-прототипа.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение надежности пневмораспределителя, упрощение конструкции и расширение технологических возможностей, обеспечение экстренного и аварийного открывания дверей транспортного средства непосредственно из пассажирского салона путем введения в пневмораспределитель упрощенной конструкции дублирующего устройства управления.
Поставленная задача решается тем, что в пятилинейном двухпозиционном золотниковом пневмораспределителе привода дверей транспортного средства, содержащем корпус, цилиндрический золотник, по крайней мере один электропневматический клапан управления, систему каналов и пневмолиний, соединяющих пневмораспределитель с исполнительным механизмом, согласно изобретению, цилиндрический золотник установлен внутри цилиндрической расточки корпуса с образованием полостей распределения и управления с возможностью осевого перемещения и постоянного контактирования наружных уплотнений распределительных буртов с поверхностью расточки, взаимодействуя при этом своими рабочими кромками с образованными на поверхности расточки корпуса отсечными кромками радиально направленных каналов управления исполнительным механизмом (ИМ), причем между наружной поверхностью золотника и внутренней поверхностью расточки корпуса установлен гарантированный кольцевой зазор, а финишная обработка поверхностного слоя расточки корпуса и формирование радиусов закругления на отсечных кромках каналов управления ИМ выполнена путем пластической деформации -механической раскаткой свободно вращающимися, аксиально перемещающимися и поджатыми к раскатываемому поверхностному слою подпружиненными шариками, при этом отношение диаметра шарика к диаметру канала управления ИМ выбрано в соответствии с соотношением:
Dш / DК=1/7...2,
где Dш - диаметр шарика;
Dк -диаметр канала управления,
а со стороны подвода командного давления в полости управления золотником, соосно ему, с обеих сторон встроены приводы ручного дублирования электрического сигнала, выполненные в виде аксиально-подвижных стержней с цилиндрической головкой и охватывающих их уплотняющих втулок, неподвижно закрепленных в корпусе, при этом головка каждого стержня одним торцом оперта в торец внутренней цилиндрической расточки уплотняющей втулки с возможностью взаимодействия другим торцом с торцом золотника при перемещении стержня привода.
Предложенное технологическое решение по финишной безабразивной обработке поверхностей для установки золотников в корпусных деталях, изготавливаемых преимущественно из алюминиевых сплавов, путем пластической деформации с применением механической раскатки шариками, обеспечило высокое качество обрабатываемых поверхностей (шероховатость не более 0,16 мкм) с одновременным формированием радиусов закруглений отсечных кромок распределительных каналов корпуса, что упростило конструкцию пневмораспределителя, повысило его надежность и ресурс.
Введение в конструкцию пневмораспределителя двух дублирующих приводов ручного управления, расположенных соосно по обеим сторонам золотника, позволяет осуществить при отключенном электропитании и нажатии правого (по схеме) привода экстренное открывание двери из пассажирского салона, а при нажатии левого привода - закрывание двери, например, при необходимости проведения наладочно-восстановительных работ на транспортном средстве.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:
На фиг.1 показан общий вид, разрез пятилинейного двухпозиционного золотникового пневмораспределителя привода дверей транспортного средства (пневмораспределителя) в закрытом положении и схема пневмолиний, соединяющих пневмораспределитель с пневмоцилиндром, управляющим дверьми. На электропневматический клапан 12 подан электрический сигнал управления, створки двери закрыты, исполнительный шток 7 пневмоцилиндра 4 находится в убранном положении.
На фиг.2 показано место А на фиг.1 - схема раскатки поверхности расточки корпуса под золотник 16 и отсечных кромок 22 каналов управления 2 и 3 пневмоцилиндром ИМ поджатыми шариками.
На фиг.3 показан общий вид, разрез пневмораспределителя в открытом положении. На электропневматический клапан 14 подан электрический сигнал управления, створки двери открыты, исполнительный шток 7 пневмоцилиндра 4 находится в выдвинутом положении.
На фиг.4 показан общий вид, разрез пневмораспределителя при нажатом приводе 25 ручного дублирования электрического сигнала на закрытие двери. Электрический сигнал управления отсутствует.
На фиг.5 показан общий вид, разрез пневмораспределителя при нажатом приводе 25а ручного дублирования электрического сигнала на открытие двери. Электрический сигнал управления отсутствует.
Пневмораспределитель (см. фиг.1) содержит корпус 1 с каналами 2 и 3 управления пневмоцилиндром 4 ИМ с рабочими полостями 5 и 6 и поршнем-штоком 7, с каналами 8 и 9 выпуска воздуха в атмосферу, с каналом напора 10, с каналом 11 подачи командного давления от электропневматического клапана 12 на закрытие двери, с каналом 13 подачи командного давления от электропневматического клапана 14 на открытие двери.
Внутри цилиндрической расточки 15 корпуса 1 установлен цилиндрический золотник 16 с образованием полостей распределения 17 и управления 18 и 18а и возможностью осевого перемещения и постоянного контактирования наружных уплотнений 19 (см. фиг.2) распределительных буртов 20 с поверхностью расточки 15, взаимодействуя при этом своими рабочими кромками 21 с образованными на поверхности расточки корпуса отсечными кромками 22 радиально направленных каналов управления 2 и 3 пневмоцилиндром 4. Между наружной поверхностью золотника 16 и внутренней поверхностью расточки 15 в корпусе 1 установлен гарантированный кольцевой зазор 23 (см. фиг.2). Финишная безабразивная обработка поверхности 15 расточки корпуса 1 и формирование радиусов закругления R на отсечных кромках 22 каналов управления 2 и 3 выполнены путем пластической деформации - механической раскаткой поджатыми к раскатываемому поверхностному слою 15 шариками 24.
Со стороны полостей управления 18 и 18а (см. фиг.1) золотника 16 встроены два привода 25 и 25а ручного дублирования электрического сигнала, каждый из которых выполнен в виде аксиально-подвижного стержня и охватывающей его уплотняющей втулки 26, закрепленной в корпусе 1. При нажиме открытого конца привода, например 25, его противоположный торец 27, взаимодействуя с торцом цилиндрического золотника 16, перемещает его в другое крайнее положение, при котором реверсируется подача сжатого воздуха в пневмоцилиндр 4 ИМ.
Пневмораспределитель в системе пневмопривода управления дверьми транспортного средства работает следующим образом:
На электропневматический клапан управления 12 подан электрический сигнал управления (см. фиг.1).
Под действием электрического сигнала управления якорь электропневматического клапана 12 втягивается (перемещается вверх по схеме), открывая проход сжатого воздуха из канала подачи 10 в канал 11 подачи командного давления в полость управления 18, под действием которого цилиндрический золотник 16 перемещается в крайнее правое (по схеме) положение, при этом сжатый воздух из напорного канала 10 через золотник 16 поступает в канал управления 2 и полость 5 пневмоцилиндра 4. Поршень-шток 7 перемещается вовнутрь (в убранное положение), закрывая створки двери транспортного средства. Сжатый воздух из правой полости 6 пневмоцилиндра 4 вытесняется в канал 3 и через золотник 16 и канал 8 в атмосферу.
На электропневматический клапан управления 14 подан электрический сигнал управления (см. фиг.3).
Под действием электрического сигнала управления открывается проход сжатого воздуха в полость управления 18а. Золотник 16 перемещается в крайнее левое (по схеме) положение, при котором рабочее давление воздуха из канала подачи 10 поступает через канал управления 3 в полость 6 пневмоцилиндра 4. Поршень-шток 7 выдвигается наружу - “на выпуск”, открывая створки двери транспортного средства. Сжатый воздух из левой полости 5 пневмоцилиндра 4, канал управления 2, золотник 16 вытесняется в канал 9 и в атмосферу.
Электрический сигнал управления отсутствует. Привод 25 ручного дублирования электрического сигнала управления нажат (см. фиг.4).
При нажатии привода 25 золотник 16 перемещается в правое (по схеме) крайнее положение, при котором аналогично подаче электрического сигнала на электропневматический клапан 12 створки двери закрываются.
Электрический сигнал управления отсутствует. Привод 25а ручного дублирования электрического сигнала управления нажат (см, фиг.5).
При нажатии привода 25а золотник 16 перемещается в левое (по схеме) крайнее положение, при котором створки двери открываются.
Предлагаемая конструкция пневмопраспределителя, имеющего меньшие габариты и массу, обеспечивающая возможность постоянного контактирования уплотнений цилиндрического золотника с корпусом без образования в нем трапецеидальных кольцевых коллекторных канавок, повышает технологичность и качество изготовления, существенно упрощает конструкцию и как следствие уменьшает трудоемкость изготовления, а установка в пневмораспределитель простой конструкции горизонтально расположенных и выведенных в пассажирский салон приводов ручного дублирования электрического сигнала позволяет повысить надежность системы привода дверей транспортного средства и безопасность его эксплуатации.
Формула изобретения
1. Пятилинейный двухпозиционный золотниковый электропневмораспределитель привода дверей транспортного средства (электропневмораспределитель), содержащий корпус, цилиндрический золотник, по крайней мере, один электропневматический клапан управления, систему каналов и пневмолиний, соединяющих электропневмораспределитель с исполнительным механизмом, отличающийся тем, что цилиндрический золотник установлен внутри цилиндрической расточки корпуса с образованием полостей распределения и управления с возможностью осевого перемещения и постоянного контактирования наружных уплотнений распределительных буртов с поверхностью расточки, взаимодействуя при этом своими рабочими кромками с образованными на поверхности расточки корпуса отсечными кромками радиально направленных каналов управления исполнительным механизмом (ИМ), причем между наружной поверхностью золотника и внутренней поверхностью расточки корпуса установлен гарантированный кольцевой зазор, а финишная обработка поверхностного слоя расточки корпуса и формирование радиусов закругления на отсечных кромках каналов управления ИМ выполнена путем пластической деформации - механической раскаткой свободно вращающимися, аксиально перемещающимися и поджатыми к раскатываемому поверхностному слою подпружиненными шариками, при этом отношение диаметра шарика к диаметру канала управления ИМ выбрано в соответствии с соотношением
Dш/Dк=1,7...2,
где Dш - диаметр шарика;
DК - диаметр канала управления.
2. Электропневмораспределитель по п.1, отличающийся тем, что со стороны подвода командного давления в полости управления золотником, соосно ему, с обеих сторон встроены приводы ручного дублирования электрического сигнала, выполненные в виде аксиально-подвижных стержней с цилиндрической головкой и охватывающих их уплотняющих втулок, неподвижно закрепленных в корпусе, при этом головка каждого стержня одним торцом оперта в торец внутренней цилиндрической расточки уплотняющей втулки с возможностью взаимодействия другим торцом с торцом золотника при перемещении стержня привода.
РИСУНКИ
