Гидроцилиндр

(54)(57) ГИД пус, крышку, со стаканом Фиксации порш самотормоэящ винт которой щения, а гай о т л и ч а содержащий корршень, штокй механизменный в виде,вой .пары,риводом врана на штоке,тем, что, с ОЦИЛИНДР, рабочий по встроенны ня выполн йся резьбо связан с п а эакрепле щийся ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1. Авторское свиР 643674, кл. Р 15 В целью повышения надежности в работе, он снабжен дополнительным винтом с подпружиненным поршнем, подвижно ус тановленным в крышке концентрично ра,бочему поршню, и планетарным редуктором, солнечная шестерня которого жестко прикреплена к винту самотор-: ьюзящейся пары, коронная шестерня к крышке, а водило с сателлитами к дополнительному винту, при э,ом винт самотормоэящейся пары установлен в корпусе подвижно и снабжен упорным буртом, а на крышке выполнены два упорных пояса для взаимодействия с упорным буртом, причем стакан снабжен дополнительной гайкой, образующей сС дополнительным винтом несамотормо- щ эящуюся резьбовую пару,Изобретение относится к машиностроению, а именно к исполнительным механизмам гидроприводов, требующим Фик -сацию поршня в любом положении штокагидроцилиндра, и может быть использовано в различных областях техники,например, в подъемно-транспортныхустройствах для поднятия и удержаниягруза в любом положении.Известен гидроцилиндр, содержащийкорпус, крышку, рабочий поршень, шток 10со стаканом и встроенный механизмфиксации поршня, выполненный в видесамотормозящейся резьбовой пары, винткоторой связан с приводом вращения,а гайка закреплена на штоке 1 1, 15Недостатком данного гидроцилиндраявляется низкая надежность его работы иэ-за воэможности заклиниваниясамотормозящейся пары при колебанияхили нагрузке или самой системы подъе-ма, так как винт при своем вращениидолжен стемиться обгонять шток, а придвижении штока рывками от колебанийнагрузки или системы последний увлекает гайку до упора в другую сторонупрофиля винтовой нарезки и под дей:ствием рабочей жидкости прижимаетвинт и гайку с усилием, развиваемымгидроцилиндром,что приводит к остановке вращения винта.Цель изобретения - повышение надежности работы гидроцилиндра,Указанная цель достигается темчто гидроцилиндр, содержащий корпус,крышку, рабочий поршень, шток состаканом и встроенный механизм фиксации поршня, выполненный в виде самотармоэящейся реэьбовой пары, винткоторой связан с приводом вращения,а гайка закреплена на штоке,. снабжендополнительным винтом с подпружиненным поршнем, подвижно установленнымв крышке концентрично рабочему поршню, и планетарным редуктором, солнечная шестерня которого жестко прикреплена к винту самотормоз.ящейся пары, 45коронная шестерня - к крышке, а водило с сателлитами - к дополнительномувинту, при этом винт самотормозящейся пары установлен в корпусе подвижно и снабжен упорным буртом, а накрышке выполнены два упорных поясадля взаимодействия с упорным буртом,причем стакан снабжен дополнительнойгайкой, образующей с дополнительнымвинтом несамотормозящуюся реэьбовуюпару,На фиг, 1 представлен гидроцилиндр продольный разрез; на фиг. 2 - гидроцилиндр со ступенчатым дополнительным поршнем, продольный разрез. ЬОГидроцилиндр содержит корпус 1, крышку 2, рабочий поршень 3, шток 4 с цилиндрическим стаканом 5 и встроенный механизм фиксации, выполненный в вице самотормозящейся резьбовой па-у ры б, винт 7 которой связан с приводом 8 вращения, а гайка 9 закреплена на штоке 4 В корпусе 1 размещендополнительный винт 10 с поджатымпружиной 11 поршнем 1, подвижно размещен планетарный редуктор 13,солнечная шестерня 14 которого посредствомвтулки 15 жестко прикреплена к винту7 самотормозящейся пары б. Короннаяшестерня 1 б редуктора 13 неподвижноустановлена в крышке 2, а водило 17с сателлитамн 18 прикреплено к дополнительному винту 10. Винт 7 устанолен в корпусе 1 подвижно и снабженупорным буртом 19, а на крышке 2 выполнены два упорных пояса 20 и 21 длявзаимодействия с упорным буртом. Стакан 5 снабжен дополнительной гайкой22, образующей с дополнительным винтом 10 несамотормозящунся резьбовуюпару 23 Поршень 12 зафиксирован отосевых перемещений относительно дополнительного винта 10 подшипника 24,Винты 10 и 7 в свою очередь центрируются по оси гидроцилиндра подшипниками 25 и 26.На поршне 12 установлен плавающийпоршЕнь 27 с образованием полостей28, 29 и 30 управления, Для подачирабочей жидкости в корпусе 1 образованы поршневая 31 и штоковая 32 рабочие полости.1"идроцилиндр работает следующимобразом,При необходимости преодоления нагрузки, приложенной к штоку 4 поршня 3, жидкость под давлением подаютв полость 28 управления. При этомпоршень 12, установленный через под"шипник 24 на винте 10,остается неподвижным, так как усилие, котороеспособен развить поршень 12, задаюттакое, что его недостаточно для того,чтобы винт 10 несамотормоэящейся па, ры 3 повернул винт 7, связанный сним через планетарный редуктор 13и нагрукенный внешней нагрузкой,После годвода жидкости в горшневую полость 31 гидроцилиндра и создания в ней давления, достаточного,цля преодоления внешней нагрузки,поршень 3 вместе со штоком 4 и стаканом 5 начинает перемещаться, осуществляя разгрузку винта 7. В результате этого поршень 12 под действием давления жидкости в полости29 переместится до упора в плавающий поршень 27, площадь которогобольше площади поршня 12, и винт 10,переместившись вниз относительно гайки 22, повернется и заставит черезпланетарный редуктор 13 повернутьсявинт 7, который переместится внизотносительно гайки 9, При этом бурт19 винта 7 устачовится в среднем положении между поясами 20 и 21 крышки 1,При дальнейшем выдзижении под дей-ствием давления жидкости в поршневойполости 31 штока 4 с поршнем 3 и стаканом 5 винт 10 несамотормоэящейся пары 23, взаимодействуя с движущейся вместе с поршнем 3 гайкой 22, приводится во вращение вместе с закрепленным на нем водилом 17 и сателлита ми 18, которые, обкатываясь по неподвижно устновлной в крышке 2 коронной шестерне 16, приводит во вращение солнечную шестерню 14 вместе с цилиндрической втулкой 15 и винтомкоторый отслеживает перемещение поршня 3 синхронно, так как передаточное Отношение планетарного редуктора 13 равно отношению шагов винтов 10 и 7. 15При достижении поршнем 3 заданного положения прекращают подачу рабочей жидкости в поршневую полость 31 гидроцилиндра, а полость управления 28 соединяют со сливом. В результате 2 О этого поршень 3 остановится, а поршень 12 под действием пружин 11 переместит вверх винт 10, который, взаимоействуя с гайкой 22, повернется и повернет винт 7 относительно неподвижной гайки 9 до упора его бурта 19 в пояс 20 крышки 2, что ведет к восприятию самотормозящимся винтом 7 внешней нагрузки.При этом свободный ход (люфт) в планетарном редукторе 13 и несамотормоэящейся паре б, выбранный большим деФормации винта 7 при его нагруже - нии внешней нагрузкой, обеспечивает отключение привода вращения 8 винтася 7 на малом перемещении вниз крышки 2 с корпусом 1 относительно поршня 3. Так обеспечивается надежное фиксирование поршня в заданном положении.При втягивании штока 4 вначале жидкость под давлением подают в по лость 28 управления, При этом под действием поршня 12 винт 10, выбрав свободный ход (люфт) в приводе вращения 8, стремится повернуть винт 7 и установить его бурт 19 в среднее положение между поясами 20 и 21, Однако винт 7 остается неподвижным, так как усилия, развиваемого поршнем 12, недостаточно, чтобы винт 10 повернул винт 7. 50 Затем жидкость на малый промежуток времени подается в поршневую полость 31 гидроцилиндра. В этот момент происходит разгрузка винта 7 от действия внешней нагрузки, и, следовательно, его растормаживание, В результате этого поршень 12 под действием давления жидкости в полости 28 переместится до упора в плавающий поршень 27, и винт 10, переместившись вниз отно сительно гайки 22, повернет винт 7, который переместится вниз относлтельно гайки 9. При этом бурт 19 установится в среднем положении между поясами 20 и 21 крышки 1. Шток 4 получает возможность втягиваться после переключения подачижидкости из поршневой 31 полостив штоковую 32 и дросселирования жид.кости иэ поршневой полости 31, Приэтом винт 10, взаимодействуя с движущейся вместе с поршнем 3 гайкой 22,приводит винт 7 во вращение в сторону, соответствующую втягиванию штока 4 . Фиксация поршня 3 происходитв порядке, описанном выше.В случае заклинивания приводавращения происходит амортизация винта 10 за счет полости 28, предотвращающая поломку привода 8 вращения,При выдвижении штока 4 гайка 22 потянет за собой заклиненный винт 10, авместе с ним поршень 12 и плавающийпоршень 27, вытесняющий жидкость изполости 28 до тех пор, пока прекративший вращаться винт 7 не упретсясвоим буртом 19 в пояс 21 крышки 2и не нагрузится усилием, РазвиваемымГИДРОЦИЛИНДРОМ,При втягивании штока 4 гайка 22движется вместе с заклиненным винтом10 и поршнем 12, вытесняющим жидкостьиэ полости 28 до тех пор, пока прекративший свое вращение винт 7 неупрется своим буртом 19 в пояс 20 ине нагрузится внешней нагрузкой.В этих случаЯх привОд 8 вращениЯкагоужается допустимым по услОвиямпрочности усилием, действующим напоршень 12 со стороны полости 28.В случае отказа автомата блокировки в крайнем выдвинутом положенииштока 4, когда поршень 3 упретсякорпус 1, торец гайки 22 подойдетвплотную к тооцу подшипника 25, таккак расстояние между ними равно ходупоршня 3,. и при сливе жидкости изполости 28 управления винты 10 и 7Остаются неподвижными, т.е. Фиксацияпоршня в крайнем выдвинутом положени.; не произойдет, что исклшчает заклинквание механизма фиксации поршня3. Фиксация поршня наступает припросадке корпуса 1 гидроцилиндра из; айнего выдвинутого положения штокана осевой зазор между буртом 19и поясом 20. необходимый для обеспечения включения в работу привода 8вращения при сливе жидкости из полости 28 управления,Понятно что и в крайнем сложен-ном положении штока заклинивание самотормозящейся пары винт - гайка непроизойдет.Описанная выше конструкция обеспечивает Фиксацию штока с поршнем в кор-.пусе гидроцилиндра без просадки гидроцилиндра От внешней нагрузки, таккак площади поршня 18 со стороны поршневой полости равны между собой. В случаях же, когда незначительная просадка гидроцилиндра допустима,возможно несколько иное исполнение,например, изменение сис-емы управления винтом 10 несамотормозящейся паы, как показано на фиг 2,В этом случае несколько упрощается конструкция гидроцилиндра и умень-шаются габариты механизма управления.Конструкция гидроцилиндра (Фиг. 2)отличается тем, что поршень 12 имеет три различающихся диаметра с уплотнениями и образует с плавающим Опоршнем 27,. площадь которого большенаибольшей площади поршня 12, и крышкой 2 две связанные между собой полости 28 и 30 управления и др:="нахную полость 29.Для обеспечения выдвижения штока4 рабочая жидкость подаетсяпоршневую полость 31 гидроцилиндра и в полости 28 и 30. При этом происходитвключение привода 8 вращения в рябо Оту с установкой бурта 19 в среднееположение между поясами 20 и 21 ивыдвижение штока происходит подобноописанному выше,25При необходимости фиксации поршня гидроцилиндра в заданном положении поршневую полость 31 замыкают, а полости 28 и 30 соединяют со сливом. В этом случае под воздействием сил давления рабочей жидкости со стороны поршневой полости 31 поршень 12 вследствие разности своих диаметров перемещается и тянет за собой винт 10 несамотормозящейся пары 23 который через планетарный редуктор 13 вращает винт 7, перемещающийся в гайке 9 до упора своим буртом 19 в пояс 20 крьмки 2.В результате уменьшения обьема поршневой полости 31 за счет перемещения поршня 12 происходит осадка гндроцилиндра на величину, пропорциональную величине перемещения поршня2 и отношению рабочих площадей порш - ня 12 со стороны поршневой полости 3 и поршня 3., Так как площадь поршня 2 значительно меньше площади поршня 3, то осадка гидроцилиндра составляет незначительную величину.Порядок работы гидроцилиндра при складывании штока 4 и заклинивании привода 8 вращения винта 10 пройскодит подобно описанному выше.Выполнение гидроцилнндра с механизмом фиксации и приводом вращения винта с помощью несамотормозящейся пары винт-гайка и планетарного редуктсра -сэволяет повысить надежность и ресурс работы гидроцилиндра при различных условиях его нагружения ис-. ключает воэможность заклинивания штока при несрабатывании автомата блокировки в крайних положениях поршня гидроцилиндра, упрощает конструкцию, так как исключен посторонний привод вращения и нет необходимости изолировать загруженную лишь собственным весом инта самотормоэящуюся пару, не тре 5 ующую органиэации отдельной системы смазки а также уменьшает габаритные размеры и. вес гидроцилиндра за счет использования всего его сечения для развития заданного усилия гидро цилиндра.1096412 Составитель М,СтыскинРедактор Е.Кривина Техред Т.Дубинчак Корректор СШекм Заказ 377 ВНИ/25 Тираж б ПИ Государственно долам изобретени 35, Москва, Ж,Подниснета СССРы "ф