Силовой пневмоцилиндр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) 111) 15 В 5/ 50 БРЕТЕНИ АНИ ДЕТЕЛ Н АВТОРСН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИИ(71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт(56) Авторское свидетельство СССРР 881384, кл. Г 15 В,15/14, 1980.(57) Изобретение позволяет повыситьбыстродействие пневмоцилиндра (ПЦ).Механизм поворота штока 5 ПЦ выполнен в виде гидравлического серводвигателя (СД) 6, камерыи 8 управления к-рого через клапаны 9 и 10сообщены с рабочими полостями 2 и 3ПЦ и непосредственно с каналами 11и 12 подвода, Клапаны 9 и 10 выполнены управляемыми по положению выходного звена 13 СД 6. Сд м.б. выполненв виде двух ПЦ, каждый из к-рых установлен в плоскости, перпендикулярнойоси ПЦ с возможностью взаимодействияс одним из рычагов 16 или 17 штока 5в крайнем положении его поршня 4.СД м.б. выполнен также в виде подпружиненных поворотных цилиндров, установленных на торцах корпуса, при этомих выходные звенья 13 снабжены шлицевыми муфтами для взаимодействия сшлицевыми втулками штока 5. СД м.б.выполнен в виде сопл Лаваля, установленных на обоих торцах поршня 4 тангенциально его наружной поверхности.Кроме того, СД м,б. выполнен в видезакрепленных на торцах поршня 4 радиальных лопастей и сопел, установленных на корпусе 1 с возможностьювзаимодействия с лопастями в крайнихположениях поршня 4. 4 з.п.ф-лы,8 ил.1404696 Изобретение относится к области машиностроения, в частности к исполнительным механизмам гидросистем, и может быть использовано в приводах различных механизмов для повышения быстродействия рабочих органовЦель изобретения - повышение быстродействия.На фиг.1 представлена схема силового пневмоцилиндра с серводвигателем, выполненным в виде поступательных цилиндров; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг,З - силовой пневмоци-, линдр с серводвигателем, выполненным в виде поворотных цилиндров; на фиг.4 - схема подключения поворотных цилиндров серводвигателя; на фиг,5 схема силового пневмоцилиндра с сер" водвигателем, выполненным в виде сопл Лаваля; на фиг,б - разрез Б-Б на фиг.З и 5; на фиг.7 - силовой пнев моцилиндр с серводвигателем, выполненным в виде лопастей на торцах . поршня; на фиг.8 - разрез В-В на фиг.7.Пневмоцилиндр содержит корпус 1, в котором с образованием рабочих полостей 2 и 3 установлен поршень 4 со штоком 5, механизм поворота штока 5, выполненный в виде гидравлического серводвигателя 6, камеры 7 и 8 управления которого через клапаны 9 и 10 сообщены с рабочими полостями 2 и 3. К камерам 7 и 8 управления подключены каналы 11 и 12 подвода, а сами клапаны 9 и 10 выполнены управляемыми по положению выходного звена 13 серводвигателя б. Серводвигатель 6 механизма поворота может быть выполнен в виде двух дополнительных пневмоцилиндров 14 и 15, каждый из которых установлен в плоскости, перпендикулярной оси пневмоцилиндра с возможностью взаимодействия с одним из рычагов 16 или 17 штока 5 в край - нем положении поршня 4, Серводвигатель 6 механизма поворота может быть выполнен с виде двух поворотных цилиндров 18 и 19 с пружинами 20, установленных на обоих торцах корпуса 1, при этом выходное звено 13 каждого из них снабжено шлицевой муфтой 21 для взаимодействия с одной из шлицевых втулок 22 и 23 штока 5, Управление пневмоцилиндров в обоих вариантах осуществляется с помощью распределителей 24. Кроме того, серв двигатель механизма поворота может быть выполнен в ниде сопл 25 Лаваля,установленных на торцах 26 и 27 поршня 4 и направленных тангенциально поотношению к наружной поверхности 28последнего, Управление пневмоцилиндром в данном варианте осуществляетсяклапанами 9,10,29 и 30, Серводвигатель механизма поворота может быть 10 также выполнен в виде закрепленных .на торцах поршня 4 радиальных лопастей 31 и сопл 32, установленных накорпусе 1 с возможностью вэаимодей -ствия с лопастями 31 в крайних поло жениях поршня 4, Цилиндр управляетсяраспределителями 33 и 34. К распределителям 24,33,34 и клапанам 9,10,29,30 подключены напорные 35 и выхлоп- .ные Зб магистрали.20, Силовой пневмоцилиндр работает следующим образом.В варианте, изображенном,на фиг.1и фиг,2, в исходном положении передначалом рабочего хода поршень 4 соштоком 5 находится в крайнем левомположении, После включения распределителя 24 напорная магистраль 35 соединяется с камерой 8 одного из дополнительных пневмоцилиндров 15. Перемещаясь, выходное звено 13 взаимодействует с закрепленными на конце штока 5 рычагов 16 и поворачивает шток 5вместе с поршнем 4 вокруг своей оси.После открытия клапана 10 напорная 35 магистраль 31 соединяется с полостью2 цилиндра и происходит перемещениепоршня 4 со штоком 5 вправо, Приэтом правая полость цилиндра 1 черезобратный клапан и распределитель 24 40 соединена с выхлопной магистралью36, При возвратном ходе пневмоцилиндра после переключения распределителя24 напорная магистраль 35 соединяется в такой же последовательности с 45 правой полостью 3 цилиндра через ка-.меру 7 другого дополнительного пневмоцилиндра, воздействующего на рычаг16, закрепленный на втором конце штока 5 и поворачивающего шток 5 с поршнем 4 в противоположном направлении.При повороте поршня 4 со штоком 5перед началом поступательного перемещения статическое трение в уплотнениях сменяется трением движения сболее низкими значениями сил сопротивления, При этом вектор скорости исоответствующее ему направление сил о сопротивления направлечы перпендикулярно перемещению поршня 4. Вследст14046вие этого отсутствует время увеличения давления в полости, необходимое для преодоления сил статического сопротивления при продольном перемеще 5 нии в начальный момент движения.В варианте пневмоцилиндра, изображенном на фиг.З ифиг.4, в исходном положении поршень 4 находится, например, в левом положении, рабочиеО полости 2 и 3 камеры 7 и 8 соединены с выхлопной магистралью 36. При включении распределителя 24 сжатый воздух из напорной магистрали 35 че-, рез канал 12 поступает в левую ка меру 8 и, воздействуя на выходное звено 13, поворачивает его вместе со связанным с ней шлицевым соединением штоком 5 и поршнем 4 влево. После того, как откроется клапан 1 О, 20 сжатый воздух поступает в левую рабочую полость 2 и перемещает поршень 4 со штоком 5 вправо. Воздух из правой полос.ти в это время через клапан 9 поступает в выхлопную магистраль 25 36. В конце рабочего хода шлицы на втулке 23 штока 5 входят в зацепление со шлицами на муфье 21 правого поворотного пневмоцилиндра.При совершении возвратного хода воздух из напорной магистрали 35 пос-. тупает через правый поворотный пневмоцилиндр в камеру 6 и поворачивает шток 5 с поршнем 4 влево. Далее процесс протекает аналогично описанномупри прямом ходе. 96425 с возвратной полостью 3, а другая, полость - через клапан 29 с выхлопной магистралью 36.В варианте пневмоцилнндра, изображенном на фиг.7 и фиг.8, в исходном положении поршень 4 находится, например, в левом положении. При включении распределителя 34 сжатый воздух из напорной магистрали 35 поступает в левую полость 2 через сопло 32, на выходе иэ которого скорость потока максимальна. Вытекая с большой скоростью, струя воздуха оказывает давление на лопасти 31 и заставляет их вращаться вместе с поршнем 4 и штоком 5. При нарастании давления воздуха поршень 4 со штоком 5 перемещается поступательно. При этом правая полость 3 через распределитель 33 соединена с выхлопной магистралью 36.В дальнейшем при увеличении давления скорость потока уменьшается, вращение лопастей 31 с поршнем 4 замедляется и прекращается, Вследствие смены в начальный момент статического трения в уплотнениях трением движения время нарастания давления воздуха до начала поступательного перемещения и величины этого давления снижаются, Этим обеспечивается сокращение времени хода поршня 4 и штока 5. При переключении распределителей 33 и 34 аналогичные процессы проходят при возвратном ходе.В варианте пневмоцилиндра, изображенном на фиг,5 и фиг.6, при включении, например, клапана 9 воздух 4 О иэ напорной магистрали 35 через канал 11 в штоке 5 сопла 25 поступает в левую полость 3 цилиндра. В начальный момент при большом перепаде давления скорость его на выходе иэ сопл 25 максимальна. Реактивными силами в противоположном скорости направлении.осуществляется поворот поршня 4 со штоком 5. Воздух из другой полос ти в это время через клапан 30 уходит в выхлопную магистраль 36.После начала лоступательного перемещения давление воздуха в полости 2 растет, скорость потока уменьшается и вращение поршня 4 со .штоком прекращается.При возвратном ходе напорная магистраль 35 соединяется через клапан, 10, через канал 12 в штоке и сопла Формула изобретения1.Силовой пневмоцилиндр, содержащий корпус, в котором с образованием рабочих полостей установлен поршень со штоком, механизм поворота штока, выполненный в виде гидравлического серводвигателя, камеры управления которого через клапаны сообщены с рабочими полостями цилиндра, и каналы подвода и отвода рабочей среды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, каналы подвода. подключены к камерам управления серводвигателя, а клапаны выполнены управляемыми по положению выходного звена серводвигателя.2. Пневмоцилиндр по п.1, о т л ич а и щ и й с я тем, что шток пневмоцилиндра снабжен рычагами, а серводвигатель механизма поворота штокавыполнен в виде двух дополнительныхпневмоцилиндров, каждый из которыхустановлен,в плоскости, перпендикулярной оси пневмоцилиндра, с возможностью взаимодействия с одним из рычагов штока в крайнем положении поршня,Э. Пневмоцилиндр по п,1, о т л и- ц ч а ю щ и й с я тем, что шток пневмоцилиндра снабжен шлицевыми втулками, а серводвигатель механизма поворота штока выполнен в виде подпружиненных поворотных цилиндров, установлен Б ных на.обоих торцах корпуса, при этом выходное звено каждого из поворотных цилиндров снабжено ответной шлицевой муфтой для взаимодействия со втулкой штока в крайнем положении поршня.4. Пневмоцилиндр по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что серводвигатель механизма поворота штока выполнен в виде сопл Лаваля, установленных иа обоих торцах поршня тангенциально наружной поверхности последнего.5.Пневмоцилиндр поп.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что серводвигатель механизма поворота выполнен в виде закрепленных на торцах поршня радиальных лопастей и сопл,:установленных на корпусе с возможностью взаимодействия с лопастями в крайних положениях поршня,аж 652Ьсударствейновоам изобретенийква, Ж, Рауш Подписнокомитета СССи открытийскал наб., д.