цилиндр с регулируемым ходом штока поршня

Формула изобретения

ЦИЛИНДР С РЕГУЛИРУЕМЫМ ХОДОМ ШТОКА ПОРШНЯ, содержащий корпус с крышкой, основной поршень, жестко связанный со штоком, образующий поршневую и штоковую полости, сообщенные каналами с распределительным устройством, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным поршнем, установленным подвижно на штоке с образованием совместно с основным поршнем рабочей полости, а с крышкой корпуса - ограничительной полости, при этом в штоке выполнен канал для сообщения рабочей полости с распределительным устройством.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к объемному гидроприводу, и может быть использовано в приводах подъемно-транспортных машин.

Известна система управления рабочим оборудованием гидравлического фронтального погрузчика, содержащая датчик положения стрелы, двуплечий рычаг, связанный с гидрораспределителем и дополнительной гидравлической магистралью, в которую включены гидродатчик и гидроприемник со штоковой и поршневыми полостями, причем в магистраль, соединяющую штоковые полости гидродатчика и гидроприемника подключен гидропневмоаккумулятор. Эта система позволяет использовать усилия гидроцилиндра слежения за положением ковша для подъема стрелы (авт.св. СССР N 501042, кл. B 66 F 9/22, 1976).

Известен цилиндр, в котором с целью определения положения штока предусмотрены вставки из ферромагнитного материала, вблизи в отверстии цилиндра для поршневого штока предусмотрен магнитный чувствительный элемент. Далее изобретение позволяет оператору следить за положением ковша при подъеме и фиксировать его в нужном положении возвратом гидрозолотника в нейтральное положение (заявка Японии N 60155057, кл. F 16 J 10/02, 1985).

Общим недостатком этих изобретений является сложность конструкции системы управления рабочим оборудованием.

Известен гидроцилиндр с регулируемым ходом штока, представляющий собой цилиндр, в котором установлен жестко закрепленный на штоке основной поршень, образующий поршневую и штоковые полости и размещенные в поршневой полости несколько поршней, телескопически связанных с основным, при этом полости этих поршней сообщены с индивидуальными распределительными устройствами, а также штоковая полость сообщена с упомянутыми распределительными устройствами (патент Японии N 5723124, кл. F 16 J 10/02, 1982).

Однако, данный гидроцилиндр обеспечивает шаговое регулирование хода штока, что ограничивает применение его в грузоподъемных и землеройных машинах из-за трудности управления, сложности конструкции и большого количества распределительных устройств.

Известны гидравлические следящие системы (Башта Т.М. Гидравлические следящие системы. М. 1960, с. 122).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение плавного регулирования хода штока, соответствующего всей его длине, упрощение конструкции и повышение точности хода штока, что позволяет использовать данное решение в грузоподъемных и землеройных машинах.

В цилиндре с регулируемым ходом штока, включающем основной поршень, которого связанный со штоком и образующий поршневую и штоковую полости, сообщенные посредством трубопроводов с распределительным устройством, дополнительный поршень размещен в штоковой полости цилиндра и разделяет штоковую полость на две основную рабочую и ограничительную, сообщенную с распределительным устройством через внутренний канал, выполненный в штоке.

Размещение одного дополнительного поршня в штоковой полости цилиндра позволяет, в сравнении с прототипом, плавно регулировать ход штока по всей его длине одним распределителем и упростить работу оператора при выполнении технологических циклов грузоподъемных и землеройных машин.

На чертеже представлен гидроцилиндр, разрез, и принципиальная гидравлическая схема его управления.

Цилиндр 1 с регулируемым ходом штока содержит основной рабочий поршень 2, жестко соединенный с полым штоком 3. Основной поршень 2 образует в цилиндре 1 поршневую полость А. На полом штоке 3 размещен поршень-ограничитель 4, разделяющий штоковую полость на основную рабочую полость Б и ограничительную полость В. Для управления положением поршня-ограничителя 4 в штоковой полости введено распределительное устройство 5. Основная работа цилиндра осуществляется распределительным устройством 6. Распределительные устройства 5 и 6 могут быть трехпозиционными (подъем, нейтраль, опускание). Подключение полостей А, Б и В цилиндра 1 к распределительным устройствам 5 и 6 осуществлено посредством трубопроводов 7.

Цилиндр с регулируемым ходом штока работает следующим образом.

В начале работы оператор с помощью распределительного устройства 5 подачей жидкости (воздуха) в полость Б перемещает поршень-ограничитель 4 в крайнее правое положение до упора в крышку цилиндра 1, при этом жидкость из полости В идет на слив через распределительное устройство 5 и последнее становится в нейтральное положение.

Затем оператор распределительным устройством 6 перемещает шток 3 на требуемое расстояние, подавая жидкость в полость А, одновременно из полости Б по каналу полого штока 3 жидкость идет на слив и фиксирует шток 3 в заданном положении установкой распределительного устройства 6 в нейтральном положении. После этого поршень-ограничитель 4 распределительным устройством 5 перемещается влево до основного рабочего поршня 2 и распределительное устройство 5 возвращается в нейтральное положение, запирая полость В.

Дальнейшая основная работа цилиндра 1 осуществляется распределительным устройством 6, и ограничение хода штока пpи выполнении заданного цикла осуществляется фиксированным положением поршня-ограничителя 4. Если необходимо увеличить ход штока 3, то оператор ставит распределительное устройство 5 на слив и распределительным устройством 6 выдвигает шток 3 на заданную величину, тем самым основной поршень 2 перемещает поршень-ограничитель 4 в цилиндре 1 в новое положение и данное положение поршня-ограничителя фиксируется возвратом распределительного устройства 5 в нейтральное положение.

Гидравлический цилиндр с регулируемым ходом поршня может быть использован на фронтальных погрузчиках в механизме подъема ковша. Данные погрузчики чаще всего работают с автосамосвалами, имеющими высоту бортов в зависимости от марки 1,63-2,41 м, а высота подъема ковша фронтального погрузчика, например ТО-11, 3,2 м, т.е. необходимо ограничивать его высоту подъема, что выполняет оператор при каждом цикле подъема с обычными гидроцилиндрами.

При работе фронтального погрузчика с предлагаемым гироцилиндром в механизме подъема ковша и автосамосвалами одной марки оператор вначале устанавливает высоту ковша поршнем-ограничителем 4 и в конце ковша на установленной высоте распределительное устройство 6 возвращается в нейтральное положение автоматически при упоре в поршень-ограничитель 4.

При этом снижаются энергозатраты, связанные с ограничением высоты подъема ковша, а также улучшаются условия работы оператора по слежению за подъемом, что уменьшает его утомляемость. Предлагаемый цилиндр обеспечивает плавное регулирование штока по всей его длине и отличается простотой конструкции.

Используя предлагаемый гидроцилиндр в землеройных и землеройно-транспортных машинах (экскаваторах, бульдозерах, скреперах, автогрейдерах), можно производить копание грунта с постоянной толщиной стружки, что значительно повышает производительность и снижает утомляемость оператора.