силовой гидроцилиндр с двухступенчатым усилием

Формула изобретения

Силовой гидроцилиндр с двухступенчатым усилием, содержащий общий корпус, разделенный поперечной перегородкой на две камеры, в одной из которых размещен поршень первой ступени со штоком, в другой - поршень второй ступени со штоком-плунжером с образованием в каждой камере гидравлической полости, при этом шток-плунжер поршня второй ступени установлен в центральном сквозном отверстии, выполненном в поперечной перегородке, гидравлические полости камер сообщены каналами с источником гидравлического давления, при этом в канале, соединяющем источник гидравлического давления с гидравлической полостью первой ступени, установлен обратный клапан, отличающийся тем, что канал для соединения источника гидравлического давления с гидравлической полостью первой ступени выполнен в виде цилиндрического штуцера, жестко закрепленного входным концом в крышке корпуса, шток-плунжер поршня второй ступени выполнен трубчатым, в теле поршня второй ступени выполнено центральное отверстие, цилиндрический штуцер размещен по скользящей посадке в центральном отверстии поршня и трубчатом штоке-плунжере второй ступени, обратный клапан установлен в трубчатом штоке-плунжере поршня второй ступени в его конечном участке с возможностью контактного взаимодействия с торцом выходного конца цилиндрического штуцера и седловой поверхностью, выполненной в конечном участке трубчатого штока-плунжера, при этом на торце выходного конца цилиндрического штуцера выполнены сквозные радиальные пазы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидравлическим устройствам для перемещения рабочих органов из одного положения в другое, и может найти применение в различных силовых гидравлических инструментах и прессах.

Известен силовой гидроцилиндр с двухступенчатым усилием, содержащий корпус, размещенный в корпусе поршень, в трубчатом штоке которого установлен второй поршень со штоком с образованием соответствующих гидравлических полостей, соединенных своими каналами с источником гидравлического давления (авторское свидетельство СССР 775419, МПК F 15 B 15/16).

Конструкция данного силового гидроцилиндра не позволяет обеспечить необходимое увеличение усилия в связи с тем, что общее усилие этого силового гидроцилиндра находится в прямой зависимости от суммы полезных площадей поперечного сечения поршней первой и второй ступеней.

Известен силовой гидроцилиндр с двухступенчатым усилием, содержащий общий корпус, разделенный поперечной перегородкой на две камеры, в одной из которых размещен поршень первой ступени со штоком, в другой - поршень второй ступени со штоком-плунжером с образованием в каждой камере гидравлической полости, при этом шток-плунжер поршня второй ступени установлен в центральном сквозном отверстии, выполненном в поперечной перегородке, гидравлические полости камер сообщены каналами с источником гидравлического давления, при этом в канале, соединяющем источник гидравлического давления с гидравлической полостью первой ступени установлен обратный клапан (авторское свидетельство СССР 985480, МПК F 15 B 15/08).

Выполнение в этом силовом гидроцилиндре канала соединения источника гидравлического давления с гидравлической полостью первой ступени в виде трубопровода, расположенного снаружи корпуса и содержащего обратный клапан, установленный также снаружи корпуса, приводит к снижению эксплуатационной надежности гидроцилиндра, поскольку участок трубопровода от гидравлической полости первой ступени до обратного клапана в процессе работы находится под воздействием достаточно высокого рабочего гидравлического давления, создаваемого в гидравлической полости первой ступени при включении в работу второй ступени.

Техническим результатом заявляемого силового гидроцилиндра является повышение его эксплуатационной надежности.

Указанный технический результат достигается тем, что в силовом гидроцилиндре с двухступенчатым усилием, содержащем общий корпус, разделенный поперечной перегородкой на две камеры, в одной из которых размещен поршень первой ступени со штоком, в другой - поршень второй ступени со штоком-плунжером с образованием в каждой камере гидравлической полости, при этом шток-плунжер поршня второй ступени установлен в центральном сквозном отверстии, выполненном в поперечной перегородке, гидравлические полости камер сообщены каналами с источником гидравлического давления, при этом в канале, соединяющем источник гидравлического давления с гидравлической полостью первой ступени, установлен обратный клапан, канал для соединения источника гидравлического давления с гидравлической полостью первой ступени выполнен в виде цилиндрического штуцера, жестко закрепленного входным концом в крышке корпуса, шток-плунжер поршня второй ступени выполнен трубчатым, в теле поршня второй ступени выполнено центральное отверстие, цилиндрический штуцер размещен по скользящей посадке в центральном отверстии поршня и трубчатом штоке-плунжере второй ступени, обратный клапан установлен в трубчатом штоке-плунжере поршня второй ступени, в его конечном участке, с возможностью контактного взаимодействия с торцом выходного конца цилиндрического штуцера и седловой поверхностью, выполненной в конечном участке штока-плунжера, при этом на торце выходного конца цилиндрического штуцера выполнены сквозные радиальные пазы.

Такое конструктивное выполнение силового гидроцилиндра с двухступенчатым усилием позволяет разместить канал подвода гидравлического давления в первую ступень и обратный клапан внутри общего корпуса и создавать замкнутую гидравлическую полость первой ступени с сохранением в ней рабочего давления при включении в работу второй ступени, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности гидроцилиндра и улучшение его компоновки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен силовой гидроцилиндр с двухступенчатым усилием, общий вид в разрезе в исходном положении; на фиг.2 - тот же гидроцилиндр в положении работы первой ступени; на фиг.3 - тот же гидроцилиндр в положении работы второй ступени; на фиг.4 - тот же гидроцилиндр в положении возвращения в исходное состояние первой ступени; на фиг.5 - тот же гидроцилиндр в положении возврата в исходное состояние второй ступени; на фиг.6 - разрез А-А на фиг.1.

Предлагаемый силовой гидроцилиндр с двухступенчатым усилием содержит общий корпус 1 (фиг.1), разделенный поперечной перегородкой 2 на две камеры, в одной из которых размещен поршень 3 первой ступени со штоком 4, в другой - поршень 5 второй ступени со штоком-плунжером 6. Поршни 3 и 5 размещены в камерах с образованием в каждой из них переменной гидравлической полости 7 и 8 рабочего хода поршня соответственно. Гидравлическая полость 8 второй ступени соединена с источником гидравлического давления (на чертеже не показан) каналом 9, выполненным в крышке 10 общего корпуса 1. Канал для соединения источника гидравлического давления с гидравлической полостью 7 первой ступени выполнен в виде цилиндрического штуцера 11, жестко закрепленного входным концом в крышке 10 корпуса 1. При этом шток-плунжер 6 поршня 5 второй ступени выполнен трубчатым, в теле поршня 5 второй ступени выполнено центральное отверстие 12. Цилиндрический штуцер 11 размещен по скользящей посадке в центральном отверстии 12 поршня 5 и трубчатом штоке-плунжере 6. В конечном участке трубчатого штока-плунжера 6 установлен обратный клапан 13 (например, в виде шарика), подпружиненный пружиной 14. Обратный клапан 13 установлен с возможностью контактного взаимодействия с торцом выходного конца цилиндрического штуцера 11 и с образованием в исходном положении проходного зазора 15 между обратным клапаном 13 и седловой поверхностью 16 трубчатого штока-плунжера 6. На выходном конце цилиндрического штуцера 11 выполнены сквозные радиальные пазы 17 (фиг.6) для передачи гидравлического давления из осевого канала 18 штуцера 11 в гидравлическую полость 7 первой ступени. Для подвода рабочей среды в режиме обратного хода в корпусе 1 выполнен канал 19.

Предлагаемый силовой гидроцилиндр работает следующим образом.

В начальный период рабочая жидкость от источника гидравлического давления подается в гидравлическую полость 7 первой ступени (фиг.2) по осевому каналу 18 цилиндрического штуцера 11 через сквозные радиальные пазы 17 на выходном конце штуцера 11, зазор 15 между обратным клапаном 13 и седловой поверхностью 16 трубчатого штока-плунжера 6 и далее через открытый выходной конец трубчатого штока-плунжера 6 непосредственно в гидравлическую полость 7 первой ступени, где давление рабочей жидкости растет до усилия на штоке 4, достаточного для выполнения операции, например для съема запрессованной детали с вала, при котором поршень 3 первой ступени со штоком 4 перемещается вправо по чертежу.

В случае, когда усилие первой ступени гидроцилиндра окажется недостаточным, в работу включают вторую ступень силового гидроцилиндра. Рабочую жидкость подают через канал 9 (фиг.3) в гидравлическую полость 8 второй ступени, в результате чего поршень 5 с трубчатым штоком-плунжером 6, скользя по цилиндрическому штуцеру 11 и в центральном отверстии перегородки 2, перемещается вправо по чертежу и входит в гидравлическую полость 7 первой ступени. При этом в начале своего движения шток-плунжер 6 снимает обратный клапан 13 с торца выходного конца цилиндрического штуцера 11 и под действием пружины 14 обратный клапан 13 плотно садится на седловую поверхность 16 и, замыкая гидравлическую полость 7, сохраняет в ней необходимое рабочее давление первой ступени. После этого прекращают подачу рабочей жидкости через цилиндрический штуцер 11, который в этот момент не испытывает воздействия давления со стороны первой ступени. Дальнейшее продвижение штока-плунжера 6 в замкнутую гидравлическую полость 7 первой ступени создает в ней необходимое повышение давления, пропорциональное отношению полезной площади поперечного сечения поршня 3 к полезной площади поперечного сечения штока-плунжера 6 и необходимое для завершения рабочей операции.

По завершении рабочей операции по съему детали силовой гидроцилиндр приводят в исходное состояние. Для этого подачу рабочей жидкости через канал 9 (фиг.4) в гидравлическую полость 8 второй ступени прекращают и начинают подавать ее через канал 19, при этом поршень 3, перемещаясь влево по чертежу, давит на рабочую жидкость в замкнутой гидравлической полости 7 первой ступени и вместе с ней на шток-плунжер 6, который также перемещается влево по чертежу, поскольку обратный клапан 13 находится в поджатом к седловой поверхности 16 положении и перекрывает осевой канал 18 штуцера 11. При перемещении штока-плунжера 6 его поршень 5 вытесняет рабочую жидкость из гидравлической полости 8 второй ступени через канал 9. При наступлении контактного взаимодействия обратного клапана 13 (фиг.5) с торцом выходного конца цилиндрического штуцера 11 открываются зазор 15 и осевой канал 18, через которые рабочая жидкость вытесняется из гидравлической полости 7 первой ступени. После этого силовой гидроцилиндр возвращается в исходное, готовое к повторной работе положение.