гидро- или пневмоцилиндр

Формула изобретения

Гидро- или пневмоцилиндр, содержащий гильзу, шток, поршень, разделяющий внутренний объем цилиндра на штоковую и поршневую полости, заднюю крышку, штоковую головку и уплотнительные узлы поршня и штоковой головки, содержащие антифрикционные вкладыши подшипников линейного перемещения, закрепленные соответственно на опорных поверхностях поршня и штоковой головки, отличающийся тем, что в центральной части опорных поверхностей поршня и штоковой головки выполнены кольцевые выточки длиной, равной приблизительно 1/3 длины антифрикционных вкладышей, и сообщенные с ними кольцевые пазы, в которых установлены резиновые кольца, при этом полости выточек и пазов соединены с поршневой и штоковой полостями каналами с установленными в них клапанами, причем материал антифрикционных вкладышей пропитан связующим, придающим им по всей толщине упругие эластичные свойства, обеспечивающие при наличии давления в полостях выточек и пазов плотное прилегание антифрикционных вкладышей к опорным поверхностям штока и гильзы цилиндра, а на штоковой крышке в ее наружной торцевой части расположен грязесъемник.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к уплотнительным узлам поршневых и штоковых полостей гидро- и пневмоцилиндров.

Известно использование манжет по ГОСТ 14896-84, ГОСТ 6678-72, ГОСТ 22704-77 и колец по ГОСТ 9833-73 из резины для герметизации поршневых и штоковых полостей гидро- и пнемоцилиндров.

К недостаткам применения резиновых манжет для герметизации поршневых и штоковых полостей гидро- и пневмоцилиндров относятся:

- низкий ресурс работы резиновых уплотнительных элементов;

- низкий механический КПД за счет большого коэффициента трения резины о металл;

- значительные усилия в момент страгивания штока с места.

Известно использование в уплотнительных узлах для герметизации гидро- и пневмоцилиндров манжет со сложным сечением профиля, например W-образные из полимерных материалов - фторопласт и его композиции, капролон, полиуретан (патент РФ №2262022, публикация 2004 г., патент на полезную модель №24866, публикация 2002 г.).

К недостаткам известных уплотнительных узлов относятся:

- повышенная трудоемкость при изготовлении сложных профилей уплотнительных элементов;

- увеличенные габариты цилиндров, например, для телескопических цилиндров.

Известен пневмоцилиндр, содержащий гильзу, поршень, разделяющий внутренний его объем с образованием штоковой полости, шток, крышку заднюю, крышку переднюю с расточкой с размещенным в ней распорным резиновым кольцом, поджимающим к поверхности штока манжету Г-образного сечения с низким коэффициентом трения, при этом расточка передней крышки выполнена в виде усеченного конуса, примыкающего своим большим основанием к штоковой полости, манжета Г-образного сечения контактирует опорной частью с выполненным на ней радиальным каналом с большим основанием усеченного конуса, а на внутренней поверхности уплотнительного лепестка манжеты в зоне уплотнительной кромки выполнена кольцевая проточка (патент РФ №2208717, публикация 2003 г.).

Недостатком известной конструкции является низкая эффективность уплотнительного узла, т.к. используемый антифрикционный материал манжеты имеет жесткую структуру и усилие от резинового кольца недостаточно для создания надежного уплотнительного эффекта. Известная конструкция трудоемка в изготовлении и неприменима к уплотнению узла «поршень-цилиндр».

Целью создания предлагаемого изобретения является улучшение герметизации штоковой и поршневой полости гидроцилиндров (пневмоцилиндров), снижение габаритов, веса, трудоемкости изготовления.

Предложенная конструкция позволит расширить арсенал технических средств, используемых для герметизации поршневых и штоковых полостей гидро- и пневмоцилиндров.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Гидро- или пневмоцилиндр содержит гильзу, шток, поршень, разделяющий внутренний объем цилиндра на штоковую и поршневую полости, заднюю крышку, штоковую головку и уплотнительные узлы поршня и штоковой головки, содержащие антифрикционные вкладыши подшипников линейного перемещения, закрепленные соответственно на опорных поверхностях поршня и штоковой головки. В центральной части опорных поверхностей поршня и штоковой головки выполнены кольцевые выточки длиной, равной приблизительно 1/3 длины антифрикционных вкладышей, и сообщенные с ними кольцевые пазы, в которых установлены резиновые кольца. Полости выточек и пазов соединены с поршневой и штоковой полостями каналами с установленными в них клапанами. Материал антифрикционных вкладышей пропитан связующим, придающим им по всей толщине упругие эластичные свойства, обеспечивающие при наличии давления в полостях выточек и пазов плотное прилегание антифрикционных вкладышей к опорным поверхностям штока и гильзы цилиндра. На штоковой крышке в ее наружной торцевой части расположен грязесъемник.

Сущность предложенной конструкции поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен гидроцилиндр с уплотнительными узлами поршня и штока; на фиг.2 - уплотнительный узел поршня (штоковой головки).

Гидроцилиндр содержит гильзу 1, шток 2, поршень 3, разделяющий внутренний объем цилиндра на штоковую 4 и поршневую 5 полости, заднюю крышку 6, штоковую головку 7 и уплотнительные узлы «А» поршня 3 и «Б» штоковой головки 7.

Уплотнительные узлы поршня 3 (штоковой головки 7) включают соответственно вкладыши 8 и 9, выточки 10 и 11 с пазами 12 и 13, резиновые кольца 14 и 15, соединительные каналы 16, 17 и 18 и клапаны 19, 20 и 21.

Вкладыши 8 и 9 закреплены неподвижно на опорной поверхности 22 поршня 1 и опорной поверхности 23 штоковой головки 7 и изготовлены из антифрикционного самосмазывающегося и эластичного полимерного композиционного материала, пропитанного антифрикционной смесью, реализующей при трении эффект избирательного переноса.

Композиционный материал может содержать, например, ткань типа «Нафтлен», «Даклен», пропитанную связующим в виде клея «ГИПК-114», резиновой смесью или полиуретаном и антифрикционной композицией «Сурм-Т».

Закрепленные на опорных поверхностях 22 и 23 части вкладышей представляют собой подшипники линейного перемещения, способствующие строгому соосному перемещению уплотнительной части вкладыша 8 по опорной поверхности гильзы 1 гидроцилиндра.

Герметизация поршневой полости 5 от штоковой полости 4 гидроцилиндра происходит следующим образом.

Рабочая жидкость под давлением поступает в поршневую полость 5 и через клапан 19 и канал 16 в паз 12, в котором, отжимая кольцо резиновое 14 и попадая в полость выточки 10, прижимает уплотнительную часть эластичного материала вкладыша 8 к поверхности гильзы 1.

Аналогично при подаче рабочей жидкости в штоковую полость 4 последняя поступает через клапан 21 и соединительные каналы 18 в паз 13, также отжимает кольцо резиновое 15 и попадает в полость, образованную выточкой 11, и прижимает уплотнительную часть эластичного антифрикционного материала вкладыша 9 к поверхности штока 2.

С целью исключения попадания из внешней среды абразива через подшипники линейного перемещения при движении штока 2 штоковая головка 7 снабжена грязесъемником 24, установленным на ее торцевой поверхности.

Предлагаемая конструкция обеспечит надежную герметизацию штоковой и поршневой полости гидроцилиндров (пневмоцилиндров), при этом решается задача уменьшения габаритов и веса гидроцилиндров (пневмоцилиндров), используемых, например, в телескопических домкратах, снизит трудоемкость их изготовления, повысит надежность при их эксплуатации.

Предложенное изобретение позволяет создать безманжетную конструкцию уплотнительных узлов в гидроцилиндрах (пневмоцилиндрах), обеспечивающую уменьшение трения сопротивления в уплотнительных узлах и тем самым снизить энергопотребление для перемещения рабочего органа.