Компенсаційно-підтискний бак-гідроциліндр

Компенсаційно-підтискний бак-пдроциліндр, що містить поршень з одностороннім штоком, ущільнювальні вузли поршня і штока, який відрізняється тим, що в штоковій порожнині гідроциліндра на штоці встановлений ущільнювальний вузол, відстань від середини якого до середини ущільнювального вузла поршня дорівнює довжині ходу поршня і зберігається постійним при переміщенні поршня в крайні положення, на кришці гідроциліндра встановлений корпус пристрою контролю рівня робочої рідини в ньому, виконаного у вигляді поворотного шківа з канавками на бічній поверхні і розташованими в них тросиками прямого і зворотного ходу, закріпленими одними кінцями на ШКІВІ, В ТОЙ час як ІНШІ їх КІНЦІ сполучені один через отвір в кришці гідроциліндра з поршнем, а інший - з пружиною розтягнення, встановленою і закріпленою паралельно корпусу гідроциліндра, причому шків в радіальному напрямі від центра має паз, в якому встановлений палець повід ка, жорстко закріпленого на вихідному валику поворотного резистора, розміщеного всередині корпусу, на якому встановлений шків, забезпечений градуйованою шкалою, а на кришці в порожнині гідроциліндра жорстко закріплене кільце з внутрішнім шипом, встановленим в подовжньому пазу на неробочій поверхні штока і перешкоджаючим обертанню штока і поршня при їх обертово-поступальному переміщенні Винахід, що пропонується, відноситься до пристроїв для забезпечення тиску на вході в насос і компенсації теплового розширення робочої рідини переважно в автономних електрогідравлічних системах літальних апаратів Найбільш широке застосування як компенсаційно-підтискуючий пристрій винахід може знайти в гідравлічних системах літальних апаратів, підіймально-транспортних машин, в танковій промисловості і інших областях техніки з істотним технічним і економічним ефектом Можливе застосування винаходу в силових циліндрах виконавчої ланки гідравлічних систем різних машин У сучасних гідравлічних пристроях і системах пред'являються жорсткі вимоги до надійності і а також диференціальних поршнів, підтискуємих робочою рідиною від насоса, що забезпечує необхідний тиск на вході в насос для його безкавітаційної роботи, в яких рівень робочої рідини контролюється візуально за допомогою щупів або ЛІНІЙНИХ градуйованих шкал, а також за допомогою ЛІНІЙНИХ потенціометричних датчиків положення, вбудованих всередині або зовні бака і що мають ІСТОТНІ габарити при порівняно великих ходах поршня, або за допомогою сигналізаторів, виконаних у вигляді чутливих елементів [2] Перераховані вище пристрої мають недоліки сільфонні баки при порівняно великих ходах мають великі габарити через велику їх жорсткість і малу надійність при великій КІЛЬКОСТІ переміщень, а отже, і невеликий ресурс роботи, баки, виконані з підпружиненими поршнями, мають також ІСТОТНІ габарити і підвищену масу через розташування в них пружини, що забезпечує необхідний тиск на вході в насос, внаслідок її малої жорсткості при великих ходах Найбільш близьким прототипом винаходу, що пропонується, є пристрій, виконаний у вигляді ДОВГОВІЧНОСТІ, до герметичності і ресурсу, до габаритно-масових характеристик, до візуального і електричного контролю рівня робочої рідини в гідросистемі об'єкта ВІДОМІ компенсаційно-підтискуючі пристрої, виконані у вигляді сільфонних баків [1], підпружинених прямих і диференціальних поршнів, о ю 50270 пдроцилшра з прямолінійним рухом поршня з одностороннім штоком, приведений, наприклад, в книзі [3, с 206, мал 138,а] Однак забезпечення необхідної надійності і ресурсу шляхом зменшення бічних навантажень на шток вимагає великих осьових габаритів через наявність направляючої букси штоку, крім того необхідно максимально поліпшувати напрям штоку і збільшувати базу його закладення в циліндрі, тобто збільшувати відстань від середньої частини поршня до середньої частини направляючої букси штоку при крайньому висуненому його положенні При збільшенні відношення довжини L ходу штоку до його діаметра d величина бази закладення штоку збільшується і при відношенні L /d = 10 мінімальна величина бази защемлення штоку повинна бути не менше за 20% довжини його ходу БІЧНІ навантаження, виникаючі внаслідок неспіввісности кінематичної пари, приводять до швидкого виходу з ладу ущінювального вузла штоку і зносу букси циліндру і самого штоку В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою, взятого за прототип, шляхом поліпшення габаритно-масових характерристик, підвищення надійності і ресурсу, а також забезпечення візуального і електричного контролю рівня робочої рідини в компенсаційно - подтискуючому баку-пдроциліндру, що пропонується Поставлена задача досягається тим, що в компенсаційно-подтискуючому баку-пдроциліндру, що містить поршень з одностороннім штоком, ущільнювальні вузли поршня і штоку, згідно з винаходом в штоковій порожнині гідроциліндра на штоці встановлений ущільнювальний вузол, відстань від середини якого до середини ущільнювального вузла поршня дорівнює довжині ходу поршня і зберігається постійним при переміщенні поршня в крайні положення, на кришці гідроциліндра встановлений корпус пристрою контролю рівня робочої рідини в ньому, виконаного у вигляді поворотного шківа з канавками на бічній поверхні і розташованими в них тросиками прямого і зворотного ходу, закріпленими одними кінцями на ШКІВІ, В ТОЙ час як ІНШІ їх КІНЦІ сполучені один через отвір в кришці гідроциліндра з поршнем, а інший - з пружиною розтягнення, встановленою і закріпленою паралельно корпусу гідроциліндра, причому шків в радіальному напрямі від центра має паз, в якому встановлений палець поводку, жорстко закріпленого на вихідному валику поворотного резистора, розміщеного всередині корпусу, на якому встановлений шків, забезпечений градуйованою шкалою, а на кришці в порожнині гідроциліндра жорстко закріплене кільце з внутрішнім шипом, встановленим в подовжньому пазу на неробочій поверхні штоку і перешкоджаючим обертанню штоку і поршня при їх вертно-поступному переміщенні У пристрої, що пропонується, між ВІДМІТНИМИ ознаками і технічним результатом, що досягається, є причинно-слідчий зв'язок 1 За рахунок розміщення ущільнювального вузла на штоці значно скорочені осьові розміри баку-пдроциліндра, а за рахунок збереження постійним відстані між серединою ущільнювального вузла штоку і серединою ущільнювального вузла поршня при переміщенні поршня в крайні положення забезпечується самозцентрування поршня і штоку по робочих поверхнях гідроциліндру за рахунок натягу по ущільнювальних вузлах поршня і штоку, які виконані з деяким заниженням діаметрів, що забезпечує мінімальний гарантований зазор між ними і робочими поверхнями гідроциліндра Це дозволило усунути підвищений знос останніх, усунути значні бічні зусилля на ущільнювальні вузли, а отже, підвищити їх надійність, герметичність і ресурс бака-пдроциліндра загалом 2 Забезпечення візуального і електричного контролю рівня робочої рідини в бакупдроциліндрі, а також зменшення осьових габаритів здійснене за рахунок встановлення на кришці гідроциліндра корпусу пристрою контролю рівня робочої рідини в ньому, виконаного у вигляді поворотного шківа з канавками на бічній поверхні і розташованими в них тросиками прямого і зворотного ходу, закріпленими одними кінцями на ШКІВІ, в той час як ІНШІ їх КІНЦІ сполучені один через отвір в кришці гідроциліндра з поршнем, а інший - з пружиною розтягнення, встановленою і закріпленою паралельно корпусу гідроциліндра, причому шків в радіальному напрямі від центра має паз, в якому встановлений палець поводку, жорстко закріпленого на вихідному валику поворотного резистора, розміщеного всередині корпусу, на якому встановлений шків, забезпечений градуйованою шкалою, а на кришці в порожнині гідроциліндра жорстко закріплене кільце з внутрішнім шипом, встановленим в подовжньому пазу на неробочій поверхні штоку і перешкоджаючим обертанню штоку і поршня при їх вертно-поступному переміщенні Цей пристрій дозволив перетворити вертнопоступний рух поршня у обертальний рух шківа, за рахунок чого скорочені осьові габарити елементів візуального і електричного контролю рівня робочої рідини Запропоноване технічне рішення дозволило підвищити ресурс до 10000 подвійних ходів при подвійному ході поршня рівному 450мм, значно знизити сили тертя, наприклад, при діаметрі поршня 215мм і діаметрі штоку 28мм, сумарна сила тертя по поршню і штоку при переміщенні склала (36 - 40)кгс, в той час як в прототипі вона становить більше (120 - 150)кгс, що дозволило підвищити чутливість пристрою і підтримувати більш стабільним тиск робочої рідини на вході в насос При розташуванні бака-пдроциліндра у важкодоступних для візуального контролю рівня робочої рідини в ньому місцях об'єкта здійснений електричний контроль у вигляді зміни напруги, що знімається з резистора, пропорційної ЗМІНІ об'єму робочої рідини На фіг 1 зображена принципова схема компенсаційно-подтискуючого бака-пдроциліндра, що заявляється, на фіг 2 - конструктивна схема пристрою контролю рівня робочої рідини У корпусі гідроциліндру 1 розміщений поршень 50270 з одностороннім штоком 2, створюючий робочу порожнину 3, сполучену з входом насосу і зливною магістраллю гідросистеми, і штокову порожнину 4, сполучену з виходом насосу, на штоці 2 встановлений ущільнювальний вузол 5, а на неробочій поверхні штоку 2 виконаний подовжній паз 6, в який входить шип 7 кільця 8, закріпленого на кришці 9 гідроциліндра, на якій встановлений корпус 10 пристрою контролю рівня робочої рідини, на якому розміщений поворотний шків 11 з канавками на бічній поверхні, в одній з яких розташований тросик 12, один кінець якого закріплений на ШКІВІ, а інший через отвір в кришці гідроциліндра - на поршні, інший тросик 13, встановлений в ІНШІЙ канавці, також одним кінцем закріплений на ШКІВІ, а іншим сполучений з пружиною 14 розтягнення, встановленою паралельно корпусу гідроциліндра 1 і закріпленою на ньому одним кінцем для забезпечення необхідного натягнення тросиків, на поверхні шківа нанесена градуйована шкала 15 і виконаний в радіальному напрямі від центра паз 16, в якому встановлений палець 17 поводку 18, жорстко закріпленого на вихідному валику поворотного резистора 19 Робота бака-пдроциліндра здійснюється таким чином При заповненою робочою рідиною гідросистемі і включеному насосі робоча рідина з порожнини 3 поступає на вхід в насос, а з магістралі нагнітання в порожнину 4, при цьому під впливом високого тиску на шток 2 поршень стискає робочу рідину в порожнині 3 до тиску, що забезпечує безкавітаційну роботу насосу При тривалій роботі гідросистеми відбувається розігрівання робочої рідини, що приводить до підвищення тиску в порожнині 3, а отже, до переміщення поршня праворуч, чим забезпечується компенсація теплового розширення робочої рідини і запобігання пристроїв гідросистеми і самого бака-пдроциліндра від руйнування Через відсутність абсолютної герметичності рухомих елементів гідросистеми можливі витоки робочої рідини, контроль рівня заправленої робочої рідини в баку-пдроциліндрі здійснюється візуально по шкалі 15, нанесеній на шків 11 При зменшенні об'єму робочої рідини відбувається переміщення штоку 2 ліворуч, при цьому поршень тягне за собою тросик 12 і повертає шків проти годинникової стрілки, вказуючи граничний рівень робочої рідини по аварійній ВІДМІТЦІ на шкалі 15 При утрудненому візуальному контролі забезпечений електричний контроль, який здійснюється таким чином При обертанні шківа 11 відбувається обертання вихідного валика поворотного резистора 19 через палець 17 і поводок 18, при цьому за рахунок зміни опору резистора відбувається зміна напруги, виведеної на індикаторний прилад При досягненні граничного рівня заправляння бака-пдроциліндра виконують регламентні роботи по дозаправці гідросистеми робочою рідиною Технічне рішення, що заявляється, має винахідницький рівень, оскільки явним образом не випливає з рівня техніки, є промислово застосовним, дозволяє здійснювати підтримку тиску робочої рідини на вході в насос, що забезпечує його безкавітаційну роботу, компенсацію теплового розширення і контроль рівня робочої рідини як при роботі гидросистеми, так і при зберіганні об'єктів протягом багатьох років У цей час по запропонованому компенсаційнопідтискуючому баку-пдроциліндру випущена робоча конструкторська документація, виготовлені і випробувані ДОСЛІДНІ зразки, відвантажена партія виробів споживачеві, що показує їх технічну придатність і ДОЦІЛЬНІСТЬ ВИКОРИСТАНІ ДЖЕРЕЛА 1 Авторське свідоцтво СРСР № 517879 «Электрогидравлический следящий привод», кл G05B 11/06, 1976 2 Авторське свідоцтво СРСР № 1465639 «Силовой цилиндр», кл F15B 15/14, 1989 3 Башта ТМ Гидравлические приводы летательных аппаратов, М , Машиностроение, 1967 50270 QO насосу дід насосу Фіг.1 А-А Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71