Пневмораспределитель
Для повышения надежности и долговечности пневмораспределителя путем снижения износа контактных поверхностей золотника и обеспечения стабильности его поджима к распределительной плите заявляемое устройство пневмораспределителя содержит распределительную плиту с напорным, выхлопным и рабочими каналами, установленный на основании корпус, в котором размещен поршень с выполненной на нем шейкой, и золотник с выступами, в основании которых выполнены плечики, при этом между выступами золотника размещена шейка поршня, и на плечиках золотника установлен по ширине шейки поршня упругий элемент с возможностью его взаимодействия с шейкой поршня, при этом золотник выполнен из полимерного материала.
Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к системам управления машин и механизмов и предназначена для повышения долговечности распределительных элементов пневмоприводов, одним из которых является золотник, представляющий собой один из основных рабочих органов пневмораспределителя.
Известно техническое решение пневмораспределителя, содержащего корпус и установленный в расточке последнего с возможностью возвратно-поступательного движения поршень с уплотнениями и подпружиненным рабочим органом, взаимодействующим с распределительной плитой, при этом поршень выполнен составным в виде двух полупоршней, соединенных между собой разрезной втулкой, выполненной из материала с низким коэффициентом трения, например, пластмассы. В данной конструкции пневмораспределителя в качестве золотника используется подпружиненный рабочий орган, который прижимается к распределительной плите пружиной, другой торец которой упирается в разрезную пластмассовую втулку (а.с. SU №1137221, дата публикации 30.01.1985, Бюл. №4, «Пневмораспределитель»).
Недостаток данной конструкции заключается в том, что разрезная втулка, выполняющая функцию опорной детали, испытывает неравномерный износ опорной цилиндрической поверхности, что приводит к ослаблению усилий поджатия рабочего органа, выполняющего функции золотника, и, следовательно, снижению эффективности взаимодействия элементов пневмораспределителя, снижению качества и долговечности его работы
Разрезная втулка в известном техническом решении подвергается повышенному контактному износу в зоне опоры пружины сжатия, что приводит к ухудшению прижима рабочего органа к распределительной плите и, следовательно, к снижению функциональных возможностей пневмораспределителем.
Высокие контактные напряжения между разрезной втулкой и рабочим органом, вызванные небольшой площадью их контактной поверхности, ведут к их быстрому износу, повышению ударных нагрузок, и, как следствие, к снижению надежности и качества работы пневмораспределителя.
Известна также конструкция двухпозиционного четырехлинейного пневмораспределителя с двусторонним пневматическим управлением, предназначенным для изменения направления потоков воздуха в пневматических приводах, содержащая основание с напорным, выхлопным и рабочими каналами, корпус, установленный на основании, и дифференциальный поршень с золотником. В верхней части золотника установлена вертикальная пружина, которая, упираясь одним концом в шейку поршня, осуществляет прижим золотника к основанию. («Элементы и устройство пневмоавтоматики высокого давления», Каталог НИИ информации по машиностроению. М., 1978, стр.111, рис.112, «Пневмораспределители типов В63-1»).
Недостатки данной конструкции заключаются в том, что пара трения металлических деталей - золотник и основание пневмораспределителя - имеет низкую долговечность в условиях масляного тумана и дефицита смазки. Кроме того, опорная часть золотника в процессе эксплуатации в условиях нарастающей абразивной загрязненности разбивает, разнашивает края отверстий каналов основания. Неравномерный износ опорной поверхности золотника и
продукты абразивного износа исключают плотное прилегание опорной поверхности к основанию, что является необходимым условием для качественной работы пневмораспределителя. Динамические нагрузки на контактные поверхности верхней части золотника и боковых поверхностей проточки шейки поршня создают повышенный контактный износ этих поверхностей, приводит к появлению повышенных зазоров, удлиняющих время срабатывания пневмораспределителя и приводящих к дальнейшему усилению ударных нагрузок.
Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности работы пневмораспределителя путем повышения надежности и долговечности его работы за счет снижения износа контактных поверхностей золотника пневмораспределителя и обеспечения стабильности его поджима к распределительной плите.
Поставленная задача достигается благодаря тому, что заявляемая конструкция пневмораспределителя, содержащая основание с напорным, выхлопным и рабочими каналами, установленный на распределительную плиту корпус, в котором размещен поршень с выполненной на нем шейкой, содержит золотник с выступами, между которыми размещена шейка поршня, и в основании выступов золотника выполнены плечики, на которых размещен по ширине шейки поршня упругий элемент с возможностью его взаимодействия с шейкой поршня, при этом золотник выполнен из полимерного материала.
Повышение эффективности работы пневмораспределителя достигается Применение в устройстве пневмораспределителя конструкции золотника, снабженного выступами с возможностью размещения между ними шейки поршня, и выполнение в основании выступов золотника плечиков, на которых размещен упругий элемент, позволяет значительно
уменьшить износ контактных поверхностей золотника за счет высоких демпфирующих свойств упругого элемента.
Наличие упругого элемента, размещенного на плечиках золотника и взаимодействующего с шейкой поршня, создает надежный и стабильный прижим золотника к распределительной плите, уменьшая динамические нагрузки на их контактные поверхности. Использование упругого демпфирующего элемента вместо пружины дает более стабильные характеристики прижима упругого элемента в процессе всего срока эксплуатации воздухораспределителя.
Взаимодействие золотника с боковыми поверхностями поршня посредством упругого демпфирующего элемента позволяет повысить долговечность рабочих поверхностей за счет снижения ударных динамических нагрузок, особенно, в режиме включения или выключения пневмораспределителя, что значительно увеличивает ресурс его работы.
Кроме того, применение золотника, выполненного из полимерного материала, стойкого к истиранию, обеспечивает снижение износа опорной поверхности золотника и надежный ее контакт с поверхностью распределительной плиты, что также способствует повышению надежности и долговечности работы пневмораспределителя.
Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.
На фиг.1 - показан разрез пневмораспределителя;
на фиг.2 - разрез А-А фиг.1;
на фиг.3 - золотник, поперечный разрез.
Пневмораспределитель содержит распределительную плиту 1 с напорным 2, выхлопным 3 и рабочими 4, 5 каналами, корпус 6, установленный на распределительной плите 1, торцовые крышки 7, 8 корпуса 6, размещенный в корпусе поршень 9, на котором выполнена шейка 10, а также золотник 11, снабженный выступами 12, в основании которых выполнены плечики 13, на которых размещен по ширине шейки 10 упругий элемент 14, который в данном случае имеет круглое поперечное сечение (фиг.2).
Работа пневмораспределителя сопровождается продольным перемещением поршня 9 в корпусе 6 из одного крайнего положения в другое. В крайнем левом положении поршня 9 сжатый воздух из напорного канала 2 подводится внутрь корпуса 6 и подается в рабочий канал 4, а из рабочего канала 5 через золотник 11 выходит через выхлопной канал 3 в атмосферу.
При подаче давления воздуха под крышку 7 золотник 11 с поршнем 9 смещается вправо и занимает правое крайнее положение, при котором сжатый воздух из напорного канала 2 подводится внутрь корпуса 6 и подается в рабочий канал 5, а из рабочего канала 4 через золотник 11 поступает в выхлопной канал 3. При подаче давления воздуха под крышку 8 переключение пневмораспределителя происходит аналогично.
При возвратно-поступательном перемещении поршня 9 в корпусе 6 осевые рабочие усилия передаются на выступы 12 золотника 11 посредством поверхностей упругого демпфирующего элемента 14, сопряженных с поверхностями поршня 9.
Размещение упругого элемента 14 на плечиках 13 золотника 11 по ширине шейки 10 поршня 9 обеспечивает демпфирование при передаче усилий от поршня 9 на золотник 11, а также исключает появление зазоров между ними, снижая ударные нагрузки и повышая стабильность и долговечность работы устройства.
Для надежной и качественной работы пневмораспределителя необходим плотный контакт опорной поверхности золотника 11 с распределительной плитой 1, который обеспечивается надежным поджимом с помощью упругого демпфирующего элемента 14, размещенного на плечиках 13 золотника 11 и взаимодействующего с шейкой 10, размещенной между выступами 12 золотника 11.
Перемещение золотника 11, выполненного из полимерного материала, по поверхности распределительной плиты 1, позволяет значительно снизить износ их взаимодействующих поверхностей, также обеспечивая их плотный контакт.
Благодаря таким перечисленным техническим преимуществам как снижение износа взаимодействующих поверхностей, снижения ударных нагрузок за счет демпфирования, обеспечение надежного контакта золотника с поршнем и распределительной плитой, обеспечивается повышение стабильности, надежности и долговечности пневмораспределителя.
1. Пневмораспределитель, характеризующийся тем, что он содержит распределительную плиту с напорным, выхлопным и рабочими каналами, установленный на основании корпус, в котором размещен поршень с выполненной на нем шейкой, и золотник с выступами, в основании которых выполнены плечики, при этом между выступами золотника размещена шейка поршня, и на плечиках золотника установлен по ширине шейки поршня упругий элемент с возможностью его взаимодействия с шейкой поршня.
2. Пневмораспределитель по п.1, отличающийся тем, что золотник выполнен из полимерного материала.
