Гидроцилиндры для верхнего привода

Гидроцилиндры

Гидравлический цилиндр позволяет преобразовать гидравлическую энергию потока жидкости в механическую — выходного звена, которым может являться шток, плунжер, поршень.

Типы гидроцилиндров

В зависимости от конструкции различают несколько видов гидравлических цилиндров.

По характеру хода
• Одноступенчатые
• Телескопические

По направлению действия рабочей жидкости
• Одностороннего действия
• Двухстороннего действия

По возможности торможения
• С торможением
• Без торможения

По виду рабочего звена
• Плунжерные
• Мембранные
• Сильфонные
• Поршневые
  • С односторонним штоком
  • С двухсторонним штоком

Устройство гидроцилиндра двухстороннего действия

Гидравлические цилиндры двухстороннего действия имеют две разделенные герметичные рабочие полости, в которые по разным трубопроводам подводится жидкость. Гидроцилиндры двухстороннего действия могут передавать развиваемое усилие как в прямом, так и в обратном направлениях.

Устройство гидроцилиндра двухстороннего действия рассмотрим на примере самой распространенной конструкции с односторонним штоком.

Гидроцилиндр с односторонним штоком

Основные элементы конструкции двухстороннего гидроцилиндра с односторонним штоком показаны на рисунке.

1. шток
2. передняя крышка
3. гильза
4. поршень
5. гайка
6. задняя крышка
7. грязесъемник
8. манжета штоковая
9. кольцо направляющее штоковое
10. манжета поршневая
11. кольцо резиновое
12. кольцо направляющее поршневое

Принцип работы гидроцилиндра

Рабочая жидкость от насоса, через распределитель направляется в одну из полостей (поршневую или штоковую), противоположная полость соединятся со сливом.

При поступлении жидкости в поршневую полость шток гидроцилиндра выдвигается, при необходимости преодолевая усилие нагрузки. При поступлении рабочей жидкости в штоковую полость шток гидроцилиндра втягивается.

Выдвинуть шток

Нейтральное положение

Втянуть шток

При поступлении жидкости в поршневую полость усилие, развиваемое гидроцилиндром можно вычислить по формуле:

При поступлении жидкости в штоковую полость эффективная площадь изменится, из площади поршня необходимо вычесть площадь штока.

Герметичность рабочих камер обеспечивается манжетными уплотнениями, не позволяющими перетекать жидкости из поршневой полости в штоковую. В крышке гидроцилиндра также устанавливают манжету для уплотнения штока, и грязесъемник для предотвращения попадания частиц загрязнения в полость цилиндра.

Гидроцилиндр с двухсторонним штоком

Усилие и скорость перемещения поршня со штоком при прямом и обратном ходе будут различными. Если необходимы одинаковые усилия или одинаковы скорости перемещения выходных звеньев, то используют гидроцилиндры с двухсторонним штоком.

В гидравлических цилиндрах этого типа один поршень связан с двумя штоками.

Для вычисления скорости и усилия гидроцилиндра с двусторонним штоком, можно применять формулы:

В современной технике применяются конструкции гидроцилиндров с двухсторонним штоком с закрепленным цилиндром и с закрепленным штоком.

Устройство гидроцилиндров одностороннего действия

Гидроцилиндры одностороннего действия способны развивать усилие лишь в одном направлении. Обратный ход таких цилиндров осуществляется под действием пружины, силы тяжести, или внешнего воздействия на шток.

Плунжерный гидроцилиндр

В гидроцилиндрах этого типа жидкость воздействует на плунжер, расположенный в рабочей камере. Обратный ход осуществляется за счет внешних сил или силы тяжести.

Плунжер способен передавать только усилие сжатия, величину усилия можно вычислить используя зависимость:

Скорость перемещения плунжера будет зависеть от диаметра плунжера и расхода рабочей жидкости.

Гидравлический цилиндр с пружинным возвратом

Гидроцилиндр с пружинным возвратом показан на рисунке.

При поступлении рабочей жидкости в поршневую полость осуществляется рабочий ход, пружина, расположенная в штоковой полости сжимается — шток выдвигается.

Обратный ход осуществляется за счет усилия пружины, поршневая полость при этом соединяется со сливом. Пружина может устанавливаться как в поршневой, так и в штоковой полости.

Гидроцилиндры специального исполнения

Рассмотрим несколько особых конструкций гидроцилиндров.

Телескопические гидроцилиндры

В телескопических гидроцилиндрах один шток размещен в полости другого штока. Это позволяет получить большую величину перемещения выходного звена при неизменных габаритах, так как в телескопических цилиндрах ход может превышать длину гильзы.

Телескопический гидроцилиндр одностороннего действия

Рабочая жидкость подводится в полость цилиндра через заднюю крышку. Секции выдвигаются последовательно — в первую очередь движение начнет секция с наибольшей эффективной площадью, затем с меньшей. Скорость при выдвижении каждой последующей секции будет увеличиваться, а усилие падать, в связи уменьшением эффективной площади. По этой причине расчетным должно быть усилие на секции с минимальной эффективной площадью.

Обратный ход осуществляется под действием внешних сил, рабочая полость при этом соединяется со сливом.

Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия

Подвод рабочей жидкости в представленной на рисунке конструкции осуществляется через шток.

Выдвижение секций, осуществляется в том же порядке, что и в телескопических гидроцилиндрах одностороннего действия.

Обратный ход обеспечивается подводом рабочей жидкости в штоковую полость, поршневая полость при этом соединяется со сливом.

Комбинированные гидроцилиндры

Для увеличения усилия на штоке гидроцилиндра, при отсутствии возможности увеличения наружного диаметра, используют тандемные или последовательно установленные гидроцилиндры. Схема сдвоенного гидроцилиндра показана на рисунке.

В данном случае увеличение усилия достигается за счет добавления второй рабочей камеры и дополнительного поршня, что позволяет увеличить эффективную площадь гидроцилиндра.

Характеристики гидроцилиндров

Основные параметры гидроцилиндров можно разделить на несколько групп.

Геометрические параметры

• Диаметр поршня (гильзы), иногда его называют диаметром гидроцилиндра, наиболее распространненными являются диаметры: 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 620, 800 миллиметров.
• Диаметр штока, стандартизированы следующие диаметры штоков гидравлических цилиндров: 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 миллиметров.
• Ход — величина максимально возможного перемещания поршня со штоком или плунжера гидроцилиндра

Гидравлические параметры

• Номинальное рабочее давление — давление, при котором гидроцилиндр будет работать в номинальном, расчетном режиме, при этом сохраняя параметры работы и надежности, гарантированные произодителем. Величина давления в гидроцилнре опредяляется значением нагрузки, при этом она может быть ограничена настройки предохранительного или редукционного клапана. При отсутвии нагрузки давление в цилиндре обуславливается только потерями на трение.
• Расход жидкости, поступающий в гидроцилинлдр.

Механические параметры

• Усилие развиваемое гидроцилиндром — пропорционально давдлению и эффективной площади, на которую воздействует жидкость.
• Скорость перемещения штока — определяется величиной расхода жидкости, поступающей в гидроцилиндр и его эффективным диаметром.

Расчет гидроцилиндра

Попробуем разабраться как характеристики гидроцилиндра связаны между собой, и как на них влияют параметры работы гидопривода.

При поступлении жидкости в поршневую полость жидкость воздействует на поршень, усилие развиваемое гидроцилиндром в этом случае будет пропорционально давлению и площади поршня:

Скорость перемещения поршня со штоком будет зависеть от диаметра поршня и расхода жидкости:

При подаче жидкости в штоковую полость гидроцилиндра, давление будет воздействовать на кольцевую поверхность, образованную наружными диаметрами поршня и штока. Усилие в этом случае можно вычислить, используя зависимость:

Скорость перемещения поршня при подводе жидкости в штоковую полость будет зависеть не только от диаметра поршня и расхода, но и от диаметра штока:

Типовые конструкции гидроцилиндров

Несмотря на огромное разнообразие конструкций гидравлических цилиндров существуют, типовые решения, применяемые при проектировании гидроцилиндров, рассмотрим некоторые из них.

Гидроцилиндр на шпильках

Передняя и задняя крышка гидроцилиндров этой конструкции связаны шпильками (анкерами), гильза зажата между крышками цилиндра. Уплотнение поршня обеспечивается двумя манжетами.

Круглый гидроцилиндр

В представленной конструкции крышки крепятся к круглым фланцам, закрепленным с помощью сварки или резьбы на гильзе. Показанный на рисунке тип уплотнения поршня обеспечивает уплотнение в обоих направлениях.

Сварной гидроцилиндр

Крышки приварены к гильзе, конструкция неразборная, неремонтопригодная. В цилиндре установлены компактные поршневые уплотнения.

Чертеж гидроцилиндра

Конструкторская документация на гидроцилиндр должна включать в себя:

• сборочный чертеж гидроцилиндра,
• спецификацию,
• рабочие чертежи деталей.

В качестве примера конструкции гидравлического цилиндра предлагаем вам ознакомиться со сборочным чертежом одноштокового гидроцилиндра двухстороннего действия. Передняя крышка данного цилиндра имеет резьбовое соединение с гильзой, задняя крышка с проушиной приварена к гильзе. Поршень зафиксирован на штоке с помощью резьбовых втулок, зафиксированных от поворота с помощью штифта.

Для того, чтобы скачать чертеж гидроцилиндра в формате pdf щелкните по изображению.

Вы также можете скачать чертеж гидроцилиндра в формате dwg.

Источник

Полезное

Гидроцилиндры – устройства, которые превращаю гидравлическую энергию, в механическую и способствуют увеличения расстояния рабочей длины, за счет движения штока. Внутренняя емкость заполняется специальной жидкостью, которая создает давление на поршень, из-за чего происходит выдвижение штока. У этих устройств плавный ход, равномерное регулирование давления, низкий уровень шума и хорошая мощность.

Классификация и требования к гидроцилиндрам описаны в ГОСТ 16514-96. Основной конструкционный параметр – возвратный механизм стержня с креплением. Для этого может использоваться пружина (односторонние модели), или второй клапан для возвратно-поступательного движения под воздействием рабочей жидкости. Также есть вариант использования возврата поршня под собственным весом груза, например, платформы и так далее. Можно подобрать модель с определенным размером корпуса, принципом действия, диаметром поршня и ходом штока в зависимости от необходимой потребности и поставленных технических условий. Есть варианты изготовления для особо тяжелых и сложных условий, например, в пониженных или повышенных температурах или при сильном коррозийном внешним воздействием.

Сферы применения

Гидроцилиндры – универсальные приспособления для создания механического усилия Область их применения на столько огромна и универсальна, что вмещает в себя все сферы деятельности человека. От пищевой до тяжелой промышленности, в изготовление машин, спецтехники и различного оборудования. Данный прибор в общем смысле представляет из себя объемный двигатель с возвратно-поворотными или возвратно-поступательными движениями. Принципы работы гидроцилиндра широко используются в космонавтике, авиации, строительстве дорог, а также на подъемно-транспортных машинах и в землеройной отрасли. Механизм нашел применение в различном оборудовании, включая кузнечнопрессовые машины и металлорежущие станки. Если рассмотреть простейший случай, то можно сказать, что гидроцилиндр — это гильза в форме цилиндрической трубки с внутренней поверхностью, подвергшейся тщательной обработке. Внутри устройства находится специальный поршень с манжетами в виде уплотнений из резины. Последние служат для того, чтобы рабочая жидкость не перетекала через разделенные полости цилиндра. В эксплуатации применяются особые минеральные масла. Устройство и принцип работы гидроцилиндра подразумевают подачу жидкости в полость. Поршень получает определенное давление и начинает перемещаться. На полированную поверхность стержня передается усилие от поршня через шток. Правильное направление определяется при помощи грундбукса. Процессы подвода и отведения рабочей жидкости в цилиндре происходят через две укрепленных в гильзе крышки. Также у штока присутствует уплотнение из нескольких манжет. Первая из них служит для предотвращения утечки рабочей жидкости из гидроцилиндра, а вторая собирает попадающую внутрь грязь. Подвижный механизм и шток на резьбе соединяются специальной деталью или проушиной, которая обеспечивает подвижное закрепление корпуса агрегата.

Существует два основных принципа работы гидроцилиндра — с управлением при помощи гидрораспределителя или благодаря определенным средствам для регулировки гидравлического привода. При этом все действующие механизмы изготавливаются с повышенными показателями прочности и надежности. Конструктивные элементы вроде цилиндра и блока управления функционируют при высоких давлениях до 32 МПа. Для того чтобы лучше понять механизмы действия таких агрегатов, следует рассмотреть их основные актуальные разновидности.

Как выбрать

Подбор делается на основании технического задания. Предварительно рассчитывается размер, диапазон усилий, максимальный и минимальный вылет штока. Учитывается возможность автоматизации работы, способы крепления в агрегате, станке или производственной линии. Также учитываются все внешние условия и факторы и температуры.

Для выбора нужно проанализировать такие параметры:

• конструктивное исполнение, способ крепления – на проушинах со втулками или подшипниками;
• виды штуцеров – размер резьбы, ее тип, расположение внутри или снаружи;
• для пресс-форм и штампов применяются одноступенчатые цилиндры, телескопические нужны для увеличенного вылета стального стержня;
• наличие соединительных тяговых шланг, которые упрощают монтаж и эксплуатацию, имеют оптимальное отношение цены к качеству;
• гидроцилиндры с фиксацией штока применяются для механизмов с большими мощностями, система блокировки позволит повысить усилие.

По способу крепления штока и гильзы гидроцилиндры можно разделить на следующие группы:

• На проушинах с шарнирными подшипниками
• На проушине с шарнирным подшипником и цапфой на корпусе
• На проушине с шарнирным подшипником и с подготовкой задней крышки цилиндра под сварку с ответным элементом конструкции
• С подготовкой наружного конца штока под сварку ответной деталью и на проушине с шарнирным подшипником
• С подготовкой наружного конца штока под сварку с требуемой деталью и с креплением

Сначала анализируется место установки. Крепежные элементы должны подходить для надежной фиксации гидроцилиндра. Должно оставаться свободное пространство для обслуживания, ремонта и демонтажа. Для уменьшения вероятности поломки нужно соблюдать правила эксплуатации, своевременно выполнять осмотр и диагностику.

Теперь можно обозначить приблизительный алгоритм подбора гидроцилиндра:

• По условиям компоновки находят присоединительные и габаритные размеры
• Из условий внешней нагрузки определяют расчетное значение усилия приведенного к штоку гидроцилиндра
• Выбирают диаметр гидроцилиндра при усилии, необходимом для преодоления внешней нагрузки
• Определяют исполнение гидроцилиндра и способ его крепления
• Определяют ход штока гидроцилиндра
• Для обеспечения требуемого усилия выбирают номинальное давление
• Выбирают цилиндр с нужным диаметром поршня и штока с учетом значения скорости
• Исходя из заданной скорости перемещения штока определяют расход рабочей жидкости

Детальное устройство гидроцилиндров

Можно сказать, что гидроцилиндр это объемный гидродвигатель, в котором выходное звено совершает возвратно-поступательное движение. Гидравлический цилиндр позволяет преобразовать гидравлическую энергию потока жидкости в механическую — выходного звена, которым может являться шток, плунжер, поршень.

Типы гидроцилиндров

В зависимости от конструкции различают несколько видов гидравлических цилиндров.

• Двухпозиционные
• Многопозиционные
• Одноступенчатые
• Телескопические
• Одностороннего действия
• Двухстороннего действия
• С торможением
• Без торможения
• Плунжерные
• Мембранные
• Сильфоныне
• Поршневые

Устройство гидроцилиндра двухстороннего действия

Гидравлические цилиндры двухстороннего действия имеют две разделенные герметичные рабочие полости, в которые по разным трубопроводам подводится жидкость. Гидроцилиндры двухстороннего действия могут передавать развиваемое усилие как в прямом, так и в обратном направлениях. Самой распространенной конструкции гидроцилиндра двухстороннего действия является гидроцилиндр с односторонним штоком.

Гидроцилиндр с односторонним штоком

Основные элементы конструкции двухстороннего гидроцилиндра с односторонним штоком показаны на рисунке.

1. шток
2. передняя крышка
3. гильза
4. поршень
5. гайка
6. задняя крышка
7. грязесъемник
8. манжета штоковая
9. кольцо, направляющее штоковое
10. манжета поршневая
11. кольцо резиновое
12. кольцо направляющее поршневое

Рабочая жидкость от насоса, через распределитель направляется в одну из полостей (поршневую или штоковую), противоположная полость соединятся со сливом.

Принцип работы гидроцилиндра

При поступлении жидкости в поршневую полость шток гидроцилиндра выдвигается, при необходимости преодолевая усилие нагрузки. При поступлении рабочей жидкости в штоковую полость шток гидроцилиндра втягивается.

Выдвинуть шток. Нейтральное положение. Втянуть шток.
При поступлении жидкости в поршневую полость усилие, развиваемое гидроцилиндром можно вычислить по формуле:

При поступлении жидкости в штоковую полость эффективная площадь изменится, из площади поршня необходимо вычесть площадь штока.

Герметичность рабочих камер обеспечивается манжетными уплотнениями, не позволяющими перетекать жидкости из поршневой полости в штоковую. В крышке гидроцилиндра также устанавливают манжету для уплотнения штока, и грязесъемник для предотвращения попадания частиц загрязнения в полость цилиндра.

Гидроцилиндр с двухсторонним штоком

Усилие и скорость перемещения поршня со штоком при прямом и обратном ходе будут различными. Если необходимы одинаковые усилия или одинаковы скорости перемещения выходных звеньев, то используют гидроцилиндры с двухсторонним штоком.

В гидравлических цилиндрах этого типа один поршень связан с двумя штоками.

Для вычисления скорости и усилия гидроцилиндра с двусторонним штоком, можно применять формулы:

Наибольшее применение гидроцилиндр с двухстороннем штоком нашел на складцкой техники, в виде повторного гидроцилиндра руля. Также в виде рулевого гидроцилиндра он применяется и на многой другой спецтехники.

Устройство гидроцилиндров одностороннего действия

Гидроцилиндры одностороннего действия способны развивать усилие лишь в одном направлении. Обратный ход таких цилиндров осуществляется под действием пружины, силы тяжести, или внешнего воздействия на шток. Основным отличием таких устройств от плунжерных является возможность к созданию толкающего или тянущего усилия. Штоковая полость сообщается через сапун с атмосферой, однако попадания частиц пыли и грязи на рабочую поверхность не происходит.

Плунжерный гидроцилиндр

В гидроцилиндрах этого типа жидкость воздействует на плунжер, расположенный в рабочей камере. Обратный ход осуществляется за счет внешних сил или силы тяжести.

Плунжер способен передавать только усилие сжатия, величину усилия можно вычислить, используя зависимость:

Скорость перемещения плунжера будет зависеть от диаметра плунжера и расхода рабочей жидкости.

Применяемость такие гидроцилиндры нашли в основном на подъемниках, где возвратное движение происходит под массой груза. Например, гидроборт или складские подъемники.

Гидравлический цилиндр с пружинным возвратом

Гидроцилиндр с пружинным возвратом показан на рисунке.

При поступлении рабочей жидкости в поршневую полость осуществляется рабочий ход, пружина, расположенная в штоковой полости сжимается — шток выдвигается.

Обратный ход осуществляется за счет усилия пружины, поршневая полость при этом соединяется со сливом. Пружина может устанавливаться как в поршневой, так и в штоковой полости.

Применяемость таких гидроцилиндров в основном используется в прессах небольшой мощности до 100 т, так же используется там, где для движения нужен первый рывок, например, из-за особенностей угла крепления конструкции, в тех же гидробортах встречаются такие гидроцилиндры.

Гидроцилиндры специального исполнения

Телескопические гидроцилиндры

Свое название эти устройства получили за счет внешнего сходства с телескопами или подзорными трубами. Универсальность данных гидроцилиндров позволяет применять в их основе как односторонние, так и двухсторонние механизмы. В телескопических гидроцилиндрах один шток размещен в полости другого штока. Это позволяет получить большую величину перемещения выходного звена при неизменных габаритах, так как в телескопических цилиндрах ход может превышать длину гильзы.

Телескопический гидроцилиндр одностороннего действия

Рабочая жидкость подводится в полость цилиндра через заднюю крышку. Секции выдвигаются последовательно — в первую очередь движение начнет секция с наибольшей эффективной площадью, затем с меньшей. Скорость при выдвижении каждой последующей секции будет увеличиваться, а усилие падать, в связи уменьшением эффективной площади. По этой причине расчетным должно быть усилие на секции с минимальной эффективной площадью.

Обратный ход осуществляется под действием внешних сил, рабочая полость при этом соединяется со сливом.

Применение такие гидроцилиндры нашли в основном на самосвалах и высоких подъемниках, где требуется поднятие груза на большую высоту при наличии малых габаритов, а также при наличии постоянной обратной нагрузки которая и обеспечивает закрытие гидроцилиндра.

Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия

Отвод рабочей жидкости в представленной на рисунке конструкции осуществляется через шток.
Выдвижение секций, осуществляется в том же порядке, что и в телескопических гидроцилиндрах одностороннего действия.
Обратный ход обеспечивается подводом рабочей жидкости в штоковую полость, поршневая полость при этом соединяется со сливом.
Применение таких гидроцилиндров в основном используется на установках кран-манипулятор, требующее выдвижение и закрытия стрелы, под любым углом, не зависимо от наличия обратной нагрузки.

Комбинированные гидроцилиндры

Для увеличения усилия на штоке гидроцилиндра, при отсутствии возможности увеличения наружного диаметра, используют тандемные или последовательно установленные гидроцилиндры. Схема сдвоенного гидроцилиндра показана на рисунке.

В данном случае увеличение усилия достигается за счет добавления второй рабочей камеры и дополнительного поршня, что позволяет увеличить эффективную площадь гидроцилиндра.
Применяемость часто встречается как рулевого гидроцилиндра на тяжелых трех или четырехосных грузовиках типа MAN.
Моментные гидроцилиндры
По принципу действия моментные гидроцилиндры схожи с силовыми гидроцилиндрами. Главное отличие заключается в том, что шток моментных гидроцилиндров выполняет не поступательные движения в прямом и обратном направлении, а вращательные. Угол поворота штока ограничен 360º. Моментные гидроцилиндры также часто называют поворотными гидроцилиндрами, или просто подворотниками

Общий вид моментного гидроцилиндра.

Корпус (1) моментных гидроцилиндров имеет цилиндрическую форму. Внутри корпуса расположен поворотный ротор (2), который вращается на подшипниках. На роторе закреплена пластина (лопасть) (3). Неподвижная перемычка разделяет рабочую область гидроцилиндра на две полости. Поток жидкости от насоса подается в одну из полостей. Давление, создаваемое жидкостью, действует на пластину (лопасть), заставляя ротор вращаться в нужном направлении. Из другой полости жидкость поступает в распределитель, а затем в гидробак.

Рис.2. Условное обозначение моментного гидроцилиндра на гидравлических схемах.

Основная трудность при изготовлении моментных гидроцилиндров заключается в обеспечении их герметизации. Внутренняя герметизация может быть нарушена за счет недостаточной жесткости деталей гидроцилиндра. В качестве уплотнителей, рекомендуется использовать подшипники из текстолита, поскольку данный материал допускает удельное давление до 100 кгс/м2.
В зависимости от количества пластин (лопастей) моментные гидроцилиндры могут быть однолопастными (Рис.3.а) и многолопастными (Рис.3.б).

Рис.3. Принципиальные схемы, а). однолопастных и б). многолопастных моментных гидроцилиндров. Расчет моментного гидроцилиндра сводится к определению крутящего момента и угловой скорости.

Где ∆p – перепад давления между полостями гидроцилиндра, b – ширина пластины (лопасти), d – диаметр ротора, D – внутренний диаметр гидроцилиндра, Q – расход, z – число лопастей.
Гидроцилиндры выпускаются в основном на перепад давления 200-300 кгс/см2.
По сути моментные гидроцилиндры представляют из себя безынерционные двигатели, которые способны развивать большие крутящие моменты, вне зависимости от скорости движения. Их использование в большинстве случаев упрощает кинематику механизмов.
Моментные гидроцилиндры широко используют в сельскохозяйственной технике и машинах специального назначения. Их применяют для поворота ковша экскаватора, поворота платформы лесоукладчиков и любых других целей, требующих возвратно-поворотного оборудования.

К явным преимуществам моментных гидроцилиндров можно отнести их компактность, по сравнению с гидроцилиндрами других типов, высокую прочность и эффективность при работе в жестких условиях эксплуатации.

Наши специалисты помогут вам выбрать из широкого ассортимента готовый гидравлический цилиндр поворотного типа или спроектируют и изготовят необходимый моментный гидроцилиндр по индивидуальному заказу.

Характеристики гидроцилиндров

Основные параметры гидроцилиндров можно разделить на несколько групп.

Геометрические параметры

• Диаметр поршня (гильзы), иногда его называют диаметром гидроцилиндра, наиболее распространенными являются диаметры: 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 620, 800 миллиметров.
• Диаметр штока, стандартизированы следующие диаметры штоков гидравлических цилиндров: 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 миллиметров.
• Ход — величина максимально возможного перемещения поршня со штоком или плунжера гидроцилиндра

Гидравлические параметры

• Номинальное рабочее давление — давление, при котором гидроцилиндр будет работать в номинальном, расчетном режиме, при этом сохраняя параметры работы и надежности, гарантированные производителем. Величина давления в гидроцилиндре определяется значением нагрузки, при этом она может быть ограничена настройки предохранительного или редукционного клапана. При отсутствии нагрузки давление в цилиндре обуславливается только потерями на трение.
• Расход жидкости, поступающий в гидроцилиндр.

Механические параметры

• Усилие, развиваемое гидроцилиндром — пропорционально давлению и эффективной площади, на которую воздействует жидкость.
• Скорость перемещения штока — определяется величиной расхода жидкости, поступающей в гидроцилиндр и его эффективным диаметром.

Расчет гидроцилиндра

Попробуем разобраться как характеристики гидроцилиндра связаны между собой, и как на них влияют параметры работы гидропривода.

При поступлении жидкости в поршневую полость жидкость воздействует на поршень, усилие, развиваемое гидроцилиндром в этом случае будет пропорционально давлению и площади поршня пример формулы показан ниже:

Скорость перемещения поршня со штоком будет зависеть от диаметра поршня и расхода жидкости пример формулы приведен ниже:

При подаче жидкости в штоковую полость гидроцилиндра, давление будет воздействовать на кольцевую поверхность, образованную наружными диаметрами поршня и штока. Усилие в этом случае можно вычислить, используя зависимость:

Скорость перемещения поршня при подводе жидкости в штоковую полость будет зависеть не только от диаметра поршня и расхода, но и от диаметра штока:

Типовые конструкции гидроцилиндров

Несмотря на огромное разнообразие конструкций гидравлических цилиндров существуют, типовые решения, применяемые при проектировании гидроцилиндров.

Гидроцилиндр на шпильках

Передняя и задняя крышка гидроцилиндров этой конструкции связаны шпильками (анкерами), гильза зажата между крышками цилиндра. Уплотнение поршня обеспечивается двумя манжетами.

Круглый гидроцилиндр

В представленной конструкции крышки крепятся к круглым фланцам, закрепленным с помощью сварки или резьбы на гильзе. Показанный на рисунке тип уплотнения поршня обеспечивает уплотнение в обоих направлениях.

Сварной гидроцилиндр

Это самый простой и распространенный вид гидроцилиндров, прост в сборке и надежен в эксплуатации, единственным недостатком такой конструкции является его трудоемкость при ремонте.

Конструкторская документация на гидроцилиндр должна включать в себя:
• сборочный чертеж гидроцилиндра
• спецификацию

Передняя крышка данного цилиндра имеет резьбовое соединение с гильзой, задняя крышка с проушиной приварена к гильзе. Поршень зафиксирован на штоке с помощью резьбовых втулок, зафиксированных от поворота с помощью штифта.

Перемещение поршня и штока гидроцилиндра осуществляется за счет поступления рабочей жидкости в одну из герметичных полостей.

Усилие, развиваемое цилиндром, определяется давлением и площадью поршня. Для создания высокого давления в полости гидравлического цилиндра необходимо обеспечить его герметичность, то есть надежно уплотнить поршень и шток.

Уплотнения между гильзой и поршнем цилиндра называют поршневыми.

Между штоком и передней крышкой также необходимо обеспечить герметичное соединение, при этом, сохранив возможность линейного перемещения.

Уплотнения между штоком и передней крышкой гидравлического цилиндра называют штоковыми.

Грязесъемник не допускает попадания загрязняющих частиц в полость гидравлического цилиндра.

В зависимости от условий работы, и требований, предъявляемых к гидроцилиндру, могут использоваться различные типы поршневых уплотнения. Самым распространённым уплотнением является так называемое уплотнение ТПМ, это сборное уплотнение включает в себя не только саму манжету, но направляющие опорные кольца. Недостаток такого уплотнения — это не очень высокое рабочее давление до 200Br.

Поршневое уплотнение двойного действия для средних условий работы содержит фигурное резинотканевое кольцо, по бокам которого установлены фасонные кольца против выдавливания и примыкающие к ним опорно-направляющие кольца из стекло-наполненного полимера. Этот компактный уплотнительный узел устанавливается в простую по геометрии посадочную канавку с нежесткими допусками. Срок службы таких уплотнений составляет 20 лет.

Поршневое уплотнение для тяжелых условий работы содержит опорно-направляющее кольцо из феноло-альдегидного полимера и специального уплотнения, состоящего из фторопластового динамического уплотнительного элемента, усиливающего элемента из специальной резины и двух колец против выдавливания. Такие высокоэффективные уплотнения применяются при высоком давлении (до 60 МПа), требуют незначительных размеров посадочных канавок и легко собираются в моноблочном поршне.

Изготавливаются, как правило из резины. Кольца могут быть различного профиля и сечений.

В основном применяются в пневматике.

Поршневые разрезные кольца

Не обеспечивают такой герметичности как манжеты, однако способны работать при очень высоких температурах.

Наиболее распространенный и совершенный тип поршневых уплотнений. Манжеты обеспечивают высокую герметичность и надежность. Они могут быть изготовлены из резины, полиуретана и других полимеров. Устанавливаются манжеты в специальные канавки. Для надежной центровки поршня в гильзе совместно с манжетами используются разрезные направляющие кольца.

Иногда в цилиндрах двухстороннего действия устанавливают две манжеты, развернутые в разные стороны. Обычно их используют высокими для цилиндров с не частым рабочим циклом и без направляющих опорных колец поршня.

Манжеты также имеют различную конфигурацию и исполнения в зависимости от технического задания и нагрузок гидроцилиндра, обеспечивают манжеты хорошую герметичность, а также выдерживаю хорошие нагрузки. Недостаток работы плохое обеспечение герметичности при наличие высоких температур.

Штоковый уплотнительный узел содержит опорно-направляющее буферное, уплотнительное кольца и грязесъемник. Буферное кольцо содержит фасонный круглый элемент из фторопласта и подпорного круглого резинового кольца. Буферное кольцо служит для компенсации скачков давления, возникающих в рабочих полостях гидроцилиндра. Это кольцо существенно увеличивает срок службы штоковых уплотнений и повышает их надежность. Уплотнительное U — образное манжетное кольцо выполнено из полиуретана.

Обычные резиновые кольца различного сечения, основное применение пневматика и гидравлика с небольшими давлениями и нагрузками.

Представляет собой набор шевронных манжет, которые расположены между опорным и нажимным кольцами.

Это не плохой вариант использования манжет для больших и тяжелых гидроцилиндров с большими диаметрами и не очень большим рабочим давлением. В основном такие манжеты изготавливают из резинотканевого материала, для габаритных и объемных гидроцилиндров где демонтаж-монтаж такого гидроцилиндра очень сложный и трудоемкий процесс. Данный вид манжет имеет возможность регулировке при износе, что увеличивает срок службы до ремонта.

Защита от загрязнений важная часть конструкции гидроцилиндра, ведь попадание частиц под манжету может повлиять на герметичность. А так же на преждевременный износ гильзы и штока.

Грязесъемники изготавливаются из резины или полиуретана. Их профиль позволяет снимать частицы грязи и других внешних загрязнений, налипшие на шток.

Установка сопутствующих агрегатов

Необходимость установки данного элемента базируется на том, к какому типу принадлежит гидроцилиндр и для каких целей используется. Для одностороннего устройства характерно наличие седла, запорно-регулирующего элемента в форме шарика, поршня с толкателем, а также пружины. Принцип работы гидроцилиндра и его замка заключается в том, что при отсутствии давления в линии управления рабочая жидкость перетекает из одного канала в другой, тем самым сдвигая шарик. Однако обратного хода не происходит, потому как под действием потока запорно-регулирующий элемент крепко прижимается к седлу. Если же давление в линии управления присутствует, то рабочая жидкость беспрепятственно перемещается между двумя каналами. Такое дополнительное оборудование используется для получения более высокой безопасности и надежности работы гидроцилиндра, где исключаются возможные перетечки как поршневой полости, так и сопутствующих правильной работе гидроцилиндра оборудовании.
В сдвоенном гидрозамке совмещаются сразу два обратных клапана. Они располагаются в одном корпусе так, что линия управления каждого из них соединяется со входом другого. Принцип работы гидрозамка гидроцилиндра в таком случае основан на том, что рабочая жидкость движется в обратном направлении только при наличии давления в отсеке. При этом каждая из двух сторон механизма работает независимо.

Типичные неисправности гидроцилиндров: причины и ремонт

Гидравлический цилиндр (гидроцилиндр) — простой, но очень важный элемент гидросистемы большинства спецтехники. Данный агрегат с возвратно-поступательным движением, который отвечает

Этапы ремонта гидравлики

Первая стадия заключается в проведении диагностики для выяснения характера и причины неисправности механизма. По результатам дефектовки будет составлен комплекс мер по восстановлению работоспособности гидроузлов. Широкий ассортимент запчастей позволяет нам починить гидравлические системы на месте эксплуатации техники. Но в случае серьезной поломки производится поставка вышедшего из строя гидрооборудования на нашу базу для проведения полного цикла работ.

Источник