Статья на тему «Гидроцилиндры» — МетодыПроектирования.рф
Описание
Гидроцилиндры
1 Область применения гидроцилиндров
Гидроцилиндр является объемным гидродвигателем, преобразующим энергию потока масла подаваемого под давлением в поступательное движение его выходного звена – штока. Он являются наиболее востребованным и часто применяемым типом гидродвигателя, поскольку позволяет обеспечить привод широкого спектра механизмов машин, оборудования и оснастки с самой разнообразной кинематикой движения. При этом гидроцилиндр позволяет реализовать практически любой цикл (непрерывный или с наличием остановок) и режим работы, обеспечивая различную величину скорости, перемещения и развиваемого усилия выходным звеном приводимого механизма. Независимо от области применения все варианты использования гидроцилиндров можно разделить на два вида:
- гидравлический привод, в котором шток гидроцилиндра непосредственно связан с поступательно перемещающимся выходным звеном приводимого механизма (ползуном, кареткой),
- гидравлический привод, в котором шток гидроцилиндра шарнирно соединен с ведущим звеном приводимого механизма (кривошипом, кулисой, коромыслом), совершающим вращательное, качательное или сложное движение
Рис 1 Общий вид вертикального и горизонтального гидравлических прессов
Примером первого варианта использования гидроцилиндров могут служить различного рода гидравлические пресса. На Рис 1а показан общий вид двухстоечного гидравлического пресса, в котором исполнительный механизм содержит, установленный на верхней траверсе станины гидроцилиндр, шток которого закреплен на ползуне, выполненным в виде горизонтальной плиты с вертикальными цилиндрическими направляющими. На Рис 1
Рис 2 Традиционная конструкция схвата манипулятора с гидравлическим приводом
Примером второго варианта использования гидроцилиндров могут служить различные механизмы зажима схватов автоматических манипуляторов и промышленных роботов с приводом от гидроцилиндра. На Рис 2 показана традиционная конструкция зажимного механизма схвата автоматического манипулятора с гидравлическим приводом. Он содержит гидроцилиндр 1, нижняя крышка которого закреплена на кронштейне с проушинами 5, в которых выполнены отверстия для установки осей 6 рычажного механизма, а шток гидроцилиндра соединен с траверсой 2, на которой шарнирно установлены ползушки 3, контактирующие с открытыми пазами ведущих двуплечих рычагов 4, шарнирно соединенных осями 6 с кронштейнами 9, оснащенными сменными прижимными губками 8. Кроме того, кронштейны 9, посредствам осей 6 и тяг 7 шарнирно соединены с проушинами 5, и при этом образуют вместе с ведущими двуплечими рычагами 4 механизм параллелограмма.
При подаче масла под давлением в штоковую полость гидроцилиндра 1, его шток втягивается, и, перемещая при этом траверсу 2, заставляет ведущие двуплечие рычаги 4 поворачиваться, благодаря наличию шарнирного соединения тяг 7 с проушинами 5 и кронштейнами 9 и образования, таким образом, вместе с ведущими двуплечими рычагами 4 и кронштейнами 9 механизма параллелограмма, обеспечивает параллельное сведение прижимных губок 8 и зажим детали подлежащей транспортированию. Для разжима схвата и освобождения перенесенной им детали, масло снова подается в поршневую полость гидроцилиндра 1 и детали рычажного механизма зажима (рычаги 4 и тяги 7) перемещаются в обратном направлении, разводя прижимные губки.
На Рис 3 показана конструкция рычажного зажимного механизма свата манипулятора с гидравлическим приводом обеспечивающая увеличенное разведение его губок. Он содержит шарнирно установленный на стенках фланца руки манипулятора 3 приводной гидроцилиндр 1, шток которого посредством оси 4 шарнирно соединен с ведущей губкой 5 схвата, также шарнирно установленной на фланце руки манипулятора 3 посредством оси 6 и соединенной с помощью осей 7 и 9 и тяги 8 с ведомой губкой 10 схвата.
Работает схват манипулятора следующим образом. При подаче мала под давлением в штоковую полость гидроцилиндра 1 губки 5 и 10 находятся в исходном разведенном положении, как показано на Рис. 3. Значительное расстояние между губками находящимися в разведенном положении обеспечивается благодаря большому соотношению их ведущих и ведомых плеч. При подаче масла в поршневую полость гидроцилиндра 1 его шток выдвигается и поворачивает против часовой стрелки ведущую губку 5 схвата, которая, будучи шарнирно соединенной посредством тяги 8 с ведомой губкой 10 , поворачивает последнюю по часовой стрелке, что приводит к сведению обоих губок и зажиму переносимой манипулятором детали.
2 Основные типы гидроцилиндров
Тип гидроцилиндра определяет его конструктивные особенности и соответственно специфику проектирования. Тип цилиндра определяетсяналичием поршня и штока(ов), количеством рабочих полостей в которые подводится масло, способом подвода масла. Основные типы гидроцилиндров показаны на Рис 4
Подавляющая часть гидроцилиндров применяемых в машиностроении делятся на два типа: одностороннего действия и двухстороннего действия. Гидроцилиндры двухстороннего действия содержат поршень(и) и шток(и), которые образуют в корпусе гидроцилиндра две рабочие полости, поршневую и штоковую (см. Рис 4а, б, г, д). Данный тип гидроцилиндров может иметь один (см. Рис. 4а), или два штока (см. Рис. 4г, д), а также неподвижно закрепленный (см. Рис. 4а, д), или подвижный корпус (см. Рис. 4б, г), что соответственно определяет подвод масла в его рабочие полости, или через корпус гидроцилиндра, или через его шток. Гидроцилиндры одностороннего действия делятся на гидроцилиндры с пружинным возвратом и плунжерные гидроцилиндры. Гидроцилиндр с пружинным возвратом (см. Рис 4
Кинематика работы приводимого гидроцилиндром механизма определяет конструктивное исполнение его крепления на станине или раме машины. На Рис 5 показаны наиболее часто встречающиеся способы крепления корпуса гидроцилиндра:
- крепление корпуса гидроцилиндра на лапах (Рис 5а)
- шарнирное крепление на задней крышке корпусе гидроцилиндра (Рис 5б),
- шарнирное крепление на передней крышке корпуса гидроцилиндра (Рис 5в),
- шарнирное крепление на промежуточной цапфе корпуса гидроцилиндра (Рис 5г),
- крепление передней крышки корпуса гидроцилиндра на плите (Рис. 5д),
При этом возникает необходимость в решении следующих задач:
- торможение штока в конце хода,
- изменение скорости движения штока в процессе его перемещения,
- изменение усилия создаваемого гидроцилиндром в процессе его работы,
- увеличение количества положений штока гидроцилиндра,
- получение хода штока большего длины гидроцилиндра,
- сложное движение штока гидроцилиндра (выдвижение с параллельным вращением)
Для достижения торможения гидроцилиндра в конце хода в его конструкцию встраиваются дополнительные устройства. Изменение скорости движения штока гидроцилиндра в процессе его перемещения достигается изменением расхода потока масла подаваемого в его рабочую полость или сливаемого из него. Пример конструктивной схемы разноскоростного гидроцилиндра двухстороннего действия показан на Рис 6б. Этот гидроцилиндр дополнительно оснащен неподвижно закрепленной трубой, установленной со стороны поршневой полости и входящей во внутреннюю полость штока гидроцилиндра. Для ускоренного перемещения штока гидроцилиндра влево масло от насоса под давлением подается через отверстие в трубе во внутреннюю полость штока и одновременно под небольшим давлением, например из наполнительного бака масло поступает поршневую полость, при этом масло из штоковой полости гидроцилиндра идет на слив. Для замедленного перемещения штока гидроцилиндра масло от насоса под давлением подается одновременно в поршневую полость гидроцилиндра и во внутреннюю полость штока. Для возврата штока в исходное правое положение масло под давлением от насоса подается в штоковую полость гидроцилиндра, а из поршневой полости и внутренней полости штока идет на слив. Изменение усилия создаваемого гидроцилиндром обеспечивается при использовании тандемных гидроцилиндров, или гидроцилиндров со встроенным мультипликатором. Для получения увеличенного количества положений штока гидроцилиндра могут использоваться дискретные гидроцилиндры, конструктивная схема которого показана
Гидроцилиндр для пресса: принцип действия, характеристики, виды
Гидравлический цилиндр, присутствующий в оснащении многих технических устройств как промышленного, так и бытового назначения, представляет собой двигатель возвратно-поступательного действия, подвижным узлом в котором может быть его шток или корпус. Так, гидроцилиндр для пресса выступает в роли механизма, который приводит в движение основной рабочий орган такого оборудования – пресс-форму. При относительно небольших габаритах гидроцилиндры способны создавать усилия, измеряемые десятками тонн. В связи с этим сегодня сложно найти производственное предприятие, в оснащении которого не присутствуют прессы, приводимые в действие такими эффективными механизмами.
Главный гидроцилиндр пакетировочного пресса для металла способен развивать усилие до 31500 кН
Сферы применения
Если говорить о наиболее распространенной области применения гидроцилиндров, то ею является оснащение прессов различного назначения. Прессы, приводным органом которых выступает гидроцилиндр, активно используются на предприятиях, занимающихся переработкой сельскохозяйственной продукции, на металлургических и машиностроительных предприятиях, а также во многих других сферах.
Прессы, оснащенные гидроцилиндрами различной мощности, успешно применяются для решения следующих задач:
- запрессовки и выпрессовки подшипников и различных валов;
- гибки и резки металла;
- склеивания изделий из различных материалов, выполняемого под воздействием давления;
- отжима масла и сока из растительного сырья.
Рабочим органом этой ручной опрессовки наконечников является гидравлический цилиндр
Прессы, оснащенные гидроцилиндрами, активно используются не только на производственных предприятиях, но и в быту (в частности, для отжима соков из плодово-ягодного сырья, а также для решения задач по ремонту автомобильной и любой другой техники). Многие домашние мастера изготавливают такие прессы своими руками, используя в качестве основного рабочего органа автомобильный домкрат, который, по сути, является типичным гидроцилиндром, способным развивать достаточно серьезные усилия – до 50 тонн и больше.
В зависимости от назначения пресса для его оснащения подбирают гидроцилиндры с соответствующими техническими характеристиками. Основные из таких характеристик – рабочее давление и скорость, с которой перемещается плунжер.
Гидроцилиндр этого настольного пресса приводится в действие с помощью ручной насосной станции
Принцип действия
В основу принципа действия гидравлического цилиндра положены два закона физики. Один из них гласит, что жидкость, на которую оказывается давление, практически не изменяется в своем объеме. Согласно второму (закону Паскаля), жидкость, на которую оказано давление, передает его без изменений в любую точку и во всех направлениях.
Таким образом, если создать замкнутую гидросистему, элементами которой будут два цилиндра разного диаметра, оснащенные поршнями и соединенные между собой трубопроводом, жидкость, нагнетаемая по трубопроводу поршнем цилиндра меньшего диаметра в цилиндр с поршнем большего диаметра, будет оказывать на последний большее давление. По данной схеме работают все гидроцилиндры, являющиеся, по сути, гидроредукторами.
Устройство поршневого гидроцилиндра
Гидроцилиндры для оснащения прессов отличаются не только простотой конструкции, но и другими достоинствами:
- высокой эффективностью, демонстрируемой при работе с большими нагрузками;
- возможностью выполнения точных настроек параметров функционирования;
- высокой надежностью и защищенностью от перегрузок, которая обеспечивается использованием в конструкции предохранительных клапанов;
- компактными габаритами и небольшим весом;
- высокой энергоэффективностью, что обеспечивает экономичность использования таких устройств.
Конструктивные особенности систем на основе гидроцилиндров
Технические системы, функционирование которых обеспечивает гидроцилиндр, состоят из следующих элементов:
- гидроцилиндра;
- гидромотора;
- насоса;
- аварийного клапана;
- емкости, в которой содержится рабочая жидкость.
Гидравлическая схема пресса (упрощенная)
Непосредственно сам гидроцилиндр состоит из следующих конструктивных элементов:
- корпуса;
- поршня, жестко соединенного со штоком;
- крышки блока, которая оснащена гидроаппаратурой, позволяющей управлять параметрами работы устройства.
Производительность системы на основе гидроцилиндра зависит от ряда параметров:
- уровня давления рабочей жидкости, нагнетаемой насосом;
- диаметра рабочей поверхности поршня;
- объема рабочей камеры устройства.
Гидроцилиндры с фланцевым креплением со стороны головки
Большое значение для эффективности работы гидравлического цилиндра имеют характеристики используемой рабочей жидкости:
- химический состав и плотность;
- пределы температур, при которых рабочая жидкость сохраняет свои изначальные качества;
- склонность к развитию окислительных процессов.
Важным качеством рабочей жидкости для гидроцилиндра, на которое следует обращать внимание при ее выборе, является способность сохранять свои изначальные характеристики при контакте с водой (вода может попасть в гидросистему извне).
Как показывает практика, в 70 % случаев выхода из строя или некорректной работы гидроцилиндра для устройства используется рабочая жидкость низкого качества. Итогом становится повышенный износ отдельных элементов гидросистемы, развитие коррозии на поверхностях металлических элементов, повышение вязкости масла, его засорение пылью или грязью, появление в его составе воды и воздуха. Естественно, что все подобные ситуации, возникновения и развития которых следует избегать, негативно отражаются на работоспособности самой гидросистемы и ее элементов.
Виды гидравлических цилиндров
Гидравлические цилиндры для прессов по целому ряду параметров делятся на различные типы. Так, в зависимости от направления воздействия, которое оказывают гидроцилиндры, они могут относиться к устройствам одностороннего и двухстороннего действия. По конструктивному исполнению выделяют:
- устройства поршневого типа;
- плунжерные гидроцилиндры;
- гидравлические цилиндры телескопического типа.
Схемы гидроцилиндров различного типа
Различаться может не только конструктивное исполнение гидроцилиндра, но и способ его установки на обслуживаемом им прессе. Так, в зависимости от данного параметра гидроцилиндр может быть жестко закрепленным или шарнирным.
В гидроцилиндрах одностороннего действия в полном соответствии с их названием создаваемое усилие прикладывается к их рабочему органу, в качестве которого может выступать поршень или плунжер, только в одном направлении. Перемещение данного элемента гидроцилиндра в обратном направлении обеспечивается за счет действия силы тяжести, применения пружины или использования дополнительного гидроцилиндра.
Гидроцилиндр с гидрозамком
При использовании для прессов гидроцилиндров одностороннего действия в комплекте с возвратной пружиной следует иметь в виду, что усилие, создаваемое при прямом ходе плунжера или поршня, будет меньше, чем формируемое аналогичным по размерам устройством двухстороннего действия. Объясняется это тем, что часть усилия расходуется на то, чтобы преодолеть силу упругости пружинного элемента.
Конструкция двухсторонних гидроцилиндров для прессов предусматривает применение рабочего органа с двумя рабочими плоскостями, что и позволяет использовать такое устройство для приложения усилия в двух направлениях. При подключении к гидросистеме следует иметь в виду, что одна часть цилиндра подключается к нагнетательному клапану, а вторая – к сточному.
Конструкция гидроцилиндра с двумя поршневыми группами, расположенными оппозитно
При использовании для прессов двухсторонних гидроцилиндров также следует учитывать тот факт, что усилие, которое они создают при прямом движении поршня, больше, при этом скорость его движения меньше, чем при обратном перемещении. Объясняется это разницей рабочих площадей поршня со стороны штока и со стороны его верхней части, на которые, соответственно, оказывается давление разной величины.
Гидравлические цилиндры телескопического типа достаточно редко используются для оснащения пресса. Применяются устройства данного типа в тех случаях, когда необходимо, чтобы величина вылета штока гидроцилиндра превышала длину его корпуса. Такие гидроцилиндры представляют собой устройства, состоящие из нескольких цилиндров, вложенных один в другой, при этом корпус каждого следующего цилиндра выступает в роли штока предыдущего. По направлению воздействия такие гидравлические цилиндры также могут относиться к одно- или двухсторонним. Чаще всего гидроцилиндры телескопического типа применяются для оснащения грузовых транспортных средств и грузоподъемной техники.
Гидравлический цилиндр для пресса с возможностью установки манометра
Рекомендации по эксплуатации
Эффективность и корректность функционирования гидроцилиндров, являющихся основными элементами гидросистем, зависят от качества и технического состояния последних. Именно поэтому к вопросам эксплуатации и технического обслуживания гидравлических цилиндров также следует подходить системно, оценивая все факторы, которые могут оказать влияние на эффективность их использования. Так, необходимо проверять насосы, масляные магистрали, клапанные устройства и фильтры.
Используя прессы, оснащенные гидроцилиндрами, способными развивать усилия, значения которых могут составлять десятки тонн, надо помнить не только о правилах эксплуатации такого оборудования, но и о соблюдении мер безопасности.
Оценка статьи:
Загрузка…Поделиться с друзьями:
Гидроцилиндры двухстороннего действия с односторонним штоком
Гидродвигатели широко применяются в различных хозяйственных отраслях: строительстве, транспорте, производственной сфере. Принцип их работы основан на преобразовании потоковой энергии масляной жидкости в заданное движение штока.
Благодаря этой инженерной разработке, появилась возможность создавать движущие механизмы, выдерживающие значительные силовые нагрузки: буры, экскаваторы, лифты, тяжелые станки и многое другое. В зависимости от характера движения, которое мы желаем получить на выходе, устройства подобного типа можно разделить по способу его соединения с объектом движения:
- Жесткое крепление создает поступательный ход, например, такой как мы наблюдаем в гидравлическом прессе.
- Шарнирное соединение позволяет добавить вращательный, качательный или более сложный ход узлу. Примером подобных конструкций могут служить как примитивные зажимы на автоматизированных станках, так и сложные роботы-манипуляторы.
Гидроустановки от «ГидроКуба»
Изучая промышленный рынок, научно-производственное предприятие «ГидроКуб» изготавливает качественное гидравлическое оборудование по максимальному запросу потребителя, а также по индивидуальному заказу.
Если у вас возникла необходимость в организации непрерывного или дискретного режима работы автоматики с простой или сложной кинематикой узлов, обратите внимание на гидроцилиндры двухстороннего действия в каталоге «ГидроКуба». На его страницах представлен весь модельный ряд выпускаемой нами продукции.
Двухсторонний гидроцилиндр, устройство
Существует множество конструкторских решений, которые уже реализованы в металле, они давно и успешно работают. Мы берем в производство самые эффективные и передовые разработки, постоянно совершенствуя их исполнение. Вот только несколько наиболее востребованных конструкций.
Гидроцилиндр двухстороннего действия с двухсторонним штоком
Принцип работы довольно простой. Для создания линейного усилия используется поступательное движение пары шток-корпус:
- Подвижный корпус имеет сквозное отшлифованное отверстие по всей длине. На его торцевых гранях монтируются соединительные втулки, укомплектованные направляющими кольцами. В них, внутри корпуса, прячется двухсторонний неподвижный шток.
- Для жесткой фиксации штока на какой-либо базе в нем с обеих сторон могут быть предусмотрены как резьбовые, так и любые другие виды соединений.
- Для уплотнения соединения дополнительно на втулку одеваются специальные манжеты.
- На корпус привариваются цапфы (или другие виды кронштейнов), обеспечивающие качательное движение ведущему звену механизма.
Такая конструкция позволяет добиться устойчиво сбалансированной целиковой пары, где корпус-втулка поступательно движется вдоль штока. Рабочее масло в систему поступает по продольным отверстиям штока.
Внимание! При необходимости у нас можно заказать и гидроцилиндр двухстороннего действия с односторонним штоком. В каталоге вы найдете более подробную информацию.
Конструкторская схема двухстороннего гидравлического цилиндра с движущимся корпусом и стационарным двухсторонним штоком.Гидроцилиндры поршневые двухстороннего действия со штоково-поршневыми противопарами
Часто в станочном оборудовании необходимо исполнить движение ползунковой или каретной пары друг к другу или друг от друга на одинаковое расстояние. Для подобных целей подходит двухсторонний гидроцилиндр, роль поршней в котором выполняют два полуштока.
Неподвижным останется корпус, который разделен на две равные камеры серединными перемычками. Внутри каждой полукамеры визави устанавливаются независимые подвижные штоки с цилиндрами. Разумеется, потребуется надежное уплотнение и общая балансировка механизма.
Для фиксированного закрепления системы в заданном осевом положении в перемычке предусмотрен специальный паз.
Конструкторская схема гидроцилиндра со стационарным корпусом и оппозитно размещенными поршневыми группамиГидравлический цилиндр двойного действия, корпус которого совершает качательный ход при выдвижении штока
В «ГидроКубе» также можно по выгодной цене купить гидроцилиндры двухстороннего действия с качающимся корпусом.
Конструкция подразумевает в наличии:
- подвижный сварной корпус, который может качаться в угловых пределах 180 градусов и выше (в зависимости от конфигурации узла, который необходим монтаж). Корпусная гильза с одной стороны приварена к фланцу, а с другой – к крышке, которая, в свою очередь, крепится шарнирно к главной базе через внушительную проушину. Ось крепления определяется бугристой направляющей втулкой, поджатой винтами к фланцу гильзы;
- рабочую пару поршень+шток, смонтированную посредством гайки.
Ось крепления гильзы имеет два защищенных уплотнениями кольцевых паза, к которым через просверленные отверстия подается масло. Одна сверловка соединяет осевую канавку с полостью поршня, а другая – с полостью штока через трубопровод и штуцера. Сама ось надежно сидит на кронштейне. Соединение защищено фиксирующей планкой, предотвращающей поворот оси.
Конструкторская схема цилиндра гидравлического с качательным движением корпусаВ такой конструкции подача масла в каждую полость подвижной гильзы не требует гибких шлангов, что немаловажно для безопасности мощных систем, работающих под высоким давлением.
Гидравлический цилиндр двухстороннего действия с высокими поперечными усилиями на шток
В этом конструкторском решении шток сидит на втулке с дополнительным уплотнением. Длина втулки увеличена, что дает возможность распределить нагрузку на направляющие втулочные кольца, так как они расположены дальше друг от друга. Корпус гидроцилиндра в этом силовом варианте ставится на раму, снабженную стопорными полукольцами, которые затем стягиваются кольцом.
Гидравлический цилиндр двухстороннего действия с высокими поперечными усилиями на штокУголок клиента
Все виды нашей продукции отлично зарекомендовали себя на практике и пользуются повышенным спросом. Купить любые цилиндры гидравлические двухсторонние из каталога «ГидроКуба» можно недорого и быстро. Мы доставим товар заказчику, проведем профессиональный монтаж, возьмем агрегат на регламентное обслуживание и ремонт.
Приобретая сложную технику в целях безопасности, доверяйтесь только заводу-изготовителю, который дает гарантию на свою продукцию.
Устройство гидроцилиндра | НПО «Гидросистемы»
Опросный лист
для подбора гидроцилиндра
- Вы можете сделать заказ и получить подробные консультации любым из двух способов
-
1 По телефону
+7 (3412) 90-80-61
- 2 Через сайт
Гидроцилиндр — один из простейших видов двигателя.
Устройство гидроцилиндра при детальном рассмотрении является понятным и достаточно простым. Он состоит из корпуса и подвижного звена, и в принципе его работы нет ничего сверхсложного. Жидкость подаётся в поршневую полость, шток выдвигается, а возвратное движение производится пружиной, и здесь лишь одна рабочая плоскость. Это устройство гидроцилиндра одностороннего действия.
Посмотрим на устройство гидроцилиндра двухстороннего действия: отличие его в том, что поршень движется в обоих направлениях только за счет жидкости. Поступает она в правую полость — поршень перемещается влево, в левую — вправо, и у него две рабочие плоскости.
Телескопический гидроцилиндр — один из распространенных видов гидродвигателя. Отличается от вышеназванных тем, что устройство телескопического гидроцилиндра представляет собой вставленные друг в друга поршни, выдвигающиеся по очереди. Применяются в случае, когда необходимо максимальное перемещение, а размеры минимальные. Если мы будем разбирать устройство гидроцилиндра Камаз и устройство гидроцилиндра экскаватора то увидим, что это те самые телескопические гидродвигатели, о которых говорилось выше.
Устройство гидроцилиндра несложно, а потому возникает вопрос: по силам ли изготовить его любителям? Да, устройство гидравлического цилиндра достаточно простое, но работать он будет под серьёзными нагрузками и в разных климатических условиях. Потому конструировать и изготавливать гидроцилиндры должны профессионалы. Такие специалисты работают в НПО «Гидросистемы», которое занимается производством гидроцилиндров и другого гидравлического оборудования любой сложности, в том числе под заказ, при постоянном контроле качества на всех этапах разработки.
Мы производим гидрооборудование быстро и качественно, в чем уже смогли убедиться наши партнёры из крупнейших городов Поволжья и Урала: Казани, Уфы, Самары, Перми,Кирова, Екатеринбурга.
Основные элементы гидравлического цилиндра | Гидроласт
Силовой гидроцилиндр состоит из следующих конструктивных элементов:
1) соединения головок с гильзой;
2) поршня со штоком;
3) направляющей штока;
4) демпферного устройства;
5) грязесъемника;
6) устройства для удаления воздуха;
7) устройство для подвода рабочей жидкости;
8) устройство для крепления гидроцилиндра к машине.
Соединение головок с гильзой в значительной степени определяет технологию обработки гильзы, а так же технологию сборки всего гидроцилиндра.
В конструкциях гидроцилиндров применяются следующие методы соединения головок с гильзой:
1) на болтах;
2) на наружной резьбе;
3) на внутренней резьбе;
4) на наружных полукольцах;
5) на внутренних полукольцах;
6) на закладной проволоке;
7) головка глухая;
8) головка приварная;
9) на штифтах;
10) на стяжных шпильках.
Поршень со штоком
При разработке конструктивного решения узла поршня со штоком основными факторами, определяющими выбор той или иной конструкции, являются: тип уплотнения поршня с гильзой, конструкция поршня и способ крепления поршня к штоку.
1) соединения головок с гильзой;
2) поршня со штоком;
3) направляющей штока;
4) демпферного устройства;
5) грязесъемника;
6) устройства для удаления воздуха;
7) устройство для подвода рабочей жидкости;
8) устройство для крепления гидроцилиндра к машине.
Соединение головок с гильзой в значительной степени определяет технологию обработки гильзы, а так же технологию сборки всего гидроцилиндра.
В конструкциях гидроцилиндров применяются следующие методы соединения головок с гильзой:
Основные типы уплотнений поршня с гильзой следующие:
1) манжетные уплотнения;
2) шевронные уплотнения;
3) чашечные уплотнения;
4) круглые кольца;
5) кольца прямоугольного сечения;
6) поршневые кольца;
7) фасонные уплотнения;
8) уплотнения прошлифовкой;
По своей конструкции поршни делятся на цельные и составные
На практике встречаются два основных способа крепления поршня к штоку:
1) Соединение при помощи резьбы;
2) Соединение безрезьбовое;
Конструкция штока
Шток представляет собой стержень круглого сечения, на один из концов которого крепится поршень, а на другой – элемент, соединяющий гидроцилиндр с исполнительными механизмами машины.
Основные типы наружных концов штоков следующие:
1). конец штока с наружной резьбой;
2). конец штока с внутренней резьбой;
3). конец штока гладкий;
4). конец штока с отверстием под палец;
5). конец штока шаровой;
6). конец штока в форме вилки.
Кроме вышеуказанных типов, применяться еще штоки, у которых проушина, вилка или шарнир сделаны за одно целое со штоком, но по габаритам больше его размера. Они либо откованы, либо приварены.
Шток может быть цельным и полым
Направляющая штока.
При разработке конструктивного решения узла направляющей штока основными факторами, определяющими выбор той или иной конструкции, является: тип уплотнения штока и способ крепления передней крышки гидроцилиндра к гильзе.
Направляющими штока могут служить:
1). сама головка гидроцилиндра;
2). втулка, запрессованная в головку;
3). втулка, развальцованная в головке;
4). наплавленная направляющая и съемная втулка.
Демферные устройства и способы гидравлического торможения поршня
Силовые гидроцилиндры часто используются для перемещения механизмов, имеющих большие массы и скорости. При этом силы инерции достигают значительных величин. Для остановки без удара движущейся массы применяют различные способы торможения и демпферные устройства.
Таким образом, изменяя параметры потока, меняя эффективные площади поршня или вводя дополнительную нагрузку, можно осуществить торможение поршня по заданному закону.
Основные способы гидравлического торможения поршня:
1) торможение при помощи кольцевого зазора;
2) торможение при помощи дросселя, встроенного в гидроцилиндр;
3) Торможение при помощи дросселя вне гидроцилиндра;
4) торможение при помощи ряда отверстий;
5) торможение двойным поршнем;
6) торможение при помощи различных устройств на поршне;
7) торможение при помощи уменьшения давления на входе в систему противодавлением.
Грязесъемники
Производство и продажа гидроцилиндровПри выдвижении штока из гидроцилиндра на него может попасть пыль и грязь. При втягивании штока ус манжеты не препятствует попаданию грязи внутрь гидроцилиндра. Попадание грязи и пыли в гидроцилиндр способствует быстрому выходу из строя уплотнений штока и поршня, а также — загрязнению всей гидросистемы.
Для предотвращения попадания грязи и пыли в гидроцилиндрах применяются грязесъемники и защитные кожухи. Один из наиболее часто встречающихся видов — обычная U- образная манжета, расположенная так, чтобы она одним из своих усов счищала грязь со штока при его втягивании. Такая манжета при выдвижении штока может вывернуться из канавки, поэтому ее часто армируют, заключают в стальной каркас или делают с более прочным основание.
Эти грязесъемные манжеты обычно изготавливаются из маслостойкой резины, полихлорвинила и других эластичных материалов. Так как кромки этих манжет эластичны, они при большом количестве грязи на штоках быстро изнашивается. Были попытки создать скребковые металлические грязеочистители. Однако на практике получалось, что от пыли эти шайбы, зацементировавшиеся в одном положении, с одной стороны открывали большой зазор, а другой- скребли шток.
На некоторых гидроцилиндрах для очистки штока от грязи применяют фетровые и войлочные набивки.
Для получения преимуществ эластичных манжет и скребковых грязеочистителей в гидроцилиндрах применяются комбинированные грязесъемники. Они состоят из тонкого латунного скребкового кольца, плавающего между двумя прокладками из резины. За ним расположена эластичная грязесъемная манжета. Все это находится в жестком металлическом корпусе. Наружный диаметр скребкового кольца несколько меньше внутреннего диаметра кожуха, что обеспечивает его самоустановку.
Для защиты штоков от попадания стружки, летящих камней, а также от пыли и грязи применяются защитные кожухи. Защитные кожухи бывают составные и цельные. Эти кожухи обычно изготовлены из ткани с металлическими кольцами. Цельные кожухи изготавливаются из маслостойкой резины в пресс-формах. Кожухи одним своим концом крепятся на штоке, а других- на головке гидроцилиндра.
На основании анализа конструкции грязесъемников и их работы можно дать следующие рекомендации.
Для защиты гидроцилиндров от попадания грязи и пыли по штоку рекомендуется применять комбинированные грязесъемники, состоящие из металлического скребка и эластичной манжеты, имеющей профиль рабочего уса, подобный профилю манжет по ГОСТу 6969.
Устройства для удаления воздуха
Воздух накопившийся в гидроцилиндре во время сборки, монтажа, а также длительной остановки, необходимо из гидроцилиндра удалить для достижения устойчивой работы гидросистемы. При правильном монтаже гидроцилиндра и его подводящих трубопроводов накопление воздуха в гидроцилиндре можно уменьшить. Подвод рабочей жидкости необходимо производить в верхних точках гидроцилиндра.
Накопившиеся при длительной остановке гидроцилиндра воздух удаляется, в этом случае после нескольких перемещений поршня на холостом ходу из одного крайнего положения в другое. Однако для большей надежности, а так же исходя из того, что вышеизложенные рекомендации не всегда выполнимы, в гидроцилиндрах для удаления воздуха применяются конструктивные дополнительные средства. Шариковый клапан, который устанавливают в гильзе цилиндра около головки. При немного отвернутом винте шарик приподнимается и пропускает воздух, который затем по зазору в резьбе выходит наружу. Конусный клапан встраивается в подводящий штуцер. Для облегчения прохода воздуха из верхних точек гидроцилиндра к подводящему отверстию в головках иногда делают специальные сверления.
Для удаления воздуха из гидроцилиндра можно применить змеевик из тонкой трубки, которая входит в полость цилиндра. Значительное гидравлическое сопротивление трубки обеспечит минимальный расход жидкости и беспрепятственный выход воздуха, вязкость которого значительно ниже вязкости жидкости.
Устройства для подвода рабочей жидкости
В самом общем случае подвод рабочей жидкости к гидроцилиндру осуществляется через головки или через бобышки, приваренные к гильзе. В штуцерах применяется резьба по ГОСТу 6111, которая обеспечивает герметичность без применения добавочных уплотнений при давлениях до 300 кг/см2.
Однако, при конусной резьбе трудно обеспечить заданное угловое положение угольника или тройника. Широко применяется в штуцерах метрическая резьба. Штуцеры с метрической резьбой уплотняют в корпусах гидроцилиндров прокладками из маслостойкой резины, фторопласта или мягкого цветного металла. Применяется также фланцевое присоединение штуцеров к гидроцилиндру.
Для трубопроводов, которые по условиям монтажа могут иметь различные положения относительно гидроцилиндра, применяют угловые шарнирные соединения. Как правило желательно иметь подводящие рукава к гидроцилиндру одинаковой длины. В этом случае подводящие штуцеры располагаются у одной головки (передней или задней), к этой головке подходят два рукава одинаковой длины, а с другой головкой соединяются металлическим трубопроводом. Примером такого подвода жидкости служит тракторный гидроцилиндр типа ГЦ.
В некоторых гидроцилиндрах подвод жидкости от одной головки к другой осуществляется при помощи двойной стенки.
В гидроцилиндрах с неподвижным штоком подвод жидкости осуществляется через пустотелый шток. Кроме того, подвод жидкости через шток может быть осуществлен и при подвижном штоке.
В тех случаях, когда к качающемуся гидроцилиндру необходимо подвести рабочую жидкость, не применяя гибких рукавов, ее подводят через палец проушины задней головки или через палец проушины штока.
Типы установки и крепления гидроцилиндров к машине
В зависимости от способа установки и крепления к машине гидроцилиндры можно разделить на два типа:
1) гидроцилиндры жестко закрепленные;
2) гидроцилиндры шарнирные;
Жестко закрепленные гидроцилиндры имеют следующие виды крепления:
1). на лапах;
2). на основании головок;
3). фланец передней головки;
4). фланец посредине;
5). фланец у задней головки;
6). крепление неподвижным штоком;
7). крепление при помощи удлиненных шпилек;
8). на резьбе у передней головки;
9). на цапфах.
При способе крепления на лапах, лапы могут быть расположены у основания гидроцилиндра или по его оси, могут располагаться у головки гидроцилиндра или у гильзы. Они могут быть выполненными за одно целое с головкой или гильзой, а также съемными. В гидроцилиндрах с прямоугольными головками можно обойтись вообще без лап, так как основанием для крепления могут служить сами головки, в которых просверлены крепежные отверстия.
При торцовом креплении гидроцилиндра используют фланец, который располагают у передней головки, посредине или у задней головки. У гидроцилиндра со шпильками торцовое крепление может быть осуществлено при помощи шпилек, скрепляющих головки с гильзой, однако в этом случае шпильки должны быть удлинены. В некоторых случаях гидроцилиндры крепятся на цапфах. При этом необходимо иметь на гильзе один или два бурта. Гидроцилиндр устанавливается буртами в седле и сверху на бурты надевают хомут, который крепится с цапфе болтами.
В строительных и дорожных машинах, на тракторах, горных машинах и многих других применяют гидроцилиндры с шарнирным креплением. Шарнирные гидроцилиндры бывают следующих видов: с проушиной у задней головки, с вилкой у задней головки, с цапфой у передней головки, с цапфой посредине, с цапфой у задней головки, с шаровой опорой у задней головки, с шаровой опорой у задней головки, с щаровой опорой у гильзы. Проушина, вилка, цапфа, шаровая опора могут быть за одно целое с головкой (гильзой) или съемными.
Часто для предохранения гидроцилиндра от изгиба в заднюю проушину вставляют сферический подшипник. Этот тип шарнира приближается к шаровому. Цапфы у передней и задней головок обычно изготавливаются сварными. Цапфы посредине могут быть приварены к гильзе, а так же съемными.