Гидроцилиндры, их назначение, конструктивные особенности и классификация

Основные элементы поршневого гидроцилиндра

Поршень является основным рабочим звеном гидроцилиндра. В качестве передатчика усилия поршня выступает шток, соединенный с ним посредством пальца.

Ход поршня ограничивается крышками цилиндра, в которых имеются отверстия для подвода рабочей жидкости. Жесткий контакт поршня и крышек предотвращают демпферы (тормозные устройства).

Полости гидравлического цилиндра должны быть герметичными, поэтому на поршень устанавливаются специальные уплотнения – манжеты из маслостойкой резины, которые препятствуют протеканию рабочей жидкости. При одновременно высоком давлении со стороны штока и поршневой полости устанавливается две манжеты, если давление оказывается с одной стороны – одна.

Корпус гильзы, поршень и шток испытывают значительные нагрузки, поэтому изготавливаются из металла.

Поршни, контактирующие с внутренними стенками гильзы всей поверхностью, выполняются из латуни, фторопласта или бронзы – материалов с антифрикционными свойствами. Поршни, оснащенные специальными направляющими и уплотняющими кольцами – как правило, стальные.

Компания «Арсенал-запчасть» предлагает приобрести гидроцилиндры для экскаваторов по доступной цене в Москве. В каталоге компании представлены гидроцилиндр рукояти, стрелы, ковша, а также штоки гидроцилиндра экскаватора для техники марок Hyundai, Volvo, Hitachi и др.

К поршневым гидроцилиндрам предъявляется ряд требований:

  • Поршни должны передвигаться равномерно и плавно по всей длине хода
  • Штоки не должны подвергаться боковым нагрузкам, так как это может привести к быстрому изнашиванию уплотнений, поршней и рабочей поверхности цилиндра
  • Не допускается наружных утечек рабочей жидкости через неподвижные уплотнения; на подвижных поверхностях возможно наличие масляной пленки без каплеобразования
  • Внутренние перетечки жидкости из одной полости цилиндра в другую должны быть минимальными (существует определенная техническая норма)
  • Для предотвращения попадания грязи и пыли в полости цилиндров необходимо применять грязесъемники
  • Рабочие поверхности деталей цилиндра должны быть устойчивыми к коррозии и износу, лучше, если они будут иметь защитные покрытия

Последнее требование актуально для многих производителей деталей гидравлического оборудования. Проблема усиленного износа цилиндров и поршней решается применением специальных конструкционных материалов и нанесением на них антифрикционных покрытий.

Эти материалы выпускаются как за рубежом, так и в России. В нашей стране разработкой и производством покрытий занимается .

Покрытия совмещают функции сухой смазки, облегчающей скольжение трущихся поверхностей, и защитного материала, предотвращающего деформацию и фрикционный износ деталей.

В целях продления работоспособности гильз гидроцилиндров, гидравлических поршней, штоков используется антифрикционное покрытие MODENGY 1006. Под резиновые уплотнения рекомендуется наносить покрытие MODENGY 1010, совместимое с полимерами и эластомерами.

Оба состава характеризуются хорошими антикоррозионными свойствами, работоспособностью в широком диапазоне температур, длительным сроком службы.

Как обеспечить длительный срок эксплуатации гидроцилиндра?

Чаще всего гидроцилиндры выходят из строя в результате их неправильной эксплуатации или обслуживания. Существуют некоторые правила, которые помогут продлить срок эксплуатации цилиндра и предотвратить его поломку.

  • Соблюдайте правила использования техники. Не допускайте механических повреждений, превышения грузоподъемности и т. д.
  • Своевременно выполняйте обслуживание гидросистем.
  • Соблюдайте параметры установки в узлах и агрегатах.
  • Используйте только качественные гидравлические масла.
  • Не используйте масла, в которых содержатся механические примеси. Они могут вызвать засорение жиклеров, фильтров, зависание золотников и клапанов, деформацию уплотнительных элементов. В результате этого может нарушиться функционирование полностью всей гидросистемы.

Оценить функциональное состояние всей гидросистемы можно с помощью ее тестирования. Но такое тестирование не всегда бывает возможно, если работа происходит в полевых условиях. В этом случае специалисты рекомендуют определять утечку масла следующим образом. Произведите выдвижение штока на максимально возможную длину рабочего хода. В течение 3 минут при работающей гидросистеме ожидайте результата. Если шток выдвинется на расстояние более 0,5 дюймов, это будет говорить о наличии внутренней утечки через уплотнительные элементы поршня.

Характеристики гидроцилиндров и их разновидности

Гидроцилиндры являются важной высоконагруженной частью механизмов, применяемой при производстве станков, гидропрессов, специального оборудования, а также огромного количество спецтехники (экскаваторов, погрузчиков, тракторов, всевозможных подъемных устройств и механизмов). Также использование гидроцилиндров является относительно безопасным и осуществляется достаточно просто.

Производимые поршнем движения по возвратно-поступательной траектории, дают возможность осуществлять передачу усилия в нужном направлении. В основе этого процесса лежит принцип гидростатического воздействия столба жидкости на шток гидроцилиндра. Поэтому использование различных видов гидроцилиндров имеет большую распространенность. В свою очередь проектировщики пытаются постоянно дорабатывать и усовершенствовать гидроцилиндры под возникающие задачи.

Классификация гидроцилиндров логично возникает из особенностей конструкции самого устройства, в результате которой все гидроцилиндры делятся на односторонние и двухсторонние. Отличие односторонних от двухсторонних гидроцилиндров состоит в том, что обратный ход штока гидроцилиндра происходит благодаря влиянию наружного приводимого усилия, а двухсторонние имеют рабочий ход в обе стороны.

Также классификация гидроцилиндров возможна по типу действия устройств. При этом можно выделить основные – телескопические, поворотные и поршневые гидроцилиндры. Поворотные гидроцилиндры применяются тогда когда необходимо произвести деформацию некоторого оборудования, поршневые с действием двухстороннего типа часто применяют в приводах различной спецтехники.

Очень часто при производстве спецтехники используют телескопические цилиндры, которые могут содержать от двух и более вложенных отдельных цилиндров. Такие гидроцилиндры применяют силовой принцип, так что общий ход штоков превосходит длину самого корпуса цилиндра. В основном силовые телескопические цилиндры используют при производстве автокранов.

Важным параметром при выборе гидроцилиндра является (номинальное) давление, ход и диаметр штока и поршня. Основополагающим фактором конечно является сама номинальная мощность гидроцилиндра, а диаметр поршня и штока характеризуют рабочее усилие совершаемое устройством.

Гидравлический цилиндр экскаватора

Рис. 1. Схема гидроцилиндра одно- (а) и двустороннего действия с одно- (б) и двусторонним (в) штоком: 1 — корпус, 2 — шток, 3 — штуцер, 4 — поршень, 5 — манжеты, 6 — возвратная пружина, 7,8 — уплотнения

Поршневые гидроцилиндры одностороннего действия на экскаваторах применяют обычно в системах управления и для привода некоторых вспомогательных механизмов.

Гидроцилиндры двустороннего действия имеют две рабочие полости, поэтому усилие на выходном звене и его перемещение могут быть направлены в обе стороны в зависимости от того, в какую из полостей нагнетается рабочая жидкость (противоположная полость при этом соединяется со сливом).

Наиболее распространены в экскаваторах с гидроприводом гидроцилиндры двустороннего действия с односторонним штоком; гидроцилиндры с двусторонним штоком применяют в основном для привода поворота рабочего оборудования некоторых навесных экскаваторов, причем подвижным звеном является корпус гидроцилиндра. Наружный конец штока обычно крепят шарнирно.

Схемы различных вариантов крепления к неподвижным элементам конструкции корпуса гидроцилиндра показаны на рис. 99. Жесткое крепление применяют в основном для небольших гидроцилиндров системы управления, в экскаваторостроении чаще используют шарнирное крепление.

Рис. 2. Жесткое (а…в) и шарнирное (г, д) крепления корпуса гидроцилиндра за корпус (а, г), заднюю (б, д) и переднюю (в) крышки

Рис. 3. Гидроцилиндры экскаватора ЭО-3322Д: 1 — сферический подшипник, 2 — проушина штока, 3 — грязесъемник, 4, 5, 8, 13— уплотнительные кольца, 6, 14 — манжеты, 7, 12 — манжетодержатели, 9 — передняя крышка, 10 — контргайка, 11—демпфер, 15 — поршень, 16 — гайка поршня, 17 — шплинт, 18 — шток, 19 — гильза гидроцилиндра с задней крышкой, 20 — кромка крышки, 21 — втулка передней крышки, 22 — гайка грязесъемника

В обоих местах шарнирного крепления гидроцилиндров рабочего оборудования — у корпуса и штока — применяют сферические подшипники скольжения. Эти подшипники допускают поворот (на небольшой угол) пальца в любой плоскости, обеспечивают свободный монтаж и демонтаж шарнирного соединения и исключают заклинивание его при небольших перекосах из-за неточности изготовления элементов рабочего оборудования.

Гидроцилиндр на давление 16 МПа, используемый для рабочего оборудования экскаватора ЭО-3322Д, состоит из следующих основных частей: собственно гидроцилиндра (гильзы с приваренной к ней задней крышкой), навинченной на гильзу передней крышки с отверстием под шток, штока с проушиной и поршня. В проушине, ввинченной в наружный торец штока, и в проушине задней крышки гидроцилиндра установлены с помощью пружинных колец сферические подшипники.

Рабочая жидкость подается в поршневую и штоковую полости гидроцилиндра соответственно через отверстия Б и А. Герметичное разделение поршневой и штоковой полостей и передача усилия от давления в рабочей полости на шток создаются поршнем с манжетами и уплотнительным кольцом. Поршень крепят на внутреннем конце штока гайкой, фиксируемой шплинтом. Манжеты удерживаются от осевого перемещения по поршню манжетодержателями. Передняя крышка фиксируется на резьбе гильзы цилиндра контргайкой. Запрессованная в крышке втулка служит направляющей для штока.

Утечкам из штоковой полости гидроцилиндра препятствуют установленное в проточке крышки уплотнительное кольцо, а также манжета и уплотнительные кольца во втулке. От осевого перемещения при движении штока манжета удерживается манжетодержателем. Со стороны наружного торца установлен грязесъемник, который удерживается гайкой, ввернутой во внутреннюю резьбу крышки.

На штоке рядом с поршнем установлен демпфер, смягчающий удар поршня в переднюю крышку в конце его полного хода. В конце хода штока щель между кромкой крышки и конической поверхностью демпфера, через которую рабочая жидкость выжимается поршнем из штоко-вой полости в отверстие А, уменьшается. При этом поршень затормаживается за счет дросселирования масла через уменьшающуюся щель.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий