Гидравлические цилиндры

Особенность современной спецтехники состоит в сочетании большой энергоемкости при малых габаритах. Данная задача решается посредством использования гидропривода, который считается одним из наиболее надежных способов организовать возвратно-поступательные движения. Базовый узел, отвечающий за функционирование - гидроцилиндр.

Особенности

Гидравлические цилиндры – это гидродвигатели, разработанные специально для преобразования энергии жидкой среды в механическую, обеспечивая поступательное перемещение штока или корпуса соответственно модификации компонента.

В состав гидроцилиндра входит корпус с внутренним поршнем, шток состыкован с нагрузкой, размещенной снаружи. Герметизация соединений обеспечивается внедрением уплотнительных колец, задачей которых является устранение утечек среды снаружи по стыкам, переходов во внутреннем пространстве из одной полости в полость. Внутрь цилиндра подается жидкая среда под давлением, обеспечивая определенное воздействие на поршень, обеспечивает развитие усилия, преодолевает внешнюю нагрузку, сопровождающуюся трением.

Как работает

Перемещение внутреннего узла в две стороны реализовано благодаря смещению жидкой среды. Как только начинается подача жидкости в поршневую полость, выдавливается поршень со штоком – это прямой ход. Подача жидкой среды из полости приводит к втягиванию элемента – обратный ход. Поэтому движение называется возвратно-поступательным.

Виды

Гидроцилиндры для манипуляторов и остальной спецтехники по конструкции делятся на два типа: односторонние и двухсторонние. В первом варианте вал перемещается под влиянием среды лишь в одном направлении, а назад перемещается по естественным причинам, а во втором – перемещение штока за счет действия среды организовано в обеих ориентациях.

Для систем двухсторонней работы цилиндры выпускаются с различными видами штоков, бывают дополнены демпферными устройствами, отвечающими за снижение ускорения звена в конце шага.

Гидроцилиндры различают:

• По ориентации среды. В образцах одностороннего действия выходное звено движется только в одном направлении от действия среды – выдвижение, а возвращается шток силой тяжести, пружиной или за счет иных факторов.
• По устройству камеры. У поршневого цилиндра есть камеры, образующиеся рабочими поверхностями корпуса и поршня со штоком, для плунжерных моделей камера создается за счет корпуса и плунжера, у телескопических – несколькими штоками, вдвигающимися друг в друга.
• По количеству штоков. Бывают модели с односторонним, двусторонним.
• По методу подвода среды. Осуществляется посредством штока либо гильзы.
• По типу фиксации. Гидроцилиндры крепятся различными способами на лапах, фланцах, резьбовых цапфах на штоке, проушинах, приварной задней крышке, закладных полукольцах.

Привод рабочих органов различных видов техники, в числе которых погрузчики, экскаваторы, краны, остальные мобильные агрегаты обычно изготовлен с применением цилиндров двустороннего действия, содержащих внутри односторонний шток. От полости, в которую направляется жидкость, зависит усилие на штоке, а передвижение узла ориентировано в обе стороны.

Как подобрать

Гидравлические цилиндры обладают несколькими основными параметрами: номинальное давление, ход штока, размер поршня. Последние влияют на усилие, развиваемое агрегатом при заданном давлении.

Обычно мелиоративные, торфодобывающие, землеройно-планировочные, коммунальные, грузоподъемные, подъемно-транспортные и противопожарные рабочие агрегаты способны функционировать при номинальном давлении 32, 25, 16, 10 МПа. Важнейшим из параметров при определении подходящего узла становится показатель номинального давления. Если рассматривать оценку технического ресурса, то в качестве решающих выступают рабочие режимы узла при показателе максимального и пикового давления.

Есть примерный алгоритм, которым руководствуются при подборе узла:

• Определяются присоединительные размеры и габариты по условиям компоновки, прописанным для машины;
• Для определения расчетного значение усилия приведенного к штоку цилиндра обязательно оцениваются условия внешней среды;
• Выбрать диаметр гидроцилиндра, который может организовать усилие, чтобы преодолеть внешние нагрузки;
• Определить тип крепления, исполнение блока;
• Выбрать номинальное давление;
• Решить, каким должно быть сечение поршня и штока, учитывая скорость перемещения;
• Вычислить расход среды на основании прописанной скорости перемещения для агрегата.

При работе гидроцилиндра не должно быть каких-то рывков, движение штоков плавное, без заеданий: рабочая жидкость не должна утекать по штоку, а также в местах стыковки с подводящими трубопроводами.