Гидроцилиндры
Устройство и принцип работы гидроцилиндра
Гидравлический цилиндр имеет корпус (1), в котором находится поршень (3), шток (5) поршня выходит наружу и соединяется с нагрузкой. Для устранения наружных утечек рабочей жидкости по неподвижным и подвижным соединениям, а также внутренних перетечек жидкости из одной рабочей полости в другую, указанные соединения герметизируются при помощи уплотнительных колец (2) и (4) или иных уплотнительных устройств. Жидкость, поступающая в цилиндр под некоторым давлением, действуя на его поршень, развивает усилие, преодолевающее трение и внешнюю нагрузку, приложенную к штоку (5).
Часть рабочей камеры (a) гидроцилиндра, ограниченная корпусом, поршнем и крышкой, называется “поршневой полостью”, а часть рабочей камеры (b) гидроцилиндра, ограниченная рабочими поверхностями корпуса, поршня, штока и крышкой, называется “штоковой полостью”.
Движение в обе стороны происходит за счёт давления рабочей среды. При подаче рабочей жидкости в поршневую полость (а) происходит выдвижение поршня со штоком – прямой ход. При подаче рабочей жидкости в штоковую полость (b) происходит втягивание поршня со штоком – обратный ход.
Классификация гидроцилиндров
Гидроцилиндры различают:
- по направлению действия рабочей среды;
- по конструкции рабочей камеры;
- по числу штоков;
- по способу подвода рабочей жидкости;
- по способу закрепления.
Направление действия рабочей среды
В гидроцилиндрах одностороннего действия движение выходного звена под воздействием рабочей среды возможно только в одном направлении - выдвижение (возврат штока обеспечивается внешней силой: силой тяжести, пружиной и т.п.).
В гидроцилиндрах двустороннего действия движение возможно в двух взаимно противоположных направлениях.
Конструкция рабочей камеры
У поршневых цилиндров камеры образованы рабочими поверхностями корпуса и поршня со штоком; у плунжерных камера образована рабочими поверхностями корпуса и плунжера, а у телескопических камера образована несколькими вдвигающимися друг в друга штоками.
Число штоков
Среди гидроцилиндров различают гидроцилиндры с односторонним и двусторонним (его ещё называют проходным) штоком.
Подвод рабочей жидкости
Гидроцилиндры различают по способу подвода рабочей жидкости – через шток или через гильзу.
Способ закрепления
Сегрегация гидроцилиндров по способу закрепления происходит на гидроцилиндры на лапах, фланцах, проушинах, цапфах с резьбой на штоке, с закладными полукольцами или приваркой задней крышки.
Применение гидроцилиндров
Многообразие форм и размеров гидроцилиндров определяется прежде всего особенностями их применения в оборудовании.
Наиболее употребимой является конструкция поршневых гидроцилиндров с односторонним штоком двухстороннего действия, двумя проушинами со сферическими шарнирами и подводом рабочей жидкости через бонки на гильзе. При таком способе монтажа гидроцилиндра оси его закрепления могут двигаться в поперечном направлении, не вызывая радиальных нагрузок на шток. Именно эта особенность обусловливает широту применения данной конструкции, позволяя применять такой гидроцилиндр для пресса, подъемника, погрузчика, дровокола и прочей техники. Часто проушину на штоке заменяют на резьбовой шток, который впоследствии подключается к звеньям исполнительного механизма.
Телескопический гидроцилиндр одностороннего действия применяется для поднятия кузова самосвала. В самосвалах высокие требования к компактности конструкции в сложенном состоянии, именно это обеспечивает конструкция с несколькими штоками, расположенными в полостях друг друга. Количество штоков гидроцилиндра может достигать шести.
Скорость при выдвижении каждой последующей секции будет увеличиваться, а усилие падать, в связи с уменьшением эффективной площади. По этой причине расчетным должно быть усилие на секции с минимальной эффективной площадью. При поднятии кузова самосвала нагрузка на гидроцилиндр снижается, это компенсирует уменьшение усилия телескопического цилиндра при его выдвижении.
Проблем с обратным ходом гидроцилиндра в самосвалах нет – веса кузова более чем достаточно для задвижения штока.
Гидроцилиндрами аутригеров (вывешивания опор) называют поршневые гидроцилиндры, к корпусу гильзы которых приварен кронштейн для закрепления их на раме машины. На конце штока гидроцилиндра расположена сферическая опора. На гильзе такого гидроцилиндра расположен фланец для присоединения гидрозамка или предохранительного клапана.
Гидроцилиндр выдвижения стрелы расположен внутри крановой телескопической стрелы. При выдвижении поршня с цилиндра на шток действуют сжимающие силы, под действием которых может возникнуть продольный изгиб штока. Определяющими факторами являются величина сжимающей силы, длина и диаметр штока, и способ закрепления цилиндра. Гидроцилиндр для выдвижения стрелы крана имеет большую длину относительно диаметра штока. Именно поэтому необходимо соблюдать требования производителей кранов к весу груза при телескопировании стрелы.