Заказать звонок

phone.png  8(800) 550-42-20

Звонок по РФ бесплатно

mail.png   gidro@rg-gr.ru

time.png
График работы:
ПН-ПТ 08:00 - 17:00

Каталог товаров

Гидроцилиндры. Типы и схемы. Устройство и принцип работы.

гидроцилиндры.jpg

Современная спецтехника отличается большой энергоёмкостью при сравнительно малых габаритных размерах. Эту задачу решает гидропривод, который всё ещё превосходит другие типы приводов и является простым и надёжным способом для получения возвратно-поступательного движения. Основным узлом для получения такого типа движения является гидроцилиндр. 


Устройство и принцип работы гидроцилиндра

Гидравлический цилиндр - это объёмный гидродвигатель, ведомое звено которого совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение относительно корпуса. Конструкция гидроагрегата отличается простотой и компактностью, что позволяет устанавливать его в разное оборудование и технику.

 

Рис. 1


Гидравлический цилиндр (см. рисунок 1) 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 (он движется влево). 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.

Рис.2


Направление действия рабочей среды

В гидроцилиндрах одностороннего действия (рисунок 2, б) 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 (рисунок 2, а) движение возможно в двух взаимно противоположных направлениях.

Конструкция рабочей камеры

У поршневых цилиндров (рисунок 2, а) камеры образованы рабочими поверхностями корпуса и поршня со штоком; у плунжерных (рисунок 2, б) камера образована рабочими поверхностями корпуса и плунжера, и у телескопических (рисунок 2, д) камера образована несколькими вдвигающимися друг в друга штоками.

Число штоков

Среди гидроцилиндров различают гидроцилиндры с односторонним (рисунок 2, а) и двусторонним (его ещё называют проходным) (рисунок 2, в) штоком.

Подвод рабочей жидкости

Гидроцилиндры различают по способу подвода рабочей жидкости – через шток (рисунок 2, д) или через гильзу (рисунок 2, а).

Способ закрепления

Сегрегация гидроцилиндров по способу закрепления происходит на гидроцилиндры на лапах, фланцах, проушинах, цапфах с резьбой на штоке, закладными полукольцами или приваркой задней крышки (при этом следует помнить, что выполнение сварочных работ вблизи окончательно обработанной гильзы может вызвать её деформацию и нарушение работоспособности узла).



Расчет параметров гидравлического цилиндра

Основными параметрами гидроцилиндра являются усилие, развиваемое гидроцилиндром и скорость перемещения штока.

Усилие, развиваемое гидроцилиндром, определяется как произведение давления в соответствующей полости на её эффективную площадь.  

Скорость перемещения штока равна расходу, делённому на эффективную площадь. 

На (рисунке 3) изображен гидроцилиндр, шток гидроцилиндра которого выдвигается со скоростью W1, преодолевая сопротивление силы F1.


          

Рис.3


Усилие F1, преодолеваемое гидроцилиндром, можно определить как:



где: A1 – активная площадь поршня [м2], ;

Dц – диаметр поршня гидроцилиндра [м];

p – давление в поршневой полости гидроцилиндра [Па].



Расход, поступающий в поршневую полость гидроцилиндра:

  


Где: Qп – определяемый расход;

Vп – объем поршневой полости,  ;

tп – время наполнения поршневой полости[c];

Dц – диаметр поршня гидроцилиндра [мм];

h – ход поршня гидроцилиндра [мм].


Скорость W1 выдвижения гидроцилиндра:



Где: Qп – расход, поступающий в поршневую полость гидроцилиндра;

A1 – активная площадь поршня [м2], ;

Dц – диаметр поршня гидроцилиндра [м].


На (рис.4) изображен гидроцилиндр, шток гидроцилиндра которого втягивается со скоростью W2, преодолевая сопротивление силы F2.


 

Рис. 4

 

Усилие F2, преодолеваемое гидроцилиндром, можно определить как:



где: A2 – активная площадь поршня [м2],  ;

Dц – диаметр поршня гидроцилиндра [м];

dшт – диаметр штока гидроцилиндра [м];

p – давление в поршневой полости гидроцилиндра [Па].


Расход, поступающий в штоковую полость гидроцилиндра:



Где: Qшт – определяемый расход;

Vшт – объем штоковой полости,  ;

tшт – время наполнения штоковой полости;

Dц – диаметр поршня гидроцилиндра;

dшт – диаметр штока гидроцилиндра;

h – ход поршня гидроцилиндра.



Скорость W2 выдвижения гидроцилиндра:



Где: Qшт –расход, поступающий в штоковую полость гидроцилиндра;

A2 – активная площадь поршня,  

Dц – диаметр поршня гидроцилиндра;

dшт – диаметр штока гидроцилиндра.



Вы можете произвести расчет самостоятельно с помощью нашего онлайн-калькулятора подбора гидроцилиндров



Применение гидроцилиндров

Многообразие форм и размеров гидроцилиндров определяется прежде всего особенностями их применения в оборудовании.  

Наиболее употребимой является конструкция поршневых гидроцилиндров с односторонним штоком, двумя проушинами со сферическими шарнирами и подводом рабочей жидкости через бонки на гильзе (см. рисунок 5). При таком способе монтажа гидроцилиндра оси закрепления цилиндра могут двигаться в поперечном направлении, не вызывая радиальных нагрузок на шток. Именно это особенность обуславливает широту применения данной конструкции начиная от экскаваторов, заканчивая мусоровозами. Часто проушину на штоке заменяют на резьбовой шток, который впоследствии подключается к звеньям исполнительного механизма. 

      

Рис. 5

Телескопические гидроцилиндры одностороннего действия (см. рис. 6) применяются в самосвалах для поднятия кузова. 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. 

   

Рис. 6

Рабочая жидкость подводится в полость цилиндра через расположенную на раме часть гидроцилиндра (обычно это задняя крышка, иногда шток). Секции выдвигаются последовательно - в первую очередь движение начнет секция с наибольшей эффективной площадью, затем с меньшей (первой выдвигается секция с наибольшим диаметром и далее по убыванию). 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 в самосвалах нет – веса кузова более чем достаточно для задвижения гидроцилиндра. 

Гидроцилиндры аутригеров (вывешивания опор) называют поршневые гидроцилиндры к корпусу гильзы которых приварен кронштейн для закрепления их на раме машины (см. рисунок 7). На конце штока гидроцилиндра расположена сферическая опора. На поршневой полости такого гидроцилиндра расположен фланец для присоединения гидрозамка или предохранительного клапана.

  

Рис. 7

Гидроцилиндр выдвижения стрелы расположен внутри крановой телескопической стрелы. При выдвижении поршня с цилиндром шток нагружается сжимающими силами, под действием которых может возникнуть продольный изгиб штока (потеря устойчивости). Определяющими факторами являются величина сжимающей силы, длина и диаметр штока, и способ закрепления цилиндра. Для гидроцилиндров выдвижения стрелы характерна большая длина относительно диаметра штока. Именно поэтому необходимо соблюдать требования производителей кранов к весу груза при телескопировании стрелы. Секции стрелы имеют специальные плиты скольжения, которые называются «скользуны». Чтобы придать дополнительную жесткость на концах секций делают «пояса» или «воротники». Они усиливают сопротивление изгибающим моментам, но ограничивают длину выдвижения. В крайних положениях секции стрелы фиксируются стопорами. Подъем груза производится за счет лебедочных механизмов. Есть главная и вспомогательная лебедка, лебедочные барабаны. На них наматывается трос, с висящим на конце блоком с крюком для груза.


Гидроцилиндры описанные в данной статье можно приобрести на нашем сайте или в розничном магазине г. Люберцы. Возможна поставка гидроагрегатов и запасных частей по всей России и СНГ. Также, вы всегда  можете получить консультации по гидрооборудованию у наших специалистов.


Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!



С Уважением,

Ярошук И.В.

Конструктор

Тел.: 8(800) 550-42-20 доб. 205

E-mail: ivy@rg-gr.ru



Товар добавлен в корзину