Устройство гидроцилиндра в разрезе

Основные типы конструкций

Для привода рабочих органов мобильных машин наиболее широко применяют поршневые гидроцилиндры двухстороннего действия с односторонним штоком (рис. 3.15, 3.16, а, б).

Основой конструкции (см. рис. 3.15) является гильза 6, представляющая собой трубу с тщательно обработанной внутренней поверхностью. Внутри гильзы перемещается поршень 2, имеющий резиновые манжетные уплотнения 8, которые предотвращают перетекание жидкости из полостей цилиндра, разделенных поршнем. Усилие от поршня передает шток 13, имеющий полированную поверхность. Для его направления служит передняя сквозная крышка (букса) 4. С двух сторон гильзы укреплены крышки с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости. Уплотнение между штоком и крышкой 11 состоит из двух манжет, одна из которых предотвращает утечки жидкости из цилиндра, а другая служит грязесъемником 12. Проушина 5 служит для подвижного закрепления гидроцилиндра. На переднюю часть штока с проушиной обычно крепится деталь, соединяющая гидроцилиндр с подвижным механизмом.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис. 3.15. Устройство типового поршневого гидроцилиндра:

  • 1 — гайка стопорная; 2 — поршень; 3 — штуцер; 4 — передняя сквозная крышка (букса); 5 — проушина; 6 — гильза цилиндра; 7 — поршневое уплотнение с направляющими элементами; 8, 10 — статические уплотнения; 9 — опорно-направляющие кольца; 11 — штоковое уплотнение; 12 — грязесъемник;
  • 13 — шток с проушиной

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис. 3.16. Гидроцилиндр с односторонним штоком: а — внешний вид в разрезе; б — конструкция

На рис. 3.17, а, б, в представлены типовые конструкции цилиндров, применяемых в строительных, путевых, погрузочно-разгрузочных и горных машинах.

Простейшим по конструкции видом являются гидроцилиндры одностороннего действия: плунжерные цилиндры и цилиндры с пружинным возвратом (рис. 3.18, 3.19).

У плунжерных гидроцилиндров поршень отсутствует, а усилие передается непосредственно плунжером, касающимся цилиндра в месте уплотнения (см. рис. 3.18).

Плунжерные цилиндры в большинстве случаев устанавливаются вертикально и опираются на подвижную часть машины. При та-

Устройство гидроцилиндра в разрезе= 16МПа и р = 20 МПа для машин с легким и средним режимами работы"/>

Рис. 3.17. Типовые конструкции гидроцилиндров на />ном = 16МПа и ртах = 20 МПа для машин с легким и средним режимами работы (а) на pHQM = 16 МПа и ртах = 20 МПа для землеройно-транспортных машин и на ртах = 25—32 МПа для лесозаготовительных машин с тяжелым режимом работы (б); на рном = 32 МПа и ртах = 40 МПа для одноковшовых универсальных экскаваторов III—VI размерных групп (в):

1 — проушина; 2 — масленка; 3 — грязесъемник; 4 — гайка накидная; 5 — втулка поджимная; 6— штифт; 7— шевронные манжеты; 8— втулки; 9— кольцо; 10 — втулка; 11 — пробка; 12 — шток; 13 — корпус; 14 — втулка демпфера; 15 — демпфер; 16 — манжета; 17 — кольцо защитное; 18 —антифрикционное покрытие; 19 — поршень, 20 — манжетодержатель; 21 — кольцо уплотнительное; 22 — гайка; 23 — кольцо стопорное; 24 — крышка задняя; 25

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис. 3.18. Плунжерный гидроцилиндр:

1 — корпус; 2 — шток; 3 — втулка; 4 — манжета; 5, 6 — уплотнительные кольца; 7 — замок; 8 — проставка; 9 — пружинное кольцо; 10 — грязесъемник

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис. 3.19. Гидроцилиндр с пружинным возвратом:

1 — корпус; 2, 3 — уплотнения; 4 — плунжер; 5 — стакан; 6 — шток; 7 — пружина; 8 — втулка; 9 — гайка; 10 — винт с пружиной; 11 — гильза плунжера

Читайте также:  Как добывают цветные металлы

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис. 3.20. Гидродомкрат (аутригер) ком расположении рабочий орган поднимается благодаря давлению жидкости, воспринимаемому плунжером и цилиндром, а опускается под действием веса конструкции, связанной с выдвигающейся частью при соединении полости цилиндра с трубопроводом, отводящим рабочую жидкость в бак.

Особым типом гидроцилиндров являются так называемые гидродомкраты, применяемые в качестве аутригеров в транспортных и строительно-дорожных машинах. Один из вариантов представлен на рис. 3.20. Характерной особенностью таких гидроцилиндров является малое отношение диаметра поршня к диаметру штока.

Устройство гидроцилиндра в разрезеГидроцилиндр – это самый простой образец двигателя. Выходное (подвижное) звено, которым может быть шток, плунжер или же сам корпус цилиндра, осуществляет возвратно-поступательное движение.

Основные параметры, которыми характеризуют все гидроцилиндры – это внутренний диаметр, ход поршня, диаметр штока и номинальное давление рабочей жидкости.
Гидроцилиндры бывают нескольких видов: поршневые, телескопические, плунжерные, двустороннего и одностороннего действия. По типу закрепления гидроцилиндры делятся на модели с шарнирным креплением и жестким.

Гидроцилиндр одностороннего действия совершает усилие на подвижном звене, которое направлено только в одну сторону (рабочий ход цилиндра). В противоположном направлении подвижное звено просто перемещается обратно под действием силы тяжести или возвратного механизма, например, пружины. У этих цилиндров есть лишь одна рабочая плоскость.

У гидроцилиндров двустороннего действия возможностей несколько больше. У них две рабочих плоскости, то есть рабочие усилия на выходном звене они могут создавать в двух направлениях. Чтобы обеспечить возвратно-поступательное движение жидкость поочередно поступает под давлением в полости цилиндра. Когда одна из полостей наполняется жидкостью, другая соединяется со сливом. У гидроцилиндра две полости: штоковая полость, в которой располагается шток, и поршневая.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Теперь подробнее разберем устройство гидроцилиндра на примере цилиндра двустороннего действия.
Основные части, из которых состоит цилиндр – это корпус гидроцилиндра, состоящий из гильзы (19) и задней крышки, привинченной к гильзе, передней крышки (9), которая имеет отверстие под шток и навинчена на гильзу, шток (18) с проушиной (2), поршень (15).

На рисунке изображено строение гидроцилиндра. Он состоит из сферического подшипника (1), проушины штока (2), грязесъемника (3), уплотнительных колец (4, 5, 8 и 13), манжеты (6 и 14), манжетодержателя (7 и 12), передней крышки (9), контргайки (10), демпфера (11), поршня (15), гайки (16), шплинта (17), штока (18), гильзы цилиндра с задней крышкой (19), втулки (20) и гайки грязесъемника (21).

С помощью поршня с манжетами (14) и уплотнительного кольца (13) поршневая и штоковая полости герметично разделены, и усилие, создаваемое давлением в рабочей полости, передается на шток. Поршень крепится на внутреннем конце штока с помощью гайки (16), которая фиксируется шплинтом (17). Манжетодержатели (12) удерживают манжеты от перемещения вдоль оси поршня. Передняя крышка (9) крепится на резьбе гильзы цилиндра с помощью контргайки (10). В крышку (9) вставлена втулка (20), которая служит направляющей для штока. Чтобы избежать утечки рабочей жидкости из полости штока, в проточке крышки (9) установлены кольца (8), также для этой цели служат манжеты (6), уплотнительные кольца (4) и (5) во втулке. Во избежание осевого смещения при движении штока манжета сдерживается манжетодержателем (7). Со стороны внешнего торца крышки стоит грязесъемник (3), удерживающийся гайкой (21), которая ввернута во внутреннюю резьбу крышки. Если механизм, который приводится в движение цилиндром, лишен упоров, ограничивающих его ход, которые бы фиксировали его в крайних положениях, то возможны жесткие соударения поршня и крышки гидроцилиндра. Чтобы смягчить эти удары, посредством демпфирования или торможения поршня на подходе к крышке, применяют разные типы демпфирующих устройств. В конструкции цилиндра, которая представлена на рисунке выше, эту функцию выполняет демпфер (11), установленный рядом с поршнем (15) на шток. Демпфер (11) смягчает соударение поршня и передней крышки цилиндра по окончании полного хода. Щель в конце хода штока, находящаяся между конической поверхностью демпфера и кромкой крышки (9) , через которую поршнем рабочая жидкость из штоковой полости выжимается в отверстие «А», уменьшается. В процессе этого, благодаря дросселированию жидкости через щель, движение поршня затормаживается.

Читайте также:  Окпд 2 бита для шуруповерта

Даже если вы прекрасно знаете устройство гидроцилиндра, осуществить его ремонт в кустарных условиях или же собрать свой собственный цилиндр – довольно нелегкая задача. Для этого нужно специальное оборудование и навыки. Поэтому с такими вопросами лучше обратиться к опытным профессионалам. Мы специализируемся на ремонте гидроцилиндров, а также изготовлении гидроцилиндров по вашим заказам. Наша компания занимается всем спектром работ, связанных с гидроцилиндрами. Наши работники занимаются ремонтом штока гидроцилиндров, ремонтируют гидроцилиндры для спецтехники, такой как погрузчики, асфальтоукладчики, экскаваторы, бетононасосы, автокраны и краны манипуляторы. Также мы можем изготовить гидроцилиндр по предоставленным вами чертежам или образцам. Мы гарантируем высокое качество и короткие сроки работы.

В качестве исполнительных механизмов (гидродвигателей) применяются силовые цилиндры, служащие для осуществления возвратно-поступательных прямолинейных и поворотных перемещений исполнительных механизмов. Гидроцилиндры подразделяются на поршневые, плунжерные мембранные и сильфонные.

4.1. Механизмы с гибкими разделителями

К механизмам с гибкими разделителями относятся мембраны, мембранные гидроцилиндры и сильфоны.

Мембраны(рис.4.1, а) применяют в основном при небольших перемещениях и небольших давлениях (до 1 МПа). Мембранный исполнительный механизм представляет собой защемленное по периферии корпуса эластичное кольцо 1. При увеличении давления в подводящей камере 2 эластичное кольцо прижимается к верхней части корпуса 3, и шток 4, связанный с эластичным кольцом выдвигается. Обратный ход штока обеспечивает пружина 5.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис.4.1. Схемы мембран: а — плоская с эластичным кольцом; б — гофрированная металлическая

В гидропневмоавтоматике распространены также гофрированные металлические мембраны (рис.4.1, б). Деформация таких мембран происходит за счет разности давлений ΔP = P1 — P2 и внешней нагрузки R.

Мембранные гидроцилиндры(рис.4.2) допускают значительны перемещения выходного звена — штока. При перемещении поршня 1 в направлении действия давления жидкости (рис.4.2, а) мембрана 3 перегибается, перекатываясь со стенок поршня 1 на стенки цилиндра 2, к которым она плотно поджимается давлением жидкости (рис.4.2, б). Обратный ход поршня происходит за счет пружины.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис.4.2. Схемы работы мембранного гидроцилиндра

Сильфоны (рис.4.3, а) предназначены для работы при небольших давлениях (до 3 МПа). Их изготавливают из металлов и неметаллических материалов (резины или пластиков). Металлические сильфоны бывают одно- и многослойные (до пяти слоев). Применение сильфонов оправдано в условиях высоких и низких температур, значение которых лимитируется материалом, из которого изготовлен сильфон. Сильфоны могут быть цельные или сварные. Цельные изготавливают развальцовкой тонкостенной бесшовной трубы.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис.4.3. Схема металлического сильфона а — сильфон; б — цельная стенка; в — сварная стенка

4.2. Классификация гидроцилиндров

Гидроцилиндры являются объемными гидромашинами и предназначены для преобразования энергии потока рабочей жидкости механическую энергию выходного звена. Гидроцилиндры работают при высоких давлениях (до 32 МПа), их изготовляют одностороннего и двухстороннего действия, с односторонним и двухсторонним штоком и телескопические.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

4.3. Гидроцилиндры прямолинейного действия

Для привода рабочих органов мобильных машин наиболее широко применяют поршневые гидроцилиндры двухстороннего действия с односторонним штоком (рис.4.4).

Читайте также:  Аппарат для автоматической сварки

Основой конструкции является гильза 2, представляющая собой трубу с тщательно обработанной внутренней поверхностью. Внутри гильзы перемещается поршень 6, имеющий резиновые манжетные уплотнения 5, которые предотвращают перетекание жидкости из полостей цилиндра, разделенных поршнем. Усилие от поршня передает шток 3, имеющий полированную поверхность. Для его направления служит грундбукса 8. С двух сторон гильзы укреплены крышки с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости. Уплотнение между штоком и крышкой состоит из двух манжет, одна из которых предотвращает утечки жидкости из цилиндра, а другая служит грязесъемником 1. Проушина 7 служит для подвижного закрепления гидроцилиндра. На нарезанную часть штока крепится проушина или деталь, соединяющая гидроцилиндр с подвижным механизмом.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис.4.4. Гидроцилиндр: 1 — грязесъемник; 2 — гильза; 3 — шток; 4 — стопорное кольцо; 5 — манжета; 6 — поршень; 7 — проушина; 8 — грундбукса

У нормализованных цилиндров, применяющихся в строительных машинах, диаметр штока составляет в среднем 0,5 D, ход поршня не превосходит 10D. При большей величине хода и давлениях, превышающих 20 МПа, шток следует проверять на устойчивость от действия продольной силы.

Для уменьшения потерь давления диаметры проходных отверстий в крышках цилиндра для подвода рабочей жидкости назначают из расчета, чтобы скорость жидкости составляла в среднем 5 м/с, но не выше 8 м/с.

Ход поршня ограничивается крышками цилиндра. В некоторых случая она достигает 0,5 м/с. Жесткий удар поршня о крышку в гидроцилиндрах строительных машин предотвращают демпферы (тормозные устройства). Принцип из действия большинства из них основан на запирании небольшого объема жидкости и преобразования энергии движущихся масс в механическую энергию жидкости. Из запертого объема жидкость вытесняется через каналы малого сечения.

На рис.4.5. представлены типичные схемы демпферных устройств. Пружинный демпфер (рис.4.5, а) представляет собой пружину 1, установленную на внутренней стороне крышки цилиндра 2, тормозящую поршень 3 в конце хода.

Демпфер с ложным штоком(рис.4.5, б) представляет собой короткий ложный шток 1 и выточку 2 в крышке цилиндра. Ложный шток может иметь коническую или цилиндрическую форму. В конце хода поршня жидкость запирается ложным штоком в выточке крышки цилиндра и вытесняется оттуда через узкую кольцевую щель. Если ложный шток выполнен в виде конуса, то эта щель уменьшается по мере достижения поршнем конца своего хода. При этом сопротивление движению жидкости возрастает, а инерция, ускорение и скорость движения поршня уменьшаются.

Регулируемый демпфер с отверстием(рис.4.5, в) по принципу действия аналогичен демпферу с ложным штоком. Конструктивное отличие заключается в том, что запираемая в выточке крышки цилиндра жидкость вытесняется через канал 1 малого сечения, в котором установлена игла 2 для регулирования проходного сечения отверстия.

Гидравлический демпфер(рис.4.5, г) применяется в том случае, когда конструкцией гидроцилиндра не может быть предусмотрено устройство выточки. В гидравлическом демпфере в конце хода поршня стакан 1 упирается в крышку цилиндра, а жидкость вытесняется из полости 2 через кольцевой зазор между стаканом 1 и поршнем 3. Пружина 4 возвращает стакан в исходное положение при холостом ходе поршня.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Рис.4.5. Принципиальные схемы демпферов: а — пружинный демпфер; б — демпфер с ложным штоком; в — демпфер регулируемый с отверстием; г — гидравлический демпфер