Виды гидроцилиндров
Гидроцилиндр представляет собой разновидность гидродвигателя, основная задача которого – создание высокого давления рабочей жидкости и преобразование полученной энергии в поступательное движение поршня. Принцип действия устройств похож с таковым у пневматических цилиндров с одной лишь разницей. В гидравлических цилиндрах в качестве рабочей среды используется жидкости, а в пневматических – газ.
Существует 4 основных вида гидроцилиндров: одностороннего и двустороннего действия, телескопические и дифференциальные. Рассмотрим их.
Односторонние
Выдвижение поршня в односторонних гидроцилиндрах происходит за счёт создания давления в рабочей камере, а его возврат в камеру при помощи пружины, которая и играет роль возвратного механизма. Иногда вместо пружины используется энергия поднятого тела либо энергия, полученная от другого гидроцилиндра.
Двусторонние
Прямой и обратный ход поршня в гидроцилиндрах двустороннего типа производится только лишь за счёт создания давления жидкости. Поршневая камера таких устройств имеет 2 рабочих отверстия, через которые нагнетается и выкачивается жидкость, – поршень перемещается между ними.
Недостаток данных гидроцилиндров заключается в разной скорости движения поршня – при рабочем ходе она несколько больше, нежели при обратном. Это происходит из-за разницы площадей поперечного сечения в штоковой и поршневой сторонах рабочей камеры.
Телескопические
Получили своё название благодаря тому, что такие гидроцилиндры конструктивно напоминают телескопичку (рыболовную удочку) или выдвижную подзорную трубу. Их в основном применяют там, где требуется большой ход штока, но сам размер цилиндра (в исходном, не выдвинутом состоянии) должен иметь малые размеры – например, в качестве подъёмных механизмов кузовов самосвалов.
В таких гидроцилиндрах каждый предыдущий корпус одного цилиндра является одновременно штоком для последующего. Данные устройства имеют и одностороннее, и двустороннее исполнение.
Дифференциальные
Схема работы дифференциальных цилиндров схожа с двусторонними аналогами. Но благодаря некоторым изменениям в конструкции устройства удалось устранить разницу в скорости движения поршня при прямом и обратном ходе.
Схема подключения рабочих органов цилиндра получила название «дифференциальная» или «кольцевая» из-за принципа работы.
В таких гидроцилиндрах при рабочем движении поршня жидкость из штоковой стороны камеры не сливается в накопительную ёмкость (как у аналогов двустороннего типа), а переливается в поршневую область.
А при обратном движении жидкость из поршневой области переливается в бак, откуда она вновь попадает в штоковую сторону камеры (при рабочем движении). Т.е. в дифференциальных гидроцилиндрах жидкость двигается по круговой схеме (начиная с рабочего хода штока): поршневая область, бак, штоковая область и далее.
Источник: https://dinamica-group.ru/uslugi/vidy-gidrocilindrov.html
Гидроцилиндры — виды и особенности. Статьи компании «ООО Гидро-Максимум»
Гидроцилиндрами называют объемные гидродвигатели с возвратно-поступательным движением выходного звена. Их самым широким образом используют в виде исполнительных механизмов в различных машинах.
10 янв. 2018
Гидроцилиндрами называют объемные гидродвигатели с возвратно-поступательным движением выходного звена. Их самым широким образом используют в виде исполнительных механизмов в различных машинах.
Первый телескопический гидроцилиндр изобрел и запатентовал еще в 19 веке Джозеф Брама, а в настоящее время работающие на этом принципе автомобильные домкраты знает практически каждый водитель.
В зависимости от направления действия рабочей жидкости все гидроцилиндры можно разделить на две большие группы: цилиндры одностороннего действия и цилиндры двухстороннего действия.
Разновидности гидроцилиндров
| Рис. 1 — поршневой гидроцилиндр одностороннего действия: | Рис. 2 — поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия: |
Рассмотрим гидроцилиндр одностороннего действия. В данном случае давление жидкости действует лишь с одной стороны цилиндра (см. рис.
1,4), а ход поршня вправо производится за счет давления жидкости, которая подводится в левую полость гидравлического цилиндра.
Обратный ход в цилиндрах с односторонним действием выполняется обычно либо за счет сжатой пружины (см. рис. 1) либо давления груза.
| Рис. 3 — поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия с двухсторонним штоком | Рис. 4 — плунжерный гидроцилиндр |
В отличие от одностороннего в двухстороннем гидроцилиндре ход поршня в обоих направлениях обеспечивается за счет рабочей жидкости. При подаче жидкости в левую полость поршень движется вправо, и наоборот (рис. 2,3).
Также гидроцилиндры различают в зависимости от конструкции исполнительного органа. Самое широкое распространение получили цилиндры с исполнительным механизмом в виде поршня или плунжера. При этом поршневые гидроцилиндры могут быть выполнены с односторонним (см. рис 1 и 2) или двухсторонним штоком (3). Плунжерные гидроцилиндры (см рис.
4) могут быть только одностороннего действия и с односторонним штоком. По характеру хода выходного звена выделяют гидроцилиндры на одноступенчатые и телескопические (многоступенчатые). Одноступенчатые гидроцилиндры рассмотрены ранее (см. рис. 1,2,3,4).
В отличие от вышеуказанных телескопические гидроцилиндры представляют собой несколько вставленных друг в друга поршней.
Рис. 5 — телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия
В качестве примера на рис. 5 приведена схема двухступенчатого телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия. В таком гидроцилиндре поршни выдвигаются последовательно друг за другом.
Телескопические гидроцилиндры применяются там, где при минимальных размерах требуется получить максимальное перемещение.
Особенностью телескопических гидроцилиндров является то, что скорость перемещения и усилия, развиваемого штоком, изменяются в процессе выдвижения штока в зависимости от линейного положения каждого поршня.
Помимо телескопических, выделяют поршневые и плунжерные гидравлические цилиндры.
Так, поршневой гидроцилиндр является по сути линейным гидродвигателем с возвратно-поступательным движением выходного звена и характеризуется скоростью поступательного движения штока и преодолеваемой силой внешнего сопротивления, то есть нагрузкой на штоке. Соответственно, полезная мощность такого гидроцилиндра определяется как произведение скорости хода штока и силы сопротивления нагрузки.
Гидроцилиндры могут выполнять как функции гидродвигателя, так и функции гидронасоса. Если в первом случае гидроцилиндр преобразовывает энергию потока жидкости в механическую работу, то во втором — осуществляет преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию рабочей жидкости.
Учитывая тот факт, что в настоящее время предъявляются все более жесткие качественные требования к различному гидравлическому оборудованию, стоит отметить те особенности, которые присущи качественным гидроцилиндрам.
В первую очередь, это высокая герметичность деталей и КПД, стремящийся к 100%. Важным качеством считается плавность хода штока гидроцилиндра, а также невысокий уровень шума. И конечно, действительно качественный гидроцилиндр имеет продолжительный срок эксплуатации и характеризуется высокой эксплуатационной надежностью.
Источник: https://hydro-maximum.com.ua/a321530-gidrotsilindry-vidy-osobennosti.html
Все что необходимо знать о гидроцилиндре (гидравлическом цилиндре) | Завод «ОГМ»
Главная » Информация » Гидроцилиндр (гидравлический цилиндр)
[2013-01-03]
Гидроцилиндр (гидравлический цилиндр) — объёмный гидродвигатель возвратно-поступательного движения. Принцип действия гидроцилиндров во многом схож с принципом действия пневмоцилиндров.
Гидроцилиндры одностороннего действия
Выдвижение штока осуществляется за счёт создания давления рабочей жидкости в поршневой полости, а возврат в исходное положение от усилия пружины.
Усилие, создаваемое гидроцилиндрами данного типа, при прочих равных условиях меньше усилия, создаваемого гидроцилиндрами двустороннего действия, за счёт того, что при прямом ходе штока необходимо преодолевать силу упругости пружины.
Пружина выполняет здесь роль возвратного элемента. В тех случаях, когда возврат производится за счет действия приводимого механизма, другого гидроцилиндра, или силы тяжести поднятого груза — гидроцилиндр может не иметь возвратной пружины ввиду отсутствия необходимости.
Гидроцилиндры двустороннего действия
Как при прямом, так и при обратном ходе поршня, усилие на штоке гидроцилиндра создаётся за счёт создания давления рабочей жидкости, соответственно, в поршневой и штоковой полости.
Следует иметь в виду, что при прямом ходе поршня усилие на штоке несколько больше, а скорость движения штока меньше, чем при обратном ходе — за счёт разницы в площадях, к которой приложена сила давления рабочей жидкости (эффективной площади поперечного сечения). Такие гидроцилиндры осуществляют, например, подъём-опускание отвала многих бульдозеров.
Телескопические гидроцилиндры
Называются так благодаря конструктивному сходству с телескопом или подзорной трубой. Такие гидроцилиндры применяются в том случае, если при небольших размерах самого гидроцилиндра в исходном, т.е.
сложенном, состоянии, необходимо обеспечить большой ход штока. Конструктивно представляют собой несколько цилиндров, вставленных друг в друга таким образом, что корпус одного цилиндра является штоком другого.
Такие гидроцилиндры имеют исполнение как для одностороннего, так и для двустороннего действия.
Они осуществляют, например, подъём-опускание кузовов во многих самосвалах.
Дифференциальные гидроцилиндры
«Обычное» подключение поршневых гидроцилиндров двустороннего действия предусматривает поочередное подключение полостей гидроцилиндра к нагнетательной и сливной магистралям распределителем 4/2 или 4/3, что обеспечивает движение поршня за счет разности давлений. Соотношение скоростей движения, а также усилий при прямом и обратном ходе, различны, и пропорциональны соотношению площадей поршня. Между скоростью и усилием устанавливается зависимость: выше скорость — меньше усилие, и наоборот.
«Кольцевая», или «дифференциальная» схема подключения.
При рабочем ходе (выдвижении штока) жидкость от насоса подается в поршневую полость, вытесняемая-же жидкость из штоковой полости, за счет кольцевого подключения (распределитель 3/2), направляется не в гидробак, а подается также в поршневую полость.
В результате выдвижение штока происходит намного быстрее, чем в обычной схеме подключения (распределитель 4/2 или 4/3). Обратный ход (втягивание штока) происходит при подаче жидкости только в штоковую полость, поршневая соединена с гидробаком.
При использовании гидроцилиндра с соотношением площадей поршня 2:1 (в некоторых источниках именно такие гидроцилиндры называются дифференциальными) такая схема позволяет получить равные скорости и равные усилия прямого и обратного ходов, что для гидроцилиндров с односторонним штоком без регулирования или дополнительных элементов получить невозможно.
Область применения
Гидроцилиндры широко применяют во всех отраслях техники, где используют объёмный гидропривод. Например, в строительно-дорожных, землеройных, подъёмно-транспортных машинах, в авиации и космонавтике, а также в технологическом оборудовании — металлорежущих станках, кузнечно-прессовых машинах.
Управление движением поршня и штока гидроцилиндра осуществляется с помощью гидрораспределителя, либо с помощью средств регулирования гидропривода.
Смотреть остальные статьи…
Источник: http://www.ogmk74.ru/informaciya/gidrocilindr-gidravlicheskij-cilindr.html
Устройство гидросистемы тракторов — гидронасосы, распределители, гидроцилиндры, насосы нш
Раздельноагрегатная гидросистема (устройство, описание и принцип работы)
Гидросистема служит для трансформации и передачи энергии тракторного двигателя к различным исполнительным звеньям с целью:
- управления навесной машиной
- управление прицепной машиной через установленные на ней гидроцилиндры
- привода в движение рабочих органов навесных или прицепных машин через гидравлическую систему отбора мощности трактора
- выполнения автосцепки с навесными и прицепными машинами
- изменения и автоматической поддержки выбранной глубины почвообработки
- корректировки вертикальной реакции почвы на движитель тракторавыполнения вспомогательных операций по обслуживанию трактора (изменение базы, изменение колеи, подъем остова и т.п.)
В настоящее время широко применяется гидросистема раздельногоагрегатного типа.
Унифицированная раздельноагрегатная гидравлическая навесная система тракторов (рис. 10.3) включает:
- насос с приводом и механизмом включения
- масляный бак
- фильтр
- стальные трубопроводы
- распределитель золотникового типа с механизмом управления
- эластичные рукава
- запорные и быстросоединительные муфты
- основной гидроцилиндр
- а так же — проходные штуцера, замедлительный клапан и уплотнительные устройства
Гидросистемы некоторых тракторов имеют гидроувеличитель сцепного веса с гидроаккумулятором, силовой регулятор или систему автоматического регулирования глубины обработки почвы (САРГ), гидросистему отбора мощности (ГСОМ).
Гидросистема посторена так, что бы обеспечить максимально широкую работу исполнительного звена — гидроцилиндра двухстороннего действия (или нескольких гидроцилиндров с независимым управлением).
Гидроцилиндр может иметь четыре основных состояния: движение поршня в одру сторону, движение поршня в другую сторону, фиксация поршня путём перекрытия маслу входа и выхода из гидроцилиндра, возможность свободного перемещения поршня в обе стороны от внешнего усилия за счет соединения обеих полостей гидроцилиндра межу собой и со сливной магистралью.
Распределитель, в который от насоса поступает поток масла под давлением, обеспечивает один из четырёх вариантов работы гидроцилиндра. В этом случае распределитель имеет один золотник с осевым перемещением в одну из четырех позиций.
Для предохранения гидросистемы от чрезмерного повышения давления распределитель оснащается предохранительным клапаном отрегулированным на давление не выше 20,5 МПа. Гидронасос является наиболее ответственным элементом гидросистемы. От него в большой мере зависит эффективность работы гидропривода.
Наибольшее распространение получили шестеренные насосы типа НШ одно или двухсекционные. В тяжелых сельскохозяйственных и промышленных тракторах применяют так же аксиально-поршневые насосы как регулируемого, так и нерегулируемого типов.
Насос забирает масло через всасывающую магистраль из бака, емкость которого должна составлять 0,5 — 0,8 минутной производительности насоса. Очистка масла выполняется сетчатым фильтром или фильтром со сменным фильтровальным элементом, обеспечивающим удаление посторонних частиц размером от 25 мкм для жидкости, подаваемой от шестеренных насосов и распределителей с механическим управлением, и от 10 мкм для поршневых насосов и электрогидравлических распределителей/
Рассмотрим конкретные типовые конструкции узлов гидросистемы.
Гидронасосы (насосы нш)
Каждая модель насоса имеет определенное буквенно-цифровое обозначение, характеризующее его технические данные.
Так обозначение НШ 32 У-3-Л расшифровывается так:
НШ — насос шестеренный
32 объём рабочей жидкостей в см3, вытесняемый из насоса за один оборот вала (теоретическая подача);
У — унифицированная конструкция;
3 — группа исполнения, характеризующая номинальное давление нагнетания насоса: 2 — 14 МПа; 3 — 16 МПа; 4 — 20 МПа;
Л — левое направление вращение привода насоса. Если насос правого направления вращения, то соответствующей буквы в обозначении нет.
Рассмотрим конструкцию шестеренного гидронасоса и его привода. На тракторах МТЗ 100, МТЗ 102 применен насос НШ 32-3 правого вращения (рис. 10.4) Нагнетание масла в насосе осуществляется при помощи ведущей 2 и ведомой 3 шестерни, расположенных между подшипниковой 1 и поджимной 5 обоймами и платиками 4.
Подшипниковая обойма 1 служит единой опорой для цапф шестерен. Поджимная обойма 5 под давлением масла в полости манжеты ( на рисунке не показана, расположена в зоне нагнетательного отверстия) поджимается к наружной поверхности зубьев шестерен, обеспечивая требуемый зазор между зубьями и уплотняющей поверхностью обоймы.
Платики 4 под давлением масла в полости торцовых манжет 16 и 14 поджимаются к шестерням 2 и 3, уплотняя их по боковым поверхностям в зоне высокого давления. Вал ведущей шестерни 2 в корпусе уплотняется двумя манжетами 19. Центрирование ведущего вала шестерни 2 относительно установочного бурта корпуса обеспечивается втулкой 20.
Разъём корпуса с крышкой уплотняется с помощью резинового кольца круглого сечения.
Рис. 10.
4 Масляный насос НШ-32-31 — подшипниковая обойма; 2 — ведущая шестерня; 3 — ведомая шестерня; 4 — платик; 5 — поджимная обойма; 6,10 — шарикоподшипники; 7 — вал; 8 — шестерня; 9 — корпус; 11 — вилка; 12 — валик управления; 13 — промежуточная шестерня; 14 — манжета; 15 — шайба; 16 — манжета; 17 — стакан подшипника; 18 — шпилька; 19 — манжета; 20 — втулка центрирующая Насос закреплен четырьмя шпильками 18 на корпусе 9 гидроагрегатов через стакан 17, в котором он центрируется посадочным пояском корпуса. Шлицевой хвостовик ведущей шестерни 2 насос входит во внутренние шлицы вала 7, установленного на подшипниках 6 и 10. При работающем двигателе вращение через шестерни привода независимого ВОМ и промежуточную шестерню 13 передается на шестерню 8 (при включенном положении), которая через шлицы передает вращение валу 7 и ведущей шестерне 2.
Шестерня 8 перемещается ручным механизмом управления через валик 12 с закрепленной на нем вилкой 11 и может фиксироваться ручкой управления в двух позициях: включенный привод, когда шестерня 8 находится из зацепления с шестерней 13. Включение или выключение от потребности в гидроприводе при работе МТА
Распределители
Распределители тракторной навески гидросистемы служат для распределения потока рабочей жидкости между потребителями, для автоматического переключения системы на режим холостого хода (перепуск рабочей жидкости в бак) в периоды, когда все потребители отключены, и для ограничения давления в гидросистеме при перегрузках. На сельскохозяйственных тракторах наибольшее распространение получили моноблочные трехзолотниковый четырехпозиционные распределители с ручным управлением. На промышленных тракторах применяются моноблочные одно, двух или трехзолотниковый и обычно, трехпозиционные распределители с ручным и дистанционным управлением.
Источник: http://vostok-agro.info/dokumentatsia/104-ugt.html
Телескопические гидроцилиндры
Например, для разгрузки самосвала требуется наклонить кузов под углом 60 градусов. Если оснастить кузов грузовика-самосвала стандартным гидроцилиндром, то кузов не сможет снова принять горизонтальное положение, т.к. ему будет мешать длина гидроцилиндра, даже если шток цилиндра приэтом будет полностью втянут. Телескопический цилиндр позволяет легко решить эту проблему.
Телескопические гидравлические цилиндры, по сути, являются простыми механизмами, но их успешное функционирование во взаимодействии с другими компонентами системы зависит от понимания принципов их работы. Понимание принципов работы телескопических цилиндров позволит технически надежно и экономически выгодно встроить их в имеющееся оборудование.
Конструкции телескопических гидроцилиндров
Телескопические цилиндры, как и следует из их названия, сконструированы по принципу телескопа – секции металлической трубы как бы вложены друг в друга. Секция наибольшего диаметра называется главной, секции меньшего диаметра, которые вдвигаются в главную, часто называются ступенями, секцию наименьшего диаметра иногда называется плунжером.
На практике редко используются цилиндры с общим количеством секций большим шести. Существует возможность сконструировать гидроцилиндр и с большим количеством секций, но такая конструкция будет нестабильна.
Телескопический цилиндр обычно раздвигается от большей секции к меньшей. То есть сначала выдвигается секция большего диаметра (со всеми вложенными в нее секциями меньшего диаметра), как только она полностью выдвинется – начнет выдвижение секция меньшего диаметра.
Эта процедура будет повторяться с каждой секцией, пока не выдвинется секция наименьшего диаметра. И наоборот: при втягивании сначала полностью втягивается секция меньшего диаметра, затем начинает втягиваться следующая и т.д.
Процесс продолжается до тех пор, пока все секции не втянутся в главную секцию.
| Основные типы телескопических гидроцилиндровКак и стандартные гидравлические цилиндры, телескопические гидроцилиндры бывают одностороннего действия и двустороннего действия.Гидроилиндры одностороннего действия выдвигаются под действием гидравлического | Конструкция телескопического гидроцилиндраодностороннего действия |
давления, а втягиваются под воздействием гравитации или внешней механической силы. Цилиндры одностороннего действия используются там, где на цилиндр всегда воздействует какая-то нагрузка, возвращающая его в исходное положение. Классические телескопические цилиндры одностороннего действия устанавливаются, например, на грузовиках-самосвалах. Масло под давлением заставляет секции цилиндра выдвигаться, поднимая кузов самосвала. Когда подача давления прекращается, давление веса кузова заставляет цилиндры втягиваться.
Гидравлические цилиндры двустороннего действия выдвигаются и втягиваются под воздействие давления масла. Они применяются в тех условиях, когда никакая внешняя сила не воздействует на гидроцилиндр, заставляя шток втягиваться.
Одним из классических примеров применения гидроцилиндров двойного действия можно считать их использование в конструкции кузова мусоровоза.
Горизонтально установленный телескопический гидроцилиндр сжимает загруженный мусор, воздействуя на плиту в кузове, затем шток втягивается в исходное положение, плита отодвигается, обеспечивая возможность загрузить дополнительный мусор.
Секции телескопического гидроцилиндра поддерживаются подшипниками. Расстояние между подшипниками определяет степень перекрытия одной секции цилиндра другой секцией. В целом, это расстояние должно возрастать с возрастанием общей длины хода для того чтобы предотвратить изгиб цилиндра под действием веса выдвинутых секций, а также веса нагрузки.
В конструкции телескопического гидроцилиндра используются несколько различных типов уплотнений. Тип используемых уплотнений и место их расположения зависит от конструкции гидроцилиндра и различается у каждого отдельного производителя.
| Телескопические гидравлические цилиндры двустороннего действияВыдвижение цилиндра двустороннего действия происходит так же, как и выдвижение цилиндра одностороннего действия.Втягивание цилиндра двустороннего действия происходит при участии уплотнений на каждой | Конструкция телескопического гидроцилиндрадвустороннего действия |
движущейся секции – на внешней стороне каждой выдвигающейся области и внутренней стороне той области, из которой она выдвигается. Отверстия для подачи масла расположены выше поршня в теле секции. Порт втягивания обычно расположен наверху секции наименьшего диаметра. Через этот порт масло попадает внутрь самой маленькой секции. Масло проникает между внешним диаметром меньшей секции и внутренним диаметром большей секции. Создаваемое в этом объеме давление в этом объеме заставляет меньшую секцию вдвинуться в большую секцию. Как только эта секция полностью втянется, открывается порт подачи масла в следующей секции. Процесс втягивания автоматически продолжается до тех пор, пока все секции не будут вдвинуты в главную секцию.
Расположения порта втягивания на вершине наименьшей секции типично для конструкций телескопических гидроцилиндров двустороннего действия, однако, такое расположение порта требует наличие различных шлангов, систем защиты шлангов и специальных катушек подачи шлангов для транспортировки масла на вершину выдвигающейся секции. Большинство конструкций телескопических гидроцилиндров двустороннего действия предусматривают расположение обоих портов подачи масла в наименьшей секции или плунжере, эти цилиндры проектируются таким образом, что наименьшая секция или плунжер остаются стационарными, а наибольшая и самая тяжелая секция движется, когда цилиндр выдвигается. В некоторых случаях телескопические цилиндры двойного действия проектируются таким образом, что оба порта располагаются в стационарной большей секции. Возможность такого исполнения гидроцилиндра определяют размеры цилиндра (диаметр, ход), а также количество секций.
Комбинирование особенностей телескопических гидроцилиндров одностороннего и двустороннего действия
Существует несколько необычных типов телескопических гидроцилиндров, предназначенных для специфических условий эксплуатации. Например, производители оборудования для добычи нефти используют специальную комбинацию секций одностороннего и двустороннего действия для позиционирования буровой установки.
Буровые установки транспортируются в горизонтальном положении в трейлерах. Для перевода буровой установки в вертикальное положение используются специальные телескопические гидроцилиндры. Когда буровая установка заканчивает работу, телескопический гидроцилиндр возвращает ее в горизонтальное положение.
Как только буровая установка начинает крениться, к ней больше не требуется прилагать силу, т.к. она примет горизонтальное положение под действием гравитации и собственного веса, что также заставит цилиндр втянуться.
Иными словами, гидроцилиндру требуется подача давления только на первом этапе хода втягивания, затем он работает, как гидроцилиндр одностороннего действия. В таких случаях наименьшая секция гидроцилиндра проектируется как секция гидроцилиндра двустороннего действия, остальные же секции – как одностороннего.
Наименьшая секция обеспечивает и подъем буровой установки, и возврат ее в горизонтальное положение. Такой тип телескопических гидроцилиндров зачастую проектируется «с пропуском секции». Пропуская секцию в конструкции телескопического гидроцилиндра, удается увеличить эффективную площадь и силу втягивания наименьшей секции.
Постоянная скорость и постоянное значение усилия
Специальный дизайн телескопического гидравлического цилиндра, при котором все секции выдвигаются одновременно, позволяет достичь постоянной скорости и постоянной тяги во все время процесса выдвижения или втягивания. Такой тип гидроцилиндров используется в буровых головках при поземных разработках полезных ископаемых, где необходимо обеспечить именно такие параметры при малом занимаемом пространстве.
Источник: http://resamgn.ru/articles.php?id=54
Основные понятия гидроцилиндра – расчет, схемы, устройства и принцип работы — Гидравлические двигатели. Гидра машины
Гидравлическим цилиндром является гидродвигатель объемного типа с возвратно-поступательным простоем выходного звена.
Данный тип устройств, гидроцилиндры, широко используются в качестве недисциплинированных механизмов разнообразных гидравлических машин.
По конструктивной схеме и принципу работы данные агрегаты обладают обширным применением и классифицируются по полному соответствию с ГОСТ 17752—81.
В зависимости от направления активизации рабочей жидкости, гидроцилиндры делятся на две группы: одно – и двухстороннего действия. На основной орган гидроцилиндра принципа одностороннего действия – существует возможность жидкости оказывать давление исключительно с одной стороны, принцип работы можно увидеть на рисунке 1 (а, г, д).
В данных гидроцилиндрах движения рабочего поршня в одну сторону происходит благодаря жидкости, которая подводится в полость, а возвратное перемещение – вторым методом – за счет пружины (рис.
1, а), либо груза с весом при вертикальной направленности движения поршня (рис 1, д). Движение действующего органа цилиндра двухстороннего действия во всех направлениях осуществляется благодаря рабочей жидкости (рис 1, б, в).
В данных гидроцилиндрах жидкость будет подводиться как в правую, так и в левую полость.
Также гидроцилиндры разделяются на конструкции основного рабочего органа.
Максимально распространенный вариант гидроцилиндра, это агрегат с основным органом в виде плунжера или поршня, необходимо отметить, что поршневые гидроцилиндры возможны в двух вариантах: одно- и двухсторонним штоком. Однако необходимо отметить, что гидроцилиндры с плунжерами возможны только с односторонним действием и с односторонним штоком.
По схематической особенности выходного звена данные агрегаты подразделяются на телескопические-многоступенчатые и одноступенчатые. Одноступенчатые цилиндры продемонстрированы на рисунке 1 (а, г).
Гидроцилиндры телескопические сконструированы как несколько вставленных поршней друг в друга. В качестве примера на рисунке 1 (д) нарисована схема телескопического двухстороннего гидроцилиндра одностороннего действия.
В данном гидроцилиндре выдвигаются поршни в последовательной схеме друг за другом.
Совершенный КПД данных агрегатов изначально определяется механическим КПД, который в большинстве случаев для этих конструкций составляет от 0,85 до 0,95. Непосредственные потери в гидравлических цилиндрах почти отсутствуют, и данный гидравлический КПД (η0 = 1).
Полные потери в представленных агрегатах могут присутствовать в зазоре между цилиндром и поршнем. Тем не менее, при уплотнении данного места манжетами или резиновыми кольцами они излишни малы.
В таком случае объемный КПД можно считать максимально приближенным к единице (η0 = 1).
Если рассчитывать перепад давления на гидроцилиндре необходимо использовать две главные формулы.
Стоит рассмотреть их более подробно, для ознакомительного примера мы возьмем гидроцилиндр двухстороннего действия, который имеет односторонний штоком (рисунок 2).
Первая связывает силу F, которая располагается на штоке, а также перепад давления на цилиндре (ΔP = Р1 — P2). Для упрощения можно использовать: F= ΔP*S*ηм. В данной формуле S является эффективной площадью, на которою воздействует подводимое давление.
При передвижении жидкости с левой стороны в правую сторону, на данной схеме (рис. 2), тогда данной площадью является поршневая площадь (S-Sп), а при возвратном движении – поршневая площадь за минусом площади штока (S=Sп-Sш). Также следующая формула будет связывать скорость движения и расход: Q=Vп*Sп*1/η0, также ее можно представить в виде: Q´= Vп*(Sп-Sш)*1/η0
Два варианта записи формулы обуславливается тем, что расходы до гидроцилиндра и после него не одинаковы. Для более детального понимания необходимо представить следующее: поршень, на схематическом рисунке 2, переместился от изначального положения на расстояние L вправо.
В этом случае в левую полость цилиндра поступил определенный объем жидкости (W= Sп*L), в то время как из правой полости он был оттеснен меньшим объемом (W´= (Sп-Sш)*L). Из данного соотношения двух объемов W и W´ следует то, что расходы до гидроцилиндра связанны с расходами после зависимостью (Q / Q´ = Sп / (Sп-Sш)).
Аналогичен пример с гидроцилиндром, имеющим двухсторонний шток — Q = Q´.
Источник: http://www.gidroprivod-razn.ru/gidravlika/osnovnie-ponyatiya-gidrotsilindra-raschet-schemi-ustroystva-i-printsip-raboti
Цилиндры гидравлические
Гидравлические цилиндры – объемные двигатели, преобразующие энергию потока и сообщающие выходному (рабочему) звену поступательное движение.
Гидроцилиндр, принципиальная схема: 1 — грязесъемник; 2 — гильза; 3 — шток; 4 — стопорное кольцо; 5 — манжета; 6 — поршень; 7 — проушина; 8 – грундбукса.
В целом гидроцилиндры подразделяют на силовые и моментные. В силовом гидроцилиндре шток с поршнем или плунжер совершает прямолинейные возвратно-поступательные движения относительно корпуса. В моментном рабочее звено (вал) совершает возвратно-поворотные движения с углом меньшим 360°.
Классификация силовых гидроцилиндров
Гидравлические цилиндры двухстороннего действия:
- одноштоковые;
- двухштоковые;
- телескопические;
- комбинированные
- сдвоенные
- многоскоростные.
Гидравлические цилиндры одностороннего действия:
- поршневые;
- плунжерные;
- телескопические.
В гидравлических цилиндрах одностороннего действия возврат штока происходит либо за счет действия силы тяжести (шток втягивается под собственным весом), либо за счет действия пружины. В гидроцилиндрах двухстороннего действия возврат осуществляется подачей жидкости в штоковую полость и откачкой ее из поршневой полости.
Выбор гидроцилиндра по параметрам
Параметры, по которым подбирается гидроцилиндр, это:
- главный
- основные
- диаметр штока;
- рабочее давление;
- ход поршня;
- рекомендуемые
- диаметр условного прохода подводящего отверстия;
- заделка штока.
Выбор внутреннего диаметра гидроцилиндра
В ГОСТ 8032-84 прописан ряд предпочтительных чисел, по которым и производится выбор по главному параметру. Основная характеристика ряда – величина
Дополнительный ряд прописан в ГОСТ 6540-68.
Выбор диаметра штока гидроцилиндра
Диаметр штока определяет усилие на обратном ходу:
Рекомендуемый ряд также приведен в ГОСТ 6540-68. Отношение скоростей прямого и обратного хода штока определяется отношением площадей поршневой и штоковой полостей ?. Им и нужно руководствоваться при выборе размера штока гидроцилиндра.
Выбор оптимального рабочего давления для гидроцилиндра
Рабочее давление определяет эксплуатационные характеристики гидроцилиндра и является стабильной величиной. КПД цилиндра с повышением давления уменьшается, поскольку растут потери на трение, поэтому выбор рабочего давления также имеет свой предпочтительный ряд – ступени.
Выбор хода штока
Производится по ГОСТ 6636-69 и ГОСТ 6540-68. Верхний предел величины хода штока выбирается исходя из неравенства что обусловлено наличием изгибающего момента при одновременном сжатии под нагрузкой и технологией изготовления.
Выбор диаметра подводящих отверстий
Подбирают в зависимости от максимальной скорости потока в походном отверстии и максимальной скорости хода поршня. Поскольку скорость хода поршня в большинстве случаев не превышает 5 м/мин, а максимальная скорость жидкости в проходном отверстии – 5 м/с, то диаметр проходного отверстия можно вычислить следующим образом:
Заделка штока в цилиндре
Это расстояние, которое измеряется при выдвинутом штоке от середины его направляющей до середины поршня.
Поскольку радиальные нагрузки на шток приводят к быстрому выходу из строя уплотнительных элементов и повреждению деталей цилиндра, то крепления гидроцилиндров в гидросистемах следует выполнять так, чтобы свести их к минимуму или к 0. Для этого тщательно выверяют направляющую и увеличивают заделку штока. Величину заделки можно определить так:
Главный, основные и рекомендуемые параметры силовых гидроцилиндров
Гидроцилиндры с двухсторонним штоком
Существуют две конструкции: с закрепленным поршнем и с закрепленным цилиндром. Во втором варианте шток неподвижен, цилиндр жестко крепится с подвижной частью.
Гидроцилиндр с двухсторонним штоком (с закрепленным штоком). 1 – внутреннее уплотнение на штоке, 2, 3 – внешние уплотнения.
Гидроцилиндр с двухсторонним штоком (с закрепленным цилиндром). 1 – внутреннее уплотнение на штоке, 2, 3 – внешние уплотнения.
Скорость перемещения штока прямо пропорциональна количеству подаваемой гидравлической жидкости и обратно пропорциональна разнице квадратов диаметров поршня и штока:
здесь Q – количество жидкости, л/мин;
D – диаметр поршня, см;
D – диаметр штока, см;
S’ – кольцевая площадь поршня, см.
Попеременно подавая одинаковое количество жидкости в разные полости гидроцилиндра, получают одинаковую скорость хода штока в обе стороны.
Гидроцилиндры с односторонним штоком
Гидроцилиндр одностороннего действия : 1 – плунжер, 2 – пружина, 3, – основной и грязезащитный уплотняющие элементы.
Гидроцилиндр двухстороннего действия: 4 – поршень, 5 – шток, 6, 7 – внутренний и наружный уплотнители, 8 – штоковая полость, 9 – питающая линия.
Как видно из схемы, скорость прямого и обратного хода штока в гидроцилиндре двухстороннего действия при недифференциальном подключении питающей магистрали зависит от величины разности полной S и кольцевой S’ площадей поршня.
Чтобы получить равные скорости применяют подключение по дифференциальной схеме. Питательная линия постоянно подключена к штоковой полости цилиндра.
При совершении холостого хода штока со скоростью v полости цилиндра соединяются между собой, и штоковой полости вытесняется количество рабочей жидкости:
Эта жидкость вместе с жидкостью объемом Q2 нагнетаемой насосом поступает в поршневую полость. Общий объем жидкости составит:
На прямом ходу
Расчет соотношения площадей (диаметров) поршня и штока
При равных скоростях перемещения поршня получаем
где S и s – площади поршня и штока соответственно.
Гидроцилиндры телескопические
Гидроцилиндр телескопический: 1 – питательная линия с постоянным расходом рабочей жидкости; 2 – поршень 1; 3 – поршень 2; 4 – питательная линия 2; 5 – рукав; 6, 7 – полости цилиндра.
Телескопические цилиндры применяются там, где желаемая величина хода поршня превышает допустимые установочные размеры цилиндра. Скорости выдвижения и втягивания секций определяются из следующих соотношений:
Первым выдвигается меньший, внутренний, поршень с малой скоростью. После его полного выдвижения начинает выдвигаться следующий с большей, чем у первого, скоростью.
Комбинированные гидроцилиндры
В некоторых случаях, например, при применении гидроцилиндров в прессах, необходима высокая скорость и небольшое давление при приближении рабочего инструмента к обрабатываемой детали и малая скорость с одновременной выработкой большого усилия на рабочем ходу.
Трехскоростной гидроцилиндр: 1, 2, 3 – питающие линии; 4 – внутренний цилиндр;5 – штоковая полость; 6 – поршневая полость.
Наименьшая скорость достигается при подаче рабочей жидкости по питательным линиям 1, 2 в полости 5, 6:
Подавая жидкость по питающей линии 1 в полость 4, получаем
Подводя рабочую жидкость по линии 1, и сливе по линиям 2, 3 получаем самую высокую скорость:
Обратный ход выполняется при подаче жидкости по линии 3:
Если необходимо получить большие усилия при наименьшем диаметре цилиндра, используют сдвоенные или строенные гидроцилиндры.
Сдвоенный гидроцилиндр
Такое исполнение увеличивает полезную площадь поршня, следовательно, и усилие на штоке. Скорость хода штока обратно пропорциональна сумме площадей поршней и прямо пропорциональна расходу рабочей жидкости:
Вырабатываемое усилие можно вычислить по формуле:
где р – давление жидкости, кг/см2.
Гидроцилиндры – устройства, которые работают в тяжелых условиях. При этом необходимо отметить, что состояние цилиндра зависит от чистоты рабочей жидкости, гладкости внутренней поверхности цилиндра, то есть недопустимо попадание загрязняющих частиц внутрь направляющего цилиндра. Кроме того, шток цилиндра подвергается высоким нагрузкам, иногда ударам при достижении конечных положений.
Для защиты гидроцилиндра от попадания грязи или влаги устанавливают уплотнения и грязесъемники, а иногда – сильфоны, которые закрывают шток при выдвижении. Чтобы защитить шток от ударов о крышку цилиндра в цилиндрах предусматривают тормозные устройства.
Гидроцилиндр с концевым тормозом и защищенным штоком: 1, 2 – гнезда в крышках; 3 – дроссель; 4 – обратные клапаны; 5 – кольцевой объем; 6, 7 – соответствующие гнездам цилиндрические выступы; 8 – сильфон.
Кольцевой объем при приближении хода штока к концу медленно выдавливается через дроссель, сопротивление постепенно тормозит шток. Для быстрейшего заполнения объема цилиндра в начале хода предусмотрены обратные клапаны, заполнение производится в обход дросселя.
Одним из наиболее частых требований к гидроцилиндрам является возможность держать нагрузку без подачи рабочей жидкости при неподвижном штоке. Для реализации такой возможности применяют фиксирующие устройства.
Поршень с фиксирующим устройством: 1 – пружины; 2 – шарики; 3 – коническая поверхность; 4 – уплотняющий элемент; 5 – поршень; 6, 7 – полости цилиндра.
Когда давления в обоих полостях цилиндра равно, пружины смещают шарики, которые заклинивают поршень, смещаясь к конической поверхности. При дальнейшей подаче рабочей жидкости в одну из полостей смещается уплотнительный элемент, он освобождает шарики. Такая схема применяется лишь в цилиндрах, работающих при небольших нагрузках. В иных случаях применяют обратные клапаны.
Эффективность работы гидроцилиндров
Усилие, вырабатываемое гидроцилиндрами
В общем виде формула для расчета вырабатываемого усилия выглядит следующим образом:
В основном КПД гидроцилиндра зависит от трения, то есть от уплотняющих элементов.
Уплотнения штоков (а, б) и поршней (в, г) гидроцилиндров: а) круглое кольцо; б), в) V-образная манжета; г) двухсторонняя манжета. 1 – защитное кольцо; 2 – упорное кольцо; 3 – резиновое кольцо; 4 – гайка; 5 – разделительная манжета; 6 – уплотняющая манжета.
Усилие трения манжетных уплотнений
здесь ? – коэффициент трения манжет о рабочую поверхность штока;
d – уплотняемый диаметр, см;
l – длина уплотнения, см.
По этой же формуле рассчитывается усилие трения манжетных уплотнений поршня.
Сопротивление от вытекания масла:
где рп – давление подпора, кг/см2. Равно гидравлическому сопротивлению сливной магистрали, если слив производится через золотник в бак.
Для нормальной работы цилиндра необходимо, чтобы рабочие поверхности были хорошо отшлифованы, и обязательно наличие смазывающей пленки между трущимися поверхностями, т.е. утечка масла по штоку и поршню. Работа в граничном состоянии или всухую значительно снижает срок службы уплотнений.
Необходимое для работы гидроцилиндра давление вычисляется по формуле:
Если необходимо выстроить систему из гидроцилиндров, их диаметры выбирают исходя из равенства необходимых давлений. В этом случае система будет работать с минимальными тепловыми потерями и максимальным КПД.
Если же такой выбор осуществить невозможно, в системе всякий раз будет устанавливаться давление, не равное давлению насосной станции или настройки предохранительного клапана – устанавливается давление, которое соответствует внешним усилиям.
Но при регулировании скорости на выходе, давление в гидросистеме до гидроцилиндров будет равно давлению настройки предохранительного клапана, а за гидроцилиндрами – давление подпора, дополняющее внешнее усилие на шток.
КПД гидроцилиндра
Мощность цилиндра индикаторная:
Здесь р – индикаторное давление.
Фактически реализуемая мощность:
где р1 – давление в цилиндре;
р0 – давление насоса;
?р – потери давления в магистали.
Мощность, которая затрачивается на преодоление противодавления и трение в гидроцилиндре:
Механический коэффициент полезного действия гидроцилиндра выражается соотношением
Теоретическая скорость хода штока с поршнем
где Q – расход жидкости теоретический, л/мин.
Скорость фактическая:
Здесь ?q – сумма утечек рабочей жидкости через шток и поршень.
Объемный коэффициент полезного действия гидроцилиндра выражается отношением
где q – утечки по поршню и штоку.
где FТ – сумма сил трения на уплотнениях, Н;
р – разность давления, Па;
S – площадь трущейся поверхности уплотнителей.
Источник: http://RusGidravlik.ru/gidravlicheskij-instrument-i-oborudovanie/domkraty-gidrocilindry-silovye-cilindry/215cilindry-gidravlicheskie-cs-dvuhstoronnie-gidrodomkrat-gidrocilindr-silovoj-cilindr-domkrat/
Плунжерный гидроцилиндр одностороннего действия
2017-11-26
Необходимый для работы гидравлики плунжерный гидроцилиндр одностороннего действия выполняет линейное движение, в результате которого возникает соответствующее усилие, используя гидравлическую жидкость под давлением. Промышленные машины, приводимые в действие этими цилиндрами, способны сжимать металлы или другие материалы с очень высокой силой, используя относительно небольшой запас жидкости под высоким давлением.
Виды гидроцилиндров и сфера применения
По принципу действия гидравлические цилиндры бывают следующих видов:
— гидроцилиндры одностороннего действия;
— гидроцилиндры двустороннего действия;
— гелескопические гидроцилиндры;
— гифференциальные гидроцилиндры.
В тяжелом оборудовании, таком как экскаватор, сила сжатия зависит от мощности гидравлического устройства. Оператор легко управляет гидравлическим цилиндром с жидкостью под давлением.
Для этого используется регулирующий клапан, подключенный к распределительным шлангам и трубам. Соленоидный клапан — это тип клапана, который обычно используется с гидравлическим цилиндром, поскольку он наиболее безопасен и надежен.
Клапаны не только контролируют выпуск жидкости в цилиндре, но также часто смешивают газы и жидкости.
Принцип действия
Гидравлический цилиндр в автомобиле не подключается к клапану в качестве средства управления, а вместо этого использует гидравлику с поршневым приводом. Когда педаль тормоза нажата, давя на поршень в главном гидравлическом цилиндре, то портовые поршни, расположенные на каждом колесе, срабатывают вместе и остановливают автомобиль.
Гидравлические уплотнения имеют предельное значение для безопасного функционирования гидравлического цилиндра. Отрасли, использующие тяжелое оборудование, такие как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, правительство, нефть и газ, очень зависят от технологии по усовершенствованию гидравлического уплотнения.
Взрыв шаттла Challenger в 1986 году в основном был связан с неисправностью гидравлических уплотнений, поврежденных в результате низких температур. Как результат, материал уплотнения затвердел, что привело к некачественной герметизации.
Эксплуатация гидгоцилиндра
Изношенный плунжерный гидроцилиндр одностороннего действия может привести к проблемам в работе любого механизма. Но этого можно избежать, используя гидравлический цилиндр с гладкой внутренней поверхностью. Внешняя поверхность цилиндра обычно состоит из алюминия, стали, чугуна или бронзы.
Формы крышки цилиндров, удерживающие шток могут быть:
— квадратными;
— круглыми;
— индивидуальной формы.
Техническое устройство
Простейшие гидравлические системы состоят из двух поршней и трубы с заполненной жидкостью.
Поршни, используемые в гидравлических системах, состоят из одной, двух или трех частей, в зависимости от скорости и силы, которая требуется для каждой конкретной машины.
В некоторых видах тяжелой строительной техники используется плунжерный гидроцилиндр одностороннего действия в количестве до восьми штук, которым может потребоваться до 100 галлонов масла.
Водные гидравлические системы используют воду в качестве жидкости для гидравлического цилиндра, а не масло. Хотя вода дешевле масла, а также является экологически чистым продуктом, ее низкая вязкость и слабые смазочные свойства исключают использование воды в мощных гидравлических системах.
Источник: http://newsvo.ru/plunzhernyy-gidrocilindr.dhtm
Устройство и принцип работы гидроцилиндра
• Главная • О нас • Статьи
Цилиндр гидравлический (сокр. гидроцилиндр) – это гидравлический двигатель объемного типа, работа которого основана на возвратно-поступательном движении выходного звена. Структурно гидроцилиндры представляют собой емкость, внутри которой находится поршень со штоком. Движение поршня происходит при увеличении давления рабочей жидкости, за счет увеличения ее количества.
Областью применения гидроцилиндров являются механизмы гидравлических машин, где они выступают в роли исполнительного механизма. Гидроцилиндры обладают различными типами конструкции и принципом действия и классифицируются согласно ГОСТ 17752-81.
Существует разделение гидроцилиндров по направлению действия рабочей жидкости: односторонние и двухсторонние. В первом случае жидкость оказывает давление на рабочий орган гидроцилиндра только с одной стороны. По схеме а,г,д.
В цилиндрах такого типа жидкость двигает поршень в одну сторону, при введении ее в рабочую полость, а обратное движение обеспечивается пружиной (рис.
1, а) либо грузом, масса которого обеспечивает движение поршня при вертикальном его расположении (рис.1 .д).
Во втором случае рабочий орган гидроцилиндра перемещается в одном из направлений также жидкостью, однако она закачивается в левую полость для движения вправо и в правую, для движения влево (рис.1 б,в).
Существует также деление гидроцилиндров по конструкции рабочего органа. Наиболее распространенными являются плунжерные или поршневые гидроцилиндры. Поршневые могут выполняться с односторонним (рис.1 а,б) или двухсторонним (рис.1 в) штоком. Плунжерные гидроцилиндры выполняются только с односторонним штоком (рис. 1 г) и работают только по одностороннему воздействию.
Для гидроцилиндров имеет значение и ход выходного звена, поэтому существует разделение на одноступенчатые (рис.1 а-г) и многоступенчатые (телескопические) (рис.1д)гидравлические цилиндры.
Многоступенчатые гидроцилиндры получили название телескопических, благодаря последовательному движению цилиндров друг за другом по мере работы.
Телескопические гидроцилиндры могут быть как одностороннего, так и двухстороннего хода.
В зависимости от подключения поршневых гидроцилиндров, говорят о последовательном (стандартном) или же кольцевом (дифференциальном) подключении.
Если в первом случае соотношение скорости движения и усилия хода в любом направлении обратно пропорциональны (большая скорость требует меньше усилий), то дифференциальное подключение обеспечивает прямую зависимость между усилиями хода и скоростью, что невозможно реализовать при использовании только гидроцилиндров с односторонним штоком без дополнительных элементов.
Гидроцилиндры, которые у нас продаются.
Источник: http://lenkomtech.ru/o-nas/statii/articles-gidrocilindr.php
Загрузка...
