Принцип работы гидроцилиндра

Гидроцилиндры

Гидроцилиндры - фото 1 - изображение 1

Гидроцилиндр - объемный гидродвигатель, в котором выходное звено совершает возвратно-поступательное движение.

Гидравлический цилиндр позволяет преобразовать гидравлическую энергию потока жидкости в механическую - выходного звена, которым может являться шток, плунжер, поршень.

Содержание:

  • Типы гидроцилиндров
  • Устройство гидроцилиндра двухстороннего действия
    • Гидроцилиндр с односторонним штоком
      • Принцип работы гидроцилиндра
    • Гидроцилиндр с двухсторонним штоком
  • Устройство гидроцилиндров одностороннего действия
    • Плунжерный гидроцилиндр
    • Гидравлический цилиндр с пружинным возвратом
  • Гидроцилиндры специального исполнения
    • Телескопические гидроцилиндры
      • Телескопический гидроцилиндр одностороннего действия
      • Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия
    • Комбинированные гидроцилиндры
  • Характеристики гидроцилиндров
    • Геометрические параметры
    • Гидравлические параметры
    • Механические параметры
    • Расчет гидроцилиндра
  • Типовые конструкции гидроцилиндров
    • Гидроцилиндр на шпильках
    • Круглый гидроцилиндр
    • Сварной гидроцилиндр
    • Чертеж гидроцилиндра

Типы гидроцилиндров

В зависимости от конструкции различают несколько видов гидравлических цилиндров.

  • Двухпозиционные
  • Многопозиционные

Типы гидроцилиндров - изображение 2 - изображение 2

  • Одноступенчатые
  • Телескопические
  • Одностороннего действия
  • Двухстороннего действия
  • С торможением
  • Без торможения
  • Плунжерные
  • Мембранные
  • Сильфонные
  • Поршневые

Устройство гидроцилиндра двухстороннего действия

Гидравлические цилиндры двухстороннего действия имеют две разделенные герметичные рабочие полости, в которые по разным трубопроводам подводится жидкость. Гидроцилиндры двухстороннего действия могут передавать развиваемое усилие как в прямом, так и в обратном направлениях.

Устройство гидроцилиндра двухстороннего действия рассмотрим на примере самой распространенной конструкции с односторонним штоком.

Гидроцилиндр с односторонним штоком

Основные элементы конструкции двухстороннего гидроцилиндра с односторонним штоком показаны на рисунке.

Устройство гидроцилиндра двухстороннего действия - фотография 3 - изображение 3

  1. шток
  2. передняя крышка
  3. гильза
  4. поршень
  5. гайка
  6. задняя крышка
  7. грязесъемник
  8. манжета штоковая
  9. кольцо направляющее штоковое
  10. манжета поршневая
  11. кольцо резиновое
  12. кольцо направляющее поршневое

Принцип работы гидроцилиндра

Рабочая жидкость от насоса, через распределитель направляется в одну из полостей (поршневую или штоковую), противоположная полость соединятся со сливом.

Устройство гидроцилиндров одностороннего действия - изображение 4 - изображение 4

При поступлении жидкости в поршневую полость шток гидроцилиндра выдвигается, при необходимости преодолевая усилие нагрузки. При поступлении рабочей жидкости в штоковую полость шток гидроцилиндра втягивается.

Гидроцилиндры специального исполнения - фотография 5 - изображение 5

Выдвинуть шток Нейтральное положение Втянуть шток

При поступлении жидкости в поршневую полость усилие, развиваемое гидроцилиндром можно вычислить по формуле:

Характеристики гидроцилиндров - изображение 6 - изображение 6

При поступлении жидкости в штоковую полость эффективная площадь изменится, из площади поршня необходимо вычесть площадь штока.

Герметичность рабочих камер обеспечивается манжетными уплотнениями, не позволяющими перетекать жидкости из поршневой полости в штоковую. В крышке гидроцилиндра также устанавливают манжету для уплотнения штока, и грязесъемник для предотвращения попадания частиц загрязнения в полость цилиндра.

Типовые конструкции гидроцилиндров - фотография 7 - изображение 7

Гидроцилиндр с двухсторонним штоком

Усилие и скорость перемещения поршня со штоком при прямом и обратном ходе будут различными. Если необходимы одинаковые усилия или одинаковы скорости перемещения выходных звеньев, то используют гидроцилиндры с двухсторонним штоком.

В гидравлических цилиндрах этого типа один поршень связан с двумя штоками.

Гидроцилиндр: принцип работы, устройство и применение - фотография 8 - изображение 8

Для вычисления скорости и усилия гидроцилиндра с двусторонним штоком, можно применять формулы:

Описание устройства - фотография 9 - изображение 9

В современной технике применяются конструкции гидроцилиндров с двухсторонним штоком с закрепленным цилиндром и с закрепленным штоком.

Общий принцип работы - фотография 10 - изображение 10

Устройство гидроцилиндров одностороннего действия

Гидроцилиндры одностороннего действия способны развивать усилие лишь в одном направлении. Обратный ход таких цилиндров осуществляется под действием пружины, силы тяжести, или внешнего воздействия на шток.

Плунжерный гидроцилиндр

В гидроцилиндрах этого типа жидкость воздействует на плунжер, расположенный в рабочей камере. Обратный ход осуществляется за счет внешних сил или силы тяжести.

Гидроцилиндры одностороннего действия - фото 11 - изображение 11

Плунжер способен передавать только усилие сжатия, величину усилия можно вычислить используя зависимость:

Гидроцилиндры двустороннего действия - изображение 12 - изображение 12

Скорость перемещения плунжера будет зависеть от диаметра плунжера и расхода рабочей жидкости.

Гидравлический цилиндр с пружинным возвратом

Гидроцилиндр с пружинным возвратом показан на рисунке.

Функционирование гидрозамков - изображение 13 - изображение 13

При поступлении рабочей жидкости в поршневую полость осуществляется рабочий ход, пружина, расположенная в штоковой полости сжимается - шток выдвигается.

Обратный ход осуществляется за счет усилия пружины, поршневая полость при этом соединяется со сливом. Пружина может устанавливаться как в поршневой, так и в штоковой полости.

Гидроцилиндры специального исполнения

Рассмотрим несколько особых конструкций гидроцилиндров.

Телескопические гидроцилиндры

В телескопических гидроцилиндрах один шток размещен в полости другого штока. Это позволяет получить большую величину перемещения выходного звена при неизменных габаритах, так как в телескопических цилиндрах ход может превышать длину гильзы.

Телескопический гидроцилиндр одностороннего действия

Варианты конструкции - изображение 14 - изображение 14

Рабочая жидкость подводится в полость цилиндра через заднюю крышку. Секции выдвигаются последовательно - в первую очередь движение начнет секция с наибольшей эффективной площадью, затем с меньшей. Скорость при выдвижении каждой последующей секции будет увеличиваться, а усилие падать, в связи уменьшением эффективной площади. По этой причине расчетным должно быть усилие на секции с минимальной эффективной площадью.

Обратный ход осуществляется под действием внешних сил, рабочая полость при этом соединяется со сливом.

Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия

Телескопические гидроцилиндры - фотография 15 - изображение 15

Подвод рабочей жидкости в представленной на рисунке конструкции осуществляется через шток.

Выдвижение секций, осуществляется в том же порядке, что и в телескопических гидроцилиндрах одностороннего действия.

Обратный ход обеспечивается подводом рабочей жидкости в штоковую полость, поршневая полость при этом соединяется со сливом.

Комбинированные гидроцилиндры

Для увеличения усилия на штоке гидроцилиндра, при отсутствии возможности увеличения наружного диаметра, используют тандемные или последовательно установленные гидроцилиндры. Схема сдвоенного гидроцилиндра показана на рисунке.

Гидроцилиндры, их назначение, конструктивные особенности и классификация - фото 16 - изображение 16

В данном случае увеличение усилия достигается за счет добавления второй рабочей камеры и дополнительного поршня, что позволяет увеличить эффективную площадь гидроцилиндра.

Характеристики гидроцилиндров

Основные параметры гидроцилиндров можно разделить на несколько групп.

Геометрические параметры

  • Диаметр поршня (гильзы), иногда его называют диаметром гидроцилиндра, наиболее распространненными являются диаметры: 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 620, 800 миллиметров.
  • Диаметр штока, стандартизированы следующие диаметры штоков гидравлических цилиндров: 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 миллиметров.
  • Ход - величина максимально возможного перемещания поршня со штоком или плунжера гидроцилиндра

Что такое гидроцилиндр? - фото 17 - изображение 17

Гидравлические параметры

  • Номинальное рабочее давление - давление, при котором гидроцилиндр будет работать в номинальном, расчетном режиме, при этом сохраняя параметры работы и надежности, гарантированные произодителем. Величина давления в гидроцилнре опредяляется значением нагрузки, при этом она может быть ограничена настройки предохранительного или редукционного клапана. При отсутвии нагрузки давление в цилиндре обуславливается только потерями на трение.
  • Расход жидкости, поступающий в гидроцилинлдр.

Механические параметры

  • Усилие развиваемое гидроцилиндром - пропорционально давдлению и эффективной площади, на которую воздействует жидкость.
  • Скорость перемещения штока - определяется величиной расхода жидкости, поступающей в гидроцилиндр и его эффективным диаметром.

Расчет гидроцилиндра

Попробуем разабраться как характеристики гидроцилиндра связаны между собой, и как на них влияют параметры работы гидопривода.

При поступлении жидкости в поршневую полость жидкость воздействует на поршень, усилие развиваемое гидроцилиндром в этом случае будет пропорционально давлению и площади поршня:

Составные части - изображение 18 - изображение 18

Скорость перемещения поршня со штоком будет зависеть от диаметра поршня и расхода жидкости:

Основные характеристики - фотография 19 - изображение 19

При подаче жидкости в штоковую полость гидроцилиндра, давление будет воздействовать на кольцевую поверхность, образованную наружными диаметрами поршня и штока. Усилие в этом случае можно вычислить, используя зависимость:

Виды - изображение 20 - изображение 20

Скорость перемещения поршня при подводе жидкости в штоковую полость будет зависеть не только от диаметра поршня и расхода, но и от диаметра штока:

Гидравлические цилиндры и типы гидроцилиндров в прессах - фотография 21 - изображение 21

Типовые конструкции гидроцилиндров

Несмотря на огромное разнообразие конструкций гидравлических цилиндров существуют, типовые решения, применяемые при проектировании гидроцилиндров, рассмотрим некоторые из них.

Гидроцилиндр на шпильках

Применение гидроцилиндров - фотография 22 - изображение 22

Передняя и задняя крышка гидроцилиндров этой конструкции связаны шпильками (анкерами), гильза зажата между крышками цилиндра. Уплотнение поршня обеспечивается двумя манжетами.

Круглый гидроцилиндр

Составляющие части гидравлического пресса - фотография 23 - изображение 23

В представленной конструкции крышки крепятся к круглым фланцам, закрепленным с помощью сварки или резьбы на гильзе. Показанный на рисунке тип уплотнения поршня обеспечивает уплотнение в обоих направлениях.

Сварной гидроцилиндр

Разновидности и особенности гидросистем - фотография 24 - изображение 24

Крышки приварены к гильзе, конструкция неразборная, неремонтопригодная. В цилиндре установлены компактные поршневые уплотнения.

Чертеж гидроцилиндра

Конструкторская документация на гидроцилиндр должна включать в себя:

  • сборочный чертеж гидроцилиндра,
  • спецификацию,
  • рабочие чертежи деталей.

В качестве примера конструкции гидравлического цилиндра предлагаем вам ознакомиться со сборочным чертежом одноштокового гидроцилиндра двухстороннего действия. Передняя крышка данного цилиндра имеет резьбовое соединение с гильзой, задняя крышка с проушиной приварена к гильзе. Поршень зафиксирован на штоке с помощью резьбовых втулок, зафиксированных от поворота с помощью штифта.

Для того, чтобы скачать чертеж гидроцилиндра в формате pdf щелкните по изображению.

Что такое гидроцилиндр и для чего он нужен? - фото 25 - изображение 25

Вы также можете скачать чертеж гидроцилиндра в формате dwg.

Гидроцилиндр: принцип работы, устройство и применение

Принцип работы гидравлического цилиндра двухстороннего действия - фото 26 - изображение 26

Данный прибор в общем смысле представляет из себя объемный двигатель с возвратно-поворотными или возвратно-поступательными движениями. Принципы работы гидроцилиндра широко используются в космонавтике, авиации, строительстве дорог, а также на подъемно-транспортных машинах и в землеройной отрасли. Механизм нашел применение в различном оборудовании, включая кузнечнопрессовые машины и металлорежущие станки.

Описание устройства

Если рассмотреть простейший случай, то можно сказать, что гидроцилиндр — это гильза в форме цилиндрической трубки с внутренней поверхностью, подвергшейся тщательной обработке. Внутри устройства находится специальный поршень с манжетами в виде уплотнений из резины. Последние служат для того, чтобы рабочая жидкость не перетекала через разделенные полости цилиндра. В эксплуатации применяются особые минеральные масла. Устройство и принцип работы гидроцилиндра подразумевают подачу жидкости в полость. Поршень получает определенное давление и начинает перемещаться.

Правильный подбор устройства предполагает знание некоторых важных характеристик. Для начала следует выбрать подходящий диаметр поршня, то есть значение толкающего или тянущего усилия гидроцилиндра. Немалую роль играет также и значение диаметра штока. Выбирается этот параметр в зависимости от требуемой грузоподъемности и уровня динамической нагрузки. При неверно подобранном значении возможно изгибание штока в процессе эксплуатации. Ход поршня, в свою очередь, влияет на направление движения рабочего органа и общие размеры устройства в разложенном состоянии. В собранном виде габариты определяются расстояниями по центрам. Способ крепления гидроцилиндра зависит от его конструктивного исполнения.

Конструкция - фотография 27 - изображение 27

Общий принцип работы

На полированную поверхность стержня передается усилие от поршня через шток. Правильное направление определяется при помощи грундбукса. Процессы подвода и отведения рабочей жидкости в цилиндре происходят через две укрепленных в гильзе крышки. Также у штока присутствует уплотнение из нескольких манжет. Первая из них служит для предотвращения утечки рабочей жидкости из гидроцилиндра, а вторая собирает попадающую внутрь грязь. Подвижный механизм и шток на резьбе соединяются специальной деталью или проушиной, которая обеспечивает подвижное закрепление корпуса агрегата.

Существует два основных принципа работы гидроцилиндра — с управлением при помощи гидрораспределителя или благодаря определенным средствам для регулировки гидравлического привода. При этом все действующие механизмы изготавливаются с повышенными показателями прочности и надежности. Конструктивные элементы вроде цилиндра и блока управления функционируют при высоких давлениях до 32 МПа. Для того чтобы лучше понять механизмы действия таких агрегатов, следует рассмотреть их основные актуальные разновидности.

Виды агрегатов - фото 28 - изображение 28

Гидроцилиндры одностороннего действия

В таких устройствах шток выдвигается посредством давления рабочей жидкости в полости поршня. Возвращение в исходное положение осуществляется пружинным усилием. Если сравнивать с принципом работы двухстороннего гидроцилиндра, то можно отметить один важный нюанс. При прочих равных усилие в одностороннем агрегате создается меньшее. Это происходит за счет того, что прямой ход штока подразумевает необходимость преодоления силы упругости пружины в рассматриваемом механизме.

Ярким примером гидроцилиндра одностороннего действия может служить обыкновенный домкрат. В данном случае пружина применяется в качестве основного возвратного элемента. При этом в ряде случаев вовсе нет нужды в использовании этой детали. К примеру, возврат может происходить за счет силы тяжести поднятого груза, другого агрегата или же посредством приводного механизма.

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 29 - изображение 29

Гидроцилиндры двустороннего действия

Здесь рабочая жидкость также создает давление на шток. В качестве полости гидроцилиндра выбирается, соответственно, поршневая или штоковая. Прямой ход способен создавать большее усилие, однако скорость движения рабочей жидкости получается меньшей. При обратном движении картина ровно противоположная.

Такой принцип работы гидроцилиндра двухстороннего действия основывается на разнице в площадях, к которым происходит непосредственное приложение силы давления рабочей жидкости. Подобные устройства повсеместно встречаются, к примеру, при операциях подъема и опускания отвалов у большинства бульдозеров. Главную роль при этом играет эффективная площадь поперечного сечения.

Принцип работы гидроцилиндра - фото 30 - изображение 30

Функционирование гидрозамков

Конструктивное исполнение данного элемента базируется на том, к какому типу принадлежит гидроцилиндр. Для одностороннего устройства характерно наличие седла, запорно-регулирующего элемента в форме шарика, поршня с толкателем, а также пружины. Принцип работы гидроцилиндра и его замка заключается в том, что при отсутствии давления в линии управления рабочая жидкость перетекает из одного канала в другой, тем самым сдвигая шарик. Однако обратного хода не происходит, потому как под действием потока запорно-регулирующий элемент крепко прижимается к седлу. Если же давление в линии управления присутствует, то рабочая жидкость беспрепятственно перемещается между двумя каналами.

В сдвоенном гидрозамке совмещаются сразу два обратных клапана. Они располагаются в одном корпусе так, что линия управления каждого из них соединяется со входом другого. Принцип работы гидрозамка гидроцилиндра в таком случае основан на том, что рабочая жидкость движется в обратном направлении только при наличии давления в отсеке. При этом каждая из двух сторон механизма работает независимо.

Принцип работы гидроцилиндра - фото 31 - изображение 31

Варианты конструкции

Среди основных типов отмечают плунжерные, поршневые и телескопические устройства. Принцип работы плунжерного гидроцилиндра подразумевает подачу рабочей жидкости в полость, где плунжер начинает свое смещение из-за действия повышенного давления. Вернуться в исходное состояние агрегат способен благодаря воздействию внешнего усилия на торец штока.

Поршневые гидроцилиндры наиболее распространены. Основным отличием таких устройств от плунжерных является возможность к созданию толкающего или тянущего усилия. Штоковая полость сообщается через сапун с атмосферой, однако попадания частиц пыли и грязи на рабочую поверхность не происходит.

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 32 - изображение 32

Телескопические гидроцилиндры

Свое название эти устройства получили за счет внешнего сходства с телескопами или подзорными трубами. Универсальность данных гидроцилиндров позволяет применять в их основе как односторонние, так и двухсторонние механизмы. Наиболее часто используются для операций подъема и опускания кузовов самосвалов. Принципы работы гидроцилиндра телескопического типа предполагают наличие большого хода поршня при относительно компактных габаритных размерах самого устройства.

Гидроцилиндры, их назначение, конструктивные особенности и классификация

Принцип работы гидроцилиндра - фотография 33 - изображение 33

Гидроцилиндры по сути своей являются объемными гидродвигателями, предназначенными для преобразования энергии жидкости в механическую энергию, обеспечивающую поступательное движение. Выходным (подвижным звеном) может выступать как шток, так и корпус (гильза) цилиндра.

Что такое гидроцилиндр?

Принцип работы гидроцилиндра - фотография 34 - изображение 34

Гидроцилиндр (гидравлический цилиндр) – объемный гидравлический двигатель, основанный на принципе возвратно поступательного движения, происходящего за счет подачи жидкости под высоким давлением.

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 35 - изображение 35

Гидроцилиндр

В настоящее время они нашли свое широкое применение во всех секторах промышленности. Они входят в устройство практически каждой механической машины, будь то трактор, самосвал, бульдозер или харвестер который занимается валкой леса.

Составные части

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 36 - изображение 36

Составные части гидроцилиндра

Гидроцилиндр состоит из следующих частей:

  • Шток
  • Поршень
  • Гильза (является корпусом)
  • Поршневые уплотнения
  • Букса
  • Задняя крышка

Камеры в гидравлическом цилиндре обязаны быть герметичными. Для достижения этой цели, на поршень устанавливаются специальные уплотнения – манжеты, которые противодействуют протеканию жидкости сквозь поршень. Также манжеты ставятся на буксе, здесь они выполняют роль уплотнителей. Также букса оборудована грязесъемником для того чтобы во внутрь цилиндра не попадали частицы из внешней среды работы устройства.

Важно: Уплотнители на поршне не работают если внутри гильзы есть шероховатости и царапины. Внутренняя часть гильзы шлифуется специальными станками на заводе, для достижения относительно идеально гладкого состояния.

Основные характеристики

  • Номинальное давление рабочей жидкости
  • Величина диаметра поршня
  • Величина диаметра штока
  • Величина хода штока

Основной характеристикой любого гидроцилиндра можно назвать номинальное давление, так как количество часов который данный цилиндр отработает напрямую зависит от возложенной на цилиндр нагрузку.

Виды

Основным критерием видового разделения гидравлических цилиндров является их принцип работы. Всего выделяют пять основных видов гидроцилиндров:

  • Одностороннего действия
  • Двустороннего действия
  • Телескопические

Гидроцилиндры одностороннего действия.

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 37 - изображение 37

Гидравлический цилиндр одностороннего действия

При нагнетании давления в рабочей камере совершается выдвижение штока. Возвращение штока в данном виде устройств происходи по средствам установленной внутри пружины, либо за счет силы тяжести поднятого груза. Так же возможен вариант возврата штока по средствам другого гидравлического привода. Устройство работы агрегата одностороннего действия схоже с работой домкрата.

Гидроцилиндры двустороннего действия.

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 38 - изображение 38

Гидравлический цилиндр двустороннего действия

Конструкцией таких устройств предусмотрено что рабочая жидкость находится в штоковой и поршневой камерах. Перемещение штока вперед и назад происходит за счет давления рабочей жидкости. При работе она нагнетается в одну из рабочих камер и сливается с другой, за счет чего можно контролировать движение штока в обоих направлениях.

По типу подключения гидравлические цилиндры двустороннего действия разделяют на 2 типа:

  1. Простое подключение. Штоковая и поршневые рабочие камеры подключаются по переменно то к нагнетающей то сливной гидролиниям, которые соответственно качаю и сливают гидравлическую жидкость. Вся вытесняемая жидкость сливается в гидробак.
  2. Диференцильное подключение. По-другому называется кольцевым подключением. В данном случае жидкость, которая уходит из штоковой камеры напрямую качается в камеру поршневую.

Телескопические гидроцилиндры.

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 39 - изображение 39

Телескопический гидроцилиндр

Устройство данного вида позволяет при малых размерах совершать большой ход штока. Достигается это тем что оно состоит из нескольких цилиндров размещённых в полости друг друга. На рынке присутствуют модели одностороннего и двустороннего действия.

Гидравлические цилиндры и типы гидроцилиндров в прессах

Принцип работы гидроцилиндра - фотография 40 - изображение 40

Сами гидросистемы известны довольно давно и широко применяются во многих агрегатах как промышленного, так и бытового плана. Сами того не осознавая, мы сталкиваемся с ними каждый день на улицах и на работе.

Самый распространённый пример гидроцилиндра, который вы почти наверняка держали в руках, это банальный автомобильный домкрат. Принцип его действия, по своей сути, ничем не отличается от аналогичных гидроцилиндров для прессов или плунжерных систем экскаватора.

Содержание

  • 1 Применение гидроцилиндров
    • 1.1 Принцип действия
  • 2 Составляющие части гидравлического пресса
  • 3 Разновидности и особенности гидросистем
    • 3.1 Эксплуатация и обслуживание

Применение гидроцилиндров

Принцип работы гидроцилиндра - фотография 41 - изображение 41

Основной областью применения гидравлических цилиндров уже долгое время являются всевозможные прессы. С незапамятных времён их применяли в винной промышленности. Другим известным примером использования прессов можно считать давление масел (подсолнечного или оливкового).

На сегодняшний день такие устройства стали значительно мощнее и их применение в промышленности намного шире. Невозможно представить себе завод или авторемонтную мастерскую, в которых не применяли бы гидравлические прессы.

Не менее распространёнными они стали и в быту. Масса инструментов оснащены гидравлическими цилиндрами. Ну а тот, кто занимается заготовкой соков, наверняка знает о них не понаслышке.

Прессы различной мощности и конструкции, массово производятся всевозможными «Кулибиными» в гаражных условиях. Чаще всего, в таких чудо-устройствах используют старые домкраты от грузовиков, которые, по своей сути, являются теми же гидравлическими цилиндрами и могут выдать довольно серьёзное усилие.

width="640">

Принцип действия

Принцип работы гидросистем заключается в передаче усилия при помощи перекачки жидкости. Дело в том, что они почти не сжимаются под давлением и, по этой причине, прекрасно подходят для передачи, порой очень больших, усилий.

Согласно закону Паскаля, при подаче, жидкость оказывает равное действие на все одинаковые по площади поверхности, что в конкретном приложении означает – меньшим усилием, на меньшей площади, можно уравновесить большее, на большей площади.

По сути, получается нечто вроде гидравлического редуктора. При этом усилие, приложенное к меньшей плоскости, на большей увеличится пропорционально их размеру.

Именно этот принцип лежит в основе всех гидравлических систем. Помимо кажущейся его простоты и гибкости применения, существует несколько основных плюсов таких устройств:

  • чрезвычайно высокая эффективность при работе с большими нагрузками (транспортировке больших грузов или приложении больших усилий);
  • возможность обеспечения высокой точности настройки;
  • незаурядная надёжность (гидравлические системы легко защищаются от перегрузок с помощью предохранительных клапанов стравливания избыточного давления);
  • относительно небольшие габариты оборудования и экономичность при эксплуатации.

width="640">

Составляющие части гидравлического пресса

Принцип работы гидроцилиндра - фотография 42 - изображение 42

Гидравлические системы состоят из нескольких основных компонентов: привода (гидромотора, гидроцилиндра), насоса, аварийного клапана, резервуара.

Производительность всей системы зависит от давления, нагнетаемого насосом масла, диаметра рабочей поверхности поршня, габаритов цилиндра и максимального допустимого давления.

Одной из наиболее важных частей гидравлических систем является жидкость, нагнетаемая насосом и приводящая в движение привод. К ней предъявляется ряд требований, в том числе химический состав, пределы рабочих температур, плотность, склонность к окислению. Важным свойством таких жидкостей является обводнение – способность сохранять рабочие качества системы при попадании влаги.

Семьдесят процентов отказов гидросистем происходят из-за качества и состояния масла. Сорок, из них, непосредственно зависят от эксплуатационных его параметров. Остальные шестьдесят непосредственно связаны с ходом работы.

К числу таких неприятностей относят повышенный износ элементов системы, коррозия металлических поверхностей (что нередко приводит к заклиниванию гидравлических цилиндров или повреждению герметизирующих прокладок), повышенную вязкость масел или их загрязнение водой, пылью или воздухом.

Все это, мягко говоря, не способствует безаварийной работе как системы в целом, так и отдельных её узлов.

Такие системы применяются в следующих сферах:

  • В промышленном оборудовании (гидравлических прессах, манипуляторах или формовочных машинах для пластмасс).
  • Мобильной технике (в экскаваторах, в кранах, в строительном оборудовании и даже в самолётах).
  • В спецтехнике, такой как, тренажёры и испытательные стенды.

Разновидности и особенности гидросистем

Принцип работы гидроцилиндра - фото 43 - изображение 43

В большей части перечисленного выше оборудования установлены гидросистемы с использованием гидроцилиндров.

Все они, в свою очередь, делятся на гидроцилиндры одностороннего или двухстороннего действия.

В зависимости от способа установки и крепления к машине гидроцилиндры можно разделить на два типа: гидроцилиндры жёстко закреплённые; гидроцилиндры шарнирные.

По специфике их работы выделяют несколько видов:

  • поршневые;
  • плунжерные;
  • телескопические;

Цилиндры одностороннего действия рассчитаны на приложение усилия гидравлической жидкости к выходному элементу (поршню или плунжеру), в одном направлении. Обратный ход осуществляется за счёт распрямления пружины или под действием силы тяжести (либо за счёт работы другого цилиндра или механизма).

Надо учитывать, что в случае применения гидравлического цилиндра с возвратной пружиной, усилие прямого хода будет меньше, чем аналогичного по размерам двунаправленного. Происходит это потому, что в момент нагнетания жидкости, помимо прочих нагрузок, преодолевается сила упругости пружины.

Что касается двунаправленных гидравлических цилиндров, то в них используется конструкция с двумя рабочими плоскостями. Это позволяет прилагать усилие в двух направлениях. При этом одна из частей цилиндра подключается к сточному клапану, а другая к нагнетательному.

Для этого варианта цилиндра тоже существует нюанс. При поступательном движении поршня производимое усилие больше, а скорость меньше чем при возвратном. Это связано с разницей рабочих площадей (речь идёт об эффективном сечении поршня) к которым прилагается давление жидкости. При обратном движении, площадь меньше за счёт диаметра «выходного элемента» гидроцилиндра.

Наверное, стоит упомянуть и о телескопических гидроцилиндрах, хоть они и очень редко используются в прессах.

Такая разновидность применяется в случаях, когда требуется вылет штока, значительно превышающий длину корпуса самого цилиндра. Выполнена эта конструкция как несколько вложенных один в другой цилиндров, корпус каждого следующего в которой служит штоком, предыдущей.

Производятся они в вариантах с однонаправленным, так и двунаправленным движением. Такой агрегат проще всего встретить на самосвалах.

В случае изготовления прессов в кустарных условиях, принцип их действия ничем не отличается от их промышленных аналогов. Единственное, что в таких устройствах, в большинстве случаев, применяют ручные насосы. Из-за малых габаритов и сравнительно небольших усилий, нет острой необходимости в громоздких и достаточно дорогостоящих масляных насосах.

width="640">

Эксплуатация и обслуживание

Мы рассмотрели лишь основные параметры и разновидности гидроцилиндров, применяющихся в прессах, промышленной и спецтехнике. Они являются одной из основных частей гидросистем, но отнюдь не единственной.

Работа этих мощных устройств зависит от качества и состояния множества узлов: насосов, фильтров, клапанов, масляных магистралей. Каждый из них, исполняет свою важную функцию, а потому тоже нуждается в правильной эксплуатации и тщательном обслуживании.

При работе с такими устройствами, как гидроцилиндры, не стоит также забывать о технике безопасности. Имейте в виду, что вы работаете с оборудованием, производящим усилие от нескольких сотен килограмм до нескольких десятков тон. Неосторожное обращение с ними может привести к серьёзным увечьям.

Как сделать своими руками самодельный пресс из домкратаstanok.guruКак сделать вакуумный пресс своими рукамиstanok.guruПресс для макулатуры, как его сделать своими рукамиstanok.guruСамодельная виброплита с электродвигателем своими рукамиstanok.guru

Что такое гидроцилиндр и для чего он нужен?

Принцип работы гидроцилиндра - фото 44 - изображение 44

Гидроцилиндры представляют собой гидравлический двигатель. Основан он на принципе возвратно поступательных движений, где под сильным давлением подается жидкость.

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 45 - изображение 45

На сегодняшний день гидроцилиндры широко применяются в различных направлениях промышленности. В каждой механической машине в такой как самосвал, экскаватор, трактор, металлорежущий станок и многие другие, применяют данные устройства. Со временем может понадобиться ремонт гидроцилиндров, но в этом нет никаких сложностей, так как профессионалы выполнят свою работу в кратчайшие сроки и устройство снова будет работоспособным.

Принцип работы

Работа гидроцилиндра заключается в том, что в поршневую часть подается жидкость под давлением и, таким образом, на поршень передается усилие. Чтобы жидкость поступала в необходимом количестве, в устройстве обязательно должен быть распределитель. Передняя и задняя проушины применяются для того, чтобы закрепить гидроцилиндр в необходимом положении.

Виды цилиндров

Все гидроцилиндры разделяют на несколько видов.

Дифференциальный. В данном устройстве, если сравнивать его отличие от остальных видов, движения жидкости происходят по кругу.

Цилиндр одностороннего действия. Чтобы привести поршень в рабочее состояние, необходимо чтобы в цилиндр поступала рабочая жидкость, которая создаст нужное давление. Когда на жидкость действует пружина, которая находится в корпусе цилиндра, то она поступает обратно.

Телескопический. Такой гидроцилиндр в основном применяют в специализированной технике и самосвале. Здесь находится несколько цилиндров, которые размещены друг в друге. Конструкция похожа на телескопическую трубу.

Цилиндр двухстороннего действия. Принцип работы похож на одностороннее действие, но в обратную сторону поршень перемещается под давлением, которая направляет поступающую жидкостью через другое отверстие.

Сферы применения гидроцилиндров достаточно большие. Они нужны там, где необходимо с определенной скоростью и точностью перемещать разное оборудование.

Самым простым гидравлическим цилиндром является домкрат. Имея надежную конструкцию, данное устройство применяется очень часто в ежедневном обиходе.

Принцип работы гидравлического цилиндра двухстороннего действия

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 46 - изображение 46

Принцип работы гидроцилиндра - фотография 47 - изображение 47

Действие огромной группы механического специального оборудования основывается на функции гидравлических цилиндров. В определенном роде выходит приводная система, которая при небольших затратах выполняет рабочий цикл.

Приспособления, в которых интегрируют такие узлы, применяются в промышленности, строительстве и еще в частных хозяйствах. Широкое распространение получил гидравлический цилиндр для пресса, который оказывает давление на какой-либо материал. Это может быть старый станок и матричные приборы в промышленности или производственные линии.

Содержание

  • Конструкция
  • Виды агрегатов
    • Общие характеристики
    • Изготовители
    • Вспомогательное оснащение

Конструкция

Принцип работы гидроцилиндра - фото 48 - изображение 48

Суть всех гидравлических машин основывается на создании давления жидкостью на поршень, который находится в цилиндре. Шток из металла цилиндра выполняет циклическую работу приспособления, показывая рабочий момент на последнего получателя энергии. В варианте с прессом результатом рабочего момента является силовое давление, переходящее на уплотняющую платформу. К примеру, объемные прессовочные панели в мусороперерабатывающих устройствах выполняют компактное трамбование макулатуры, металлических и остальных отходов.

Огромного внимания стоит участок для выработки усилия. Как мы уже говорили, давление выполняется подачей жидкости на поршень. В виде активного вещества может быть и простая вода, но в серьезных системах используется специальное масло. При этом такой цилиндр может запускаться ручным усилием или электрическим двигателем, который сам нагнетает давление через жидкость.

Виды агрегатов

Популярные сейчас лишь два вида гидроцилиндров. Это двух- и односторонние приспособления, которые имеют серьезные эксплуатационные различия.

  1. Принцип работы гидроцилиндра - фотография 49 - изображение 49

    Самыми лучшими и функциональными являются двухсторонние механизмы, в которых жидкостью создается ход поршня в две стороны. Это необычный цилиндр, который работает со специальной магистралью для сливания и обновления воды или масла.
  2. Получается, что одностороннюю гидравлику можно считать более упрощенным механизмом. В таком случае жидкость создает лишь усилие в одну часть, после чего поршень возвращается на место специальными инструментами — чаще всего, пружинами.

Общие характеристики

Технико-эксплуатационные характеристики именно к гидравлическим узлам можно поделить на две категории — создающие силовой потенциал и конструкционные.

  1. Принцип работы гидроцилиндра - фотография 50 - изображение 50

    Основная характеристика, которая выделяет цилиндр гидравлический в плане эффективности, — это силовая нагрузка. Давление меняется от 2 до 50 т. Самые маленькие значения нагрузки до 10 т могут обеспечивать односторонние приспособления, а свыше — двухсторонние.
  2. В плане параметров конструкции нужно учесть ход штока и его диаметр. Ход в среднем идет от 150−400 мм, а диаметр где-то 40 мм. Эти параметры не так важны в отношении производительности, если сначала усилие подходит требованиям к нагрузке, однако их нужно учитывать для создания возможности будущей интеграции в рабочий комплекс.
  3. К примеру, цилиндры силовые с огромным рабочим ходом могут не подойти для простой по размерам станции для переработки отходов. И, наоборот, при оснащении специальной подъемной машины не стоит брать компактный цилиндр, ведь с большей вероятностью эта модель не сможет сделать достаточное усилие.

Изготовители

Принцип работы гидроцилиндра - изображение 51 - изображение 51

Лучшие цилиндры для различных нужд изготавливают под марками Ombra, JTC, Trommelberg и др. В семействах таких компаний можно отыскать и приспособления для оснащения маленьких автомастерских, и промышленные установки, выполняющие усилие в большое количество тонн. Также на нашем рынке широко показаны модели предприятия «Сорокин» в различных модификациях.

При этом российское устройство может обойтись дешевле, но обеспечит тот же рабочий эффект. Другое дело, что компания, скорее, будет ориентирована на маленький и средний сегмент — в основном гидроцилиндры с нагрузкой порядка десяти. Впрочем, ограничения по силе действий можно компенсировать конструкционной гибкостью. Эти механизмы можно применить и в виде простого функционального агрегата, и как оснастку в составе более больших производительных машин.

Вспомогательное оснащение

Принцип работы гидроцилиндра - фотография 52 - изображение 52

Необходимое оснащение для гидроцилиндров — это приборы для оптимизации работы, светотехнические устройства, а также системы безопасности. Выбор какого-либо устройства определяется условиями для работы механизма. Зачастую покупают светодиодные фонари, благодаря которым устройство может быть использовано в любое время.

К тому же наличие качественной подсветки может понадобиться на случай, если вы запланировали срочный ремонт гидравлических цилиндров, который чаще всего предполагает регулировку с подключением насосов или изменения пружин. В более усложненных конструкциях в основном применяют и электронные панели управления.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 193)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты