Гідроциліндри, їх - призначення, конструктивні особливості і - класифікація статті
Гідроциліндри по суті своїй є об'ємними гидродвигателями, призначеними для перетворення енергії рідини в механічну енергію, що забезпечує поступальний рух. Вихідним (рухомим ланкою) може виступати як шток, так і корпус (гільза) циліндра.
Залежно від робочого циклу, швидкостей і зусиль, які повинні розвивати робочі органи дорожньо-будівельної, комунальної, лісозаготівельної техніки, застосовують гідроциліндри різних типів з різними способами їх включення в гідравлічну схему об'ємного приводу.
Гідроциліндри за конструктивною ознакою можна розділити на гідроциліндри однобічної й двосторонньої виконання.
У першому випадку рух вихідного вала під дією робочої рідини можливо тільки в одному напрямку, а в другому - рух штока під дією робочої рідини здійснюється в двох протилежних напрямках.
Гідроциліндри двосторонньої дії виготовляються з одностороннім, двостороннім і телескопічним штоком, також можуть бути забезпечені демпфирующим пристроєм, що забезпечує зменшення швидкості переміщення вихідної ланки в кінці ходу.
Для приводу робочих органів екскаваторів, кранів, навантажувачів та інших мобільних машин найбільш широко застосовуються циліндри двосторонньої дії з одностороннім штоком. Зусилля на штоку і його переміщення можуть бути направлені в обидві сторони в залежності від того, в яку з порожнин нагнітається робоча рідина.
Основними параметрами гідроциліндрів є номінальний тиск, діаметр поршня і хід штока. Діаметри поршня і штока визначають зусилля, що розвивається гідроциліндром при заданому тиску.
Землерийно-планувальні, меліоративні, комунальні, торфодобувних, протипожежні, вантажопідйомні та підйомно-транспортні машини вітчизняного виробництва зазвичай працюють при номінальних тисках 10, 16, 25, 32 МПа, а пікові значення це ряду складають 20, 32, 40, 50 МПа зі швидкостями штока, що не перевищують 0,5 метрів в секунду.
Одним з основних параметрів при виборі гідроциліндра є рівень номінального тиску. Однак при оцінці технічного ресурсу вирішальними є режими роботи циліндрів при максимальному і піковому тиску.
За умовами застосування гідроциліндри діляться на три основні групи:
- для приводу в дію важільних механізмів робочого обладнання, здійснення повторюється циклічно корисної роботи (одноковшові екскаватори, фронтальні навантажувачі, лісонавантажувачі і ін.)
- для переміщення робочих органів, здійснення корисної роботи в процесі руху (скрепери, автогрейдери, бульдозери та ін.)
- для установки робочих органів в певне положення або установки виносних опор, що забезпечують стійке положення машини.
Нижче буде приведена структура умовного позначення поршневих гідроциліндрів уніфікованої конструкції по ОСТ 22-1417-79:
За способом кріплення штока і гільзи гідроциліндри можна розділити на наступні групи:
- На вушках з шарнірними підшипниками
- На вушку з шарнірним підшипником і цапфою на корпусі
- На вушку з шарнірним підшипником і з підготовкою задньої кришки циліндра під зварювання з відповідним елементом конструкції
- З підготовкою зовнішнього кінця штока під зварювання відповідної деталлю і на вушку з шарнірним підшипником
- З підготовкою зовнішнього кінця штока під зварювання з необхідною деталлю і з кріпленням
- З підготовкою під зварювання зовнішнього кінця штока і задньої кришки гідроциліндра з необхідними деталями
Залежно від заводу-виготовлювача компонування елементів даної схеми може змінюватися.
Наведемо приклади позначень гідроциліндрів:
-ЦГ-125 × 80 × 1000.11 виробництва ВАТ «Елецгідроагрегат» де:
125 диметр поршня. 80 діаметр штока 1000 робочий хід, 11-конструктивне виконання: вушка з шарнірним підшипник на корпусі і штоку
-Г-150.125.56.400Г виробництва ЗАТ «СДМ» г.Орел де;
125 діаметр поршня, 56 діаметр штока, 400 робочий хід
Причому завод, що виробляє машину, часто використовує свої відокремлені маркування виробів, наприклад: г / ц Г-150.125.400Г має також позначення ТО-30.44.10.000, яке застосовує безпосередньо завод, що випускає навантажувач ТО-30.
Всі особливості маркувань і умовних позначень повинні відображатися у відповідній супровідній документації того чи іншого заводу-виробника гідроциліндрів.
Тепер можна позначити приблизний алгоритм підбору гідроциліндра:
- за умовами компонування знаходять приєднувальні і габаритні розміри
- з умов зовнішнього навантаження визначають розрахункове значення зусилля приведеного до штоку гідроциліндра
- вибирають діаметр гідроциліндра при зусиллі, необхідному для подолання зовнішнього навантаження
- визначають виконання гідроциліндра і спосіб його кріплення
- визначають хід штока гідроциліндра
- для забезпечення необхідного зусилля вибирають номінальний тиск
- вибирають циліндр з потрібним діаметром поршня і штока з урахуванням значення швидкості
- виходячи із заданої швидкості переміщення штока, визначають витрата робочої рідини
Конструктивно, гідроциліндр складається з наступних основних деталей: гільза, поршень, шток, втулка напрямна, кришка, вушко і опорно-направляючі елементи (манжети, кільця, грязес'емнікі і ін.).
Варто написати кілька слів по експлуатації гідроциліндрів.
При монтажі та експлуатації повинні дотримуватися правила безпечної роботи, які визначаються ГОСТом, а також інструкції з експлуатації машини.
Перед установкою гідроциліндра на машину необхідно його розконсервувати. При установці гідроциліндрів на шарнірних підшипниках відхилення його геометричній осі не повинно перевищувати 2 градуси в одному напрямку. При змащення підшипників через опорні пальці мастильні канавки на останніх повинні збігатися з отворами для змащування у внутрішньому кільці підшипника.
Після установки гідроциліндра шарнірні підшипники потрібно змастити універсальної среднеплавкого мастилом до її появи в зазорах підшипників.
Протягом перших 8 годин роботи тиск гідроциліндрах не повинно перевищувати 50% від номінального.
При нагріванні штока нового циліндра або після регулювання осьового стиснення пакету багаторядних ущільнень необхідно послабити затягування ущільнень, встановивши під передню кришку додаткову прокладку.
При роботі гідроциліндрів штоки повинні рухатися плавно, без поштовхів і заїдань; не повинно бути зовнішніх витоків робочої рідини по штоку і в місцях з'єднання трубопроводів, що підводять.