Гидроцилиндры

Гидроцилиндры приводят в действие элементы рабочего оборудования машин с помощью подвижного звена в виде цилиндра 3 (рис. 3.11, а)или поршня 6 со штоком 10.Различают гидроцилиндры одностороннего и двустороннего действия.

У первых принудительное движение звена осуществляется под давлением жидкости только в одном направлении (рабочий ход), а возврат в исходное положение – под действием пружины 12 (рис. 3.11, б)или веса перемещаемого элемента.

а)

б) в)

г) д)

Рис. 3.11 – Гидравлические цилиндры: а – конструкция гидроцилиндра: 1 – хвостовая часть, 2 – сферический подшипник, 3 – цилиндр, 4 – демпфирующий клапан, 5– манжетные уплотнения поршня, 6 – поршень, 7 – упор, 8, 11 – угловые штуцеры, 9 – уплотнение штока, 10 – шток; б – гидроцилиндр одностороннего действия, в – телескопический гидроцилиндр, г – гидроцилиндр двустороннего действия, д – гидроцилиндр двустороннего действия с двусторонним штоком

У вторых, наиболее распространенных, подвижное звено перемещается принудительно нагнетаемой жидкостью в противоположных направлениях (рис. 3.11, в, д). Гидроцилиндры двустороннего действия бывают: с односторонним (см. рис. 3.11, г) и двусторонним штоком (см. рис. 3.11, д). При необходимости перемещения подвижного звена на значительные расстояния (до 2, 5...3 м) при меняют телескопические гидроцилиндры (рис. 3.11, в). Полость цилиндра, в которой расположен шток, называется штоковой, противоположная – поршневой.

Рабочая жидкость в поршневую и штоковую полости поступает соответственно через угловые штуцеры 11 и 8. Герметичное разделение штоковой и поршневой полостей обеспечивается уплотнениями (манжетами) 5 поршня.

Утечке рабочей жидкости из штоковой полости препятствует уплотнение (манжета) 9. Хвостовые части 1 цилиндров и головки штоков имеют сферические подшипники 2 для шарнирного крепления к элементам машин. Для смягчения ударов в конце хода поршня служит демпфирующий клапан 4. При обратном ходе поршня демпфером является упор 7. Основные параметры гидроцилиндров: внутренний диаметр цилиндра, диаметр штока, ход поршня и номинальное давление.

Усилие (МПа), развиваемое гидроцилиндром при подаче давления (p) рабочей жидкости в полости:

– поршневую

F_п=рπ (d_ц)² /4;

– штоковую

F_ш = pπ [(d_ц)² – (d_ш)²]/ 4,

где р – давление рабочей жидкости, МПа; d_ц и d_ш – соответственно диаметры цилиндра и штока, м.

Скорость движения (м/с) поршня (цилиндра) зависит от расхода рабочей жидкости Q:

v = 4Q/(π d_ц²h_об),

rдeh_об – объемный КПД, h_об = 0, 8…0, 95.

Силовые гидроцилиндры называют также объемными гидродвигателями с поступательным движением выходного звена в виде штока и закрепленных на нем устройств. Гидроцилиндры могут эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от –40 до +70 °С и температуре рабочей жидкости (РЖГ) от –10 до +70 °С; номинальное рабочее давление, на которое рассчитаны гидроцилиндры, 16 МПа.

На рис. 3.12 приведена схема управления подъемом отвала бульдозера. Изменяя положение рукоятки 6 золотника 5 машинист устанавливает нужное положение отвала 9. Рукоятка 6 задает положение золотника 5, который управляет подачей рабочей жидкости в гидроцилиндры 8 подъема отвала.

Рис. 3.12. Принципиальная схема объемного гидропривода: а – общий вид; б и в – положения золотника 5 при работе машины; 1 – масляный фильтр, 2 – гидробак, 3 – аксиально-порш-невой насос, 4 – напорный трубопровод, 5 – золотник, 6 – рукоятка, 7 – напорная линия, 8 – гидроцилиндры отвала 9, 10 – сливная линия, 11 – клапан, 12 – сливная линия

С его помощью можно соединять напорную 4 и сливную 12 линии либо с трубопроводом 7 (рис. 3.12, б) (рабочее положение Р1 рукоятки управления 6), либо с трубопрово­дом 10 (рис. 3.12, в) (положение Р2), реверсируя работу гидроци­линдров. В нейтральном положении золотника (положение Н) можно останавливать штоки гидроцилиндров и связанный с ни­ми отвал 9 в любом положении, перекрывая оба трубопровода 7 и 10. При этом через клапан 11 соединяются напорная 4 и сливная 12 линии и непрерывно разгружается работающий насос [1].