Виды гидроцилиндров

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.

Компания Hydac производит серийно и под заказ высококачественные гидроцилиндры максимальной длиной до 12 метров, диаметром до 1000 мм и массой до 20 т

Виды гидравлических цилиндров

Гидравлические цилиндры, где бы они не использовались, будь то технологическое оборудование или дорожно-строительная техника выполняют одну и ту же роль – они преобразуют гидростатическую энергию в механическую.

Различают несколько видов и подвидов гидроцилиндров:

1. Гидравлические цилиндры одностороннего действия

— плунжерные,
— поршневые,
— пружинно-возвратные

2. Гидравлические цилиндры двустороннего действия

— с односторонним штоком;
— с двухсторонним штоком.

3. Телескопические гидравлические цилиндры

— одностороннего действия
— двухстороннего действия

Суть работы гидроцилиндров одностороннего действия в том, что выдвижение штока происходит благодаря давлению на него гидравлической жидкости. В исходное положение его возвращает пружина. При этом, плунжерные позволяют передавать только усилие сжатия, а вот поршневые гидроцилиндры – так называемые линейные гидродвигатели — характеризуются совокупностью нагрузки на шток.

Гидравлические цилиндры двойного действия имеют два отверстия. Одно располагается на конце головке, другое на конце штока. Рабочая жидкость поступает в отверстие А, шток поднимается, тело цилиндра заполняется. Когда шток возвращается в исходное положение, жидкость выдавливается в отверстие В.

Телескопические гидроцилиндры представляют собой систему встроенных один в другой поршней, полых внутри, за исключением самого малого. Бывают, как уже говорилось выше и одностороннего, и двустороннего действия. Применяются там, где при компактном размере самого цилиндра в начальном положении нужно обеспечить длинный ход штока.

Заказать любой гидравлический цилиндр для любой дорожно-строительной техники можно в разделе каталога «Гидравлика».

Гидравлический цилиндр – это объемный гидравлический двигатель возвратно-поступательного действия. Основное предназначение цилиндра гидравлического – это подъем и перемещение грузов за счет подачи однонаправленной силы.

Сфера использования

Как правило, гидроцилиндром оснащается различная специальная техника, такая как: строительно-дорожные машины и транспортно-подъемные устройства. Также гидроцилиндр используется в космонавтике и авиации.

Цилиндры гидравлические: классификация

Существуют такие типы гидроцилиндров:

  • гидроцилиндр одностороннего действия;

При создании давления рабочей жидкости в поршневой полости производится выдвижение штока гидроцилиндра. В начальное положение шток возвращается за счет усилия, создаваемого пружиной. При условии, что возврат гидроцилиндра осуществляется за счет действия другого механизма, наличие пружины не требуется.

  • гидравлический цилиндр двустороннего действия;

Благодаря созданию давления рабочей жидкости в штоковой и поршневой полости создается усилие на штоке гидравлического цилиндра как при обратном, так и при прямом ходе поршня.

Обращаем Ваше внимание, что при обратном ходе поршня усилие на штоке гидравлического цилиндра несколько меньше, а скорость движения штока больше, чем при прямом ходе.

  • гидроцилиндры телескопические;

Данный тип гидравлических цилиндров получил свое название благодаря сходству своих конструктивных особенностей с подзорной трубой или телескопом. Несколько цилиндров вставляются друг в друга таким образом, чтобы корпус одного цилиндра являлся штоком следующего.

Телескопические гидроцилиндры отлично подходят для подъема/опускания кузовов в самосвалах и могут подойти не только для одностороннего, но и для двустороннего действия.

Гидравлические цилиндры: основные преимущества

  1. высокая грузоподъемная способность;
  2. надежность и устойчивость к перегрузкам;
  3. стабильная и безопасная работа оборудования за счет большой жесткости гидравлического цилиндра;
  4. простота конструкции;
  5. отсутствие потребности в крупных капиталовложениях в ремонт гидроцилиндра.

В данной статье мы ознакомили Вас с основными особенностями гидравлических цилиндров и областью их применения. Надеемся, что предоставленная информация станет полезной для Вас при выборе подъемного оборудования.

Напоминаем, что наше предприятие занимается продажей гидравлического подъемного оборудования для склада и магазина.

Наша компания предлагает Вам купить:

  • гидравлические подъемники ножничные;
  • подъемники шахтные гидравлические;
  • гидравлические ножничные столы и грузовые подъемные платформы;
  • автомобильные ножничные подъемники;
  • консольные гидравлические подъемники и др.

Страница 5 из 6

Расчет гидроцилиндров

Основными параметрами поршневого гидроцилиндра являются: диаметры поршня D и штока d, рабочее давление P, и ход поршня S. Рассмотрим поршневой гидроцилиндр с односторонним штоком (рис.5.1). По основным параметрам можно определить следующие зависимости.

  • площади поршня в поршневой полости 1 и в штоковой полости 2 соответственно равны:
  • усилия, развиваемые штоком гидроцилиндра при его выдвижении и втягивании соответственно равны:
    где kтр = 0,9…0,98 — коэффициент, учитывающий потери на трение;
  • скорости перемещения поршня равны:

Рисунок 5.1 — Основные и расчетные параметры гидроцилиндра

Расчеты на прочность. Прочностными расчетами определяют толщину стенок цилиндра, толщину крышек (головок) цилиндра, диаметр штока, диаметр шпилек или болтов для крепления крышек.

В зависимости от соотношения наружного DН и внутреннего D диаметров цилиндры подразделяют на толстостенные и тонкостенные. Толстостенными называют цилиндры, у которых DН / D > 1,2, а тонкостенными — цилиндры, у которых DН / D 1,2.

Толщину стенки однослойного толстостенного цилиндра определяют по формуле:

Толщину стенки тонкостенного цилиндра определяют по формуле:

К определенной по формулам толщине стенки цилиндра прибавляется припуск на обработку материала. Для D = 30:180 мм припуск принимают равным 0,5:1 мм.

Толщину крышки цилиндра определяют по формуле:

где dк — диаметр крышки.

Диаметр штока, работающего на растяжение и сжатие соответственно

где где и — допускаемые напряжения на растяжение и сжатие штока;

Штоки, длина которых больше 10 диаметров («длинные» штоки), работающие на сжатие, рассчитывают на продольный изгиб по формуле Эйлера
где σкр — критическое напряжение при продольном изгибе; f — площадь поперечного сечения штока;

Диаметр болтов для крепления крышек цилиндров
где n — число болтов.

Гидравлические цилиндры (гидроцилиндры) по своей сути являются объемными двигателями, обеспечивающими возвратно-поступательное движение рабочего элемента. В качестве подвижного звена может выступать как корпус или часть корпуса самого устройства (гильза) — чаще всего в тепескопическом исполнении, так и конструктивный элемент, называемый штоком.

Устройство и классификация штоковых гидроцилиндров

Полезная работа совершается гидравлическим цилиндром с помощью давления жидкости. Принцип работы двигателя основан на том, что давление во всех точках покоящейся жидкости одинаково (закон Паскаля). И значит, усилие, приложенное к плоскости меньшего размера, может быть пропорционально увеличено на плоскости с большей поверхностью. Усилие, развиваемое гидроцилиндром в заданном направлении, определяется давлением внутри двигателя, диаметром поршня и величиной хода штока.

Конструктивно гидроцилиндр обычно состоит из следующих основных деталей:

По конструктивному исполнению различают штоковые (поршневые) гидроцилиндры одностороннего и двустороннего действия.

Для первых выдвижение прикрепленного к поршню штока под действием давления рабочей жидкости возможно только в одном направлении. Возвращение подвижного звена в исходное положение происходит за счет иных факторов, например под весом груза или под действием силы тяжести на сам элемент.

Для вторых движение штока в двух противоположных направлениях осуществляется под действием рабочей жидкости.

Гидроцилиндры двустороннего исполнения могут быть снабжены как односторонним, так и двусторонним штоком. Кроме того, они могут изготавливаться с демпфирующим устройством, замедляющим скорость перемещения подвижного звена в конце рабочего хода.

Применение штоковых гидроцилиндров компании Гидроласт

Применение штоковых гидроцилиндров сегодня настолько естественно в агрегатах как промышленного, так и бытового плана, что мы порой не осознаем даже, что сталкиваемся с ними буквально каждый день — на улице, на работе, а зачастую и дома.

Гидроцилиндры разных типов включаются в гидравлическую систему объемного привода различными способами для разных систем, в зависимости скоростей и усилий, которые должны развивать рабочие органы того или иного вида техники.

Так землеройно-планировочные, мелиоративные, коммунальные, торфодобывающие, противопожарные, грузоподъемные и подъемно-транспортные машины отечественного производства обычно работают со скоростями штока, не превышающими 0,5 метров в секунду, при номинальных давлениях 10, 16, 25, 32МПа (пиковые значения это же ряда : 20, 32, 40, 50 Мпа).

В принципе штоковые гидроцилиндры применяются сегодня практически во всех отраслях техники — от коммунального хозяйства до авиации и космонавтики. Широко используются они и на производстве: прессы, металлорежущие станки, домкраты — все эти устройства базируются именно на штоковых гидроцилиндрах.

Применение штоковых гидроцилиндров возможно по трем основным направлениям:

  • для привода в действие рычажных механизмов, совершающих циклическую работу (например, ковш экскаватора, фронтальный погрузчик и другие)
  • для перемещения рабочих органов, совершающих работу в процессе движения (бульдозеры, автогрейдеры и др.)
  • для установки рабочих органов в заданное положение (например, выносных опор, обеспечивающих устойчивость машины)

Штоковые гидроцилиндры, производимые компанией Гидроласт, выпускаются специально под использование в следующих промышленных отраслях:

  • нефтегазовой;
  • горнодобывающей;
  • оборонной ;
  • металлургической.

Кроме того специально производятся гидроцилиндры для судостроения, гидротехнических сооружений, спецтранспорта, а также прессов.