Гидравлический цилиндр двухстороннего действия — как выбрать и не ошибиться

Гидравлический цилиндр двухстороннего действия — как выбрать и не ошибиться

Гидравлический цилиндр – это механизм гидравлической системы, являющийся неотъемлемым рабочим элементом техники разного назначения, главным принципом действия которого является трансформация гидравлической силы в механическую — выходного звена. Процесс превращения силы осуществляется с помощью возвратно-поступательных либо поворотно-прямолинейных движений.

Как выглядит гидроцилиндр

Гидроцилиндр используется при изготовлении строительной, дорожной и сельскохозяйственной техники, располагающей приводами подъёма и опускания конструкций навесного типа – кранов-манипуляторов, ковшей, лопат, сеялок, гидромолотов, плугов, ковшей и т.п. Также часто используются гидроцилиндры для дровокола.

Как устроен гидроцилиндр

Конструктивно механизм гидравлического цилиндра выглядит как гильза – прямая труба с идеально гладкой и чистой внутренней поверхностью изделия. Она наполнена жидкостью, вокруг которой вращается подвижной цилиндрический стержень для её нагнетания или выкачивания. Чтобы исключить протекание имеющейся жидкости, в нём предусмотрены манжеты, изготовленные из пластичной, но прочной резины.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Работа поршня активизируется при поступлении в цилиндр жидкости под достаточно высоким давлением. По бокам гильзы вкручены защитные пробки, предотвращающие вытекание и располагающие специальными отверстиями для транспортировки жидкости в гильзе. Усилие от цилиндрического стержня передаётся предустановленным штоком, характеризующимся полированной, а значит максимально гладкой, поверхностью. В нужном направлении определяет его грундбукс.

Основные узлы, которыми комплектуется механизм в зависимости от области применения техники:

• сама гильза;
• поршень;
• манжеты резиновые;
• грязесъёмник;
• шток и его направляющий грундбукс;
• стопорное кольцо;
• проушина.

На резьбовой стороне штока фиксируется приспособленная для этой функции деталь или проушина, которая соединяет его с подвижным механизмом.

Принцип действия гидроцилиндра

Объёмным гидродвигателем управляют элементы регулировки гидропривода или непосредственно сам гидрораспределитель. Так как гидравлические цилиндры работают на условиях повышенного давления (до 32 Мпа), к функционирующей системе предъявляются повышенные требования. Должна быть максимальная прочность и высокая работоспособность системы, тогда гарантируется надёжная работа гидроцилиндра.

Принципы работы гидроцилиндра

Гидроцилиндр представляет собой объёмный, цилиндрический двигатель, который подает рабочую жидкость под давлением, приводя в движение какой-либо узел гидросистемы. Данный механизм широко применяется в таких видах спецтехники, как экскаваторы, катки, землеройные, карьерные машины, буровые установки, станки, прессы, подъёмные краны и т. д.

Принцип работы:

В стандартном случае основой конструкции является гильза — труба с тщательно обработанной внутренней поверхностью, внутри которой перемещается поршень, имеющий резиновые манжетные уплотнения, предотвращающие перетекание рабочей жидкости из разделенных поршнем полостей цилиндра. При подаче рабочей жидкости в полость начинает перемещаться жидкость под давлением.

Поршневое усилие создаётся специальным полированным стержнем или штоком. Уплотнение между штоком и крышкой состоит из двух манжет: одна предотвращает утечку жидкости, вторая служит грязесъемником. Проушина служит для закрепления корпуса гидроцилиндра. Управление работой гидроцилиндра производится с помощью гидравлического распределителя.

Типы гидроцилиндров

Варианты изделий предполагают разную комплектацию и варианты применяемости. И для удобства их принято подразделять на конкретные типы.

По типу направления действия жидкости:

• Одностороннего действия;
• Двустороннего действия;
• Телескопические модели;
• Дифференциальные;

• количество положений штока: две позиции и много позиций;
• по типу хода: телескопические или одноступенчатые;
• по направлению давления жидкости: одно- или двустороннего действия;
• по наличию торможения: с торможением или без него.

Классификация гидроцилиндров в зависимости от применяемого рабочего звена:

• поршневые с одно- или двусторонним стержнем;
• сильфонные – с рабочим звеном в виде сильфона;
• плунжерные – в которых в качестве поршня используется плунжер;
• мембранные – располагают звеном в виде мембраны.

По типу фиксации в системе агрегаты делятся на варианты с креплениями на шарнирах или более жёстких крепежах.

Одностороннего действия

Такие гидродвигатели характеризуются определённым направлением перемещения штока в нём при повышении давления жидкости. В обычное положение его возвращает пружина, создающая для этого определённые усилия.

Чертеж гидроцилиндра одностороннего действия

В нём осуществляется сопротивление стандартной силе упругости пружины при ровном движении цилиндрического стержня. Функции механизма возвратного типа в таком механизме выполняет пружина. Немного другой способ функционирования наблюдается в домкратах, не располагающие пружиной возвратного типа. При приведении механизма в действие выполняется возврат стержня за счёт привлечения функций другого гидродвигателя или силы тяжести поднимаемого или опускаемого груза.

Двустороннего действия

При обычном движении поршня усилие на штоке достигается путём обеспечения повышенного давления имеющейся жидкости в полостях цилиндра стержневого и поршневого типов.

Чертеж гидроцилиндра двустороннего действия

Прямой ход по сравнению с обратным, характеризуется повышенным усилением на стержне и низкой скоростью движения. Это обусловлено разницей в площадях, к которым применяется сила давления имеющейся жидкости. Этот тип гидродвигателей привлекается для выполнения работ по подъёму и опусканию отвалов во многих марках бульдозеров.

Телескопические

Названы так ввиду особенностей строения конструкции, визуально напоминающей небольшой телескоп и благодаря характерному принципу работы.

Чертеж телескопического гидроцилиндра

Конструктивно механизм выглядит как несколько цилиндров разных диаметров вставленных один в другой. Актуально применять подобные механизмы в ситуациях, в которых необходим большой ход цилиндрического стержня, но размер самого изделия должен быть небольшим. Этот тип механизмов может встречаться в виде одно- и двустороннего действия. Активно эксплуатируется в самосвалах.

Дифференциальные

Этот вид механизмов характеризуется непростой конструкцией, где на поршень, толкающий жидкость, давление оказывается сразу с двух сторон. Площади давления на цилиндрический стержень с разных сторон разные. Скорость движения в соотношении к усилиям в ходах разной направленности является соразмерной соотношению площадей поршня. Соответственно между усилием и скоростью наблюдается взаимосвязь: чем выше скорость, тем ниже усилие и чем ниже скорость, тем выше усилие.

Чертеж дифференциального гидроцилиндра

При эксплуатации гидродвигателя, размеры поршней, которые имеют соотношение 2 к 1 (дифференциальные), обеспечивают идентичную скорость и варианты хода стержня в двух направлениях. Подобные функции для гидроцилиндров с поршнем одностороннего типа без вспомогательных элементов или специальной регулировки не встречаются.

Телескопические гидроцилиндры от

Авторское проектирование позволяет максимально привязать конструкцию к имеющимся внешним условиям. Тем самым мы повышаем производительность установки и срок ее службы, а также снижаем топливные затраты и износ. Гидроцилиндр, изготовление которого идет со строгим соблюдением технологий и под многоуровневым заводским контролем, застрахован от внештатных ситуаций, которые всегда некстати.

Преимущества наших телескопических конструкций:

• Максимальная надежность раскрытия каждой секции обеспечивается стопором, расположенном на ее штоке.
• Роликовая накатка и высокотехнологичная двухсторонняя обработка на токарном станке поршневой трубы дает минимальные межсекционные зазоры.
• Для своих гидроцилиндров мы используем бесшовные трубы из высококачественных сортов стали с высокими порогами на динамический сдвиг и прочностной разрыв.
• Мы разработали собственную систему уплотнения из стекловолоконных и нейлоновых колец, обеспечивающую максимальную защиту от проникновения частичек грязи в полость системы.
• Все наше оборудование успешно эксплуатируется в условиях жары (+45оС) и арктического холода (–50°C).

При необходимости мы решим и более сложные задачи по специальному дизайну. Например, одновременное раскрытие всех секций, позволяющее получить постоянную скорость и тягу (используется в головках бура), или комбинировать конструкцию секциями одностороннего и двухстороннего хода для надежного позиционирования бурового агрегата.

Технические характеристики гидроцилиндров

От характеристик и параметров агрегата зависит сфера применения механизма, а также срок его беспроблемной эксплуатации. Важно знать, из чего он состоит, чтобы при необходимости можно было с лёгкостью приобрести замену неисправной детали.

Главные рабочие параметры:

• Диаметр штока – достаточно важный параметр, который определяет сферу эксплуатации изделия. При выборе важно ориентироваться на тип техники, в которой он будет функционировать. При проектировании гидросистемы конкретной техники обязательно следует учитывать динамику нагрузки на механизм, а также его грузоподъёмность. Это позволяет исключать изгибы стержня при эксплуатации гидроцилиндра.
• Диаметр цилиндрического стержня, главной функцией которого является определение значения тянущего и толкающего усилия;
• характеристики хода цилиндрически стержня – параметра, определяющего движение поршня и размеры механизма в рабочем состоянии.
• конструктивные особенности, которые позволяют определить способы крепления гидроцилиндра.
• тянущее усилие (кг).
• расстояние в нерабочем состоянии по центрам, которые обеспечивают эффективную оценку присоединительных размеров агрегата.
• номинальное давление, исчисляемое в Мпа.
• усилие толкающее (кг).
• масса самого изделия.

Допустимые значения гидроцилиндров

Основные характеристики

Осуществляя подбор гидроцилиндра, следует ориентироваться на его параметры, которые можно разделить на две основные группы:

• характеризующие силовой потенциал гидравлического цилиндра;
• относящиеся к конструктивным особенностям устройства.

С точки зрения силового потенциала важнейшим параметром гидравлического цилиндра является создаваемое им усилие. Различные модели гидравлических цилиндров, предлагаемых на современном рынке, способны создавать давление, значение которого варьируется в диапазоне от 2 до 50 тонн, при этом минимальные усилия (до 10 тонн) создают односторонние гидроцилиндры, а максимальные – двухсторонние.

Назначение гидроцилиндров

Использование агрегатов такого вида актуально в дорожной, очистительной, строительной и ремонтной технике, в землеройных, разгружающих, подъёмных и транспортирующих грузы машинах. Также выполняется оснащение гидродвигателями станков, режущих металл, выполняющих кузнечные работы и работающих в качестве пресса.

В этих системах гидроцилиндры являются одними из самых важных агрегатов, обеспечивающих повышение функциональности гидросистемы, а также эксплуатацию в условиях повышенной нагрузки.

Советы по эксплуатации двухсторонних гидроцилиндров от Гидролидер

Купить двухсторонний гидроцилиндр на спецтехнику — процесс не сложный, но вот как сделать так, чтобы устройство прослужило долго и полностью справлялось с поставленными задачами? Специалисты нашей компании Гидролидер рассказали, что:

Плунжерный гидроцилиндр одностороннего действия

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;

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:

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.

Гидроцилиндры

Гидроцилиндр — важная часть различных технических устройств, применяемых для землеройных, строительных, подъемно-транспортных работ. Такое оборудование выпускается в самых разных модификациях и типоразмерах, что позволяет купить гидравлический цилиндр, максимально подходящий для решения конкретных задач.

Гидроцилиндры под заказ

В наше время можно купить гидроцилиндр плунжерный, поршневой, телескопический, одностороннего и двустороннего действия. При этом каждый гидравлический цилиндр, независимо от его конструкционных особенностей, можно описать следующими характеристиками:

длина хода поршня;

размер внутреннего диаметра;

давление рабочей жидкости.

Цена на гидроцилиндры зависит от применяемых материалов и комплектующих, требуемых технических характеристик, а также технологии изготовления гидроцилиндров. Современное производство гидроцилиндров обеспечивает выпуск качественной продукции, полностью соответствующей запросам потребителей.

Цена на гидравлический цилиндр во многом зависит от серийности производства — готовые изделия стоят значительно ниже, чем изготовление гидроцилиндров на заказ. В то же время возможность заказать изготовление гидроцилиндров по заданным параметрам позволяет решить индивидуальную производственную задачу.

Общие технические характеристики

-20°С ÷80°С (для уплотнений С и В)

-20°С ÷200°С (для уплотнений Т)

0,5 м/с (для уплотнений С и Т)

1 м/с (для уплотнений В)

При производстве гидроцилиндров Donvard используются эффективные конструктивные и технологические решения.

Гильза цилиндра изготавливается из бесшовной холоднотянутой трубы. Материал трубы — сталь St52 — обеспечивает высокую прочность, хорошую свариваемость и обрабатываемость. Внутренняя поверхность трубы имеет шероховатость не более 0,3 мкм, а следовательно позволяет комфортно работать уплотнениям из современных антифрикционных материалов.

Шток – хромированный, низкая шероховатость наружной поверхности не более 0,2 мкм по Ra максимально повышает ресурс работы уплотнений. Шток может быть выполнен с наружной и внутренней присоединительной резьбой. Возможны варианты приварки на шток наконечников любой конструкции.

Используемые уплотнения — комбинированные, в качестве уплотнителя применены современные материалы с высокими показателями антифрикционности, прочности и эластичности — полиуретаны (PU, LT-PU), каучук (NBR, T-NBR), фторкаучук (FPM), политетрафторэтилен (PTFE).
Производство уплотнений «Донвард».

Преимущества по сроку службы наших уплотнительных узлов особенно ярко проявляются при тяжелых условиях работы гидроцилиндра на повышенных давлениях и скоростях скольжения. Ресурс уплотнений не менее 2000 км хода.

Конструкция типового цилиндра

Для обеспечения работоспособности цилиндра необходимо убедиться в устойчивости штока под действием осевой нагрузки.

Что собой представляют плунжерные гидроцилиндры

Погрузчики, бульдозеры, экскаваторы – мощная спецтехника, перемещающая тяжелые грузы, расчищающая дороги, выкапывающая ямы, создающая котлованы для заливки фундамента. Все эти манипуляции осуществляет благодаря ключевым силовым звеньям – гидроцилиндрам, которые обеспечивают подвижность тем или иным исполнительным органам. Это линейные двигатели, функционирующие под давлением рабочей среды. Она воздействует на поршень, перемещаемый в гильзе, но применяются и плунжерные системы. Чем же последние примечательны?

Виды гидравлических цилиндров

Для начала определимся с устройством гидроприводов и их разновидностями. Типовые агрегаты состоят из гильзы (герметичной цилиндрической основы), в которой помещаются следующие составляющие:

• Поршень или плунжер (в зависимости от типа гидравлики);
• Шток;
• Уплотнительные, направляющие кольца, манжеты;
• Грязесъемник.

Внешние элементы – задняя крышка и детали для крепления стержня (проушина или фланцевое соединение) к рабочему органу.

Принцип действия

Выбирая подобные двигатели, обращают внимание на их грузоподъемность, предельное рабочее давление, вариант крепления, габариты. Но это еще не все характеристики, важнейший критерий – принцип срабатывания подвижной части. Речь идет о штоке. Если он действует только в одном направлении, то есть выдвигается, а опускается при помощи пружины, — перед вами односторонняя система. Она характеризуется ограниченной функциональностью, чаще всего применяется для подъема кузова, для техники сложной не подходит.

Другое дело – двусторонние гидроприводы. В них жидкость под давлением заставляет стержень выдвигаться, она же отвечает за обратный ход, причем движение с точностью регулируется и в нужный момент останавливается, таким образом, стоит говорить о возможности торможения.

Двусторонние изделия, в свою очередь, встречаются в землеройной технике, прессах, промышленных роботах.

Особенности плунжерных моделей

Взгляните на каталог гидравлических цилиндров. Среди силовых агрегатов стандартных штоковых, телескопических, односторонних или двусторонних наверняка заметите модификации плунжерные. Сразу скажем, что так же имеют широкий спектр применения, хорошо себя зарекомендовали в производственном оборудовании, как подъемники прицепов большой тяжести. В их составе, как ясно из названия, присутствует плунжер. Напомним, что это стержень цилиндрической формы, выдвигаемый под действием рабочей среды, нагнетаемой через клапанную систему. Под тяжестью объекта или за счет внешних воздействий монолитный вытеснитель возвращается в исходное положение, утапливается в трубке.

Помимо основы (гильзы) и плунжера изделие предполагает опору скольжения, уплотнительные манжеты, грязесъемное кольцо.

Чем отличаются от поршневых

В плунжерных гидроцилиндрах, как вы поняли, отсутствует поршень, то есть на стержень напрямую воздействует направляющая втулка, вытесняемая закачиваемой средой. Если не нашлось место поршню, значит, нет и его уплотнительных колец, в итоге внутренняя поверхность цилиндра может и не содержать специального хромированного покрытия, и без него привод способен исправно функционировать. Это главное отличие, остальные нюансы касаются эксплуатационных показателей. Плунжерные устройства обладают большей грузоподъемностью, оснащены защитой клапанов, которая активируется при перегрузе, однако в них есть значительный минус – движение выходного звена в одном направлении.

Основные преимущества

Среди явных достоинств выделим надежность, сравнительно простое производство (не нужно обрабатывать внутреннюю поверхность, наносить защитные слои для идеальной гладкости), соответственно, приемлемую стоимость. Но на этом достоинства не ограничиваются, перечислим вот какие весомые моменты:

• Мощность;
• Износоустойчивость;
• Высокий КПД при небольших габаритах;
• Долговечность;
• Возможность выбрать продукцию для разных марок машин.

К перечисленному добавим простое обслуживание. Ничего особенного не нужно. Те, кто сталкивался с гидросистемами, знаком с базовыми требованиями: поддержание уровня жидкости, недопущение перегруза, периодическая замена материалов для уплотнения.