Длины хода штока гидравлического цилиндра

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

Видео:Гидроцилиндр - устройство и принцип работыСкачать

Типы гидроцилиндров

В зависимости от конструкции различают несколько видов гидравлических цилиндров.

По характеру хода
• Одноступенчатые
• Телескопические

По направлению действия рабочей жидкости
• Одностороннего действия
• Двухстороннего действия

По возможности торможения
• С торможением
• Без торможения

По виду рабочего звена
• Плунжерные
• Мембранные
• Сильфонные
• Поршневые
  • С односторонним штоком
  • С двухсторонним штоком

  Видео:Ход штока рабочего цилиндра сцепленияСкачать

  

  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.

  

  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.

  

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

  

  Выдвинуть шток

  Нейтральное положение

  Втянуть шток

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

  

  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.

  

  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.

  

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

  

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

  

  Видео:Как правильно подобрать гидроцилиндр. Расшифровка маркировки гидроцилиндра. Размеры гидроцилиндраСкачать

  

  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.

  Читайте также: Конспект занятия по конструированию игрушки из цилиндров в средней группе

  

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

  

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

  Гидравлический цилиндр с пружинным возвратом

  Гидроцилиндр с пружинным возвратом показан на рисунке.

  

  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.

  Видео:Полный ремкомплект гидроцилиндраСкачать

  

  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

  

  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

  

  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.

  

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

  Видео:Восстановление поверхности штока. Местный ремонтСкачать

  

  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

  

  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.

  Читайте также: Приспособление для подачи воздуха в цилиндр пежо 308

  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:

  

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

  

  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:

  

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

  

  Видео:Как укоротить шток гидроцилиндра.Скачать

  

  Типовые конструкции гидроцилиндров

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

  Гидроцилиндр на шпильках

  

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

  Круглый гидроцилиндр

  

  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

  

  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.

  

  Вы также можете скачать чертеж гидроцилиндра в формате dwg.

  Видео:Гидроцилиндры, виды гидравлических цилиндров ,как работает и как правильно подобратьСкачать

  

  Формулы расчёта параметров гидроцилиндов

  

  Формула на расчет усилия гидроцилиндра

  При выборе гидросистемы крайне важно знать необходимое усилие на которое способен гидроцилиндр при заданном давлении. Просчитать его можно по формуле:

  

  Далее необходимо узнать давление создаваемое насосом и площадь поршня. Площадь поршня вычисляется по формуле

  

  Удобней всего начать расчет исходя из требуемой нагрузки. Это основной параметр от которого будет зависеть выбор насоса, его мощность (требуемое давление).

  

  

  Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:

  • диаметр поршня гидроцилиндра — S
  • давление развиваемое насосом гидросистемы — P

  Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:

  • диаметр поршня гидроцилиндра S
  • давление развиваемое насосом гидросистемы P

  Рассчитывается по формуле

  F=PxS

  Cначала узнаем площадь поперечного сечения гидроцилиндра «S» по формуле: S=ΠD 2 /4 где П=3,14, D 2 — диаметр поршня гидроцилиндра в квадрате.

  Затем зная значение S, рассчитываем усилие гидроцилиндра по формуле F=PxS т.е усилие=площадь сечение х давление в гидросистеме в атмосферах.

  Например D=150 мм, P=160 атмосфер. S=3,14*150 2 /4=17662,5 мм 2 (176 см 2 )

  Далее F=176х160=28160 кг/см 2 (28 тонн)

  Толкающее усилие данного гидроцилиндра будет равняться примерно в 28 тонн.

  Данные расчеты используют при проектировании гидравлических домкратов, движущихся полов, прессов.

  Читайте также: Как сделать прочный цилиндр

  Как выбрать гидроцилиндры на штоки, которых приходится большая нагрузка. На 2 вертикальных гидроцилиндра приходится 15 кН, на один горизонтальный 7,5 кН.

  Расчет будем вести по двум вертикальным гидроцилиндрам, с нагрузкой на 2 штока 15 кН.

  Расчетная величина внешней нагрузки, приведенная к штоку одного цилиндра:

  

  .

  

  

  Выбираем тип крепления вертикальных гидроцилиндров – жесткая заделка, ход штока 560 мм.

  Выбираем тип крепления горизонтального гидроцилиндра – шарнирный, ход штока 560 мм.

  Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

  , примем усилие , где k – коэффициент запаса.

  Определим эффективную площадь поршня S₁ = , где — КПД механический, равен 0,85…0,95, примем 0,9, — перепад давлений, принимается на 10..20% меньше номинального давления,

  

  

  S₁ = ,

  Так как S₁ = , тогда диаметр поршня определится как

  

  Принимаем стандартное значение диаметра .

  Тогда диаметр штока , примем стандартное значение .

  Выписываем параметры выбранного гидроцилиндра:

  ;

  Уточним эффективную площадь в поршневой полости

  

  S₁ = = 5027мм 2 ≈ 0,005 м 2;

  Уточним эффективную площадь в штоковой полости S₂:

  

  S₂ = = 3063мм 2 ≈0,003м 2 .

  Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

  

  Усилие на штоке фактическое при подаче давления в штоковую полость цилиндра

  

  ,

  

  Проверка условия . Условие выполнено.

  Расчет гидроцилиндра на устойчивость

  Зная фактическое расчетное усилие на штоке F_р= 24230 H, определяем критическое усилие F_кр. по формуле:

  , где m = 2- коэффициент запаса прочности. Тогда

  

  Зная критическую силу, можно определить момент инерции штока : ,

  где Е= 2,1•10 5 МПа — модуль упругости для материала штока;

  l_пр. – длина продольного изгиба, определяемая при полностью выдвинутом штоке гидроцилиндра с учетом размеров креплений гидроцилиндра и его штока.

  Определим l_пр :

  

  ,

  Где — длины концевых участков крепления цилиндров; — длина хода штока.

  

  Длина продольного изгиба будет равна .

  

  Получаем .

  

  Определим необходимый диаметр штока: .

  То есть минимальный диаметр штока D_2min = 29 мм. Так как принятый ранее диаметр штока D₂ = 50 мм > D_2min ,то D₂=50мм удовлетворяет условию на прогиб.

  Определение расходов жидкости в гидролиниях

  Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

  Определение расходов жидкости в гидролиниях

  Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

  

  ,

  где _.— объемный КПД гидроцилиндра, =0,99.

  Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

  

  .

  Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:

  

  ,

  где _.— объемный КПД гидроцилиндра, =0,99.

  Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:

  

  .

  Результаты расчёта расходов жидкости в гидравлических линиях

  При определении диаметров трубопровода расход жидкости увеличиваем втрое, т.к. работают три цилиндра.

  На линии нагнетания диаметр трубопровода d_H

  

  .

  На линии слива диаметр трубопровода d_с

  

  .

  На линии всасывания диаметр трубопровода d_вс

  

  .

  На линии управления диаметр трубопровода dу

  

  Для тонкостенных труб толщина стенки определяется по формуле:

  

  ,

  где , — временное сопротивление растяжению материала, n = 3 – коэффициент запаса прочности.

  , принимаем толщину стенок трубопроводов .

  Видео:Восстановление штока гидроцилиндраСкачать

  

  Таблица – Параметры гидроцилиндров общего назначения для рабочего давления 16–32 МПа

  

  = 1,25

  

  = 1,6

  📸 Видео

  Гидроцилиндр на НЕФАЗ 8560 8603010 3 штока Грузоподъемность 10 тоннСкачать

  

  Восстановление поврежденного штока.Скачать

  

  Цилиндр под ваш размер на коленке,легко!Скачать

  

  Гидравлический штокСкачать

  

  так ли крепок шток гидроцилиндра.Скачать

  

  Восстановление поверхности штока гидроцилиндраСкачать

  

  Технарь. Течет подъемник? Замена манжеты (уплотнителя) штока гидравлического цилиндра в китайском Т4Скачать

  

  Хитрый ремонт штока гидроцилиндраСкачать

  

  Гидроцилиндр Цс50 и его разновидности выход штока 200, 250, 320 . заказать: +79900006752Скачать

  

  Ремонт штока гидроцилиндраСкачать

  

  Цилиндр цс40 с штоком 25 (ухо-ухо и ухо-резьба) , выход штока 250мм их видыСкачать

  

  Домкрат цилиндр с полым штокомСкачать