Гидроцилиндры
Гидроцилиндры являются объемными гидродвигателями, предназначенными для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию исполнительного механизма. Выходным (подвижным) звеном может быть как шток, так и корпус (гильза) гидроцилиндра.
Различают гидроцилиндры поступательного действия: поршневые, плунжерные, телескопические и поворотного действия (моментный гидроцилиндр). Последний является объемным гидродвигателем с возвратно-поворотным относительно корпуса движением силового органа, которым часто является пластина, заделанная в вал.
Гидроцилиндры поворотного действия крайне редко применяются в гидроприводах самоходных машин, поэтому рассмотрим лишь гидроцилиндры поступательного действия.В зависимости от рабочего цикла, скоростей и усилий, которые должны развивать исполнительные механизмы на строительных, дорожных, коммунальных и других самоходных машинах, применяютгидроцилиндры различных типов с различными способами их включения в объемную гидропередачу.
Гидроцилиндры могут быть одностороннего и двустороннего действия, поршневые с односторонним или двусторонним штоком и телескопические.В гидроцилиндрах одностороннего действия обратный ход совершается под действием внешней нагрузки, а в гидроцилиндрах двустороннего действия — под действием рабочей среды (как и прямой ход).
Для привода рабочих органов самоходных машин наиболее широко применяют поршневыегидроцилиндры двустороннего действия с односторонним штоком. Усилие на штоке, и его перемещение могут быть направлены в обе стороны в зависимости от того, в какую из полостей нагнетается рабочая жидкость. Обычно противоположная полость при этом соединяется со сливной линией.
Гидроцилиндры с двусторонним штоком применяют в основном для поворота рабочего оборудования навесных экскаваторов, причем подвижным звеном является корпус гидроцилиндра.
Для получения больших ходов применяют телескопические гидроцилиндры, состоящие из двух и более гидроцилиндров. Под телескопическим силовым гидроцилиндром в общем случае понимают силовой гидроцилиндр, общий ход штоков которого превышает длину корпуса гидроцилиндра.
Основными параметрами гидроцилиндров являются:— номинальное давление Р ном.,
— диаметр цилиндра (поршня) D,
— диаметр штока d и ход штока L.Диаметры D и d определяют усилие, развиваемое гидроцилиндром при заданном давлении.
Если отношение между диаметром поршня и штока D/ d=v2, то для гидроцилиндров с односторонним штоком можно обеспечить равенство усилий и скоростей при движении в обе стороны. Для этого необходимо при выдвижении штока рабочую жидкость подавать в обе полости гидроцилиндра, а при обратном — только в штоковую полость. Такой способ включения гидроцилиндра называют дифференциальным.
Максимальная скорость штока гидроцилиндров не должна превышать 0,5 м/с. Если технологический процесс машины требует больших скоростей, то в этих гидроцилиндрах следует применять специальные типы систем уплотнений.
Уровень номинального давления — основной параметр при выборе гидроцилиндра. Однако, при оценке технического ресурса решающими являются режимы работы гидроцилиндров при максимальном и пиковом давлениях.
Максимальные давления ограничиваются предохранительными клапанами, а пиковые давления определяются динамической характеристикой предохранительных устройств и жесткостью гидросистемы. В некоторых машинах возникают реактивные давления в гидроцилиндрах, зависящие, от кинематических схем этих машин. Они могут вызвать повреждение уплотнений и, как следствие, нарушение герметичности системы. Поэтому при создании или применении гидроцилиндров необходимо учитывать номинальный уровень давления, так как технический ресурсгидроцилиндров в конкретной машине будет зависеть от учета влияния этого уровня давления.
По условиям применения гидроцилиндры можно разделить на три основные группы, предназначенных для:
— привода в действие рычажных механизмов рабочего оборудования, совершая повторяющуюся циклически полезную работу (одноковшовые экскаваторы, фронтальные погрузчики, лесопогрузчики и т.п.);
— перемещения рабочих органов, совершая полезную работу в процессе движения (скреперы, автогрейдеры, бульдозеры и другие);
— установки рабочих органов (или всей машины) в определенное положение или выносных опор, обеспечиваю щих устойчивое положение машины.
Следовательно, режим работы, характеризующийся средним уровнем давления за рабочий цикл, скоростью движения штока, максимальным и пиковым давлениями в полостях гидроцилиндра, а также количеством включений в течение рабочего дня и климатическими условиями, — являются существенными факторами, влияющими на выбор гидроцилиндра и, как следствие, на его эксплуатационные свойства. По способу крепления штока и корпуса гидроцилиндра к элементам машины различают следующие исполнения:
— на проушинах с шарнирными подшипниками;
— на проушинах с шарнирным подшипником и цапфой на корпусе;
— на проушине с шарнирным подшипником и с подготовкой задней крышки гидроцилиндра под сварку с требуемой деталью;
— с подготовкой наружного конца штока под сварку с требуемой деталью и на проушине с шарнирным подшипни ком;
— с подготовкой наружного конца штока под сварку с требуемой деталью и с креплением;
— с подготовкой под сварку наружного конца штока и задней крышки гидроцилиндра с требуемыми деталями.