Устройство для ремонта гидроцилиндров

Гидроцилиндры

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

Типы гидроцилиндров

В зависимости от конструкции различают несколько видов гидравлических цилиндров.

По числу положений штока
• Двухпозиционные
• Многопозиционные

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

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.

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.

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.

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.

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.

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:

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.

Источник

Стенды гидравлические для сборки и разборки гидроцилиндров, серия «СЕРВИС»

Гидравлические стенды серии «СЕРВИС» предназначены для сборки и разборки гидроцилиндров при проведении ремонтных работ, включая монтаж-демонтаж гидравлическим гайковертом буксы гидроцилиндра и гайки крепления поршня. В базовом варианте, стенды предназначены для работы с гидроцилиндрами, выполненными с проушинами на штоке и гильзе.

Виды работ, выполняемых с ремонтным гидроцилиндром (РГЦ) на стенде:

• закрепление РГЦ на опорах;
• срыв и откручивание буксы РГЦ с помощью: гайковерта, устройства захвата проушины гильзы РГЦ, опоры с зубчатыми секторами;
• разделение штока и гильзы (при разборке РГЦ) с помощью дискретно движущейся опоры с гидроприводом и отведение гильзы по стенду до зазора в 1500 мм;
• срыв и откручивание гайки крепления поршня при помощи гайковерта;
• установка гайки крепления поршня с требуемым моментом затяжки;
• установка штока в гильзу при сборке РГЦ после ремонта при помощи подвижной опоры с гидроприводом;
• возможно проведение испытания собранного РГЦ на холостом ходу.

Примечание: гайковерт стенда ССГ-12Г8000 предназначен только для срыва и откручивания гайки крепления поршня РГЦ.

Общее устройство стендов

Стенды выполнены как пространственная металлоконструкция, собираемая из нескольких (например, из трех, или четырех 3-х метровых секций) в зависимости от длины ремонтных гидроцилиндров, причем две секции усиленные для восприятия крутящего момента, возникающего при откручивании или закручивании гайки крепления поршня на штоке РГЦ при использовании гайковерта, остальные – облегченные.

Секции рамы соединены между собой болтовыми соединениями. На боковых стенках секций, в квадратных трубах, имеются отверстия с шагом 250 мм для пальцев, фиксирующих узлы стенда на раме. Внутри усиленных секций размещены два поддона для слива пролившейся РЖ.

Для очистки поддонов от РЖ имеются шаровые краны, поддоны снабжены роликами для монтажа и демонтажа на раме.

Стенды оснащены:

• подвижным регулируемым опорным элементом штока (вертикальная регулировка, поперечная регулировка) и неподвижным опорным силовым элементом, фиксирующим проушину штока гидроцилиндра;
• подвижными регулируемыми опорными элементами для укладки гильзы гидроцилиндра (поперечная регулировка, вертикальная регулировка) и ее продольного перемещения вдоль рамы стенда при разборке и сборке гидроцилиндра. Предусмотрена фиксация гильзы на опорном элементе прижатием грузовым ремнем или цепью;
• съемным гидрогайковертом для откручивания и закручивания буксы гидроцилиндра и гайки крепления поршня;
• съемным захватом для откручивания буксы гидроцилиндра;
• захватом проушины гильзы гидроцилиндра при откручивании буксы;
• концевой подвижной опорой проушины гильзы ремонтного гидроцилиндра с гидравлическим приводом перемещения по раме стенда, обеспечивающим процесс разборки-сборки гидроцилиндра;
• электроприводной насосной станцией, предназначенной для питания рабочей жидкостью гидрогайковерта и технологического гидроцилиндра привода концевой подвижной опоры гильзы ремонтного гидроцилиндра.

Возможно выполнение испытаний собранного гидроцилиндра на холостом ходу при оснащении стендов специальной насосной станцией.

Устройство стенда для сборки и разборки гидроцилиндров

Стенд имеет секционную конструкцию, что облегчает транспортировку и монтаж. Состоит из рамы; гидравлического гайковерта; опоры проушины штока и буксы; роликовой подвижной опоры проушины гильзы РГЦ с гидроцилиндром привода перемещения; роликовой подвижной регулируемой опоры штока РГЦ; роликовой подвижной регулируемой опоры гильзы РГЦ; фиксирующих пальцев; двух поддонов сбора гидравлической жидкости из РГЦ; насосной станции привода исполнительных механизмов опоры РГЦ, устройства захвата проушины гильзы РГЦ и гайковерта с блоком управления потоком, давлением и расходом гидрожидкости, подаваемой на исполнительные гидроцилиндры; комплекта РВД.

Гайковерт предназначен для срыва и откручивания гайки поршня РГЦ при разборке, для закручивания с требуемым моментом затяжки при сборке; для демонтажа/монтажа буксы гидроцилиндра.

Гайковерт закрепляется на раме стенда с продольной регулировкой в пределах 250 мм. В инструментальное гнездо гайковерта устанавливается переходная головка, выходной квадрат с последующей установкой на него накидной гаечной головки, или другого инструмент для откручивания-закручивания гайки поршня (в комплект поставки – по заказу).

Насосная станция с электроприводом, 380 В, электромагнитное управление четырехлинейным трехпозиционным распределителем, ном. давление 32 МПа, подача 5 л/мин, бак 40 л.

Базовые технические характеристики: стенды ССГ-9Г3000, ССГ-12Г8000, ССГ-12Г8000Б

Изделия выполнены в климатическом исполнении У категории размещения 3,1 по ГОСТ 15150.

Рабочая жидкость: масло всесезонное гидравлическое ВМГЗ по ТУ 38.101479-86 или аналогичное по характеристикам с вязкостью от 10 до 30 сСт.

*) По заказу, разрабатываем и изготавливаем стенды серии «СЕРВИС» требуемой функциональности и комплектации.

Параметры

Значения

ССГ-9Г3000

ССГ-12Г8000

ССГ-12Г8000Б

Диапазон размеров ремонтируемых гидроцилиндров

Наружный диаметр гильзы, мм

Макс. 100…650; мин, 100-450

Диапазон наружных диаметров демонтируемой буксы, мм

Минимальная габаритная длина (шток втянут), мм

Максимальная габаритная длина (шток выдвинут), мм

Максимальная масса, кгс

Характеристики гидравлического оборудования

Насосная станция привода ГЦ разборки-сборки ремонтируемых гидроцилиндров и гайковерта

Гидроцилиндр разборки-сборки ремонтируемых гидроцилиндров

Номинальное толкающее усилие, тс

Номинальное тянущее усилие, тс

Рабочий объем гидрожидкости, см 3

Гидроцилиндры гайковерта (далее ГЦГ), 2 шт

Номинальное толкающее усилие (одного ГЦГ), тс

Номинальное тянущее усилие (одного ГЦГ), тс

Рабочий объем гидрожидкости (одного ГЦГ), см 3

Общие характеристики

Секции усиленные, длина, м,-кол-во, шт/секции облегченные, длина, м,-кол-во, шт

Максимальный вращающий момент, развиваемый гайковертом, Нм (кгс.м)

Источник