Что вы знаете о гидравлических цилиндрах?

С развитием современной промышленности технология гидравлической передачи получила широкое применение и развитие во многих отраслях по всему миру, таких как погрузчики, бульдозеры и катки строительной техники; вилочные погрузчики, ленточные конвейеры и автокраны подъемно-транспортной техники; сваебойные машины, гидравлические домкраты и грейдеры строительной техники; сельскохозяйственная техника, автомобильная промышленность, горнодобывающая техника, металлургическая техника.

Гидравлические системы передачи обычно состоят из четырех компонентов: питания, выполнения, управления и вспомогательных. Как гидравлический механизм, реализующий линейное возвратно-поступательное движение или возвратно-качательное движение менее 360 градусов, гидроцилиндр имеет простую структуру и надежную работу. Он также является одним из наиболее широко используемых основных исполнительных механизмов в гидравлических системах.

1. Классификация гидроцилиндров

Структурная форма: ее можно разделить на поршневой тип, плунжерный тип, втулочный тип и зубчато-реечный тип и т. д.;

Режим движения: его можно разделить на линейный возвратно-поступательный и вращательный качающийся тип;

Форма действия: ее можно разделить на одноходовой и двухходовой тип;

Форма установки: ее можно разделить на тип с тягой, тип с серьгой, тип с опорой, тип с шарнирным валом и т. д.;

Уровень давления: его можно разделить на низкое давление, среднее давление, среднее и высокое давление, высокое давление и сверхвысокое давление.

2. Структура гидроцилиндра

Гидроцилиндр с одинарным штоком и двойным действием, этот тип гидроцилиндра является самым простым и наиболее широко используемым. Далее будет рассмотрен гидроцилиндр с одинарным штоком и двойным действием в качестве примера для объяснения структурного состава гидроцилиндра.

Гидроцилиндр обычно состоит из задней крышки, цилиндровой трубы, штока поршня, поршневого узла, передней крышки и других основных частей. Для предотвращения утечки масла из гидроцилиндра или из камеры высокого давления в камеру низкого давления между цилиндровой трубой и крышкой, поршнем и штоком поршня, поршнем и цилиндровой трубой, а также штоком поршня и передней крышкой предусмотрены уплотнительные устройства. Снаружи передней крышки также установлено устройство защиты от пыли. Для предотвращения удара поршня о крышку цилиндра при быстром возврате в конец хода на конце гидроцилиндра также предусмотрено буферное устройство, а иногда требуется и устройство выпуска воздуха.

(1) Цилиндр: Цилиндр является основной частью гидроцилиндра. Он образует замкнутую полость с головкой цилиндра, поршнем и другими частями для перемещения поршня. Существует 8 общих структур цилиндра, которые обычно выбираются в зависимости от формы соединения между цилиндром и крышкой.

(2) Головка цилиндра: Головка цилиндра установлена на обоих концах гидроцилиндра и образует герметичную масляную камеру с цилиндром. Обычно существует множество способов соединения, таких как сварка, резьба, болты, шпонки и стяжные стержни. Обычно выбор осуществляется на основе таких факторов, как рабочее давление, метод соединения цилиндра и условия эксплуатации.

(3) Шток поршня: Шток поршня является основным компонентом для передачи силы в гидроцилиндре. Материал обычно среднеуглеродистая сталь (например, сталь 45). Когда цилиндр работает, шток поршня подвергается воздействию тяги, сжатия или изгибающего момента, поэтому необходимо обеспечить его прочность; и шток поршня часто скользит в направляющей втулке, и посадка должна быть соответствующей. Если она слишком плотная, трение велико, а если слишком свободная, это может привести к заклиниванию и одностороннему износу, что требует соответствующей шероховатости поверхности, прямолинейности и круглости.

(4) Поршень: Поршень является основным компонентом, который преобразует гидравлическую энергию в механическую. Его эффективная рабочая площадь напрямую влияет на силу и скорость движения гидравлического цилиндра. Существует множество форм соединения между поршнем и поршневым штоком, и наиболее часто используемые из них - это зажимной тип, втулочный тип и гайковый тип. Когда нет направляющего кольца, поршень изготавливается из высокопрочного чугуна HT200~300 или ковкого чугуна; когда есть направляющее кольцо, поршень изготавливается из высококачественной углеродистой стали № 20, № 35 и № 45.

(5) Направляющая втулка: Направляющая втулка направляет и поддерживает поршневой шток. Она требует высокой точности подгонки, низкого сопротивления трению, хорошей износостойкости и может выдерживать давление, изгибающую силу и ударную вибрацию поршневого штока. Внутри установлено уплотнительное устройство для обеспечения герметичности полости штока цилиндра, а снаружи установлено пылезащитное кольцо для предотвращения попадания примесей, пыли и влаги в уплотнительное устройство и повреждения уплотнения. Металлические направляющие втулки обычно изготавливаются из бронзы, серого чугуна, ковкого чугуна и окисленного чугуна с низким коэффициентом трения и хорошей износостойкостью; неметаллические направляющие втулки могут быть изготовлены из политетрафторэтилена и полифторхлорэтилена.

(6) Буферное устройство: Когда поршень и поршневой шток движутся под воздействием гидравлического давления, они имеют большую инерцию. Когда они входят в крышку и дно цилиндра, они вызывают механическое столкновение, создают большое ударное давление и шум. Буферное устройство используется для предотвращения такого столкновения. Его принцип работы (как показано на рисунке ниже) заключается в преобразовании кинетической энергии масла (всей или части) в камере низкого давления цилиндра в тепловую энергию через дросселирование, и тепловая энергия выводится из гидравлического цилиндра циркулирующим маслом. Наиболее часто используемые - это регулируемый дроссельный тип и переменный дроссельный тип.

3. Общие проблемы и ремонт гидравлических цилиндров

Как компонент и рабочее устройство, гидравлический цилиндр, как и все механическое оборудование, неизбежно подвергается различным степеням износа, усталости, коррозии, ослабления, старения, ухудшения и даже повреждения в своих конструктивных частях в процессе длительной эксплуатации, что ухудшает рабочие характеристики и техническое состояние гидравлического цилиндра и напрямую вызывает отказ всего гидравлического оборудования или даже отказ. Поэтому очень важно устранять и ремонтировать общие проблемы в повседневной работе гидравлических цилиндров.