Гидроцилиндры

Гидроцилиндры с двухсторонним штоком

В гидроцилиндре, выполненном по схеме рис. 1, скорость перемещения поршня зависит от количества жидкости, поступающей в единицу времени, и определяется выражением

гидроцилиндры

где Q — количество жидкости, поступающей в цилиндр, в л/мин;  D — диаметр поршня в см; d — диаметр штока в см.

схемы гидроцилиндров с двухсторонним штоком

При подаче равного количества жидкости попеременно в правую и левую полости гидроцилиндра поршень со штоком будет
перемещаться в обоих направлениях с одинаковой скоростью. Недостатком гидроцилиндра данного типа являются увеличенные габариты, так как шток расположен по обе стороны цилиндра. В схемах рис. 1, а и б поршень неподвижен, а цилиндр жестко скреплен с подвижной частью рабочего органа. К цилиндрам, выполненным по схеме рис. 1, б, жидкость может подводиться как гибкими рукавами, так и через полые штоки. Гидроцилиндр с двухсторонним штоком может быть выполнен и со штоками неодинаковых диаметров.

Гидроцилиндры с односторонним штоком

В гидроцилиндрах, выполненных по схеме рис. 2, а, при минимально выбранном диаметре штока скорости перемещения поршня в обоих направлениях отличаются незначительно.

При увеличении диаметра штока скорости прямого и обратного ходов v1 и v2 при подводе равного количества жидкости к полостям цилиндра будут резко отличаться:

гидроцилиндры

Такая схема гидроцилиндра позволяет осуществлять быстрые холостые перемещения при относительно малой производительности насоса.

Для получения одинаковых скоростей перемещения поршня в обоих направлениях у гидроцилиндра с односторонним штоком
необходимо, чтобы площадь штока была в 2 раза меньше площади поршня; кроме того, гидроцилиндр должен быть включен по дифференциальному способу, изображенному на рис. 2, б.

При движении поршня вправо обе полости цилиндра соединяются друг с другом, поршень перемещается со скоростью v м/мин, вытесняя из штоковой полости жидкость. Эта вытесненная жидкость поступает в поршневую полость цилиндра вместе с жидкостью, нагнетаемой насосом.
Дифференциальный способ включения цилиндра применяется в тех случаях, когда требуется обеспечить высокую скорость обратного хода при значительных усилиях во время рабочих перемещений, при этом шток должен работать на растяжение.

Телескопические гидроцилиндры двухстороннего действия

Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия выполняется по схеме рис. 3.

схема телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия

Последовательность выдвижения поршней следующая: D1,D2,,,,, Dn. Последовательность втягивания обратная выдвижению.

Гидроцилиндры одностороннего действия

Гидроцилиндры одностороннего силового действия делятся на: поршневые, плунжерные, телескопические.

Гидроцилиндры поршневые односторонние. В гидроцилиндре, выполненном по схеме рис. 4, а, скорость перемещения поршня при выдвижении зависит от количества жидкости, поступающей в единицу времени.

гидроцилиндры одностороннего действия

Гидроцилиндры плунжерные. В плунжерных гидроцилиндрах, выполненных по схеме рис. 4, б, скорость перемещения плунжера определяется по формуле

гидроцилиндры

Гидроцилиндры телескопические односторонние. Телескопический гидроцилиндр одностороннего действия выполняется по схеме рис. 4, в. Последовательность выдвижения штоков следующая: D1, D2, . . . , Dn.

Комбинированные гидроцилиндры

В тех случаях, когда для получения необходимого усилия нельзя установить гидроцилиндр с большим диаметром, но при этом длина цилиндра не ограничивается, применяют сдвоенные и строенные гидроцилиндры (рис. 5). Последовательное соединение гидроцилиндров увеличивает эффективную площадь, а следовательно, и тяговое или толкающее усилие на штоке.

схема сдвоенного гидроцилиндра

Для получения различных скоростей перемещения поршня при питании от насоса постоянной производительности применяются многоскоростные гидроцилиндры. Принципиальная схема многоскоростного гидроцилиндра изображена на рис. 6.

многосторонний гидроцилиндр

схемы многопозиционных гидроцилиндров

Как видно из рис. 7, а, три положения можно получить установкой на задней крышке основного гидроцилиндра дополнительного цилиндра, шток которого входит в заднюю крышку основного цилиндра и, таким образом, служит ограничителем хода. Выбором соответствующей длины хода дополнительного цилиндра можно получить любое третье положение основного цилиндра.

Если оба цилиндра имеют одинаковые диаметры, то при движении из нулевого положения к среднему установочное усилие слагается только из толкающего усилия заднего цилиндра, уменьшенного на величину тянущего усилия переднего цилиндра.

При движении из среднего положения в конечное установочное усилие равно полному усилию переднего цилиндра точно так
же, как и при движении из крайнего положения к среднему и из среднего к нулевому.

Трехпозиционные гидроцилиндры выполняются и по схеме рис. 7, б. При подводе жидкости по каналу 1 шток гидроцилиндра
устанавливается в крайнем левом положении; при подводе жидкости по каналу 2 шток гидроцилиндра устанавливается в крайнем правом положении; при подводе жидкости одновременно по каналам 1 и 2 шток гидроцилиндра устанавливается в определенном среднем положении.

В конструкции гидроцилиндра, изображенной на рис. 7, поршень фиксируется в разных положениях при помощи сливных
пазов, расположенных вдоль стенки цилиндра. В целях уменьшения автоколебаний применяется гидроцилиндр с дифференциальным штоком. Поперечные пазы гидроцилиндра при помощи кранов 1, 2, 3, 4 и 5 соединяются со сливом, кран 1 и дроссели и 7 соединяют гидроцилиндр с одной из полостей. При закрытых кранах 1, 2, 5, 4 и 5 поршень занимает крайнее правое положение; при открытом кране 1 (остальные закрыты) поршень занимает крайнее левое положение. Промежуточные положения обеспечиваются при открывании одного из кранов.

При этом поршень перемещается до тех пор, пока его кромка установит такое открывание щели в поперечном пазу, соответствующем открытому крану, при котором установится равновесие между внешней нагрузкой, силой давления жидкости в поршневой и штоковой полостях. При этом жидкость поступает через дроссель 7 и сливается через щель, образованную кромкой поршня и пазом. Колебания нагрузки вызывают автоматическое перемещение поршня лишь в пределах десятых долей миллиметра при
кольцевом пазе. Переход от одного фиксированного положения к другому обеспечивается закрытием одного и открытием другого крана, около паза которого необходима фиксация поршня. С целью обеспечения регулирования скорости перемещения поршня в обе стороны в схему включены дроссели 6 и 7, Очень часто в различных механизмах поворота, зажима, в рулевых машинах поступательное движение поршня силового гидроцилиндра преобразуется в угловое и поворотное перемещение.

В этих случаях применяются гидроцилиндры бесштоковые. К бесштоковым гидроцилиндрам относятся:

  1. гидроцилиндры с двухсторонним поршнем и реечной передачей;
  2. гидроцилиндры с двухсторонним плунжером и реечной
    передачей;
  3. гидроцилиндры с кривошипно-шатунным механизмом;
  4. гидроцилиндры с винтовой передачей;
  5. гидроцилиндры с цепной передачей.

Комбинированные гидроцилиндры

Принципиальные схемы гидроцилиндров с двухсторонним поршнем и реечной передачей изображены на рис. 8.

схемы поворотных гидроцилиндров с реечной передачей

Принципиальная схема гидроцилиндра с двухсторонним плунжером и реечной передачей изображена на рис. 8, г. Для поворота выходного вала на угол ±30° можно применить гидроцилиндры с кривошипно-шатунным и кулисным механизмами. Принципиальные схемы таких гидроцилиндров изображены на рис. 9.

гидроцилиндр с кривошипно-шатунным и кулисным механизмом

Принципиальная схема гидроцилиндра с винтовой передачей изображена на рис. 10.

гидроцилиндр с винтовой передачей

Иногда для превращения возвратно-поступательного движения в возвратно-вращательное применяют силовые гидроцилиндры с цепной передачей. Принципиальная схема такого гидроцилиндра изображена на рис. 11.

гидроцилиндр с цепной передачей

Моментные гидроцилиндры

Для получения периодических угловых и возвратно-поступательных движений применяются моментные лопастные гидроцилиндры, которые могут быть однолопастными и многолопастными. Применением многолопастных моментных гидроцилиндров можно соответственно увеличить крутящий момент, однако угол поворота при этом уменьшается. Принципиальные схемы однолопастного и многолопастных гидроцилиндров показаны на рис. 12.

гидроцилиндры лопастные моментные

Комбинированный гидроцилиндр (рис. 13) выполнен в виде силового цилиндра двойного действия, в котором возможно получение двух независимых регулируемых движений — вращательного и возвратно-поступательного.

комбинированный гидропривод

Это осуществляется с помощью одного поршня, в котором между двумя глухими днищами образованы две продольные сегментные полости. Каждая полость разделена лопастью, входящей в продольный паз сектора на стенке цилиндра. Насос подает жидкость через золотник 1 в полость а или б, благодаря чему обеспечивается поступательное перемещение поршня 2. Одновременно от насоса через золотник 3 жидкость подается в полости в или г лопастного поворота, благодаря чему обеспечивается вращение поршня со штоком.