Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Поршневые гидроцилиндры Благодаря простоте конструкции и высокой надежности наиболее широкое применение в гидравлических приводах получили поршневые гидроцилиндры. Поршневые гидроципиндры подразделяют по следующим признакам: в по принципу действия — одностороннего (рис. 4.2, а, б) и двустороннего (рис. 4.2, в, г) действия; в по числу штоков — с односторонним (рис. 4.2, в) и двусторонним (проходным) штоком (рис.
4.2, г). Рис. 4.2. Поршневые гидроцилиндры Поршневые гидроцилиндры одностороннего действия выполняют с пружинным возвратом (рис. 4.2, б) или без него (рис. 4.2, а). 79 4. Исполнительная подсистема Гидроцилиндры с пружинным возвратом. Гидроцилиндры с пружинным возвратом в исходное положение применяют в тех случаях, когда отсутствуют внешние силы для возврата выходного звена в исходное положение. В зависимости от конструктивного исполнения, подобные гидроцилиндры работают на выдвижение (рис. 4.3, а, б) или на втягивание (рис.
4.3, в„г) штока. Возвратные пружины могут быть установлены как внутри гидроцилиндра (рис. 4.3, а, в). так и снаружи (рис.4.3, б, г). Поскольку использование возвратных пружин в таких конструкциях, приводит к ограничению величин рабочих ходов, такие гидроцилиндры преимущественно применяют в различного рода зажимных механизмах. Рис. 4.3. Гидроцилиндры одностороннего действия с пружинным возвратом Гидроцилиндры двустороннего действия. Гидроцилиндры двустороннего действия применяют в случаях, когда требуется совершать полезную работу, как при прямом, так и при обратном ходе выходного звена, например при транспортировке, установке, механической обработке, подьеме-опускании и других технологических операциях. Выдвижение и втягивание штока в них осуществляются путем попеременной подачи жидкости под давлением в одну из рабочих полостей (поршневую или штокоаую), в то время как другая соединена со сливной гидролинией (рис.
4.4). Очевидно, что перемещение штока в любом направлении является рабочим и может осуществляться под нагрузкой. Рис. 4.4. Гидроцилиндр двустороннего действия Для гидроцилиндров двустороннего действия с односторонним штоком, или как их принято называть— дифференциальных гидроцилиндров, важным параметром является отношение площадей поршня, со стороны поршневой полости Ап и штоковой — А, (А,;-А„— А,): гР = Ап/Ап.вт. Отношение развиваемых цилиндром сил при выдвижении и втягивании прямо пропорционально отношению площадей, а отношение скоростей выходного звена обратно пропорционально атому соотношению.
Так в цилиндрах с <р = 2 скорость обратного хода поршня будет вдвое больше скорости прямого хода. У гидроцилиндров, с двусторонним штоком одинакового диаметра слева и справа от поршня, скорость поршня будет одинаковой при движении в обе стороны. 80 4. 1. Гидроцилиндры Гидроцилиндры с демпфированием в конце хода. В ряде механических систем, например, металлообрабатывающих станках, гидроцилиндры используются для приведения в движение тяжелых узлов и механизмов, причем зачастую эти перемещения совершаются с большими ускорениями. При этом в конце рабочего хода, когда поршень упирается в крышки цилиндра, появляется опасность возникновения критических напряжений, приводящих к деформации крышек и корпуса цилиндра. Для гашения скорости и амортизации удара движущихся масс в конце хода в гидроцилиндрах используют специальные устройства — демлферьс В демпферах кинетическая энергия движущихся масс поглощается, т.е.
необратимо преобразуется в другие виды энергии и, прежде всего, в тепловую с последующим ее рассеиванием в окружающую среду. Потеря кинетической энергии в демферах обусловлена потерями давления на преодоление гидравлических сопротивлений. Конструкция гидроцилиндра двустороннего действия с регулируемым торможением в конце хода представлена на рис. 4.5. Рис.
4.5 Гидроцилиндр двустороннего действия с регулируемым торможением в конце хода При втягивании штока цилиндра (обратный ход) рабочая жидкость под давлением подается в штоковую погюсть, а из поршневой полости свободно поступает в спивную линию через цилиндрическую расточку 5 в задней крышке 2. Перед тем как поршень 4 упрется в крышку 2, демфирующая втулка 3, входит в расточку 5 и запирает некоторый обьем вытекающей из поршневой полости жидкости между поршнем 4 и крышкой 2. Выдавливание жидкости из данного объема на слив теперь может осуществляться только через дроссель 6. Давление в поршневой полости при дальнейшем движении поршня 4 будет возрастать, что приведет к снижению скорости его движения и обеспечит безударный приход не крышку 2.
Чем меньше проходное сечение дросселирующей щели, тем труднее жидкости вытекать из поршневой полости и, следовательно„тем больше будет сила торможения. Таким образом, с помощью дросселя 6 можно регулировать степень демпфирования. При прямом ходе поршня (выдвижение штока цилиндра) жидкость подается в поршневую полость через обратный клапан 1, минуя дроссель 6. Существуют конструкции гидроцилиндров с нерегулируемым демпфированием, в которых отсутствует дроссель 6. В них дросселирование жидкости осуществляется в цИлиндрической щели, которая образуется между демпфирующей втулкой и расточкой в крышке.
По мере движения поршня протяженность щели меняется, менявтся и сила торможения. Спрофилированные специальным образом демпфирующие втулки позволяют осуществлять торможение цилиндров по заданным законам. В зависимости от назначения гидропривода демпфирование в гидроцилиндре может осуществляться в обоих конечных положениях поршня. Гидроцилиндры с демпфированием в конце хода рекомендуется применять в тех случаях, когда скорость движения выходного звена превышает 0,1 м/с. 4. Исполнительная подсистема 4.1.3. Телескопические гидроцилиндры Для обеспечения больших рабочих ходов при сохранении небольших продольных габаритов во втянутом положении применяют телескопические гидроцилиндры.
Отличительной особенностью таких конструкций является то, что в корпусе 1 цилиндра расположен не один поршень, а несколько (2-5), вставленных друг в друга (рис. 4.6). Таким образом, длина цилиндра в сжатом состоянии лишь немного больше длины одной из секций. Рис. 4.6. Телескопический гидроципиндр одностороннего действия При подаче рабочей жидкости на вход цилиндра поршни выдвигаются последовательно. Поскольку давление в цилиндре определяется величиной нагрузки и эффективной площадью поршней, первым начнет выдвигаться поршень 2, так как его площадь максимальна. Вместе с ним переместятся и вставленные в него поршни 3, 4, 5.
При достижении поршнем 2 ограничителя хода, давление в цилиндре возрастет и выдвижение начнет поршень 3. Процесс будет продолжаться до выдвижения последнего, самого малого по площади поршня б. Нарастание давления в цилиндре по мере выдвижения поршней происходит вследствие того, что при неизменной нагрузке эффективная площадь поршней уменьшается.
При постоянной подаче рабочей жидкости процесс выдвижения поршней сопровождается увеличением скорости движения каждого последующего поршня. Возврат поршней в исходное положение осуществляется в обратной последовательности. В телескопических цилиндрах двустороннего действия втягивание отдельных секций определяется соотношением эффективных площадей поршней и внешней нагрузки. При этом первым возвращаться в исходное псложение будет поршень с максимальной площадью.
Развиваемое цилиндром усилие должно определяться по площади наименьшего поршня. Телескопические цилиндры применяют в гидравлических подъемниках, качающихся площадках, грузовых автомобилях (самосвалах) и т.д. 82 4. 1. Гидроцилиндры 4.1.4. Крепление гидроцилиндров Различные условия нагружения гидроцилиндров обусловливают различные способы их крепления на технологическом оборудовании. Поскольку способ крепления оказывает существенное влияние на зжзтпуатационные показатели гидропривода и ведомого механизма, его необходимо выбирать таким образом, чтобы: в на штоке не возникали радиальные нагрузки; в шток не терял устойчивость в полностью выдвинутом положении. Производители гидроципиндров выпускают различные элементы крепления, как для неподвижного, так и для подвижного способов монтажа (рис.
4.7). Рис. 4.7. Способы монтажа гидроципиндров При неподвижном монтаже гидроцилиндров, кроме варианта непосредственного их крепления на оборудовании, применяют фланцы (рис. 4.18, а) и папы (рис. 4.18, б). Для обеспечения подвижности цилиндра во время работы используют цапфы (рис. 4.18, в), поворотные оси или проушины со сферическим шарниром (рис. 4.18, г). Соединения штока с ведомым механизмом также выполняются различными способами (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
