Гидроцилиндры

Телескопические гидроцилиндры

Телескопические гидроцилиндры (Рис. 5) используются в условиях ограниченного пространства там, где требуется длинный рабочий ход. Эти гидроцилиндры преимущественно имеют одностороннее действие, но в некоторых системах применяются телескопические гидроцилиндры двустороннего действия.

Рис. 5 Телескопический гидроцилиндр

Отличительной особенностью типичного телескопического гидроцилиндра является зависимость усилия и скорости от того, какая секция или «ступень» в данный момент движется. Это обусловлено конструкцией цилиндра, в которой одна секция движется внутри следующей секции большего диаметра. Телескопический гидроцилиндр создает относительно большое усилие при низкой скорости в начале выдвижения и малое усилие при высокой скорости в конце рабочего хода. Гидроцилиндр этого типа часто применяется в опрокидывающих механизмах и самосвалах.

Если требуется постоянная скорость в течение всего хода гидроцилиндра, необходимо использовать синхронизированный телескопический гидроцилиндр. В таком гидроцилиндре секции двигаются одновременно, и штоковая камера секции действует как насос для следующей меньшей секции.

Движение в двух плоскостях

Для мобильного оборудования может потребоваться, чтобы способ крепления гидроцилиндра обеспечивал движение в двух плоскостях. Наиболее распространенным способом является использование проушин с шаровым подшипником на конце с крышкой и на штоке (Рис. 6). Этот тип крепления требует минимальной регулировки и позволяет прикладывать к гидроцилиндру внешнее усилие в пределах до 15°.

Рис. 6  Проушина и втулка для крепления с шаровым шарниром

Для всех типов подвижных креплений важно, чтобы подшипники и втулки содержались и смазывались в соответствии с инструкцией. В ином случае, чрезмерное трение в шаровых шарнирах или втулках может создать изгибающий момент в штоке гидроцилиндра, добавляемый к другим механическим напряжениям.

Гидроцилиндры без амортизаторов

Предположим, что рабочий гидроцилиндр перемещает нагрузку/массу (т), подсоединенную к штоку. Если шток доводится до конца своего хода, то нагрузка/масса будет замедляться силой (F), приложенной непосредственно к торцовой крышке гидроцилиндра.

Эта сила будет вызывать удлинение гильзы и штока в зависимости от способности упругого удлинения штока гидроцилиндра (Рис. 7). Длинный гидроцилиндр будет больше удлиняться определенной нагрузкой, чем короткий гидроцилиндр, т.е. упругое растяжение будет больше, и сила замедления (останова) будет меньше при той же кинетической энергии у длинного гидроцилиндра по сравнению с коротким.

Рис. 7 Удлинение гидроцилиндра

При наличии гравитационной составляющей к замедляющей (останавливающей) силе добавляются статические силы. Кроме того, на гильзу действует дополнительная сила нагрузки. Это вызвано давлением в гидроцилиндре, которое может достигать уровня максимального давления в конце хода.

Несмотря на некоторую упругость (растяжение) конструкции машины, доведения гидроцилиндра до полного хода следует избегать, если не были приняты специальные меры по замедлению или останову его перемещения. Именно для этого предназначены демпферы, амортизирующие устройства или внешние амортизаторы.

Гидроудар

Когда гидравлическая рабочая энергия, перемещающая поршень гидроцилиндра, встречается с «глухим концом» (например, в конце хода гидроцилиндра), инерция движущейся рабочей жидкости превращается в пик давления, называемый «гидроударом». Если происходит останов значительного количества рабочей энергии, удар может повредить гидроцилиндр.

Гидроцилиндр может быть оборудован амортизатором для защиты от чрезмерного ударного давления (Рис. 8). Амортизатор замедляет движение поршня гидроцилиндра перед самым концом рабочего хода. При необходимости амортизаторы могут устанавливаться с обоих концов гидроцилиндра.

Рис. 8 Амортизаторы гидроцилиндра

Синхронизация двух гидроцилиндров

Одной из самых трудновыполнимых, и часто невозможных, задач в гидросистеме является полная синхронизация движения двух гидроцилиндров, даже если используются самые совершенные типы гидроаппаратов регулирования расхода (Рис. 9). Типичные для синхронизации величины находятся в диапазоне от 3 до 1,6 мм (от 1/8“ до 1/16“) в зависимости от длины хода гидроцилиндра.

Рис. 9 Примеры синхронизирующих гидросистем

Даже если гидроцилиндры были синхронизированы в приемлемых пределах, они через относительно короткий период времени будут терять синхронность вследствие разных характеристик износостойкости гидроцилиндров и небольших различий рабочих характеристик гидроаппаратов регулирования расхода при одинаковом наборе условий.

Для получения более устойчивого управления, в конструкции некоторых систем предусмотрено использование выходного потока одного гидроцилиндра в качестве входного потока другого гидроцилиндра. В таких системах идеальная синхронизация может также не достигаться вследствие утечки.

Для таких контуров характерно использование подпиточных линий между гидроцилиндрами.

ПРИМЕЧАНИЕ: При параллельной работе двух и более гидроцилиндров рекомендуется механически соединять их штоки. Соединение должно быть жёстким и может состоять из прочной балки. Другой вариант - это установить на каждый гидроцилиндр датчик положения и электрогидравлический гидрораспределитель. Этот метод позволяет связать вместе гидроцилиндры электронным способом и контролировать положение каждого гидроцилиндра относительно остальных гидроцилиндров (гидроцилиндра).

Это решение для синхронизации нескольких гидроцилиндров будет наиболее точным, но и наиболее дорогостоящим.
 

СКРЫТЬ

СКРЫТЬ