Пристрій і принцип дії гідроциліндра

Гідроциліндри являють собою об'ємні гідродвигуни, призначені для трансформування енергії руху робочої рідини в енергію виконавчого механізму.

Робота гідроциліндрів здійснюється при високих тисках, досягають 32 Мпа, виділяють гідроциліндри, які мають поступальний характер дії: плунжерні, поршневі, поворотного дії (так званий моментний гідроциліндр), телескопічні.

Також розрізняють гідроциліндри двостороннього і одностороннього дії, поршневі з двостороннім або одностороннім штоком і телескопічні. Рухоме (вихідна) ланка може бути представлено як штоком, так і корпусом (гільзою) гідроциліндра.

Крім того, гідроциліндри масштабно використовуються в землерийних, підйомно-транспортних і будівельно-дорожніх машинах, в технологічному обладнанні — ковальсько-пресових машинах, металорізальних верстатах. Рух штока і поршня гідроциліндра здійснюється за допомогою гідророзподільника.

Конструкція гідроциліндра показана на малюнку:

Принцип роботи гідроциліндрів

Гідроциліндр односторонньої дії

Шток висувається за рахунок створення в поршневій порожнині тиску робочої рідини, а повернення у вихідне положення здійснюється від зусилля пружини.

Гідроциліндр двосторонньої дії

Зусилля на штоку гідроциліндра при прямому і зворотному ході поршня виникає за рахунок утворення тиску робочої рідини, отже, в штокової і поршневий порожнини.

Необхідно брати до уваги, що зусилля на штоку при прямому ході поршня в кілька разів більше, при цьому швидкість руху штока в кілька разів менше, порівняно з зворотним ходом — за допомогою різниці в площах, до якої прикладається сила тиску рідини. Дані гідроциліндри виконують, наприклад, підйом-опускання відвалу більшості бульдозерів.

Телескопічні гідроциліндри

Своє застосування телескопічні гідроциліндри знаходять у техніці, де потрібні невеликі розміри гідроциліндра разом зі значним ходом. Телескопічний гідроциліндр в складеному стані має довжиною, що не перевищує 20-40% довжини в розкладеному стані.

Телескопічні гідроциліндри односторонньої дії

Висунення даних циліндрів здійснюється під впливом тиску, а повернення в початковий стан відбувається під дією гравітації або при зовнішньому навантаженні. Приміром, телескопічні циліндри застосовуються на самоскидах, де секції циліндра під впливом тиску масла поступово висуваються і складаються при припиненні подачі тиску під впливом тяжкості його кузова секції. Тим самим, телескопічні циліндри односторонньої дії знаходять своє використання в опрокидывающем пристрої автомобілів, самоскидів, напівпричепів і причепів тракторів.

Телескопічні гідроциліндри двосторонньої дії

Висунення циліндра двосторонньої дії є аналогічним висунення телескопічного циліндри односторонньої дії. Секції даного гідроциліндра втягуються за рахунок наступного механізму. При попаданні масла між зовнішнім діаметром меншою секції і внутрішнім діаметром більшої секції, утворюється тиск, що змушує втягуватися меншу секцію. До початкового положення відбувається втягування і інших секцій.

Такі телескопічні гідроциліндри використовуються в сільськогосподарській техніці. Також в якості наочного прикладу їх використання виступає кузов сміттєвоза, де за допомогою телескопічного гідроциліндра, встановленого горизонтально, відбувається стиснення сміття під впливом плити у кузові, при цьому плита знову відсувається при втягуванні штока.

Вибираючи телескопічний гідроциліндр двосторонньої дії слід звертати увагу на ступінь номінального тиску, розмір у висунутому стані, а також його діаметр.

Основні причини виходу з ладу гідроциліндрів

У переважній більшості випадків в якості причини поломки телескопічних гідроциліндрів виступає людський фактор.

Ось найбільш поширені причини несправностей в гідроциліндрах:

• Недотримання правил використання техніки (пошкодження механічного роду, перевищення рівня вантажопідйомності тощо);
• Порушення періодичності обслуговування гідросистем;
• Недотримання параметрів установки в агрегатах і вузлах, тобто при вигині штока гідроциліндра;
• Застосування гідравлічних масел низького сорту (наприклад, суміші різних олій);
• Присутність в оліях механічних домішок, в результаті чого здійснюється засмічення жиклерів і фільтрів, зависання клапанів і золотників, деформація ущільнювальних елементів (грязесъемников, кілець, манжет) гідроциліндрів, що призводить в кінцевому підсумку до порушення нормальної роботи всієї гідросистеми машини.

В результаті даних порушень можливе виникнення наступних наслідків:

• порушення необхідного рівня герметичності системи, внаслідок зносу ущільнень;
• виникнення механічних пошкоджень гільз, штоків, поршнів: відколи, задираки, вигин, злам;
• знос посадочних місць втулок, підшипників у вушках;
• деформація цілісності елементів опорно-ущільнювальної системи.

В якості головного способу оцінки функціонального стану гідросистеми виступає її тестування. Але при роботі в польових умовах тестування гідросистеми є неможливим. В даному випадку фахівцями рекомендовано визначати витоку масла наступним чином: провести висування штока на максимально можливу довжину робочого ходу і очікувати протягом 3 хвилин при працюючій гідросистемі. У разі, якщо шток посунеться на відстань більше ніж 0,5 дюймів (приблизно 15 мм), то це означає, що присутня внутрішня витік через елементи поршня, є поверхнями.