Земные спасатели космонавтов (ч.2)
Поисково-эвакуационная установка ПЭУ-1
«Автомат» или «робот»? (ч. 2)
Преимущества и недостатки автоматических и роботизированных КП
 2
Что такое дизтопливо и как с ним... бороться?
Характеристики дизельного топлива
Придет ли КМУ на смену автокрану? (ч. 1)
Техническое обслуживание гидравлического привода мобильных машин (ч.1)
 4
Новая технология экономии дизельного топлива
Дизель-газовая система от британской компании GSPK Multifuel Technology
Гидромолоты среднего класса (ч.2)
Развитие гидромолотов в России
Воров просят не беспокоиться (ч .1)
Технологии защиты дорожно-строительных машин от хищений
Продлить ресурс сложно, но можно
Советы по эксплуатации гусеничной техники
Регуляторы расхода рабочей жидкости для гидроприводов мобильных машин (ч.1)
Выбираем лизинговую компанию
Как правильно выбрать лизинговую компанию и получить оптимальный эффект от финансовой аренды
Что проверять?
Два взгляда на обследование конструкции стрелового крана

Конструктор для машиностроителей. Поршневые гидроцилиндры

А. Шекунов, ЗАО «ГидроПак Силовые Системы», В. Васильченко, канд. техн. наук

Гидроцилиндры широко применяют в гидросистемах как источники привода рабочих органов мобильных машин и исполнительных механизмов промышленного оборудования. В гидросистеме с одним, реже – с двумя насосами может быть установлено до 6...10 гидроцилиндров, а в некоторых случаях в два или даже в три раза больше. По функциональным признакам гидроцилиндры – это объемные гидродвигатели, предназначенные для преобразования энергии потока рабочей жидкости (РЖ) в механическую энергию выходного звена с возвратно-поступательным движением. Причем подвижным звеном может выступать как шток, так и корпус (гильза) гидроцилиндра.

В зависимости от рабочего цикла, необходимых скоростей и усилий применяют поршневые гидроцилиндры разных типоразмеров и исполнений. Например, они могут быть одностороннего или двустороннего действия. В гидроцилиндрах двустороннего действия прямой и обратный ход совершается под давлением РЖ, а в гидроцилиндрах одностороннего действия обратный ход совершается под действием внешней нагрузки или пружины.

Для привода рабочих органов мобильных машин наиболее широко применяют поршневые гидроцилиндры двустороннего действия с односторонним выходом штока. Усилие на штоке и его перемещение могут быть направлены в обе стороны в зависимости от того, в какую из полостей нагнетается РЖ; обычно противоположная полость при этом соединяется со сливной гидролинией. Гидроцилиндры с двусторонним штоком применяют в основном для поворота рабочего оборудования навесных экскаваторов, при этом подвижным звеном является корпус.

Поршневые гидроцилиндры двустороннего действия унифицированной конструкции предназначены для гидроприводов мобильных машин и эксплуатируются на РЖ вязкостью от 10 до 3500 мм2/c в условиях умеренного (У), холодного (ХЛ) и тропического (Т) климата. В России гидроцилиндры должны соответствовать общим техническим требованиям по ГОСТ 126514–87, ГОСТ 17411–91. Ниже приведены их основные параметры.

• Давление: номинальное Рном, максимальное Рмакс и холостого хода Рхх.

• Основные размеры: диаметр цилиндра (поршня) D, штока d, ход штока L и соотношение рабочих площадей j.

• Номинальная сила цилиндра Fном, толкающая сила Fп, тянущая Fш.

• Скорость штока цилиндра: номинальная Vном, минимальная Vмин, максимальная Vмакс.

• Коэффициент полезного действия: гидромеханический hгм и общий h, не менее.

• Ход и время торможения (указывают для гидроцилиндров, имеющих тормозные устройства).

• Масса (указывают без рабочей жидкости).

Для ориентировочных расчетов механический КПД гидроцилиндра hм можно принимать равным 0,95...0,98, при этом меньшее значение действительно для меньших значений вязкости РЖ и скорости движения штока. Скорость V, м/с, движения штока гидроцилиндра связана с расходом Q рабочей жидкости и определяется от подвода РЖ в поршневую или в штоковую полость. Если отношение диаметров поршня и штока D/d = 2, то для гидроцилиндров c односторонним штоком можно обеспечить равенство усилий и скоростей при движении в обе стороны. Для этого необходимо при выдвижении штока подводить РЖ в обе полости гидроцилиндра, а при обратном ходе – только в штоковую полость. Такой способ включения гидроцилиндра называют дифференциальным. Скорость движения штока в этом случае можно вычислить по формуле Vш = 4Q/(pd2).

По способу подвода РЖ унифицированная конструкция поршневых гидроцилиндров предусматривает два исполнения: штуцерное резьбовое для присоединения трубопроводов гидроцилиндров на Рном =16...20 МПа и фланцевое для гидроцилиндров на Рном = 25 и 32 МПа (рис. 1). Для определения соответствия чертежам и техническим условиям гидроцилиндры подвергают приемо-сдаточным испытаниям в соответствии с ГОСТ 22976–78 и ГОСТ 18464–80.

На рис. 2 приведена гидравлическая схема стенда для испытания гидроцилиндров на прочность при статической нагрузке, давления страгивания и холостого хода, наружную герметичность и внутренние утечки. Перед испытанием обязательно проверяют работоспособность гидроцилиндра на холостом ходу. В качестве РЖ следует использовать гидравлические масла МГЕ46В (МГ-30) по ТУ 38-10150-79 или в зимний период МГ-15В (ВМГЗ) по ТУ 38-101479-88. Тонкость фильтрации масел: номинальная 25 мкм, при заправке бака стенда – 10 мкм. Наибольшая температура масла в баке стенда допускается не выше +65 °С для МГ-15В и не выше + 75 °С для МГЕ46В.

В связи с экономическими преобразованиями в нашей стране, а также сложившейся ситуацией, когда отдельные специализированные заводы по производству гидроцилиндров оказались в странах СНГ, возник дефицит потребности в гидроцилиндрах. Многие машиностроительные заводы, выпускающие машины и оборудование с гидроприводом, вынуждены изготавливать гидроцилиндры для собственных нужд на имеющемся металлообрабатывающем оборудовании и дополнительно изготовленной оснастке.

Без специального технологического оборудования для чистовой расточки и раскатки внутренней поверхности гильз, шлифования и полирования штоков, обеспечивающего параметры шероховатости по ГОСТ 2789–73 рабочих уплотняемых поверхностей штоков и гильз гидроцилиндров, а также последующего хромирования наружной поверхности штоков путем электролитического нанесения пленки толщиной 20...30 мкм невозможно изготовить коррозионно- и износостойкие штоки. Высота неровностей наружной рабочей поверхности штока после хромирования и полирования должна быть не более Ra 0,160 мкм, рабочей поверхности гильзы гидроцилиндра – Ra 0,320 мкм по ГОСТ 2789–73.

Для унифицированной конструкции гидроцилиндров на Рном = 10, 16, 25 и 32 МПа отраслевым стандартом ОСТ 22-1417–79 предусмотрен следующий ряд наружных диаметров гильз (поршней) и штоков гидроцилиндров:

D = 30, 35, 40, 50, 63, 80,100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 250 мм;

d (при j = 1,6/2) = 10, 13, 15, 18/25, 22/32, 28/40, 36/50, 45/63, 50/70, 56/80, 63/90, 70/100, 80/110, 90/125, 100/140, 110/160 мм.

Для изготовления гидроцилиндров современного технического уровня и качества необходимы специальные металлообрабатывающее и гальваническое оборудование, инструмент и обученные специалисты высокой квалификации. Следовательно, организация нового производства гидроцилиндров с экологически вредным гальваническим участком потребует больших финансовых затрат. Для большинства предпринимателей путь этот труден, а то и невозможен.

В технически развитых странах компании пошли по иному пути: они широко используют комплектующие, изготовленные специализированными фирмами, которые достигли высокого технического уровня и качества изделий. Одни производители после расточки или протяжки на специальных хонинговальных станках осуществляют чистовую отделку внутренней цилиндрической поверхности гильз или наружной поверхности штоков, обеспечивая хромовое покрытие и сопротивляемость агрессивному воздействию внешней среды, другие с высокой точностью изготавливают поршни и передние втулки, третьи предлагают любые проушины и опорные подшипники.

Особое внимание уделяется подбору грязесъемников и уплотнений, а также опорно-направляющих колец, изготовители которых достигли оптимальных показателей этих элементов по их геометрии, материалам, а также последовательному расположению в уплотняющем узле. В результате основной изготовитель гидроцилиндров выполняет механообработку деталей для последующей сборки комплектного гидроцилиндра с параметрами, необходимыми заказчику. После сборки гидроцилиндр устанавливают на стенд для приемочного испытания, затем упаковывают в пластик или другую упаковку с высокой степенью защиты и направляют на склад для отправки потребителю.

Наружные диаметры цилиндров и штоков в большинстве случаев соответствуют нормативным документам. Это позволяет ремонтно-механическим заводам и другим сервисным предприятиям использовать комплектующие изделия для замены изношенных узлов и содержать в работоспособном состоянии парк машин, находящихся в эксплуатации, без изменения установочных размеров.

Новые технологии производства поршневых гидроцилиндров двустороннего действия существенно снижают финансовые затраты, сокращают время на подготовку производства, исключают необходимость применения экологически вредного гальванического процесса хромирования и утилизации отходов при хромировании штоков.

Экономически целесообразней приобретать готовые для сборки комплектующие, что позволяет отказаться от малоэффективных и трудоемких производственных операций, дает возможность сократить персонал, перевести его на сборочные работы, разнообразить выпуск гидроцилиндров различных типоразмеров по заказам потребителей.

Создание в России производств по сборке поршневых гидроцилиндров из зарубежных комплектующих актуально и очень своевременно. Сегодня подавляющее большинство заводов, производящих строительную, землеройную и дорожную технику, либо закупают уже готовую гидравлику, которая и стоит дорого, либо создают эти агрегаты сами на оборудовании, далеком от совершенства, а потому и продукция у них получается низкого качества.

Кроме раскатанных и хонингованных труб, хромированных штоков, поршней, передних втулок, проушин и опорных подшипников в Россию ввозят из-за рубежа уплотнения, без которых создать хороший гидроцилиндр невозможно. Когда говорят о невысоком качестве гидроцилиндров российского производства, в большей степени это относится к качеству именно таких компонентов.

(Продолжение следует)


А. Шекунов, ЗАО «ГидроПак Силовые Системы», В. Васильченко, канд. техн. наук Основные Средства 07'2005 3 октября 2005

Комментарии (0)