Дифференциальные гидроцилиндры

Дифференциальные гидроцилиндры

"Обычное" подключение поршневых гидроцилиндров двустороннего действия предусматривает поочередное подключение полостей гидроцилиндра к нагнетательной и сливной магистралям распределителем 4/2 или 4/3, что обеспечивает движение поршня за счет разности давлений. Соотношение скоростей движения, а также усилий при прямом и обратном ходе, различны, и пропорциональны соотношению площадей поршня. Между скоростью и усилием устанавливается зависимость: выше скорость - меньше усилие, и наоборот.

"Кольцевая", или "дифференциальная" схема подключения. При рабочем ходе (выдвижении штока) жидкость от насоса подается в поршневую полость, вытесняемая-же жидкость из штоковой полости, а счет кольцевого подключения (распределитель 3/2), направляется не в гидробак, а подается также в поршневую полость. В результате выдвижение штока происходит намного быстрее, чем в обычной схеме подключения (распределитель 4/2 или 4/3). Обратный ход (втягивание штока) происходит при подаче жидкости только в штоковую полость, поршневая соединена с гидробаком. При использовании гидроцилиндра с соотношением площадей поршня 2:1 (в некоторых источниках именно такие гидроцилиндры называются дифференциальными) такая схема позволяет получить равные скорости и равные усилия прямого и обратного ходов, что для гидроцилиндров с односторонним штоком без регулирования или дополнительных элементов получить невозможно.

Управление движением поршня и штока гидроцилиндра осуществляется с помощью гидрораспределителя, либо с помощью средств регулирования гидропривода.

Для получения больших ходов применяют телескопические гидроцилиндры, состоящие из двух и более гидроцилиндров. Под телескопическим силовым гидроцилиндром в общем случае понимают силовой гидроцилиндр, общий ход штоков которого превышает длину корпуса гидроцилиндра.

Основными параметрами гидроцилиндров являются:

- номинальное давление Р ном.,

- диаметр цилиндра (поршня) D,

- диаметр штока d и ход штока L.

Диаметры D и d определяют усилие, развиваемое гидроцилиндром при заданном давлении.

Если отношение между диаметром поршня и штока D/ d=v2, то для гидроцилиндров с односторонним штоком можно обеспечить равенство усилий и скоростей при движении в обе стороны. Для этого необходимо при выдвижении штока рабочую жидкость подавать в обе полости гидроцилиндра, а при обратном — только в штоковую полость. Такой способ включения гидроцилиндра называют дифференциальным.

Максимальная скорость штока гидроцилиндров не должна превышать 0,5 м/с. Если технологический процесс машины требует больших скоростей, то в этих гидроцилиндрах следует применять специальные типы систем уплотнений.

Уровень номинального давления — основной параметр при выборе гидроцилиндра. Однако, при оценке технического ресурса решающими являются режимы работы гидроцилиндров при максимальном и пиковом давлениях.

Максимальные давления ограничиваются предохранительными клапанами, а пиковые давления определяются динамической характеристикой предохранительных устройств и жесткостью гидросистемы. В некоторых машинах возникают реактивные давления в гидроцилиндрах, зависящие, от кинематических схем этих машин. Они могут вызвать повреждение уплотнений и, как следствие, нарушение герметичности системы. Поэтому при создании или применении гидроцилиндров необходимо учитывать номинальный уровень давления, так как технический ресурс гидроцилиндров в конкретной машине будет зависеть от учета влияния этого уровня давления.

По условиям применения гидроцилиндры можно разделить на три основные группы, предназначенных для:

- привода в действие рычажных механизмов рабочего оборудования, совершая повторяющуюся циклически полезную работу (одноковшовые экскаваторы, фронтальные погрузчики, лесопогрузчики и т.п.);

- перемещения рабочих органов, совершая полезную работу в процессе движения (скреперы, автогрейдеры, бульдозеры и другие);

- установки рабочих органов (или всей машины) в определенное положение или выносных опор, обеспечиваю щих устойчивое положение машины.

Следовательно, режим работы, характеризующийся средним уровнем давления за рабочий цикл, скоростью движения штока, максимальным и пиковым давлениями в полостях гидроцилиндра, а также количеством включений в течение рабочего дня и климатическими условиями, — являются существенными факторами, влияющими на выбор гидроцилиндра и, как следствие, на его эксплуатационные свойства.

Основные требования к гидроцилиндрам изложены в ГОСТ 16514-87.

По способу крепления штока и корпуса гидроцилиндра к элементам машины различают следующие исполнения:

- на проушинах с шарнирными подшипниками;

- на проушинах с шарнирным подшипником и цапфой на корпусе;

- на проушине с шарнирным подшипником и с подготовкой задней крышки гидроцилиндра под сварку с требуемой деталью;

- с подготовкой наружного конца штока под сварку с требуемой деталью и на проушине с шарнирным подшипником;

- с подготовкой наружного конца штока под сварку с требуемой деталью и с креплением;

- с подготовкой под сварку наружного конца штока и задней крышки гидроцилиндра с требуемыми деталями.