Особенности гидроцилиндров: критерии классификации и сферы

06.04.2018

Гидравлическими цилиндрами называют объемные гидродвигатели, занимающиеся преобразованием жидкостной энергии в механическую, которая обеспечивает линейные движения подвижных элементов. В качестве этих элементов, обычно, выступают штоки, цилиндры, а иногда и корпуса самих цилиндров.

Классификация гидроцилиндров может производиться по следующим критериям:

  • Относительно областей использования;
  • Конструктивных особенностей;
  • Принципов функционирования.

Разновидности гидроцилиндров, относительно областей их применения

Мобильные

Из названия понятно, что такие гидроцилиндры используются мобильной техникой. Как правило, это сварные обычные цилиндры, эксплуатационный срок которых сопоставим со сроком эксплуатации данной техники. Если рассматривать рабочий цикл подобных машин, то функционирование цилиндров здесь будет занимать небольшую долю. К примеру, гидроцилиндр, опрокидывающий кузов нужен лишь при выгрузке, а остальное время он не используется. За счет этого при проведении прочностных расчетов используются меньшие коэффициенты прочности, если сравнивать с гидроцилиндрами индустриального типа. Для мобильных цилиндров свойственны легковесность и компактный размер, но и показатель наработки на отказ тоже может быть снижен.

Индустриальные

Такого рода гидроцилиндры применяются крупными промышленными предприятиями, а именно целыми автоматическими линиями или отдельными установками (металлургические, деревообрабатывающие предприятия и др.) Важнейшая их черта – это постоянство и бесперебойность работы на протяжении длительного времени (от 8 до 24 часов) и при неблагоприятных условиях (излишняя влажность, пары, перегревы, окалины и т.д.). Останавливаются такие мощные агрегаты временно, обычно, для проведения обслуживающих мероприятий (полугодичные либо годичные ППР). Важнейшими характеристиками данных гидроцилиндров являются их надежность, прочность, наличие большой наработки на отказ, ремонтопригодность.

Энергетические

Применяются регулирующими системами и системами аварийной остановки газовых, гидравлических и паровых турбин. Для таких гидроцилиндров характерна высокая надежность, низкий коэффициент трения, возможность осуществлять вибрации с наличием высокой частоты и небольшой амплитуды, не повреждая уплотнения и штоки.

Судовые (морские)

Важнейшая особенность этих специализированных гидроцилиндров – обладание классификационным сертификатом, для использования на платформах и судах. К таким судовым цилиндрам применяются особые требования по противодействию коррозии (из-за морской воды, солевого тумана):

  • Использование специальной корпусной покраски, соответствующей ISO 12944 - C5/CX-стандарту;
  • Применяются нержавеющие штоки либо штоки, обладающие коррозионностойкими покрытиями.

Бывает, что цилиндр целиком состоит из нержавеющей стали. Применение хладостойких сталей и специализированных скребков, удаляющих наледь, тоже практикуется, все зависит от конкретных мест и условий работы.

Виды гидроцилиндров, относительно их конструктивных особенностей

Сварные

Здесь главным нюансом конструкции выступает использование приварки, которая соединяет заднюю крышку цилиндра с гильзой. Чаще всего, крепежные детали (фланцы, проушины, наконечники) и порты, подающие масло, тоже привариваются.

Сварные гидроцилиндры могут применяться:

  • В качестве компактных и недорогих решений в мобильных машинах;
  • Для проведения вспомогательных промышленных операций, которые не требуют повышенной надежности от оборудования;
  • В качестве специальных гидроцилиндров в областях с повышенной ответственностью (гидросооружения, прессы, использование на морских судах). Чаще всего проектирование таких цилиндров производится по особому техническому заданию.

Гидроцилиндры на стяжных шпильках

Конструкция данных цилиндров имеет две крышки: переднюю квадратную (на ней установлена букса) и заднюю, между крышками располагается гильза, стянутая посредством четырех шпилек. Такие цилиндры из-за высоконадежных характеристик считают промышленными, но они отличаются ограничением по показателям давления (от 160 до 210 бар). Как яркий представитель такого рода гидроцилиндров выступает HC2-серия, соответствующая ISO 6020/2-стандарту, характеризующаяся мультивариантностью опциональных дополнений (демпферов, уплотнителей разнообразных типов, сапунов) и видами закреплений, она с успехом используется промышленными и энергетическими предприятиями, причем, как отечественными, так и иностранными.

Круглые

Для таких цилиндров характерно обладание толстостенной гильзой, на резьбу которой установлены задний и передний фланцы (они могут быть и приварены). Прикручивание задней и передней (с наличием буксы) крышек осуществляется посредством болтов к фланцам. Такая конструкция содействует использованию шевронных уплотнений и подшипников скольжения, имеющих большую несущую способность. В результате чего, возможно использование таких цилиндров при неблагоприятных и суровых рабочих условиях и давлениях – от 250 до 350 бар. Представляет такие гидроцилиндры HC3-серия, соответствующая ISO 6022-стандарту. Она отличается высоконадежными показателями и может использоваться в разноплановых промышленных сферах.

Разновидности гидроцилиндров, относительно принципов их действия

Одностороннего действия

  • Плунжерные гидроцилиндры (применяются домкратами, подъемными системами, прессами), как поршень, здесь выступает шток, осуществление возврата происходит под воздействием силы тяжести либо прочих гидроцилиндров возвратного типа (прессов).
  • Гидроцилиндры с пружинным возвратом (применяются разнообразными системами фиксации), от силы пружины (винтовой либо целого блока тарельчатых) зависит удержание цилиндра в выдвинутом или втянутом положениях. Когда подается давление, происходит выдвижение либо втягивание штока. Если давление снимается, шток посредством пружины возвращается в исходную позицию.

Двустороннего действия

  • Гидроцилиндры дифференциальные считаются самыми распространенными, обладают поршнем, на котором закреплен шток, при работе используют разницу между силой выдвижения и втягивания, связанную с разностью эффективных площадей. Применяются гидравлическими системами, имеющими открытый и полуоткрытый контуры.
  • Гидроцилиндры, имеющие проходной шток, здесь поршень обладает двумя разнонаправленными штоками. За счет того, что объемы штоковых полостей равны, такие устройства используются гидравлическими системами, имеющими закрытый контур.
  • Гидроцилиндры телескопические (обычно, являются многосекционными и характеризуются односторонним действием). Когда такой цилиндр сложен, его длина может составлять от 20 до 40% общей протяженности в разложенном виде. Это идеальное решение для ограниченных пространств и необходимости обеспечения большого хода (к примеру, подъем крановой стрелы либо опрокидывание самосвального кузова).