Кемп Х.(редактор) Гидропривод. Основы и компоненты. Учебный курс по гидравлике, том 1

Подождите немного. Документ загружается.

exroth didactic

Гидроцилиндры 121

• Головка и дно крепятся к гильзе с помощью

стяжных болтов (анкеров)

• Вставная букса на головке гидроцилиндра

Конструктивное исполнение уплотнений:

компактная уплотняющая прокладка

или контактное уплотнительное кольцо

- Демпфирование конечного положения:

со стороны головки демпфирующая втулка

с плавающей опорой, со стороны дна -

демпфирующая цапфа

- Дроссели и обратные клапаны с двух сторон

- Возможность выпуска воздуха с двух сторон

Рис. 7.15. Гидроцилиндр с анкерной связью и проушиной со стороны дна

Конструктивное исполнение как на рис. 7.15, однако:

-без демпфирования конечного положения (демпфирующая втулка,

дроссель и обратный клапан не установлены)

Рис. 7.16. Гидроцилиндр с анкерной связью и проушиной со стороны дна

22 ГИДРОЦИЛИНДРЫ

Rexroth didactic

3.2. Круглое конструктивное исполнение

В гидроцилиндрах круглого конструктивного испол-

нения головка и дно крепятся к гильзе с помощью

болтов, сварки или предохранительных колец.

Благодаря жесткой конструкции эти гидроцилинд-

ры могут кроме всего прочего применяться в особо

жестких условиях эксплуатации.

Общее машиностроение, прокатные станы, стале-

литейное производство, прессы, краны, мобильные

машины, гидротехнические устройства с использо-

ванием стальных конструкций, судостроение, техни-

ка морского и наземного бурения — вот области

промышленности, где гидроцилиндры круглого кон-

структивного исполнения находят себе применение.

Рис. 7.17. Гидроцилиндры круглого конструктивного

исполнения

1 Головка

2 Дно

3 Шток

4 Гильза

5 Фланец

8 Демпфирующая втулка

9 Демпфирующая втулка

10 Шайба

11 Поршень

12 Фланец

6 Направляющая букса 13 Грязесъемник

15 Круглое резиновое кольцо

16 Поршневое уплотнение (исполнение А)

17 Круглое резиновое кольцо

18 Пружинное стопорное кольцо

19 Обратный клапан с устройством

выпуска воздуха

7 Крышка 14 Штоковое уплотнение 20 Дроссель

Головка и дно крепятся к гильзе с помощью

фланцев

Ввертная направляющая букса или направляю-

щая непосредственно на головке гидроцилиндра

В качестве штоковых уплотнений используются

шевронные манжеты

- Двустороннее демпфирование конечного

положения

- Дроссели и обратные клапаны с двух сторон

- Возможность выпуска воздуха с двух сторон

Рис. 7.18. Гидроцилиндр круглого конструктивного исполнения с фланцем со стороны головки

Rexroth didactic

Гидроцилиндры

Конструктивное исполнение как на рис. 7.18, однако:

- направляющая поршня изготовлена из

литейной оловянисто-цинковой бронзы

- без демпфирования конечного положения

- фиксация поршня с помощью резьбовой втулки

Рис. 7.19. Гидроцилиндр круглого конструктивного исполнения с проушиной со стороны дна

- Головка гидроцилиндра крепится к гильзе с по-

мощью фланцев

- Дно гидроцилиндра приварено к гильзе

- Комбинированные уплотнения поршня: контакт-

ное уплотнительное кольцо или опорно-уплотни-

тельный узел

- Направляющая штока непосредственно на головке ~ Двустороннее демпфирование конечного положения

- Дроссели и обратные клапаны с двух сторон

гидроцилиндра или через опорные кольца

- Возможность выпуска воздуха с двух сторон

Рис. 7.20. Гидроцилиндр круглого конструктивного исполнения с проушиной со стороны дна

Головка гидроцилиндра навинчена на гильзу и

законтрена шлицевой гайкой

Направляющая штока непосредственно на голов

ке гидроцилиндра или через опорные кольца

- Комбинированные уплотнения поршня: контакт-

ное уплотнительное кольцо или опорно-уплотни-

тельный узел

- Демпфирование конечного положения и выпуск

воздуха только со стороны дна

Рис. 7.21. Гидроцилиндр круглого конструктивного исполнения с проушиной со стороны дна

124 ГИДРОЦИЛИНДРЫ

Rexroth didactic

- Головка цилиндра ввернута в гильзу

- Дно гидроцилиндра приварено к гильзе

- Направляющая штока непосредственно на

головке гидроцилиндра или через опорные

кольца

- Комбинированные уплотнения поршня: контакт-

ное уплотнительное кольцо или опорно-уплотни-

тельный узел

- Без демпфирования конечного положения

Рис. 7.22. Гидроцилиндр круглого конструктивного исполнения с проушиной со стороны дна

- Головка крепится к гильзе с помощью

предохранительного кольца

- Дно гидроцилиндра приварено к гильзе

- Направляющая штока непосредственно на

головке гидроцилиндра или через опорные

кольца

- Комбинированные уплотнения поршня: контакт-

ное уплотнительное кольцо или опорно-уплотни-

тельный узел

- Без демпфирования конечного положения

Рис. 7.23. Гидроцилиндр круглого конструктивного исполнения с проушиной со стороны дна

Головка и дно гидроцилиндра приварены к гильзе

Направление штока через опорные кольца

Комбинированные уплотнения поршня: контакт-

ное уплотнительное кольцо или опорно-уплотни-

тельный узел

Без демпфирования конечного положения

Рис. 7.24. Гидроцилиндр круглого конструктивного исполнения с крепежными отверстиями в штоке и дне

xroth didactic

ГИДРОЦИЛИНДРЫ 125

4. Возможные типы крепления и указания

по встройке

Наряду с данными о величине рабочего давления,

диаметре поршня и штока, длины хода, усилий сжа-

тия и растяжения важно также знать, где и как бу-

дет установлен гидроцилиндр, т.е. каким должен

быть тип его крепления.

Возможные варианты крепления гидроцилиндров

приведены в таблицах 7.1 и 7.2

При встройке гидроцилиндров необходимо прини-

мать во внимание различные критерии. В таблицах

7.3а и 7.36 приведены шесть наиболее применяе-

мых типов крепления и указания по встройке.

Типы крепления с серьгой или шарнирной проуши-

ной на дне гидроцилиндра применяются более чем

в 50% от общего количества случаев применения.

Проушина

с шарниром

со стороны дна

Цапфы

со стороны дна

Вилка

со стороны дна

Монтаж

на лапах

Прямоугольный

фланец

со стороны

головки

Монтаж

на лапах

с опорным

выступом

Квадратный

фланец

со стороны

головки

Монтаж

на лапах

со стыковым

присоедине-

нием

Прямоугольный

фланец

со стороны

дна

Резьбовые

отверстия

со стороны

головки и дна

,И

Квадратный

фланец

со стороны

дна

Монтаж

на лапах

с опорным

выступом

со стороны

штока

Цапфы

со стороны

головки

Цапфы

в центре

гидроцилиндра

)

Удлиненная

анкерная

связь

со стороны

головки

Удлиненная

анкерная

связь

со стороны

дна

' Также целесообразны для гидроцилиндров с двусторонним штоком

Таблица 7.1. Типы крепления гидроцилиндров с анкерной связью

126 Гидроцилиндры

Rexroth didact

Таблица 7.2. Типы крепления круглых гидроцилиндров

Проушины

с двух сторон

Примечание:

Ось может

перемещаться

только в плоскости

проушин

Проушина

со стороны дна

и проушина

с шарниром

со стороны штока

Примечание:

Возможная

непараллельность

осей скомпен-

сирована

Проушины

с шарнирами

с двух сторон

Примечание:

Оси могут двигаться

в поперечном

направлении,

не вызывая

изгибных

напряжений

Фланцевый монтаж

со стороны головки

Примечание:

Предпочтительна

вертикальная

установка.

В зависимости от

направления

действия силы

крепежные винты

могут быть

разгружены

Таблица 7.3 а. Рекомендации по установке

Rexroth didactic ГиДрОЦИЛИНДрЫ 127

Гидроцилиндр

с фланцем

со стороны дна

Примечание:

Предпочтительна

вертикальная

установка

При основных

направлениях

действия

(толкающем или

тянущем)

крепежные винты

не должны

нагружаться.

Показанные типы

установки

предпочтительны.

Монтаж

на лапах

Примечание:

Крепежные винты

не должны

работать на срез.

Для восприятия

действующих

усилий должны

устанавливаться

специальные

опоры

Цапфы

со стороны

головки

Примечание:

Благодаря

уменьшению

монтажной длины

этот тип

применяется при

максимальных

длинах хода. При

горизонтальной

установке должна

учитываться

повышенная

нагрузка на

подшипники.

Цапфы

со стороны дна

Примечание:

Из-за увеличенной

монтажной длины

этот тип

применяется при

небольших длинах

хода.

При горизонтальной

установке должна

учитываться

повышенная

нагрузка на

подшипники.

Цапфы в центре

Примечание:

При горизонтальной

установке подвеска

гидроцилиндра

в центре тяжести

способствует

уменьшению

нагрузки на

подшипниках.

Таблица 7.3 б. Рекомендации по установке

5. Продольный изгиб (потеря устойчивости)

5.1. Продольный изгиб при осевом нагружении

При применении длинноходовых гидроцилиндров

возникают специальные проблемы устойчивости.

Рассматриваются следующие расчетные группы:

- Нагрузка, соответствующая неупругому выпучи-

ванию

- Нагрузка, соответствующая упругому выпучива-

нию (критические пределы определяются урав-

нением Эйлера).

Уравнение Эйлера применимо для вычисления ус-

ловий устойчивости гидроцилиндров, поскольку

шток может рассматриваться как тонкий стержень.

128 ГИДРОЦИЛИНДРЫ

Rexroth didactic

Нагрузка, соответствующая потере продольной устой-

чивости (разрушающая нагрузка), и максимально до-

пустимая нагрузка рассчитываются по формулам:

Под действием этой нагрузки шток разрушается!

Максимально

(2)

допустимая нагрузка:

-~s>^

- приведенная длина хода, мм

Е - модуль упругости (2,1 • 10

для стали), Н/мм

J - момент инерции круглого поперечного сече-

ния, мм

J = (d

• тс) / 64 = 0,0491 *с/

S - коэффициент запаса (3,5)

Приведенная длина хода может определяться в соот-

ветствии с нагрузочными вариантами Эйлера (см. таб-

лицу 7.4). Для упрощения вычислений некоторое повы-

шение жесткости, обеспечиваемое гильзой цилиндра,

не принимается во внимание. Это обеспечивает пре-

дельные требования безопасности стандартных гидро-

цилиндров, установочная позиция которых обычно не-

известна.

5.2. Продольный изгиб при наличии

боковых нагрузок

Отдельное замечание должно быть сделано для гид-

роцилиндров с проушинами (вариант 2 по Эйлеру),

когда они расположены горизонтально или накло-

нены на большой угол.

Кроме чисто сжимающих нагрузок, здесь имеет

место изгиб под действием собственного веса.

Особое внимание надо обращать на тяжелые гид-

роцилиндры с большой величиной хода.

Вариант

закрепления

по Эйлеру

Вариант 1

Один конец свободен

а другой жестко

закреплен.

Вариант 2

(основной)

Шарниры

с двух сторон.

Вариант 3

Один конец шарнирный,

а другой жестко

закреплен.

Вариант 4

Два конца

жестко закреплены.

Схема

Приведенная

длина хода

Установочная

позиция

гидроцилиндров

Примечания

s„ = 2/

Монтажные типы

С, D,

Su=

Монтажные типы

А,

В,

=0,7/

Монтажные типы

С, D,

//2

Монтажные типы

С, D,

Нагрузка

должна быть тщательно

сцентрирована.

Не подходит, если

нагрузка должна быть

строго определенной

Таблица 7.4. Варианты закрепления по Эйлеру

(1)

Разрушающая

нагрузка

Rexroth didactic

ГидрОЦИЛИНДрЫ 129

6. Демпфирование конечного положения

6.1. Демпфирование конечного положения

на дне гидроцилиндра

Поршень (/) с помощью резьбовой демпфирующей

втулки (2) крепится к штоку.

Коническая демпфирующая втулка (2) входит в от-

верстие в дне (3) гидроцилиндра и плавно перекры-

вает проходное сечение, через которое вытесняет-

ся жидкость из поршневой полости (4). Когда про-

ходное сечение уменьшается практически до нуля,

жидкость может вытекать только через отверстие

(5) и дроссель (6), позволяющий настраивать сте-

пень демпфирования. Чем меньше проходное сече-

ние, тем больше эффективность демпфирования

конечного положения.

Рис. 7.25. Настраиваемое конечное демпфирование

на дне гидроцилиндра

Конструкция дросселя предотвращает возможность

вывертывания винта (7) при настройке конечного

демпфирования. Установленное положение дроссе-

ля фиксируется контргайкой (8).

Обратный клапан (9) свободно пропускает рабочую

жидкость в полость (4) в начале рабочего хода выд-

вижения штока. Таким образом, обеспечивается

обход дросселирующей щели. Для выпуска возду-

ха предусмотрен вентиляционный винт (10).

Вентиляционный винт может устанавливаться и в гид-

роцилиндрах без демпфирования конечного положения.

6.2. Тормозное усилие

Демпфирование конечного положения должно обес-

печивать возможность контролируемой задержки (тор-

можения) при движении штока в обе стороны. При этом

величина энергии движения, которая определяется

перемещаемой гидроцилиндром массой и скоростью

движения, не должна превышать максимальную ра-

бочую эффективность демпфирования. Тормозная

энергия преобразуется при демпфировании в тепло

за счет дросселирования вытесняемой жидкости.

6.2.1. Расчет тормозного усилия

Тормозное усилие гидроцилиндра при его горизонталь-

ном положении рассчитывается следующим образом:

Движение выдвижения

Движение втягивания

(3)

(4)

P ~

тормозное усилие, Н

передвигаемая масса, кг

ускорение равнозамедленного движения, м/с

a = v

/(2»s)

скорость движения, м/с

длина пути торможения, м

площадь поршневой полости, см

площадь штоковой полости, см

давление, Н/см

1 бар = ЮН/см

При вертикальной установке дополнительно к тормоз-

ному усилию F

необходимо в соответствии с направ-

лением движения добавлять или вычитать еще весо-

вое усилие, состоящее из нагрузки, поршня и штока.

Собственные потери гидроцилиндра на трение при

этом вычислении не принимаются во внимание.

6.2.2. Расчет среднего демпфирующего

давления

Обычно номинальное давление гидроцилиндра не

должно превышать значения среднего демпфирую-

щего давления.

Ро=

- среднее демпфирующее давление, Н / см

- тормозное усилие, Н

- эффективная поверхность демпфирования, см

1 бар = ЮН/см

Если в результате расчета p

получается слишком

большим, следует или увеличить длину пути тормо-

жения, или снизить рабочее давление.

Заметки