Get Adobe Flash player

Поиск по сайту

Регистрация на сайте



Основные понятия гидроцилиндра – расчет, схемы, устройства и принцип работы

 

Гидравлическим цилиндром является гидродвигатель объемного типа с возвратно-поступательным простоем выходного звена. Данный тип устройств, гидроцилиндры, широко используются в качестве недисциплинированных механизмов разнообразных гидравлических машин. По конструктивной схеме и принципу работы данные агрегаты обладают обширным применением и классифицируются по полному соответствию с ГОСТ 17752—81.

В зависимости от направления активизации рабочей жидкости, гидроцилиндры делятся на две группы: одно – и двухстороннего действия. На основной орган гидроцилиндра принципа одностороннего действия – существует возможность жидкости оказывать давление исключительно с одной стороны, принцип работы можно увидеть на рисунке 1 (а, г, д).

В данных гидроцилиндрах движения рабочего поршня в одну сторону происходит благодаря жидкости, которая подводится в полость, а возвратное перемещение – вторым методом – за счет пружины (рис. 1, а), либо груза с весом при вертикальной направленности движения поршня (рис 1, д). Движение действующего органа цилиндра двухстороннего действия во всех направлениях осуществляется благодаря рабочей жидкости (рис 1, б, в). В данных гидроцилиндрах жидкость будет подводиться как в правую, так и в левую полость.

Также гидроцилиндры разделяются на конструкции основного рабочего органа. Максимально распространенный вариант гидроцилиндра, это агрегат с основным органом в виде плунжера или поршня, необходимо отметить, что поршневые гидроцилиндры возможны в двух вариантах: одно- и двухсторонним штоком. Однако необходимо отметить, что гидроцилиндры с плунжерами возможны только с односторонним действием и с односторонним штоком.

По схематической особенности выходного звена данные агрегаты подразделяются на телескопические-многоступенчатые и одноступенчатые. Одноступенчатые цилиндры продемонстрированы на рисунке 1 (а, г). Гидроцилиндры телескопические сконструированы как несколько вставленных поршней друг в друга. В качестве примера на рисунке 1 (д) нарисована схема телескопического двухстороннего гидроцилиндра одностороннего действия. В данном гидроцилиндре выдвигаются поршни в последовательной схеме друг за другом.

Совершенный КПД данных агрегатов изначально определяется механическим КПД, который в большинстве случаев для этих конструкций составляет от 0,85 до 0,95. Непосредственные потери в гидравлических цилиндрах почти отсутствуют, и данный гидравлический КПД (η0 = 1). Полные потери в представленных агрегатах могут присутствовать в зазоре между цилиндром и поршнем. Тем не менее, при уплотнении данного места манжетами или резиновыми кольцами они излишни малы. В таком случае объемный КПД можно считать максимально приближенным к единице (η0 = 1).

Если рассчитывать перепад давления на гидроцилиндре необходимо использовать две главные формулы. Стоит рассмотреть их более подробно, для ознакомительного примера мы возьмем гидроцилиндр двухстороннего действия, который имеет односторонний штоком (рисунок 2). Первая связывает силу F, которая располагается на штоке, а также перепад давления на цилиндре (ΔP = Р1 - P2). Для упрощения можно использовать: F= ΔP*S*ηм. В данной формуле S является эффективной площадью, на которою воздействует подводимое давление.

При передвижении жидкости с левой стороны в правую сторону, на данной схеме (рис. 2), тогда данной площадью является поршневая площадь (S-Sп), а при возвратном движении – поршневая площадь за минусом площади штока (S=Sп-Sш). Также следующая формула будет связывать скорость движения и расход: Q=Vп*Sп*1/η0, также ее можно представить в виде: Q´= Vп*(Sп-Sш)*1/η0

Два варианта записи формулы обуславливается тем, что расходы до гидроцилиндра и после него не одинаковы. Для более детального понимания необходимо представить следующее: поршень, на схематическом рисунке 2, переместился от изначального положения на расстояние L вправо. В этом случае в левую полость цилиндра поступил определенный объем жидкости (W= Sп*L), в то время как из правой полости он был оттеснен меньшим объемом (W´= (Sп-Sш)*L). Из данного соотношения двух объемов W и W´ следует то, что расходы до гидроцилиндра связанны с расходами после зависимостью (Q / Q´ = Sп / (Sп-Sш)). Аналогичен пример с гидроцилиндром, имеющим двухсторонний шток - Q = Q´.