Пристрій і конструктивні елементи гідроциліндра

Загальний вид гідроциліндра (у розрізі) представлений на рисунку 9.3. Гідроциліндр складається з корпуса 6, у якому переміщаються шток 13 з поршнем 7. Для створення робочої камери до корпуса кріпиться кришка 11.

Поршень 7 відокремлює робочу камеру від зливальної камери за допомогою ущільнень 8 і 10. На виході зливальної камери є також ущільнення 5 і манжета 3 для збору витоків рідини. Для очищення штока встановлений сміттєзбірник 1. Поршень у корпусі встановлений з посадкою H7/7 , а шток – з посадкою Н9/8 .

Рідина в робочу камеру підводиться через отвір 12, а зливається – через отвір 4. Корпус має отвори для кріплення кришки 11. У сучасних конструкціях корпус виконується з труби 16, що кріпиться до кришок за допомогою півкілець 14, фасонного кільця 15 і гвинтів 13.

Рисунок 9.3 – Схема гідроциліндра і його основні елементи

Ущільнення

Дуже важливим конструктивним елементом силових гідроциліндрів є ущільнення рухомих і нерухомих з'єднань. До рухомого відносяться з'єднання поршня з циліндром і штока з кришкою, а до нерухомих – циліндра з кришками.

Ущільнення нерухомих з'єднань повинні забезпечувати зручність монтажу і демонтажу, а ущільнення рухомих з'єднань – запобігати витоки і володіти гарною зносостійкістю. Поряд з цим, вони не повинні створювати великих втрат на тертя, що знижують к.к.д. гідроциліндрів.

Матеріал ущільнень повинний задовольняти визначеним вимогам: бути міцним при різних по характеру навантаженнях, не розкладатися і не окислюватися від впливу масла та ін.

Всі ущільнення підрозділяються на три групи:

1) щілинні;

2) що самозатягуються, у яких герметичність ущільнення забезпечується за рахунок попереднього натягу, створюваного деформацією ущільнення. Крім того, в ущільненнях, що самозатягуються, тиск масла сприяє ущільненню. Чим вище тиск масла, тим більше герметичність ущільнення.

3) затяжні, у яких для створення герметичності застосовується затяжний ущільнювач, наприклад, пакет манжет, сальнікові набивки чи прокладки.

Види ущільнень

1. Щілинні ущільнення. Застосовуються в гідроприводах копіювальних верстатів і верстатів із ЧПУ. Ущільнення досягається притиранням поршня (штока) по циліндру до розміру δ (рисунок 9.4).

Рисунок 9.4  Схема гідроциліндра з щілинним ущільненням

У загальному машинобудуванні для діаметрів циліндрів 25200мм виконується максимальна величина δ=32,5100 мкм, а мінімальна величина 12,550 мкм.

Максимальна сила тертя дорівнює

.

Якщо поршень нерухомий тобто =0, то

.

2. Ущільнення, що самозатягуються.

V-образні манжети застосовуються для ущільнення поршнів і штоків діаметром до 500 мм при тиску рідини до 35МПа (рисунок 9.5).

Сила тертя для однієї манжети може бути обчислена за формулою:

;

з урахуванням пружних сил манжети

,

де  коефіцієнт тертя,

 нормальна сила від тиску масла на манжету,

 діаметр поршня,

 ширина активної частини манжети,

= 0,15  0,3 МПа.

1  манжетотримач,

2  манжета,

3  кільце,

4  поршень

Рисунок 9.5 – Схема дії манжетного ущільнення

Число манжет вибирають у залежності від робочого тиску. Звичайно рекомендується застосовувати від двох до трьох манжет.

При роботі на маслі значення можна застосовувати: для червонодубної шкіри – 0,006, для хромової шкіри – 0,008, для гуми 0,10,15.

Круглі кільця застосовуються для забезпечення герметичності при тиску 5060 МПа. Для запобігання видавлювання кільця в радіальний зазор (рисунок 9.6) ставляться захисні кільця (при р >11 Мпа).

а) б) в)

1 – гумове кільце,

2 – захисне кільце

Рисунок 9.6 – Схема дії гумового ущільнювального кільця

Сила тертя ущільнювальних кілець:

,

де – діаметр поверхні, що ущільнює;

– ширина ущільнення;

(d – діаметр перетину кільця, ),

– коефіцієнт тертя ;для гумових кілець; =0,1– 0,15,

– кількість ущільнювальних кілець,

– контактний тиск кільця; =0,15 – 0,3 МПа,

– тиск рідини в напірній порожнині.

При тиску =35 МПа термін служби, обумовлений числом ходів рухливого елемента, дорівнює 5·10^5.

Конструкція і розміри гумових ущільнювальних кілець круглого перетину регламентовані ДСТ 9833-73.