ТЕМА ЗАНЯТИЯ: ИСПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА. ТИПЫ, КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЦИЛИНДРОВ.

ЛИТЕРАТУРА А.В. Лепёшкин «Гидравлические и пневматические системы» стр.167 А.С. Наземцев «Гидравлические приводы и системы» стр А.В. Лепёшкин «Гидравлические и пневматические системы» стр.167 А.С. Наземцев «Гидравлические приводы и системы» стр.78-83

Цель занятия: Учебная Учебная 1. Ознакомиться с назначением, классификацией 1. Ознакомиться с назначением, классификацией гидроцилиндров. гидроцилиндров. 2. Ознакомить с устройством, основными узлами, 2. Ознакомить с устройством, основными узлами, принципом работы гидроцилиндров. принципом работы гидроцилиндров. Воспитательная Воспитательная 1. Стимулировать учащихся на сознательное и 1. Стимулировать учащихся на сознательное и прочное овладение знаниями при изучении темы прочное овладение знаниями при изучении темы урока. урока. 2. Воспитывать навыки организованности, 2. Воспитывать навыки организованности, дисциплины. дисциплины. Учебная Учебная 1. Ознакомиться с назначением, классификацией 1. Ознакомиться с назначением, классификацией гидроцилиндров. гидроцилиндров. 2. Ознакомить с устройством, основными узлами, 2. Ознакомить с устройством, основными узлами, принципом работы гидроцилиндров. принципом работы гидроцилиндров. Воспитательная Воспитательная 1. Стимулировать учащихся на сознательное и 1. Стимулировать учащихся на сознательное и прочное овладение знаниями при изучении темы прочное овладение знаниями при изучении темы урока. урока. 2. Воспитывать навыки организованности, 2. Воспитывать навыки организованности, дисциплины. дисциплины.

План занятия: План занятия: 1. Общие сведения. 2. Назначение и классификация. 3. Конструкция и принцип работы гидроцилиндров. 4. Основные параметры. 5. Требования предъявляемые к гидроцилиндрам. 1. Общие сведения. 2. Назначение и классификация. 3. Конструкция и принцип работы гидроцилиндров. 4. Основные параметры. 5. Требования предъявляемые к гидроцилиндрам.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Объёмные гидродвигатели преобразовывают энергию потока рабочей жидкости в энергию движения выходных звеньев. При выборе конкретного исполнения принимают во внимание целый ряд критериев: вид движения – вращательное, поворотное или линейное; вид движения – вращательное, поворотное или линейное; направление движения – реверсивное или нереверсивное; направление движения – реверсивное или нереверсивное; развиваемая скорость вращения (угловая) или перемещения (линейная); развиваемая скорость вращения (угловая) или перемещения (линейная); создаваемый момент или усилие; создаваемый момент или усилие; эргономические показатели. эргономические показатели. Объёмные гидродвигатели преобразовывают энергию потока рабочей жидкости в энергию движения выходных звеньев. При выборе конкретного исполнения принимают во внимание целый ряд критериев: вид движения – вращательное, поворотное или линейное; вид движения – вращательное, поворотное или линейное; направление движения – реверсивное или нереверсивное; направление движения – реверсивное или нереверсивное; развиваемая скорость вращения (угловая) или перемещения (линейная); развиваемая скорость вращения (угловая) или перемещения (линейная); создаваемый момент или усилие; создаваемый момент или усилие; эргономические показатели. эргономические показатели.

В зависимости от вида движения выходного звена различают гидродвигатели: с возвратно-поступательным движением (гидроцилиндры); с возвратно-поступательным движением (гидроцилиндры); с неограниченным вращательным движением (гидромоторы); с неограниченным вращательным движением (гидромоторы); с ограниченным поворотным движением (с поворотом на угол, не превышающий 360; с ограниченным поворотным движением (с поворотом на угол, не превышающий 360; поворотные гидродвигатели. поворотные гидродвигатели. В зависимости от вида движения выходного звена различают гидродвигатели: с возвратно-поступательным движением (гидроцилиндры); с возвратно-поступательным движением (гидроцилиндры); с неограниченным вращательным движением (гидромоторы); с неограниченным вращательным движением (гидромоторы); с ограниченным поворотным движением (с поворотом на угол, не превышающий 360; с ограниченным поворотным движением (с поворотом на угол, не превышающий 360; поворотные гидродвигатели. поворотные гидродвигатели.

Назначение Назначение – это объёмный гидродвигатель с ограниченным возвратно-поступательным движением выходного звена. Гидроцилиндр – это объёмный гидродвигатель с ограниченным возвратно-поступательным движением выходного звена. 1 - грязесъемник; 2 - гильза; 3 - шток; 4 - стопорное кольцо; 5 - манжета; 6 - поршень; 7 - проушина; 8 - грундбукса

По направлению действия рабочей среды на цилиндры одностороннего и двухстороннего действия; По направлению действия рабочей среды на цилиндры одностороннего и двухстороннего действия; По конструкции рабочей камеры на поршневые, плунжерные, телескопические, мембранные и сильфонные; По конструкции рабочей камеры на поршневые, плунжерные, телескопические, мембранные и сильфонные; По характеру хода выходного звена на одноступенчатые и многоступенчатые. По характеру хода выходного звена на одноступенчатые и многоступенчатые. По направлению действия рабочей среды на цилиндры одностороннего и двухстороннего действия; По направлению действия рабочей среды на цилиндры одностороннего и двухстороннего действия; По конструкции рабочей камеры на поршневые, плунжерные, телескопические, мембранные и сильфонные; По конструкции рабочей камеры на поршневые, плунжерные, телескопические, мембранные и сильфонные; По характеру хода выходного звена на одноступенчатые и многоступенчатые. По характеру хода выходного звена на одноступенчатые и многоступенчатые. Классификация в соответствии с ГОСТ

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ: номинальное давление p ном (МПа); номинальное давление p ном (МПа); диаметр поршня D (мм); диаметр поршня D (мм); диаметр штока d (мм); диаметр штока d (мм); ход поршня L (мм); ход поршня L (мм); масса m (кг) цилиндра. масса m (кг) цилиндра. номинальное давление p ном (МПа); номинальное давление p ном (МПа); диаметр поршня D (мм); диаметр поршня D (мм); диаметр штока d (мм); диаметр штока d (мм); ход поршня L (мм); ход поршня L (мм); масса m (кг) цилиндра. масса m (кг) цилиндра.

РЯДЫ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ: диаметр поршня Dп (мм): 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; (в исключительных случаях разрешаются дополнительные значения – 6; 45; 56; 70;90;110;140;180;220;280;360;450;560;710;900); диаметр штока d шт (мм): (в исключительных случаях разрешаются дополнительные значения – 6; 45; 56; 70;90;110;140;180;220;280;360;450;560;710;900); диаметр штока d шт (мм): 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; (в исключительных случаях разрешаются дополнительные значения - 14; 18;22;36;45;56;70;90;110;140;180;220;280;360;450;560; (в исключительных случаях разрешаются дополнительные значения - 14; 18;22;36;45;56;70;90;110;140;180;220;280;360;450;560; 710;900 ); номинальное давление pном (МПа): 710;900 ); номинальное давление pном (МПа): 2,5; 6,3; 10;16; 20; 25; 32; 40; 50; 63. диаметр поршня Dп (мм): 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; (в исключительных случаях разрешаются дополнительные значения – 6; 45; 56; 70;90;110;140;180;220;280;360;450;560;710;900); диаметр штока d шт (мм): (в исключительных случаях разрешаются дополнительные значения – 6; 45; 56; 70;90;110;140;180;220;280;360;450;560;710;900); диаметр штока d шт (мм): 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; (в исключительных случаях разрешаются дополнительные значения - 14; 18;22;36;45;56;70;90;110;140;180;220;280;360;450;560; (в исключительных случаях разрешаются дополнительные значения - 14; 18;22;36;45;56;70;90;110;140;180;220;280;360;450;560; 710;900 ); номинальное давление pном (МПа): 710;900 ); номинальное давление pном (МПа): 2,5; 6,3; 10;16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.

ПОРШНЕВЫЕ Поршневым называют гидроцилиндр, в котором рабочие камеры образованы рабочими поверхностями корпуса и поршня со штоком. Они просты по конструкции и обладают высокой надёжностью Поршневым называют гидроцилиндр, в котором рабочие камеры образованы рабочими поверхностями корпуса и поршня со штоком. Они просты по конструкции и обладают высокой надёжностью Рассмотрим Рис. 1 Гидроцилиндр одностороннего действия с пружинным возвратом

Гидроцилиндр одностороннего действия с пружинным возвратом Рис.1 В зависимости от конструктивного исполнения, подобные гидроцилиндры работают на выдвижение (рис.1, а, б) или на втягивание (рис.1, в, г) штока. Возвратные пружины могут быть установлены как внутри гидроцилиндра (рис.1, а, в), так и снаружи (рис.1, б, г).

УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ НА СХЕМАХ Рис. 2 УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ НА СХЕМАХ НА ВТЯГИВАНИЕ ШТОКА НА ВЫДВИЖЕНИЕ ШТОКА

Рис. 3. Конструкция и принцип работы поршневого гидроцилиндра одностороннего действия Рис. 3. Конструкция и принцип работы поршневого гидроцилиндра одностороннего действия

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Гидроцилиндры с пружинным возвратом в исходное положение применяют в тех случаях, когда отсутствуют внешние силы для возврата выходного звена в исходное положение. Гидроцилиндры с пружинным возвратом в исходное положение применяют в тех случаях, когда отсутствуют внешние силы для возврата выходного звена в исходное положение. Их применяют в зажимных механизмах, когда конструкция приводит к ограничению величин рабочих ходов. Их применяют в зажимных механизмах, когда конструкция приводит к ограничению величин рабочих ходов. Рассмотрим гидроцилиндры двустороннего действия Рис. 4. Рассмотрим гидроцилиндры двустороннего действия Рис. 4. Гидроцилиндры с пружинным возвратом в исходное положение применяют в тех случаях, когда отсутствуют внешние силы для возврата выходного звена в исходное положение. Гидроцилиндры с пружинным возвратом в исходное положение применяют в тех случаях, когда отсутствуют внешние силы для возврата выходного звена в исходное положение. Их применяют в зажимных механизмах, когда конструкция приводит к ограничению величин рабочих ходов. Их применяют в зажимных механизмах, когда конструкция приводит к ограничению величин рабочих ходов. Рассмотрим гидроцилиндры двустороннего действия Рис. 4. Рассмотрим гидроцилиндры двустороннего действия Рис. 4.

ГИДРОЦИЛИНДР ДВУСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ Рис. 4. выдвижение и втягивание штока осуществляется путём попеременной подачи жидкости в одну из рабочих полостей, в то время как другая соединена со сливной гидролинией. Рис. 4. выдвижение и втягивание штока осуществляется путём попеременной подачи жидкости в одну из рабочих полостей, в то время как другая соединена со сливной гидролинией.

Рис. 5. Гидроцилиндр двустороннего действия с односторонним штоком

Рис. 6. Гидроцилиндр двустороннего действия с двусторонним штоком

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Гидроцилиндр двустороннего действия применяют в случаях, когда требуется совершать полезную работу, как при прямом, так и при обратном ходе выходного звена, например при транспортировке, установке, механической обработке, подъёме-опускании и др. технологических операций. Гидроцилиндр двустороннего действия применяют в случаях, когда требуется совершать полезную работу, как при прямом, так и при обратном ходе выходного звена, например при транспортировке, установке, механической обработке, подъёме-опускании и др. технологических операций. Рассмотрим Рис.7. Гидроцилиндр с демпфированием в конце хода Гидроцилиндр двустороннего действия применяют в случаях, когда требуется совершать полезную работу, как при прямом, так и при обратном ходе выходного звена, например при транспортировке, установке, механической обработке, подъёме-опускании и др. технологических операций. Гидроцилиндр двустороннего действия применяют в случаях, когда требуется совершать полезную работу, как при прямом, так и при обратном ходе выходного звена, например при транспортировке, установке, механической обработке, подъёме-опускании и др. технологических операций. Рассмотрим Рис.7. Гидроцилиндр с демпфированием в конце хода

Рис. 7. Гидроцилиндр двустороннего действия с регулируемым торможением в конце хода: 1 – обратный клапан; 2 – крышка; 3 – демфирующая втулка; 4 – поршень; 5 – расточка; 6 - дроссель

В металлообрабатывающих станках, для гашения скорости и амортизации удара движущихся масс. В металлообрабатывающих станках, для гашения скорости и амортизации удара движущихся масс. Рис. 8 Условно графическое обозначение на гидравлических схемах

Плунжерный Плунжерным называют цилиндр с рабочей камерой, образованной рабочими поверхностями корпуса и плунжера. Просты по конструкции, но обладают малым ходом и неустойчивостью плунжера вследствие наличия только одной опоры плунжера в цилиндре Плунжерным называют цилиндр с рабочей камерой, образованной рабочими поверхностями корпуса и плунжера. Просты по конструкции, но обладают малым ходом и неустойчивостью плунжера вследствие наличия только одной опоры плунжера в цилиндре

Рис. 9. Плунжерный гидроцилиндр: 1 – гильза; 2 – плунжер; 3 – опора скольжения; 4 – крышка; 5 – уплотнительная манжета; 6 – грязесъёмное кольцо

Телескопический Телескопическим называют цилиндр с рабочей камерой, образованной рабочими поверхностями корпуса и нескольких концентрично расположенных поршней, перемещающихся друг относительно друга

Рис. 10. Телескопический гидроцилиндр одностороннего действия: 1 – корпус; 2, 3, 4, 5 - поршни

Рис. 11. Телескопический гидроцилиндр: 1 – корпус; 2 – поршень; 3 - шток Телескопические цилиндры применяют в гидравлических подъёмниках, качающихся площадках, грузовых автомобилях (самосвалах)

Рис. 12. Мембранный цилиндр: 1 – мембрана; 2 - шток Мембранным называют цилиндр с рабочей камерой, образованной рабочими поверхностями корпуса и мембраны со штоком. Мембранным называют цилиндр с рабочей камерой, образованной рабочими поверхностями корпуса и мембраны со штоком.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Мембраны применяют в основном при небольших перемещениях и небольших давлениях (до 1 МПа). В зажимных, фиксирующих, переключающих, тормозных, прессующих устройствах различных машин, в приводах арматуры с тяжелыми условиями работы. Мембраны изготовляют из эластичных неметаллических материалов (резины, резинотканевых и синтетических материалов толщиной мм), а также из специальных сортов стали, бронзы и латуни с толщиной листа 0,2...1,5 мм. Мембраны применяют в основном при небольших перемещениях и небольших давлениях (до 1 МПа). В зажимных, фиксирующих, переключающих, тормозных, прессующих устройствах различных машин, в приводах арматуры с тяжелыми условиями работы. Мембраны изготовляют из эластичных неметаллических материалов (резины, резинотканевых и синтетических материалов толщиной мм), а также из специальных сортов стали, бронзы и латуни с толщиной листа 0,2...1,5 мм.

Сильфонный Их изготавливают из металлов и неметаллических материалов (резины или пластиков). Металлические сильфоны бывают одно- и многослойные (до пяти слоев). Сильфоны могут быть цельные или сварные. Цельные изготавливают развальцовкой тонкостенной бесшовной трубы. Сильфонным называют цилиндр с рабочей камерой, образованной внутренней поверхностью сильфона.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Сильфоны предназначены для работы при небольших давлениях (до 3 МПа). Применение сильфонов оправдано в условиях высоких и низких температур, значение которых лимитируется материалом, из которого изготовлен сильфон.

Требования предъявляемые к гидроцилиндрам: поршни и плунжеры должны под действием статического усилия плавно перемещаться по всей длине хода; поршни и плунжеры должны под действием статического усилия плавно перемещаться по всей длине хода; не допускаются боковые нагрузки на штоки; не допускаются боковые нагрузки на штоки; не допускаются утечки рабочей жидкости через неподвижные уплотнения; не допускаются утечки рабочей жидкости через неподвижные уплотнения; на подвижных соединениях допускается наличие масляной плёнки без каплеобразования; на подвижных соединениях допускается наличие масляной плёнки без каплеобразования; внутренние утечки не должны превышать норм по техническим условиям; внутренние утечки не должны превышать норм по техническим условиям; во избежания загрязнения внутренних полостей необходимо применять грязесъёмники. во избежания загрязнения внутренних полостей необходимо применять грязесъёмники. поршни и плунжеры должны под действием статического усилия плавно перемещаться по всей длине хода; поршни и плунжеры должны под действием статического усилия плавно перемещаться по всей длине хода; не допускаются боковые нагрузки на штоки; не допускаются боковые нагрузки на штоки; не допускаются утечки рабочей жидкости через неподвижные уплотнения; не допускаются утечки рабочей жидкости через неподвижные уплотнения; на подвижных соединениях допускается наличие масляной плёнки без каплеобразования; на подвижных соединениях допускается наличие масляной плёнки без каплеобразования; внутренние утечки не должны превышать норм по техническим условиям; внутренние утечки не должны превышать норм по техническим условиям; во избежания загрязнения внутренних полостей необходимо применять грязесъёмники. во избежания загрязнения внутренних полостей необходимо применять грязесъёмники.

МОНТАЖ ГИДРОЦИЛИНДРОВ

Рис. 14. Способы монтажа гидроцилиндров

Рис. 15 Элементы соединения штоков гидроцилиндров с ведомыми механизмами Неподвижные соединения реализуются с помощью внутренней (Рис. 15, а) или внешней (Рис. 15, б) резьбы на конце штока. Для предотвращения возникновения радиальных нагрузок на шток, применяют подвижные переходные крепёжные элементы – вилкообразные головки (Рис. 15, в), либо серьги (Рис. 15, г) – наконечники со сферическим шарниром. Неподвижные соединения реализуются с помощью внутренней (Рис. 15, а) или внешней (Рис. 15, б) резьбы на конце штока. Для предотвращения возникновения радиальных нагрузок на шток, применяют подвижные переходные крепёжные элементы – вилкообразные головки (Рис. 15, в), либо серьги (Рис. 15, г) – наконечники со сферическим шарниром.

Расчётная схема гидроцилиндра номинальное давление p ном (МПа); диаметр поршня D (мм); диаметр штока d (мм); ход поршня L (мм); масса m (кг) цилиндра.

Область применения