|
гидроцилиндры, иначе называемые гидродвигателями поступательного движения.
В гидравлических приводах применяются гидроцилиндры трех типов: плунжерные,
поршневые и дифференциальные (рис. 25).
Рис. 25. Типы гидроцилиндров, применяемых в гидравлических приводах:
а - плунжерный; б - поршневой; в - дифференциальный;
/ - цилиндр; 2 - плунжер; 3 - поршень; 4 - шток;
5 - уплотнительное устройство;
А - поршневая полость; Б - штоковая полость
Плунжерные гидроцилиндры (рис. 25, а) являются силовыми устройствами
одностороннего действия: они передают силу давления жидкости только в одном
направлении. Поэтому для обеспечения прямого и обратного ходов ползуна на
прессе необходимо иметь по крайней мере три плунжерных цилиндра - один
рабочий и два возвратных (обычно с меньшим усилием). Усилия рабочего и
возвратных цилиндров противоположно направлены.
Гидроцилиндр поршневого типа (рис. 25, б) - силовое
устройство двухстороннего действия, поэтому прямой и обратный ход ползуна
можно реализовать с помощью одного такого гидроцилиндра.
Диффренциальные гидроцилиндры, в отличие от "толкающих"
плунжерных - "тянущего" вида, их используют при необходимости выигрыша в
скорости за счет уменьшения развиваемого усилия. Они позволяют получить
большую скорость ползуна пресса при малой подаче насоса.
Выбор типа гидроцилиндра определяется видом рабочей
жидкости. Работа на водомасляной эмульсии сопровождается корродированием
поверхностей и повышенным (по сравнению с работой на масле) трением. В этих
условиях сопряжение поршень-цилиндр неработоспособно по причине заедания и
быстрого износа. Поэтому при работе на водомасляной эмульсии можно
использовать только плунжерные и дифференциальные цилиндры. При работе на
минеральном масле можно использовать цилиндр любого типа.
3.4.1 Краткие сведения о конструкции гидроцилиндров
Признаки, характеризующие конструкцию гидроцилиндра:
1) тип гидроцилиндра (плунжерный, поршневой, дифференциальный);
2) способ базирования цилиндра на станине (с опорой на фланец или на дно
цилиндра);
3) конструкция донной части (дно выполнено за одно целое с цилиндром или
отъемным);
4) вид уплотнительного устройства.
На конструкцию цилиндра оказывает влияние также способ его
изготовления (литье, ковка, сварка).
На рис. 26 показана распространенная конструкция литого
гидроцилиндра плунжерного типа с опорой на фланец, днище цилиндра выполнено
за одно целое с цилиндром. В цилиндре 1 установлен плунжер 2, для
направления которого предусмотрена втулка 3. Уплотнение 4 предназначено для
герметизации полости цилиндра. Оно удерживается в цилиндре с помощью
нажимной втулки 5 и кольца 6. Цилиндр фиксируется в станине с помощью
кольца 7. Для уменьшения скорости плунжера при подходе его к крайнему
верхнему положению используется тормозной дроссель 8. При входе его в
отверстие А, предназначенное для подвода и отвода жидкости, гидравлическое
сопротивление проходного сечения существенно возрастает. Поэтому давление
жидкости, а значит и сила сопротивления, приложенная к плунжеру,
увеличивается, что обеспечивает быструю его остановку.
Литые цилиндры плунжерного типа выполняют из стали 35Л или
45Л. Плунжеры, как правило, изготавляют из углеродистых конструкционных
сталей марок 45 или 60, реже - из хромоникеле-вых или хромомолибденовых
сталей. Для повышения износостойкости плунжеры подвергают поверхностной
закалке. Втулки 3 и 5 выполняются из бронзы марок БрАЖМцЮ-3-1,5; БрОЦС5-5-
3.
[pic]
Рис. 26. Плунжерный гидроцилиндр с опорой на фланец
На рис. 27 показана конструкция гидроцилиндра поршневого типа с
отъемным дном. В кованом цилиндре / установлен поршень 2, смонтированный на
штоке 3. Отъемное дно 4 закреплено в цилиндре с помощью кольца 5 с наружной
резьбой. Точное направление штока обеспечивается втулкой 6, которая
фиксируется в цилиндре с помощью полуколец 7 и крышки 8. Полукольца 7
удерживаются в кольцевой канавке цилиндра стопорным кольцом 9. Герметизация
полостей цилиндра обеспечивается уплотнениями 10 -14. Манжета 15 выполняет
роль грязесборника. Цилиндр закрепляется в станине пресса при помощи
полуколец 16, фланца 17 и гайки 18.
Цилиндр 1, поршень 2 и шток 3 выполняют из стали 45. Шток и поршень
термически обрабатывают до твердости 28 ... 32HRC. Втулка б выполняется из
бронзы или из стали, но с антифрикционным покрытием (бронза или полиамид)
поверхности отверстия. Антифрикционное покрытие наносят и на рабочую
поверхность поршня. Шероховатость рабочих поверхностей втулки 4 и штока 3
должна быть Ra < 0,16 мкм, а поверхности цилиндра -Ra< 0,32 мкм.
[pic]
Рис. 27. Конструкция цилиндра поршневого типа
Поршневые гидроцилиндры рассмотренной конструкции,
предназначенные для работы при давлении масла р = 32 МПа в диапазоне усилий
63 ... 2500 кН, серийно выпускаются специализированными заводами как
комплектующие изделия.
Многообразие конструкций гидроцилиндров не исчерпывается, разумеется,
рассмотренными примерами. Так, например, гидроцилиндры, работающие при
очень высоких давлениях - свыше 100 МПа, выполняют в виде предварительно
напряженной конструкции с двухслойной цилиндрической стенкой. Наружный слой
соединяют с внутренним по посадке с натягом, благодаря чему наиболее
напряженная зона цилиндра при сборке нагружается сжимающими напряжениями.
Они суммируются с растягивающими напряжениями при нагружении цилиндра
внутренним давлением. Применение предварительно напряжкнной конструкции
позволяет существенно уменьшить наружний диаметр цилиндра. Имеются примеры
конструкций, в которых наружняя станина выполнена путем намотки
высокопрочной проволки, причем в процессе намотки создается необходимое
натяжение проволки.
3.5 Аппаратура управления
Аппаратура управления гидропривода может быть разделена на
распределительную, регулирующую и защитную.
3.5.1. Распределительная аппаратура
Эта аппаратура обеспечивает распределение потоков рабочей
жидкости в соответствии с циклом работы машины. К ней относятся клапанные и
золотниковые распределители, а также клапаны, пропускающие жидкость только
в одном направлении - так называемые обратные клапаны и некоторые
специальные устройства на их базе (поддерживающие клапаны и гидрозамки).
3.5.1.1 Клапанные распределители
Клапанные распределители делятся по назначению на впускные или
напорные и на выпускные или сливные. Впускные обеспечивают проход жидкости
от источника давления (насоса) к потребителю (гидроцилиндру), а выпускные -
из гидроцилиндра на слив. Для управления одной полостью гидроцилиндра
устанавливают два клапанных распределителя - впускной и выпускной.
Клапанные распределители используют в гидроприводах, работающих с водой. В
гидроприводах, работающих с минеральными маслами, как правило, используются
золотниковые распределители.
Схема клапанного распределителя показана на рис. 28. Для прохода жидкости
в направлении, указанном стрелками, клапан 1 приподнимают с помощью
управляющего штока 2. При опущенном клапане 1 вход и выход распределителя -
полости А и Б - разъединены, так как клапан 1 прижат к седлу 3 силой Рв
давления жидкости в полости В, постоянно сообщенной с полостью А.
Пружина нужна главным образом для ускорения опускания
клапана 1 после отвода штока 2 вниз. Для удаления воздуха из надклапанной
полости предусмотрена воздухос-пускная пробка 5.
Рис. 28. Схема клапанного распределителя
Размеры клапана и высоту его подъема при открытии назначают такими,
чтобы скорость жидкости в полости Б и в зазоре м«вдукпа-паном и седлом не
превышала допустимой величины. Для воды. 20 30 м/с доя впускных и 10 ... 15
м/с для выпускных клапанов. Допустимая скорость для выпускных клапанов
Уменьшена с тем чтобы снизить перепад давлений на клапане при обратном ходе
поршня (плунжера).
3.5.1.2 Золотниковые распределители
Золотниковые распределители предназначены для работы в
гидроприводах, где в качестве рабочей жидкости используется минеральное или
синтетическое масло. Принцип действия распределителя поясняется схемой,
приведенной на рис. 46. В корпусе 1 запрессована втулка 2, в которой с
возможностью относительного осевого перемещения установлен золотник 3.
Каналы (ходы) 1 - IV предназначены для подвода и отвода жидкости. Канал 1
соединяют с источником жидкости высокого давления, канал II - с линией
слива, каналы III и IV - с полостями поршневого гидроцилиндра, управляемого
данным распределителем.
Таким образом, для управления двухполостным гидроцилиндром
достаточно иметь один золотниковый распределитель вместо четырех клапанных.
Золотник 3 распределителя может занимать три фиксированных положения - два
крайних и одно среднее (нейтральное). На рис. 29 золотник 3 показан в
нейтральном положении. В крайнем левом положении золотника канал III будет
соединен со сливом, а канал IV с насосом. В крайнем правом положении канал
III
[pic]
Рис. 29. Золотниковый распределитель
будет соединен с насосом, а канал IV со сливом. Перемещение золотника из
нейтрального положения в крайние осуществляется при помощи двух
электромагнитов толкающего типа, а при больших размерах золотника для этого
используют гидравлическое или электрогидравлическое управление. В первом
случае в торцовые камеры А к Б подается жидкость под давлением из линии
управления через отдельный вспомогательный распределитель. Во втором случае
вспомогательный трехпозиционный распределитель с электромагнитным
управлением или два двухпозиционных вспомогательных распределителя
устанавливаются на корпусе 1 и являются неотъемлемой частью основного
распределителя.
Для возврата золотника 3 в нейтральное положение
предусмотрены пружины и дистанционные втулки 4.
Герметизация сопряжения золотник-втулка обеспечивается
благодаря малой величине зазора.
Золотниковые распределители характеризуются следующими
признаками:
- числом позиций;
- числом ходов (каналов);
- допустимым расходом жидкости (пропускная способность);
- допускаемым давлением жидкости;
- схемой распределения потоков жидкости;
- способом управления;
- способом монтажа.
По числу позиций различают трехпозиционные и двухпозици-
онные распределители. По числу ходов различаются двух-, трех- и
четырехходовые, или, что то же, двух-, трех- и четырехлинейные.
Специализированные заводы гидроаппаратуры выпускают
золотниковые распределители с допустимым расходом жидкости от 1,33 • 10"4
м3/с до 0,55 м3/с (от 8 до 3000 л/мин), рассчитанные на давление 20 МПа и
32 МПа, в специальном исполнении - до 50 МПа.
Схемы распределения потоков жидкости серийными
золотниковыми распределителями показаны на рис. 30. Трехпозиционные
распределители (1) - (5) отличаются друг от друга состояниями в нейтральном
положении золотника. В распределителе первого исполнения напорная линия
насоса соединена со сливом, полости гидроцилиндров заперты. Во втором
исполнении все линии соединены между собой. В третьем исполнении все линии
перекрыты (конструктивная схема распределителя этого исполнения приведена
на рис. 29).
В четвертом исполнении оба гидроцилиндра соединены с
насосом, а в пятом - со сливом. Во всех пяти исполнениях при крайнем левом
положении золотника цилиндр Ц1 соединяется с напорной линией насоса, а
цилиндр Ц2 - со сливом, в крайнем правом Ц1 - со сливом, а Ц2 - с насосом.
[pic]
Рис.30 . Четырехлинейные распределители:
(/) - (5) - трехпозиционные, (б) и (7) - двухпозиционные; Н- подвод
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
| 
