Гидравлический поршень: как изготавливается, принцип работы

Гидравлический поршень – неотъемлемый элемент гидросистемы, выполненный в виде цилиндра. Он заключён в специальной гильзе, выполняет возвратно-поступательные движения. Основная задача – трансформация механического давления, в энергию давления жидкости.

Виды поршневых гидроцилиндров

В зависимости от принципа работы, особенностей конструкции, в работе используются следующие поршневые гидравлические цилиндры:

• С подвижным корпусом или штоком;

• Односторонний, двусторонний;

• С односторонним, двусторонним штоком.

В гидравлике одностороннего типа шток выдвигается в результате давления технологической жидкости в поршне. В исходное положение он подаётся под усилием пружины.

В гидроцилиндрах двустороннего действия давление нагнетается как при прямом, так и при возвратном ходе поршня за счёт технологической жидкости в штоке и в поршне.

Как изготавливаются гидроцилиндры

Как и другие механизмы, гидроцилиндр подвержен износу, что связано со сверхнагрузкой, которым подвергаются все элементы. Как показывает практика, целесообразней изготовить гидроцилиндр самостоятельно, или заказать в мастерской, чем купить новый брендовый аналог. Экономия может достигать нескольких тысяч рублей. Как правило, новый гидроцилиндр производится для замены оборудования, которое неожиданно вышло из строя, либо про запас, в качестве замены гидроцилиндра, если начали проявляться следы износа, в скором времени он должен быть списан.

Технология создания нового гидроцилиндра на заказ предполагает, что это единичный продукт. При его создании используется оригинал, с которого снимаются замеры. Новая единица должна по всем техническим характеристикам соответствовать вышедшей из строя. Для этого перед началом работ составляется чертежи, техническое задание, старое изделие фотографируется. Если есть возможность, поднимается заводская оригинальная документация, что позволяет создать абсолютно идентичный гидроцилиндр.

Среди основных моментов, которые должны быть прописанных в техническом задании:

• Диаметр ходового поршня;

• Скорость хода;

• Диаметр штока;

• Рабочее давление.

Техническая документация, на основании которой будет вытачиваться новая гидравлическая система, должна быть одновременно лаконичной и содержательной. Отсутствие ошибок, ответственный подход к чертежам – гарантия того, что заказчику будет передан поршня, который по своим размерам, а главное техническим характеристикам будет полностью соответствовать исходнику.

Этапы создания

Для производства гидроцилиндра требуется современное оборудование, качественные материалы, знание продвинутых технологий. Только сочетая эти элементы можно создать оригинальную конструкцию, которая полностью повторяет оригинальные особенности исходного механизма.

Технология изготовления гидравлического поршня состоит из нескольких этапов:

• Трубы и штоки разрезаются на заготовки на лентоотрезочном станке;

• С гильзы снимается фаска с разделам под сварочные работы;

• Гильза сваривается в единую конструкцию с задними крышками, бонками;

• Шток обрабатывается на токарном станке, подгоняется под размеры, указанные в техзадании;

• Осуществляется сборка элементов. 

Перед финальной сборкой все детали проходят моечную машину. Уплотнения крепятся на определённых участках корпуса гидроцилиндра монтажным инструментом. Термостойкость и герметичность камеры, где ходит цилиндр, обеспечивается за счёт клея, уплотнительных колец.

Перед передачей готового заказа клиенту, гидравлика проходит проверку на испытательном стенде. Проверяется работоспособность поршневой системы, как на холостом ходу, так и под разнообразными нагрузками. Качество товара подтверждается соответствующей маркировкой на корпусе, гарантийным талоном, сертификатом, паспортом изделия. Готовый цилиндр упаковывается в транспортировочную упаковку.

Чтобы цилиндр работал надёжно в течение всего эксплуатационного срока, он производится из европейских комплектующих проверенных брендов. Минимальный срок заводской гарантии – 12 месяцев. Длительность гарантийных обязательств зависит от типа цилиндра, материалов, из которых он изготовлен, особенностей конструкции.

Устройство гидравлического поршня

Гидравлика конструктивно бывает двух, характерно разных, типов:

• Скользящая внутренняя плоскость гильзы, имеющая прямой контакт с поршнем. Такая конструкция требует изготовления гильзы из антифрикционных материалов;

• Поршень, где по гильзе скользят уплотняющие и направляющие кольца, под которые выточены специальные канавки. Это более популярный вариант, который дешевле при производстве. Основным материалом для механизма выступает сталь.

Чтобы цилиндры не текли, используются манжеты и кольца. Если давление нагнетается и с поршневой камеры и со стороны штока, устанавливается по 2, в разные стороны. Если давление воздействует только с одной стороны, достаточно одной манжеты.

Принцип работы

Поршень – основной элемент гидросистемы. Он двигается возвратно-поступательно внутри камеры, приводится в действие рабочей средой. Скорость движения зависит от интенсивности давления технологической жидкости. В результате процесса и производит преобразование, передача усилия. Энергию поршня передаёт шток, который крепится к нему через палец. Рабочий ход поршня ограничен размерам камеры. Для смягчения при контакте на крышках камеры цилиндра установлены демпферы.

Герметичность системы обеспечивают уплотнители – манжеты, производимые из маслостойкой резины.

Базовые характеристики гидроцилиндров

Каждая поршневая гидравлика обладает геометрическими, номинальными, гидравлическими параметрами.

Геометрия изделия определяется государственным стандартом ГОСТ 6540-68. К основным характеристикам относят: ход поршня, диаметр штока, гильзы.

Гидравлические характеристики определяются рабочим номинальным давлением, расходом технологической жидкости. Номинальное давление – показатель, при котором система функционирует в оптимальных рабочих условиях, при этом сохраняет заявленные компанией-изготовителем свойства. Давление рассчитывает, как нагрузка на цилиндр, его можно ограничить, настроив предохранительный, редукционный клапан.

К номинальным относятся: усилие, нагнетаемое гидравликой и скорость движения штока.

Усилие прямопропорционально силе воздействия и полезной площади, на которую давит тех. жидкость. Скорость зависит от диаметра, расхода гидравлического масла, поступаемого в гильзу.