4.3. Гідроциліндри

Гідроциліндри – це гідродвигуни зворотньо-поступального руху (дії), тобто в них вихідна ланка здійснює прямолінійний зворотньо-поступальний рух. Вони бувають поршневі, плунжерні, телескопічні і мембранні. Всі вони можуть бути одностороньої та двохсторонньої дії. Вихідною ланкою в них може бути шток поршня, плунжер, або корпус циліндра, коли поршень зі штоком нерухомий.

а - статор зубчатий; б - статор роликовий; 1 - ротор; 2 - статор; 3 - ролик; І, ІІ, ІV - камери нагнітання; 5, 6, 7 - камери усмоктування (зливання).

Рисунок 4.7. Схеми планетарних гідромоторів.

Поршневі гідроциліндри. Поршневі гідроциліндри використовуються для підняття і опускання робочих органів машин і механізмів. Поршневі гідроциліндри по числу штоків можуть бути з одностороннім (рис. 4.8, а і 4.9), або з двохстороннім штоком (рис. 4.8 б), по напрямку руху рідини – односторонньої (рис.4.10 а) і двохсторонньої дії (рис. 4.8, б та 4.9), по виду вихідної ланки з рухомим штоком (рис. 4.8, 4.9 та 4.10, а) і рухомим корпусом (циліндром) (рис. 4.10, б).

Поршеві гідроциліндри двохсторонньої дії з одностороннім штоком (рис.4.8, а). Вони складаються з корпуса (циліндра) в середині якого знаходиться поршень 2 зі штоком 3. Циліндр має поршневу (робочу) А і штокову Б порожнини. Принцип дії такого гідроциліндра полягає в тому, що при надходженні робочої рідини під тиском в поршневу порожнину А поршень 2 разом зі штоком 3 витісняється з циліндра і переміщується вліво. Із штокової порожнини Б рідина в цей час витісняється. При надходженні робочої рідини під тиском в порожнину Б поршень зі штоком переміщується в зворотньому напрямку, а з порожнини А рідина витісняється.

Поршневі гідроциліндри двохстороньої дії з двохстороннім штоком (рис.4.8 б). Конструктивною особливістю їх, у порівнянні з попередніми, є те, що поршень має шток з обох сторін. Принцип їх дії аналогічний попереднім гідроциліндрам і зрозумілий зі схемами (див Рис. 4.8 б). В них рух поршня під дією сили тиску рідини можливий в двох напрямках.

Плунжерні гідроциліндри (рис. 4.8.в). Складаються з циліндра 1, плунжера 2 і сальника 3 з ущільнювачами. Вони є гідроциліндрами односторонньої дії. Плунжер 2 витісняється з циліндра під дією тиску робочої рідини, а повертається в циліндр під дією ваги робочого органа машини, який він приводить в дію.

1 - шплінт пружинний; 2 - гайка; 3 - шток; 4 - поршень; 5 - задня кришка; 6 - шпилька; 7 - маслопровід; 8 - ущільнююче кільце поршня; 9 - гільза циліндра; 10 - гідромеханічний клапан; 11 - заглушка; 12 - порожнина штока; 13 - упор уповільнюючого клапана; 14 - передня кришка; А - поршнева порожнина; В - штокова порожнина.

Рисунок 4.9. Силовий гідроциліндр марки Ц.

Телескопічні гідроциліндри (рис. 3.8 г, д, е). Це циліндри в яких вихідною ланкою є декілька концентрично розташованих поршнів, або плунжерів, які переміщуються відносно один одного. Хід вихідної ланки їх дорівнює сумі ходів кожного з циліндрів.

Принцип дії телескопічного гідроциліндра двохсторонньої дії (див. рис. 4.8 д, е) полягає в наступному. При надходженні рідини під тиском по каналу 1 в поршневу порожнину 2, циліндр 3 переміщується вправо, витісняючи при цьому рідину з штокової порожнини 4 (через отвори 5, 6, 16 і канал 7). Як тільки циліндр 3 дійде до буртика 8, почне видвигатися вправо циліндр 9, витісняючи рідину з штокової порожнини 10 (через отвори 6, 16 і канал 7). Для того щоб зсунути всі циліндри 3, 9, 12, 14 рідина подається в канал 7, а відводиться по каналам 4, 10, 13, 1.

Таким чином, коли рідина під тиском підводиться в поршневу порожнину циліндри послідовно роздвигаються від більшого до меншого (за діаметром), а при підведенні рідини в штокову порожнину циліндри послідовно втягуються від меншого до більшого (за діаметром).

а - односторонньої дії з поверненням поршня пружиною; б - з рухомим корпусом; 1 - корпус (циліндр); 2, 5 - ущільнюючі кільця; 3 - поршень; 4 - шток.

Рисунок 4.10. Схеми гідроциліндрів односторонньої дії (а) та з рухомим корпусом (б).

Мембранні гідроциліндри (рис.3.8, є). Вони складаються з корпуса 1, гумової мембрани 2, штока 3 і пружини 4. Принцип їх дії полягає в наступному: рідина під тиском через отвір, у напрямку показаному стрілкою, надходить у корпус 1 від чого мембрана 2 вигинається до низу і приводить в рух шток 3, який стискує пружину 4. В попередній стан шток повертається пружиною (при відсутності тиску рідини на мембрану).

Гідроциліндри односторонньої дії з одностороннім штоком (рис. 4.10, а). В них шток розташований з одного боку поршня і вони мають тільки одну поршневу порожнину А. Таким чином, рух поршня під дією тиску рідини здійснюється тільки в одному напрямку. Рух поршня в другому напрямку здійснюється, або внаслідок сили ваги робочого органа, який приводить в дію гідроциліндр, або пружини, як це показано на рисунку 4.10.а.

Гідроциліндри з рухомим корпусом (циліндром) (рис. 4.10.б). В таких гідроциліндрів штоки циліндра жорстко кріпляться до об’єктів. Підведення і відведення рідини в них здійснюється, або через пустотілі штоки, або за допомогою рукавів шлангів.

Принцип роботи їх полягає в слідуючому: при з’єднанні порожнини А з напірною лінією корпус 1 рухається вліво, приводячи в дію певний орган машини, а з порожнини Б рідина витісняється в зливну лінію. При подачі рідини в порожнину Б процес проходить зворотньо.