Гидроцилиндры двустороннего действия

Гидроцилиндры 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, подъеме-опускании и других технологи­ческих операциях. Выдвижение и втягивание штока в них осуществляются путем попеременной подачи жидко­сти под давлением в одну из рабочих полостей (поршневую или штоковую), в то время как другая соединена со сливной гидролинией (рис. 4). Очевидно, что перемещение штока в любом направлении является рабо­чим и может осуществляться под нагрузкой. Рис 4 Гидроцилиндры двустороннего действия

Для гидроцилиндров двустороннего действия с односторонним штоком, или как их принято называть — дифференциальных гидроцилиндров, важным параметром является отношение площадей поршня, со стороны поршневой полости А_п и штоковой — А_{п шт}=А_п-Ашт):

Отношение развиваемых цилиндром сил при выдвижении и втягивании прямо пропорционально отношению площадей, а отношение скоростей выходного звена обратно пропорционально этому соотношению. Так в цилиндрах с φ =2 скорость обратного хода поршня будет вдвое больше скорости прямого хода,

У гидроцилиндров, с двусторонним штоком одинакового диаметра слева и справа от поршня, скорость поршня будет одинаковой при движении в обе стороны,

Гидроцилиндры с демпфированием в конце хода. В ряде механических систем, например, металлообрабатывающих станках, гидроцилиндры используются для приведения в движение тяжелых узлов и механизмов, причем зачастую эти перемещения совершаются с большими ускорениями. При этом в конце рабочего хода, когда поршень упирается в крышки цилиндра, появляется опасность возникновения критических напряжений, приводящих к деформации крышек и корпуса цилиндра. Для гашения скорости и амортизации удара движущихся масс в конце хода в гидроцилиндрах используют специальные устройства — демпферы.

В демпферах кинетическая энергия движущихся масс поглощается, т.е. необратимо преобразуется в другие виды энергии и, прежде всего, в тепловую с последующим ее рассеиванием в окружающую среду. Потеря кинетической энергии в демферах обусловлена потерями давления на преодоление гидравлических сопротивлений.

Конструкция гидроцилиндра двустороннего действия с регулируемым торможением в конце хода представлена на рис. 5.

Рис 5 Гидроцилиндры с демпфированием в конце хода

При втягивании штока цилиндра (обратный ход) рабочая жидкость под давлением подается в штоковую полость, а из поршневой полости свободно поступает в сливную линию через цилиндрическую расточку 5 в задней крышке 2. Перед тем как поршень 4 упрется в крышку 2, демфирующая втулка 3, входит в расточку 5 и запирает некоторый объем вытекающей из поршневой полости жидкости между поршнем 4 и крышкой 2. Выдавливание жидкости из данного объема на слив теперь может осуществляться только через дроссель 6. Давление в поршневой полости при дальнейшем движении поршня 4 будет возрастать, что приведет к снижению скорости его движения и обеспечит безударный приход на крышку 2. Чем меньше проходное сечение дросселирующей щели, тем труднее жидкости вытекать из поршневой полости и, следовательно, тем больше будет сила торможения. Таким образом, с помощью дросселя 6 можно регулировать степень демпфирования. При прямом ходе поршня (выдвижение штока цилиндра) жидкость подается в поршневую полость через обратный клапан 1, минуя дроссель 6.

Существуют конструкции гидроцилиндров с нерегулируемым демпфированием, в которых отсутствует дроссель 6. В них дросселирование жидкости осуществляется в цилиндрической щели, которая образуется между демпфирующей втулкой и расточкой в крышке. По мере движения поршня протяженность щели меняется, меняется и сила торможения. Спрофилированные специальным образом демпфирующие втулки позволяют осуществлять торможение цилиндров по заданным законам.

В зависимости от назначения гидропривода демпфирование в гидроцилиндре может осуществляться в обоих конечных положениях поршня.

Гидроцилиндры с демпфированием в конце хода рекомендуется применять в тех случаях, когда скорость движения выходного звена превышает 0, 1 м/с.