гидропривод_мет_машин

верхность направляющей втулки под плунжер и плунжер и отпадает не­ обходимость в точной обработке зеркала внутренней поверхности цилин­ дра. Особенно это важно при эксплуатации гидросистем, использующих в качестве рабочей жидкости воду или эмульсию, так как износ гидроци­ линдров здесь идет особенно интенсивно.

Плунжерные гидравлические цилиндры рекомендуют использо­ вать при перемещениях штоков более 800 мм.

Уплотнительное устройство 2 и направляющая втулка располо­ жены только в крышке цилиндра. Особенностью длинноходовых плун­ жерных гидроцилиндров является возможность провисания конца плун­ жера 1 и его задиры о стенки корпуса 3 гидроцилиндра. Для исключения данного явления в конструкции длинноходового плунжерного гидроци­ линдра применяется дополнительная опора в виде ролика 4.

На рис. 6.7 показана конструкция гидравлического цилиндра, обеспечивающего поворот звеньев металлургической машины или мани­ пулятора.

Рис. 6.7. Поворотный гидроцилиндр

Основными элементами данного цилиндра являются поступа­ тельный цилиндр 1 и зубчатая передача 2.

Как было отмечено выше, одной из основных конструктивных особенностей гидроцилиндров является способ их крепления.

Применяются следующие типы креплений:

80

•жесткое крепление с использованием фланцев и опорных лап различных конструкций;

•шарнирное крепление корпуса гидроцилиндра и штока с исполь­

зованием кинематических пар четвертого и пятого классов.

На рис. 6.8 представлены схемы крепления гидроцилиндров на проушинах различных конструкций.

Рис. 6.8. Узлы крепления гидроцилиндров на проушинах различных конструкций

На рис.6.9 представлены конструкции гидроцилиндров, закреп­ ляемых на фланцах.

Присоединительные резьбы штоков и плунжеров следует выби­ рать из следующих значений: М3х0,35; М4х0,5; М5х0,5; М6х0,75; М8х1; M10xl,25; M12xl,25; M14xl,5; M16xl,5; M18xl,5; M20xl,5; М22х1,5; М24х2; М27х2; М30х2; М33х2; М36х2; М42х2; М48х2; М56х2; М64хЗ; М72хЗ; М80хЗ; М90хЗ; МЮОхЗ; М125х4; М140х4; М160х4; М180х4; М200х4; М220х4; М260х6; М280х6.

Использование жесткого крепления одновременно на корпусе гидро­ цилиндра и штоке не допустимо. Наиболее предпочтительна схема креп­ ления с использованием кинематических пар, обеспечивающих самоустанавливаемость гидроцилиндра.

Для достижения данных целей используют специальные сферические вставки, устанавливаемые в проушинах креплений. При расчете длинно-

81

ходового гидроцилиндра особое внимание необходимо уделять расчету на устойчивость.

Рис. 6.9. Установка цилиндров на фланцах

6.3.4. Гидравлическая система синхронного хода нескольких гидроци­ линдров

Конструкции отдельных металлургических машин и механизмов тре­ буют применения несколько одновременно установленных гидравличе­ ских цилиндров, работающих синхронно. Одним из распространенных способов синхронизации хода гидравлических цилиндров является ис­ пользование так называемого "гидравлического боуденовского троса". Два гидроцилиндра (рис. 6.10) одинаковых размеров со сплошными двух­ сторонними штоками последовательно подключаются друг к другу. Бла­ годаря этому второй цилиндр повторяет движение первого цилиндра, на который подается давление насоса.

Ход штоков цилиндров вследствие внутренних и внешних утечек, без подпитки может измениться. Во избежание нежелательных последствий такого изменения хода поршней полость "боуденовского троса" с помо­ щью 4/3-распределителя 2 через каждый ход соединяется кратковременно с магистралью подачи насоса или бака.

Неравномерный ход поршня имеет следующие причины:

1. Левый цилиндр первым поднимается в верхнее конечное поло­ жение и включает концевой выключатель 3. Причинной этого яв­ ляется недостаток жидкости между цилиндрами. Способ устра­ нения - с помощью концевого выключателя 3 включить левую

82

секцию распределителя 2. Рабочая жидкость будет поступать в магистраль управления до тех пор, пока правый цилиндр не под­ нимется в верхнее конечное положение и не сработает концевой датчик 4, а электромагнит левой секции распределителя 2 от­ ключится.

2. Правый цилиндр первым поднимается в верхнее конечное поло­ жение и включает концевой выключатель 4. Причина - избыток жидкости между цилиндрами.

Способ устранения: с помощь концевого выключателя 4 включа­ ется правая секция распределителя 2. При этом открывается гид­ равлический замок 5 и жидкость стекает до тех пор, пока левый ци­ линдр также не займет конечное положение.

6.3.5. Схемы фиксации гидравлических цилиндров с использованием двойного гидрозамка

В ряде случаев для фиксации подвижных элементов гидроцилин­ дров (применяемых в поворотных стрелах механизмов подъема кранов, отдельных консольно установ­ ленных звеньев манипуляторов и т. п.) недостаточно применение традиционных схемных решений, например, применение распреде­ лителей серии 44 которые, обес­ печивая хорошее торможение, но не создают условия для длитель­ ного удержания подвижных час­ тей гидроцилиндра под нагрузкой.

различных подъемниках и кранах, например для стабилизации положения стрелы крана. Когда распределитель находится в положении, изображен­ ном на схеме, цилиндр невозможно сдвинуть с места усилием извне.

В зависимости от направления приложения силы левый или пра­

жидкость, проходя через замок, сдвигает поршень влево, при этом ото­ двигается от седла клапан 2 и при движении поршня цилиндра жидкость из поршневой полости уходит на слив. При отключении давления клапа­ ны гидрозамка запирают обе полости цилиндра и удерживают поршень от смещения.

84

Рис. 6.12. Двойной гидравлический замок

Когда распределитель занял нейтральное положение, следует об­ ратить внимание на то, чтобы обе точки подключения деблокируемых гидрозамков были разгружены в направлении сливной магистрали. Толь­ ко тогда можно обеспечить быстрое и точное закрытие конусных клапа­ нов и герметичность перекрытий. При этом используются распределите­ ли, обеспечивающие слив рабочей жидкости из линий управления гидро­ замка в бак.

6.4. Монтаж, наладка и эксплуатация гидравлических цилиндров

Основные правила монтажа гидроцилиндроп. При монтаже

до 30 кг осуществляют вручную, свыше 30 кг - с применением подъ ёмно-транспортных средств. Радиальные нагрузки на шток (плунжер)

85

должны быть минимальными. Необходимо обеспечить соосность што­ ка (плунжера) и соединяющегося с ним звена ведомого механизма. После монтажа гидроцилиндра и подключения его к гидросистеме нужно удалить воздух из гидроцилиндра и гидросистемы. Проверка работы гидроцилиндра состоит из перемещения штока (плунжера) в режиме рабочего хода и возврата в холостом режиме и под нагруз­ кой. Шток (плунжер) должен передвигаться плавно, без вибраций и заеданий.

Техническое обслуживание гидроцилиндров. Заключается в

своевременной замене уплотнений при появлении утечки. При быст­ ром выходе уплотнений из строя следует найти и устранить причи­ ны их повышенного износа. Такими причинами могут быть: попада­ ние загрязнений в полость цилиндра; работа на загрязнённой рабочей жидкости; появление коррозии на штоке и гильзе (при длительных остановках гидропривода); наличие царапин и зазубрин на штоке и гильзе.

Правила замены уплотнений следующие:

•перед установкой уплотнительных элементов очистить всю систему от загрязнений; уплотнения не должны проходить над острыми кромками, выступами штока, резьбой, посадочными канавками и т. п. (эти места перед монтажом уплотнений должны быть закрыты в соответствии с рекомендациями по монтажу уплотне­ ний);

•уплотнение и детали уплотнительного узла должны быть смазаны, отсутствие смазки или недостаточная смазка уплотнений и прилегающих к ним деталей перед сборкой могут, несмотря на хорошие монтаж­ ные условия и предосторожность, вызвать поврежде­

ние уплотнений; для монтажа уплотнений необходимо использовать специальный инструмент, изготовленный из пластмассового прямоугольного профиля с хорошо закруглёнными кромками и оправками в соответствии с существующими рекомендациями.

При отладке гидроцилиндров запрещается: производить рабо­ ты на цилиндрах, находящихся под давлением; включать гидропривод со слабо закрепленным или незакреплённым цилиндром; подтягивать штуцера, крепёжные детали во время работы цилиндра; устанавли­ вать детали с дефектами, влияющими на прочность конструкции; устанавливать цилиндры без технического паспорта, подтверждающе­ го его годность к эксплуатации. Основные неисправности гидроци-

86

линдров приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Характерные неисправности в работе гидроцилиндров и способы их устранения

п /

7. РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ

7.1. Определение параметров гильзы цилиндра

Главным параметром гидроцилиндра является активная площадь, которая определяется для поршневого цилиндра диаметром гильзы (поршня) и штока, а для плунжерных гидроцилиндров - диаметром плунжера.

Одним из основных параметров, определяющих габариты гид­ равлических цилиндров, является рабочее давление. Большое значение при этом придается определению оптимального давления для конкретной металлургической машины или манипулятора. Оптимальным можно счи­ тать давление, которое обеспечивает наилучшее сочетание конструктив­ ных и эксплуатационных параметров гидроцилиндров. Дтя определения зависимости массы гидроцилиндров от рабочего давления проведены ис­ следования [4], при которых использовались гидроцилиндры одинаковой мощности, предназначенные для подъема груза на высоту 0,5 м. Резуль­ таты представлены на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Зависимость массы цилиндра от

рабочего давления

Для гидравлических цилиндров рекомендованы следующие номи­ нальные давления (МПа): 2,5; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.

Внутренний диаметр Di гильзы гидроцилиндра вычисляется по за­

Найденное значение округляется до ближайшего нормального, выбираемого из ряда диаметров для силовых гидро цилиндров.

88

Рекомендуется следующий основной ряд (в скобках приведены значения дополнительного ряда) диаметров D, поршня (мм): 10; 12; 16; 20; 25; 32; (36); 40; (45); 50; (56); 63; (70); 80; (90); 100; (110); 125; (140); 160; (180); 200; (220); 250; (280); 320; (360); 400; (450); 500; (560); 630; (710); 800; (900).

7.2. Определение диаметра штока цилиндра

Диаметр D2 штока выбирается из соотношения

и округляется до ближайшего значения из рекомендуемых размеров. Ре­ комендуется следующий основной ряд (в скобках приведены значения дополнительного ряда) диаметров штоков (мм): 4; 5; 6; 8; 10; 12; (14); 16; (18); 20; (22); 25; (28); 32; (36); 40; (45); 50; (56); 63; (70); 80; (90); 100; (110); 125; (140); 160; (180)4 200; (280); 320; (360); 400; (450); 500; (560); 630; (710); 800; (900).

7.3.Определение параметров узлов уплотнений

Вкачестве уплотнителей поршня и штока рекомендуется ис­ пользовать эластомерные материалы - резинотканевые шевронные ман­ жеты (рис. 7.2 и 7.3). Количество манжет назначается в зависимости от уплотняемого диаметра и давления.

Рис. 7.2. Шевронные уплотнения: 1- поршень; 2 - уплотнения; 3 - гильза

89