Как подобрать гидроцилиндр

Для нормальной работы исполнительных механизмов спецтехники и оборудования необходимо правильно подобрать гидроцилиндр по параметрам, указанным в технической документации. Ошибки на данном этапе приведут к тому, что рабочие органы не будут создавать необходимое усилие, двигаться в определенном диапазоне или с нужной скоростью. 

Чаще всего подбором занимаются инженеры с профильным образованием и опытом работы. Они делают необходимые расчеты и пользуются таблицами из технической документации к спецтехнике и производственным механизмам. В этой статье приведены рекомендации по выбору гидроцилиндров.

Алгоритм выбора гидроцилиндра

Условно процесс подбора исполнительного механизма гидросистемы разбивают на несколько этапов:

1. Размеры. От них зависит возможность монтажа в нужное место, создаваемое усилие, диапазон хода и другие параметры. 
2. Усилие. Его подбирают в зависимости от нагрузки, которую будут испытывать исполнительные механизмы во время работы. 
3. Диаметр поршня и штока. Определяют после расчета величины усилия, от него зависит правильность работы всех механизмов. 
4. Способ крепления. Зависит от технического решения, принятого производителем спецтехники или приводов производственного оборудования. 
5. Смещение штока. Влияет на расстояние перемещения рабочих элементов машин и механизмов. 
6. Давление. Подбирают номинальную величину, которой будет достаточно для выполнения требуемой работы и создания нужного усилия. 
7. Гидронасос. На завершающем этапе выбирают привод, который обеспечивает нужный расход, давление и скорость подачи гидравлической жидкости для цилиндров, установленных в системе. 

Важным критерием является стоимость. Покупка типового механизма серийного производства потребует меньших затрат, чем изготовление уникального экземпляра по предоставленному техническому заданию. 

Подбор по назначению

Перед тем как подобрать гидроцилиндр, нужно учесть назначение и вид выполняемой работы:

• Подъем грузов — эти модели устанавливают на краны и другие подъемные механизмы. Для них важен большой ход штока, они создают большое усилие. 
• Перемещение — их применяют на экскаваторах и аналогичных механизмах. Работают с высокой скоростью, могут точно перемещать шток на заданное расстояние. 
• Фиксация — нужны для удержания рабочих органов в нужном положении. Их устанавливают в станках, опорах спецтехники. Должны сохранять занятое положение в течение долгого времени. 

Гидроцилиндры классифицируют также по принципу работы:

1. Односторонние — жидкость под давлением подают с одной стороны поршня, создавая усилие в нужном направлении. Их устанавливают в прессах, промышленных лифтах, домкратах. Возврат происходит за счет действия силы тяжести или пружины. 
2. Двусторонние — могут создавать усилие в обоих направлениях. Чаще всего их эксплуатируют в спецтехнике. Шток выдвигается и втягивается за счет подаваемого масла. 

Подбор по конструкции

Разберемся, как подобрать гидроцилиндр с учетом конструктивных особенностей. Помимо классического варианта со стандартным поршнем и корпусом, используют такие модели:

• Со сквозным штоком — стержень выходит с обеих сторон поршня, равномерно распределяя усилие в две стороны. 
• Тандемный — состоит из нескольких соединенных между собой цилиндров. Создает очень большое усилие для перемещения тяжелых грузов.
• Телескопический — его корпус состоит из вложенных друг в друга секций, которые раскладываются во время работы. Необходим, когда спецтехнике нужен большой рабочий ход. Например, для опрокидывания кузова самосвала. 

Подбор параметров по размеру

Перед тем как подобрать гидроцилиндр по размерам, необходимо знать рабочее давление, создаваемое усилие, место установки. Типовые габариты регламентированы стандартами ISO 3320 и ISO 6020. 

В первом случае диаметр поршня составляет от 25 мм до 200 мм, штока — от 12 до 400 мм. Цилиндры, изготовленные согласно второму нормативу, имеют размеры поршня от 63 до 320 мм, а штока — от 12 до 500 мм. 

Клиент может заказать исполнительные механизмы по собственному техническому заданию. В этом случае размеры могут не соответствовать типовым, их рассчитывают индивидуально. 

Вычисление необходимых размеров цилиндра

Рассчитать диаметр поршня цилиндра можно по формуле:

D = sqrt((4*F)/pi*P)), где

• F — создаваемая сила в H;
• P — давление масла в Па;
• D — диаметр в метрах (для перевода в мм нужно умножить на 1000). 

Размер штока составляет от 0,3 до 0,5 от диаметра поршня. Длину хода подбирают от расстояния перемещения рабочих органов плюс 5–10% запаса. 

Подбор по типу крепления

Следующий по важности параметр — способ установки гидроцилиндра на спецтехнику или оборудование. Производители предлагают такие варианты:

1. Фланцевые — их фиксируют с помощью круглых плоских площадок с отверстиями. Применяют в том случае, когда корпус цилиндра должен располагаться неподвижно. Такое крепление имеет высокую жесткость и устойчивость, но абсолютно не мобильно. Фланцевые гидроцилиндры устанавливают на прессах, отрезных станках. 
2. С проушинами — шарнирные соединения, которые позволяют цилиндру перемещаться в пространстве. Они легко крепятся, обеспечивают работу стрел кранов, экскаваторов и другой спецтехники.
3. Вилочные — на конце штока сделана вилка, которая крепится к рабочему органу механизма. Используются в условиях, когда нужна максимальная подвижность гидроцилиндра и манипулятора. Однако при интенсивном использовании крепежный узел быстро изнашивается. 

Маркировка и обозначения

При выборе стандартного механизма узнать его основные параметры можно по маркировке, нанесенной на корпус механизма. Там производитель указывает:

• Диаметр поршня и объем цилиндра;
• Размер штока и его ход;
• Климатическое исполнение;
• Давление рабочей жидкости;
• Способ крепления штока и корпуса цилиндра;
• Наличие механизма торможения. 

Стандартизация позволяет точно подобрать цилиндр для гидросистемы конкретного оборудования или специальной техники без дополнительных расчетов или привлечения специалистов. 

Заключение

Если владелец оборудования или техники не знает, как подобрать гидроцилиндр, лучше воспользоваться технической документацией производителя. Либо обращайтесь за помощью в нашу компанию — подберем исполнительной механизм для вашей спецтехники или промышленного оборудования.