Способы крепления поршня гидроцилиндра

Конструирование основных элементов гидроцилиндров

Силовой гидроцилиндр состоит из следующих конструктивных элементов:

1) соединения головок с гильзой;
2) поршня со штоком;
3) направляющей штока;
4) демпферного устройства;
5) грязесъемника;
6) устройства для удаления воздуха;
7) устройство для подвода рабочей жидкости;
8) устройство для крепления гидроцилиндра к машине.

Соединение головок с гильзой в значительной степени определяет технологию обработки гильзы, а так же технологию сборки всего гидроцилиндра.

В конструкциях гидроцилиндров применяются следующие методы соединения головок с гильзой:

1) на болтах;
2) на наружной резьбе;
3) на внутренней резьбе;
4) на наружных полукольцах;
5) на внутренних полукольцах;
6) на закладной проволоке;
7) головка глухая;
8) головка приварная;
9) на штифтах;
10) на стяжных шпильках.

Поршень со штоком

При разработке конструктивного решения узла поршня со штоком основными факторами, определяющими выбор той или иной конструкции, являются: тип уплотнения поршня с гильзой, конструкция поршня и способ крепления поршня к штоку.

1) соединения головок с гильзой;
2) поршня со штоком;
3) направляющей штока;
4) демпферного устройства;
5) грязесъемника;
6) устройства для удаления воздуха;
7) устройство для подвода рабочей жидкости;
8) устройство для крепления гидроцилиндра к машине.

Соединение головок с гильзой в значительной степени определяет технологию обработки гильзы, а так же технологию сборки всего гидроцилиндра.

В конструкциях гидроцилиндров применяются следующие методы соединения головок с гильзой:

Основные типы уплотнений поршня с гильзой следующие:
1) манжетные уплотнения;
2) шевронные уплотнения;
3) чашечные уплотнения;
4) круглые кольца;
5) кольца прямоугольного сечения;
6) поршневые кольца;
7) фасонные уплотнения;
8) уплотнения прошлифовкой;

По своей конструкции поршни делятся на цельные и составные

На практике встречаются два основных способа крепления поршня к штоку:
1) Соединение при помощи резьбы;
2) Соединение безрезьбовое;

Конструкция штока

Шток представляет собой стержень круглого сечения, на один из концов которого крепится поршень, а на другой – элемент, соединяющий гидроцилиндр с исполнительными механизмами машины.

Основные типы наружных концов штоков следующие:
1). конец штока с наружной резьбой;
2). конец штока с внутренней резьбой;
3). конец штока гладкий;
4). конец штока с отверстием под палец;
5). конец штока шаровой;
6). конец штока в форме вилки.

Кроме вышеуказанных типов, применяться еще штоки, у которых проушина, вилка или шарнир сделаны за одно целое со штоком, но по габаритам больше его размера. Они либо откованы, либо приварены.

Шток может быть цельным и полым

Направляющая штока.

При разработке конструктивного решения узла направляющей штока основными факторами, определяющими выбор той или иной конструкции, является: тип уплотнения штока и способ крепления передней крышки гидроцилиндра к гильзе.

Направляющими штока могут служить:

1). сама головка гидроцилиндра;
2). втулка, запрессованная в головку;
3). втулка, развальцованная в головке;
4). наплавленная направляющая и съемная втулка.

Демферные устройства и способы гидравлического торможения поршня

Силовые гидроцилиндры часто используются для перемещения механизмов, имеющих большие массы и скорости. При этом силы инерции достигают значительных величин. Для остановки без удара движущейся массы применяют различные способы торможения и демпферные устройства.

Таким образом, изменяя параметры потока, меняя эффективные площади поршня или вводя дополнительную нагрузку, можно осуществить торможение поршня по заданному закону.

Основные способы гидравлического торможения поршня:
1) торможение при помощи кольцевого зазора;
2) торможение при помощи дросселя, встроенного в гидроцилиндр;
3) Торможение при помощи дросселя вне гидроцилиндра;
4) торможение при помощи ряда отверстий;
5) торможение двойным поршнем;
6) торможение при помощи различных устройств на поршне;
7) торможение при помощи уменьшения давления на входе в систему противодавлением.

Грязесъемники

При выдвижении штока из гидроцилиндра на него может попасть пыль и грязь. При втягивании штока ус манжеты не препятствует попаданию грязи внутрь гидроцилиндра. Попадание грязи и пыли в гидроцилиндр способствует быстрому выходу из строя уплотнений штока и поршня, а также — загрязнению всей гидросистемы.

Для предотвращения попадания грязи и пыли в гидроцилиндрах применяются грязесъемники и защитные кожухи. Один из наиболее часто встречающихся видов — обычная U- образная манжета, расположенная так, чтобы она одним из своих усов счищала грязь со штока при его втягивании. Такая манжета при выдвижении штока может вывернуться из канавки, поэтому ее часто армируют, заключают в стальной каркас или делают с более прочным основание.

Эти грязесъемные манжеты обычно изготавливаются из маслостойкой резины, полихлорвинила и других эластичных материалов. Так как кромки этих манжет эластичны, они при большом количестве грязи на штоках быстро изнашивается. Были попытки создать скребковые металлические грязеочистители. Однако на практике получалось, что от пыли эти шайбы, зацементировавшиеся в одном положении, с одной стороны открывали большой зазор, а другой- скребли шток.

На некоторых гидроцилиндрах для очистки штока от грязи применяют фетровые и войлочные набивки.

Для получения преимуществ эластичных манжет и скребковых грязеочистителей в гидроцилиндрах применяются комбинированные грязесъемники. Они состоят из тонкого латунного скребкового кольца, плавающего между двумя прокладками из резины. За ним расположена эластичная грязесъемная манжета. Все это находится в жестком металлическом корпусе. Наружный диаметр скребкового кольца несколько меньше внутреннего диаметра кожуха, что обеспечивает его самоустановку.

Для защиты штоков от попадания стружки, летящих камней, а также от пыли и грязи применяются защитные кожухи. Защитные кожухи бывают составные и цельные. Эти кожухи обычно изготовлены из ткани с металлическими кольцами. Цельные кожухи изготавливаются из маслостойкой резины в пресс-формах. Кожухи одним своим концом крепятся на штоке, а других- на головке гидроцилиндра.

На основании анализа конструкции грязесъемников и их работы можно дать следующие рекомендации.

Для защиты гидроцилиндров от попадания грязи и пыли по штоку рекомендуется применять комбинированные грязесъемники, состоящие из металлического скребка и эластичной манжеты, имеющей профиль рабочего уса, подобный профилю манжет по ГОСТу 6969.

Устройства для удаления воздуха

Воздух накопившийся в гидроцилиндре во время сборки, монтажа, а также длительной остановки, необходимо из гидроцилиндра удалить для достижения устойчивой работы гидросистемы. При правильном монтаже гидроцилиндра и его подводящих трубопроводов накопление воздуха в гидроцилиндре можно уменьшить. Подвод рабочей жидкости необходимо производить в верхних точках гидроцилиндра.

Накопившиеся при длительной остановке гидроцилиндра воздух удаляется, в этом случае после нескольких перемещений поршня на холостом ходу из одного крайнего положения в другое. Однако для большей надежности, а так же исходя из того, что вышеизложенные рекомендации не всегда выполнимы, в гидроцилиндрах для удаления воздуха применяются конструктивные дополнительные средства. Шариковый клапан, который устанавливают в гильзе цилиндра около головки. При немного отвернутом винте шарик приподнимается и пропускает воздух, который затем по зазору в резьбе выходит наружу. Конусный клапан встраивается в подводящий штуцер. Для облегчения прохода воздуха из верхних точек гидроцилиндра к подводящему отверстию в головках иногда делают специальные сверления.

Для удаления воздуха из гидроцилиндра можно применить змеевик из тонкой трубки, которая входит в полость цилиндра. Значительное гидравлическое сопротивление трубки обеспечит минимальный расход жидкости и беспрепятственный выход воздуха, вязкость которого значительно ниже вязкости жидкости.

Устройства для подвода рабочей жидкости

В самом общем случае подвод рабочей жидкости к гидроцилиндру осуществляется через головки или через бобышки, приваренные к гильзе. В штуцерах применяется резьба по ГОСТу 6111, которая обеспечивает герметичность без применения добавочных уплотнений при давлениях до 300 кг/см2.

Однако, при конусной резьбе трудно обеспечить заданное угловое положение угольника или тройника. Широко применяется в штуцерах метрическая резьба. Штуцеры с метрической резьбой уплотняют в корпусах гидроцилиндров прокладками из маслостойкой резины, фторопласта или мягкого цветного металла. Применяется также фланцевое присоединение штуцеров к гидроцилиндру.

Для трубопроводов, которые по условиям монтажа могут иметь различные положения относительно гидроцилиндра, применяют угловые шарнирные соединения. Как правило желательно иметь подводящие рукава к гидроцилиндру одинаковой длины. В этом случае подводящие штуцеры располагаются у одной головки (передней или задней), к этой головке подходят два рукава одинаковой длины, а с другой головкой соединяются металлическим трубопроводом. Примером такого подвода жидкости служит тракторный гидроцилиндр типа ГЦ.

В некоторых гидроцилиндрах подвод жидкости от одной головки к другой осуществляется при помощи двойной стенки.

В гидроцилиндрах с неподвижным штоком подвод жидкости осуществляется через пустотелый шток. Кроме того, подвод жидкости через шток может быть осуществлен и при подвижном штоке.

В тех случаях, когда к качающемуся гидроцилиндру необходимо подвести рабочую жидкость, не применяя гибких рукавов, ее подводят через палец проушины задней головки или через палец проушины штока.

Типы установки и крепления гидроцилиндров к машине

В зависимости от способа установки и крепления к машине гидроцилиндры можно разделить на два типа:

1) гидроцилиндры жестко закрепленные;
2) гидроцилиндры шарнирные;

Жестко закрепленные гидроцилиндры имеют следующие виды крепления:

1). на лапах;
2). на основании головок;
3). фланец передней головки;
4). фланец посредине;
5). фланец у задней головки;
6). крепление неподвижным штоком;
7). крепление при помощи удлиненных шпилек;
8). на резьбе у передней головки;
9). на цапфах.

При способе крепления на лапах, лапы могут быть расположены у основания гидроцилиндра или по его оси, могут располагаться у головки гидроцилиндра или у гильзы. Они могут быть выполненными за одно целое с головкой или гильзой, а также съемными. В гидроцилиндрах с прямоугольными головками можно обойтись вообще без лап, так как основанием для крепления могут служить сами головки, в которых просверлены крепежные отверстия.

При торцовом креплении гидроцилиндра используют фланец, который располагают у передней головки, посредине или у задней головки. У гидроцилиндра со шпильками торцовое крепление может быть осуществлено при помощи шпилек, скрепляющих головки с гильзой, однако в этом случае шпильки должны быть удлинены. В некоторых случаях гидроцилиндры крепятся на цапфах. При этом необходимо иметь на гильзе один или два бурта. Гидроцилиндр устанавливается буртами в седле и сверху на бурты надевают хомут, который крепится с цапфе болтами.

В строительных и дорожных машинах, на тракторах, горных машинах и многих других применяют гидроцилиндры с шарнирным креплением. Шарнирные гидроцилиндры бывают следующих видов: с проушиной у задней головки, с вилкой у задней головки, с цапфой у передней головки, с цапфой посредине, с цапфой у задней головки, с шаровой опорой у задней головки, с шаровой опорой у задней головки, с щаровой опорой у гильзы. Проушина, вилка, цапфа, шаровая опора могут быть за одно целое с головкой (гильзой) или съемными.

Часто для предохранения гидроцилиндра от изгиба в заднюю проушину вставляют сферический подшипник. Этот тип шарнира приближается к шаровому. Цапфы у передней и задней головок обычно изготавливаются сварными. Цапфы посредине могут быть приварены к гильзе, а так же съемными.

Источник

Конструктор для машиностроителей. Поршневые гидроцилиндры. Уплотнения штоков и поршней

По функциональным признакам гидроцилиндры – это объемные гидродвигатели, предназначенные для преобразования энергии потока рабочей жидкости (РЖ) в механическую энергию выходного звена с возвратно-поступательным движением. Причем подвижным звеном может выступать как шток, так и корпус (гильза) гидроцилиндра. В зависимости от рабочего цикла, необходимых скоростей и усилий применяют поршневые гидроцилиндры разных типоразмеров и исполнений. Например, они могут быть одностороннего или двустороннего действия. В гидроцилиндрах двустороннего действия прямой и обратный ход совершается под давлением РЖ, а в гидроцилиндрах одностороннего действия обратный ход совершается под действием внешней нагрузки или пружины.

Для привода рабочих органов мобильных машин наиболее широко применяют поршневые гидроцилиндры двустороннего действия с односторонним выходом штока. Усилие на штоке и его перемещение могут быть направлены в обе стороны в зависимости от того, в какую из полостей нагнетается РЖ; обычно противоположная полость при этом соединяется со сливной гидролинией. Гидроцилиндры с двусторонним штоком применяют в основном для поворота рабочего оборудования навесных экскаваторов, при этом подвижным звеном является корпус.

Поршневые гидроцилиндры двустороннего действия унифицированной конструкции предназначены для гидроприводов мобильных машин и эксплуатируются на РЖ вязкостью от 10 до 3500 мм 2 /c в условиях умеренного (У), холодного (ХЛ) и тропического (Т) климата. В России гидроцилиндры должны соответствовать общим техническим требованиям по ГОСТ 126514–87, ГОСТ 17411–91. Ниже приведены их основные параметры.

• Давление: номинальное Рном, максимальное Рмакс и холостого хода Рхх.
• Основные размеры: диаметр цилиндра (поршня) D, штока d, ход штока L и соотношение рабочих площадей j.
• Номинальная сила цилиндра Fном, толкающая сила Fп, тянущая Fш.
• Скорость штока цилиндра: номинальная Vном, минимальная Vмин, максимальная Vмакс.
• Коэффициент полезного действия: гидромеханический hгм и общий h, не менее.
• Ход и время торможения (указывают для гидроцилиндров, имеющих тормозные устройства).
• Масса (указывают без рабочей жидкости).

Для ориентировочных расчетов механический КПД гидроцилиндра hм можно принимать равным 0,95. 0,98, при этом меньшее значение действительно для меньших значений вязкости РЖ и скорости движения штока. Скорость V, м/с, движения штока гидроцилиндра связана с расходом Q рабочей жидкости и определяется от подвода РЖ в поршневую или в штоковую полость. Если отношение диаметров поршня и штока D/d = 2, то для гидроцилиндров c односторонним штоком можно обеспечить равенство усилий и скоростей при движении в обе стороны. Для этого необходимо при выдвижении штока подводить РЖ в обе полости гидроцилиндра, а при обратном ходе – только в штоковую полость. Такой способ включения гидроцилиндра называют дифференциальным. Скорость движения штока в этом случае можно вычислить по формуле Vш = 4Q/(pd2).

По способу подвода РЖ унифицированная конструкция поршневых гидроцилиндров предусматривает два исполнения: штуцерное резьбовое для присоединения трубопроводов гидроцилиндров на Рном =16. 20 МПа и фланцевое для гидроцилиндров на Рном = 25 и 32 МПа (рис. 1). Для определения соответствия чертежам и техническим условиям гидроцилиндры подвергают приемо-сдаточным испытаниям в соответствии с ГОСТ 22976–78 и ГОСТ 18464–80.

На рис. 2 приведена гидравлическая схема стенда для испытания гидроцилиндров на прочность при статической нагрузке, давления страгивания и холостого хода, наружную герметичность и внутренние утечки. Перед испытанием обязательно проверяют работоспособность гидроцилиндра на холостом ходу. В качестве РЖ следует использовать гидравлические масла МГЕ46В (МГ-30) по ТУ 38-10150-79 или в зимний период МГ-15В (ВМГЗ) по ТУ 38-101479-88. Тонкость фильтрации масел: номинальная 25 мкм, при заправке бака стенда – 10 мкм. Наибольшая температура масла в баке стенда допускается не выше +65 °С для МГ-15В и не выше + 75 °С для МГЕ46В.

В связи с экономическими преобразованиями в нашей стране, а также сложившейся ситуацией, когда отдельные специализированные заводы по производству гидроцилиндров оказались в странах СНГ, возник дефицит потребности в гидроцилиндрах. Многие машиностроительные заводы, выпускающие машины и оборудование с гидроприводом, вынуждены изготавливать гидроцилиндры для собственных нужд на имеющемся металлообрабатывающем оборудовании и дополнительно изготовленной оснастке.

Без специального технологического оборудования для чистовой расточки и раскатки внутренней поверхности гильз, шлифования и полирования штоков, обеспечивающего параметры шероховатости по ГОСТ 2789–73 рабочих уплотняемых поверхностей штоков и гильз гидроцилиндров, а также последующего хромирования наружной поверхности штоков путем электролитического нанесения пленки толщиной 20. 30 мкм невозможно изготовить коррозионно- и износостойкие штоки. Высота неровностей наружной рабочей поверхности штока после хромирования и полирования должна быть не более Ra 0,160 мкм, рабочей поверхности гильзы гидроцилиндра – Ra 0,320 мкм по ГОСТ 2789–73.

Для унифицированной конструкции гидроцилиндров на Рном = 10, 16, 25 и 32 МПа отраслевым стандартом ОСТ 22-1417–79 предусмотрен следующий ряд наружных диаметров гильз (поршней) и штоков гидроцилиндров:

D = 30, 35, 40, 50, 63, 80,100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 250 мм;

d (при j = 1,6/2) = 10, 13, 15, 18/25, 22/32, 28/40, 36/50, 45/63, 50/70, 56/80, 63/90, 70/100, 80/110, 90/125, 100/140, 110/160 мм.

Для изготовления гидроцилиндров современного технического уровня и качества необходимы специальные металлообрабатывающее и гальваническое оборудование, инструмент и обученные специалисты высокой квалификации. Следовательно, организация нового производства гидроцилиндров с экологически вредным гальваническим участком потребует больших финансовых затрат. Для большинства предпринимателей путь этот труден, а то и невозможен.

В технически развитых странах компании пошли по иному пути: они широко используют комплектующие, изготовленные специализированными фирмами, которые достигли высокого технического уровня и качества изделий. Одни производители после расточки или протяжки на специальных хонинговальных станках осуществляют чистовую отделку внутренней цилиндрической поверхности гильз или наружной поверхности штоков, обеспечивая хромовое покрытие и сопротивляемость агрессивному воздействию внешней среды, другие с высокой точностью изготавливают поршни и передние втулки, третьи предлагают любые проушины и опорные подшипники.

Особое внимание уделяется подбору грязесъемников и уплотнений, а также опорно-направляющих колец, изготовители которых достигли оптимальных показателей этих элементов по их геометрии, материалам, а также последовательному расположению в уплотняющем узле. В результате основной изготовитель гидроцилиндров выполняет механообработку деталей для последующей сборки комплектного гидроцилиндра с параметрами, необходимыми заказчику. После сборки гидроцилиндр устанавливают на стенд для приемочного испытания, затем упаковывают в пластик или другую упаковку с высокой степенью защиты и направляют на склад для отправки потребителю.

Наружные диаметры цилиндров и штоков в большинстве случаев соответствуют нормативным документам. Это позволяет ремонтно-механическим заводам и другим сервисным предприятиям использовать комплектующие изделия для замены изношенных узлов и содержать в работоспособном состоянии парк машин, находящихся в эксплуатации, без изменения установочных размеров.

Новые технологии производства поршневых гидроцилиндров двустороннего действия существенно снижают финансовые затраты, сокращают время на подготовку производства, исключают необходимость применения экологически вредного гальванического процесса хромирования и утилизации отходов при хромировании штоков.

Экономически целесообразней приобретать готовые для сборки комплектующие, что позволяет отказаться от малоэффективных и трудоемких производственных операций, дает возможность сократить персонал, перевести его на сборочные работы, разнообразить выпуск гидроцилиндров различных типоразмеров по заказам потребителей.

Создание в России производств по сборке поршневых гидроцилиндров из зарубежных комплектующих актуально и очень своевременно. Сегодня подавляющее большинство заводов, производящих строительную, землеройную и дорожную технику, либо закупают уже готовую гидравлику, которая и стоит дорого, либо создают эти агрегаты сами на оборудовании, далеком от совершенства, а потому и продукция у них получается низкого качества.

Кроме раскатанных и хонингованных труб, хромированных штоков, поршней, передних втулок, проушин и опорных подшипников в Россию ввозят из-за рубежа уплотнения, без которых создать хороший гидроцилиндр невозможно. Когда говорят о невысоком качестве гидроцилиндров российского производства, в большей степени это относится к качеству именно таких компонентов.

Уплотнения штоков и поршней

Чтобы обеспечить герметичность подвижных и неподвижных соединений поршневых гидроцилиндров, между металлическими поверхностями устанавливают контактные уплотнения из эластичных материалов. Из большой номенклатуры предлагаемых сегодня на рынке уплотнений важно выбрать оптимальный тип опорно-направляющих колец. Эту проблему надо решать только комплексно, с учетом требований к сопряженным поверхностям уплотняемых деталей, совместимых с рабочей жидкостью (РЖ), и других переменных факторов.

Решающее значение при выборе имеют конструкция уплотнения, свойства материала и профиль уплотнения, его способность автоматически приспосабливаться к условиям работы, поддерживая постоянную герметичность уплотнения, снижая силу трения и износ. Этого можно достичь либо при контакте уплотнения с металлическими поверхностями без давления РЖ, либо с помощью изменения уплотняющего действия, пропорционального давлению РЖ.

Известно, что профиль уплотнения оказывает решающее влияние на упругую деформацию его кромок, создавая прижимное усилие в месте контакта с металлическими поверхностями. Это важно для предотвращения или уменьшения утечек РЖ через подвижное соединение. При недостаточном усилии масляная пленка между уплотняющей кромкой и металлической поверхностью становится чрезмерно толстой, что приводит к утечкам РЖ. Чрезмерное прижимное усилие, возникающее при высоком давлении, становится причиной разрыва масляной пленки между уплотняющей кромкой и металлической поверхностью. В этом случае недостаток смазки увеличивает трение, как следствие повышается температура, а срок службы уплотнения намного сокращается. Современный профиль уплотнения рассчитывается с использованием новейших компьютерных технологий. Он может автоматически изменять радиальную нагрузку пропорционально прилагаемому давлению РЖ.

Весьма ограничено применение эластичных уплотнений из неармированного акрилонитрилбутадиенового каучука (NBR, или АБС-пластик) при высоком давлении, особенно с динамическими нагрузками. У них есть серьезный недостаток — они выдавливаются в зазор. Конечно, этого можно избежать, уменьшив зазор между металлическими подвижными деталями, но такое решение зачастую противоречит экономическим и функциональным требованиям. Поэтому уплотнения для средних и высоких давлений армируют специальными ткаными материалами, предотвращающими не только выдавливание, но и износ. Если уплотнения работают при очень высоких давлениях (более 50 МПа) или с зазором между металлическими деталями, превышающим рекомендованные значения, на них устанавливают защитное или опорно-направляющее кольцо из политетрафторэтилена (P.T.F.E), устойчивого к окислителям, щелочам, кислотам, органическим растворителям (торговые названия: фторпласт-4, фторлон-4, тефлон).

Переменные, которые характеризуют рабочий цикл гидравлической системы, могут оказывать заметное влияние на рабочие характеристики уплотняющих элементов. Поведение уплотнений при разных значениях давления, температуры и скорости имеет очень большое значение.

Возрастающее давление заметно сокращает срок службы уплотнений. Поэтому все материалы, используемые для их изготовления, должны быть устойчивыми к механическим воздействиям, чтобы не произошло выдавливания уплотнений в зазоры при высоком давлении и при возникновении радиальных нагрузок, вызывающих смещение штока относительно передней направляющей втулки или поршня относительно гильзы.

Очень сложно определить максимальную скорость подвижного соединения из-за большого числа влияющих факторов — рабочее давление, вязкость РЖ, чистота поверхности, устойчивость к абразивному износу материала уплотнения и др. Установлено, что оптимальное трение в уплотнении наблюдается при скоростях штока от 0,05 до 0,20 м/с. При скорости ниже 0,05 м/с толщина масляной пленки между кромкой уплотнения и металлической поверхностью недостаточна. В результате возникают высокая сила трения, быстрый износ и неравномерное движение поршня. При скорости выше 0,5 м/с может возникать гидродинамическое давление, приводящее к тому, что кромка уплотнения отходит от металлической поверхности и происходит утечка РЖ.

Авторы советуют применять уплотнения Guardex, изготовленные из эластичных материалов, специально разработанных и испытанных при скоростях до 0,5 м/с. При более высоких скоростях лучше использовать уплотнения из наполненного бронзой политетрафторэтилена (PTFE).

Уплотнения для штоков. Уплотнение типа TSE устанавливают в открытую канавку с предварительным натягом. Его применяют для герметизации штоковой и поршневой полостей гидроцилиндров. В двусторонних гидроцилиндрах на поршне следует устанавливать два уплотнения. Задняя часть уплотнения состоит из армированного тканью каучука, предотвращающего выдавливание в зазор при высоких давлениях.

При больших зазорах за уплотнением и при давлении до 50 МПа следует применять уплотнения с защитными кольцами из полиамида, устанавливаемыми по внутреннему диаметру (TSE-AI) или по внешнему (TSE-AE). В стандартном исполнении уплотнение TSE изготавливают из акрилонитрилбутадиенового каучука (NBR), но для работы в экстремальных условиях применяют и другие материалы (EPDM, FKM).

Уплотнение типа PSE специально разработано для гидроцилиндров, работающих при высоких давлениях, подверженных сильным вибрациям и динамическим нагрузкам, например для гидроцилиндров одноковшовых экскаваторов и буровых установок, а также в гидроприводах машин, в которых требуется гарантированная герметичность при широком изменении режимов работы, и прежде всего изменение рабочего давления (в гидроцилиндрах подъема стрелы кранов, крепей в шахтах).

Уплотнения PSE состоят из трех элементов: основной уплотнительный элемент выполнен из каучука, поддерживающий элемент — из армированного тканью каучука, защитное кольцо – из полиациталя, которое используется против выдавливания уплотнения в зазор по штоку.

Применение уплотнений типа TTS является недорогим, но в то же время универсальным решением, пригодным для большинства стандартных гидроцилиндров. Оно представляет собой манжету воротникового типа с симметричным профилем, выполненную из полиуретана Technoland. Этот материал разработан по специальной технологии и характеризуется высокой эластичностью, устойчивостью к выдавливанию в зазор, стойкостью к изнашиванию и низкой остаточной деформацией.

Уплотнение TTS/L имеет дополнительную кромку, снижающую проникновение воздуха в штоковую полость гидроцилиндра при обратном ходе. На уплотнении TTS/L-AI кроме второй кромки расположено защитное кольцо против выдавливания в зазор по штоку.

Уплотнение GUA-RING тип 02 предназначено для гидроцилиндров, работающих при высоких давлениях и с высокими скоростями штоков. Уплотнение состоит из двух элементов: уплотнительного из наполненного бронзой политетрафторэтилена (PTFE) и поджимного каучукового кольца круглого сечения. Коэффициент трения материала уплотнения очень низкий, износостойкость – высокая. Уплотнение GUA-RING GIR, аналогичное по конструкции и материалам, предназначено для более высоких давлений и скоростей до 15 м/c. Уплотнение устанавливают в закрытую канавку; при необходимости рекомендуется устанавливать поджимные кольца.

Уплотнения для поршней. Применение составных уплотнений типа TPM или TPL является недорогим решением, подходящим для большинства гидроцилиндров двустороннего действия, работающих при среднем уровне давления. Оба они состоят из пяти элементов: центрального многокромочного из каучука (NBR), двух разрезных защитных колец из полиэфира и двух разрезных направляющих колец из полиацеталя. Уплотнение TPL применяют в компактных поршнях. От ТРМ оно отличается только размерами. Многокромочная форма среднего элемента повышает надежность уплотнений TPM, это особенно важно при длительных статических нагрузках, например в гидроцилиндрах стрелы и для выносных опор кранов или для установок, применяемых при капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин.

Поршневые составные уплотнения типа TPS/T и TPS/G предназначены для тяжелых режимов эксплуатации. Армирование тканью зоны подвижного контакта обеспечивает высокую механическую прочность, термостойкость и низкий коэффициент трения.

Защитные кольца (а) или направляющие кольца (б) встраиваются в эластичные уплотнительные элементы. Такое решение обеспечивает идеальное центрирование даже при возникновении несоосности между движущимися деталями. Под давлением защитное кольцо прижимается к гильзе и компенсирует изменения радиального зазора, вызванные износом сопряженных деталей цилиндра или изменением радиальных нагрузок. Это обеспечит достаточную защиту от выдавливания уплотнения в зазор и компенсирует несоосность

Уплотнения состоят из трех частей: центрального уплотнительного элемента из акрилонитрилбутадиенового каучука (NBR) с армированием тканью зоны подвижного контакта и двух разрезных опорно-направляющих колец. Уплотнения TPS/G являются точным аналогом уплотнения ТРМ с посадочными размерами, совпадающими с TPS/T.

Уплотнение типа TDE также предназначено для тяжелых условий эксплуатации, и его рекомендуется применять вместе со штоковым уплотнением TSE-AI. Оно состоит из трех элементов: центрального уплотнительного элемента из NBR, армированного с двух сторон тканью для исключения выдавливания в зазор, и двух опорно-направляющих колец, выполняющих защитную функцию. Уплотнение устанавливают в открытую канавку со значительным предварительным натягом. Это позволяет гидроцилиндру работать под давлением до 50 МПа в диапазоне изменения температуры от –40 до +120 °С.

Поршневое составное уплотнение типа PDE принадлежит к тяжелой серии; его рекомендуется применять вместе со штоковым уплотнением PSE. PDE состоит из пяти элементов: центрального многокромочного уплотнительного элемента из каучука NBR, двух поддерживающих элементов из армированного каучука и двух опорно-направляющих колец из полиацеталя, выполняющих также функцию защитных колец. BR>

Уплотнение обладает высокой износостойкостью, низким уровнем остаточной деформации и повышенной надежностью при давлении до 70 МПа в широком диапазоне изменения температур.

Малогабаритные уплотнения PDH и PDP специально созданы для высокого давления и скорости штока до 1,5 м/c с повышенной износостойкостью и надежностью в широком диапазоне рабочих условий, а также с низким уровнем остаточной деформации. Уплотнения состоят из четырех деталей: центрального уплотнительного элемента из политетрафторэтилена, наполненного бронзой, профильного поджимного кольца из каучука NBR и двух защитных колец из полиацеталя. Уплотнение PDP – это экономичная замена PDH, у которого центральный элемент изготавливается из полиуретана technoland.

Источник