Гидроцилиндры являются объемными гидродвигателями, предназначенными для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию исполнительного механизма.

Гидроцилиндры работают при высоких давлениях (до 32 Мпа), различают гидроцилиндры поступательного действия: поршневые, плунжерные, телескопические и поворотного действия (моментный гидроцилиндр).

Гидроцилиндры могут быть одностороннего и двустороннего действия, поршневые с односторонним или двусторонним штоком и телескопические. Выходным (подвижным) звеном может быть как шток, так и корпус (гильза) гидроцилиндра.

Гидроцилиндры широко применяются в строительно-дорожных, землеройных, подъемно-транспортных машинах, а также в технологическом оборудовании — металлорежущих станках, кузнечно-прессовых машинах. Движениями поршня и штока гидроцилиндра происходит с помощью гидрораспределителя.

На рис.1 показана конструкция гидроцилиндра.

Принцип работы гидроцилиндров

Гидроцилиндр одностороннего действия

Выдвижение штока происходит за счёт создания давления рабочей жидкости в поршневой полости, а возврат в исходное положение от усилия пружины.

Гидроцилиндр двустороннего действия

Как при прямом, так и при обратном ходе поршня, усилие на штоке гидроцилиндра создаётся за счёт создания давления рабочей жидкости, соответственно, в поршневой и штоковой полости.

Следует иметь в виду, что при прямом ходе поршня усилие на штоке несколько больше, а скорость движения штока меньше, чем при обратном ходе — за счёт разницы в площадях, к которой приложена сила давления рабочей жидкости (эффективной площади поперечного сечения). Такие гидроцилиндры осуществляют, например, подъём-опускание отвала многих бульдозеров.

Телескопические гидроцилиндры

Телескопические гидроцилиндры используют в технике, необходимы небольшие размеры гидроцилиндра в сочетании с большим ходом. В сложенном состоянии телескопический гидроцилиндр имеет длину не превышающую 20-40% своей дины в разложенном состоянии.

Телескопические гидроцилиндры одностороннего действия

Такие цилиндры выдвигаются под воздействием давления, а в исходное состояние возвращаются при внешней нагрузке или под действием гравитации. Так, например, телескопические цилиндры используются на самосвалах, где под воздействием давления масла секции цилиндра (штоки гидроцилиндра) постепенно выдвигаются, а когда прекращается подача давления, под воздействием тяжести кузова секции телескопического гидроцилиндра складываются. Таким образом, телескопические цилиндры одностороннего действия нашли применение в опрокидывающем устройстве различных автомобилей, прицепов и полуприцепов тракторов и самосвалов.

Телескопические гидроцилиндры двустороннего действия

Процесс выдвижения цилиндра двустороннего действия аналогичен выдвижению телескопического цилиндра одностороннего действия. Втягиваются же секции такого гидроцилиндра за счет того, что когда масло попадает между внутренним диаметром большей секции и внешним диаметром меньшей секции, образуется давление, которое заставляет меньшую секцию втягиваться. Так же до первоначального положения втягиваются и остальные секции.

Подобные телескопические гидроцилиндры применяются в сельскохозяйственной технике. А наглядным примером использования телескопического цилиндра двойного действии можно считать кузов мусоровоза, где с помощью горизонтально установленного телескопического гидроцилиндра мусор сжимается под воздействием плиты в кузове, а когда шток втягивается, плита вновь отодвигается.

При выборе телескопического гидроцилиндра двустороннего действия необходимо обращать внимание на уровень номинального давления, диаметр телескопического гидроцилиндра и размер в выдвинутом положении.

Основные причины выхода из строя гидроцилиндров

В большинстве случаев, причиной поломки гидроцилиндров становится человеческий фактор.

Вот наиболее распространенные причины неисправностей в гидроцилиндрах:

• Нарушение правил эксплуатации техники (превышение грузоподъёмности, механические повреждения и т. п.);
• Несоблюдение периодичности технического обслуживания гидросистем;
• Нарушение параметров установки в узлах и агрегатах, то есть, когда происходит изгиб штока гидроцилиндра;
• Использование низкосортных гидравлических масел (зачастую смесей различных масел.);
• Наличие механических примесей в маслах, вследствие чего происходит засорение фильтров и жиклеров, зависание золотников и клапанов, нарушение целостности уплотнительных элементов (манжет, колец, грязесъемников) гидроцилиндров, и в итоге нарушение нормальной работы гидросистемы эксплуатируемой машины.

Последствия подобных нарушений известны:

• нарушение герметичности системы, за счёт интенсивного износа уплотнений;
  
• механические повреждения штоков, гильз, поршней : задиры, сколы, излом, изгиб;
  
• износ посадочных мест подшипников, втулок в проушинах; 
• нарушение целостности опорно-уплотнительных элементов.

Основной способ оценки технического состояния гидросистемы является ее тестирование. Однако в процессе работы в полевых условиях это невозможно. В этом случае специалисты рекомендуют определять внутренние утечки масла так: выдвинуть шток на максимальную длину рабочего хода и ждать при работающей гидросистеме в течение трех минут, и если шток подвинется более чем на 0,5 дюйма (примерно 15 мм), то значит, имеется внутренняя утечка через уплотнительные элементы поршня.

Наиболее характерные неисправности гидроцилиндров и способы их устранения мы рассмотрим в следующей статье.