Гидроцилиндр — схемы, расчёт, чертёж, устройство и принцип действия.

Гідравлічним циліндром називається об’ємний гідродвигун з зворотно-поступальним рухом вихідної ланки. Гідроциліндри широко застосовуються в якості виконавчих механізмів різних гідравлічних машин. По конструкції і принципу дії гідроциліндри дуже різноманітні і класифікуються відповідно до ГОСТ 17752-81.
За напрямом дії робочої рідини всі гідроциліндри поділяють на дві групи: односторонньої і двосторонньої дії. На робочий орган гідроциліндра односторонньої дії рідина може чинити тиск тільки з одного боку, як в схемах на рис. 1, а, р, д.

У цих циліндрах рух поршня в одну сторону забезпечується за рахунок рідини, що підводиться в порожнину, а зворотне переміщення — іншим способом — за рахунок пружини (див. рис. 1, а) або ваги вантажу при вертикальному русі поршня (див. рис. 1, д). Переміщення робочого органу гідроциліндра двосторонньої дії в обох напрямках забезпечується за рахунок робочої рідини (рис. 1, б, в). У таких гідроциліндрах рідина підводиться як у ліву порожнину, так і в праву.
Гідроциліндри поділяються також по конструкції робочого органу. Найбільше поширення отримали гідроциліндри з робочим органом у вигляді поршня або плунжера, причому поршневі гідроциліндри можуть бути виконані з одностороннім (див. рис. 1, я, б) або двостороннім штоком (див. рис. 1, в), а плунжерні гідроциліндри можуть бути тільки односторонньої дії з одностороннім штоком (див. рис. 1, г).
За характером перебігу вихідної ланки гідроциліндри діляться на одноступеневі та телескопічні (багатоступеневі). Одноступінчасті гідроциліндри показано на рис. 1, а–р. Телескопічні гідроциліндри являють собою кілька вставлених один в одного поршнів. В якості прикладу на рис. 1, д наведена схема двоступінчастого телескопічного гідроциліндра односторонньої дії. У такому гідроциліндрі поршні висуваються послідовно один за одним.
Повний ККД гідроциліндрів визначається в першу чергу механічним ККД, який для більшості конструкцій становить 0,85…0,95. Гідравлічні втрати в циліндрах практично відсутні, і гідравлічний ККД ( пг = 1 ). Об’ємні втрати в даних пристроях можуть мати місце в зазорі між поршнем і циліндром. Однак при ущільненні цього місця резиноми кільцями або манжетами вони малі. Тоді об’ємний ККД також можна вважати рівним одиниці ( ?0 = 1 ).
При розрахунку перепаду тисків на гідроциліндрі використовуються дві основні формули. Розглянемо їх на прикладі гідроциліндра двосторонньої дії з одностороннім штоком (рис. 2).
Перша з них пов’язує силу F на штоку і перепад тисків на гідроциліндрі ( ?P = P1 — P2 ). З спрощенням вона виглядає наступним чином:
F= ?P*S*пм
де S – ефективна площа, на яку діє підводиться тиск.
При русі рідини зліва направо на розрахунковій схемі (див. рис. 2.) цією площею є площа поршня S = Ѕп), а при зворотному русі — площа поршня за вирахуванням площі штока ( S= Ѕп-Ѕш ).
Друга формула пов’язує витрата і швидкість руху поршня:
Q=Vп*Ѕп*1/?0
або
Q= Vп*(Ѕп-Ѕш)*1/?0
Формула записана у двох варіантах, так як витрати до гідроциліндра і після нього різні. Для пояснення цього представимо, що поршень на розрахунковій схемі (див. рис. 2.) перемістився з початкового положення вправо на відстань ( L ). У такому разі в ліву порожнину гідроциліндра надійшов об’єм рідини ( W= Ѕп*L ), а з правої порожнини вытеснился менший об’єм W= (Ѕп-Ѕш)*L ) Зі співвідношення обсягів W і W випливає, що витрати до і після гідроциліндра пов’язані залежністю Q / Q = Ѕп / (Ѕп-Ѕш) Для гідроциліндра з двостороннім штоком (див. рис. 1, в) Q = Q.