Приблизительное время прочтения: 60 минут

How to Design Гидравлический цилиндр

Комбинация гидроцилиндра и механизма

Для ситуации, когда форма движения основного рабочего механизма машины более сложная, гидравлический actuator can be organically matched with other mechanisms to form a hydraulic mechanical working mechanism to meet the activity requirements. For hydraulic motors and swing hydraulic motors, the working mechanism can be driven to move through the gear mechanism and the screw nut mechanism. For hydraulic cylinders, the working mechanism can be driven in horizontal, vertical, and inclined directions. The schematic diagram and characteristics are shown in 1-1. How to Design Hydraulic Cylinder

Diagram of a hydraulic cylinder

Combination working structure of common hydraulic cylinders How to Design Hydraulic Cylinder

1. Механизм прямого привода

Feature: The piston rod of hydraulic cylinder 1 is directly connected with moving object 2, and the hydraulic cylinder drives the moving object to make horizontal reciprocating linear. How to Design Hydraulic Cylinder

Surface grinder table, combined machine tool power sliding table reciprocating motion, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

Характеристика: Шток поршня гидроцилиндра 1 напрямую соединен с движущимся объектом 2, а гидроцилиндр приводит в движение движущийся объект, совершая вертикальное возвратно-поступательное линейное движение.

Press slider and ejector device, hydraulic elevator lifting device, harvester header lifting, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

Особенность: поршневой шток гидроцилиндра 1 напрямую соединен с движущимся объектом 2, а гидроцилиндр приводит в движение движущийся объект, совершая возвратно-поступательное линейное движение в наклонном направлении.

Mining and metallurgical machinery, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

2. Force-increasing clamping mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Особенность: Шток вертикального гидроцилиндра 1 соединен с шатунным механизмом 2, а заготовка 4 зажимается в горизонтальном направлении зажимом 3, а для достижения большего усилия зажима используется гидроцилиндр с меньшей тягой , а усилие зажима зависит от размера зажимаемой детали.

Machine tool fixtures, manipulators, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

3. Telescopic extension mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Feature: The piston rod of the horizontal hydraulic cylinder 1 is connected with the connecting rod mechanism 2, and the horizontal movement of the hydraulic cylinder is converted into vertical lifting movement of platform 3, which can expand the range and increase speed. How to Design Hydraulic Cylinder

Lifting stage, large-stroke scissor telescopic frame, automobile maintenance lifting platform, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

4. Pulley lifting mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Feature: Hydraulic cylinder 1 is installed obliquely, and its piston rod is connected with the steel cable 2 wound on pulley 3 to realize the lifting movement of lift 4. How to Design Hydraulic Cylinder

Hoist, blast furnace feeding device. How to Design Hydraulic Cylinder

5. Swing mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Характеристика: Шток поршня гидроцилиндра 1 соединен с кулисным механизмом 2, который преобразует телескопическое движение гидроцилиндра в качание коромысла.

Construction machinery, construction machinery working mechanism. How to Design Hydraulic Cylinder

6. Rack-gear mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Характеристика: Шток поршня гидроцилиндра 1 соединен с рейкой 2 для преобразования возвратно-поступательного линейного движения гидроцилиндра во вращательное движение шестерни 3.

Intermittent feeding mechanism, feeding mechanism. How to Design Hydraulic Cylinder

7. Sector gear-rack mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Особенность: шток гидроцилиндра 1, соединенный на конце, соединен с секторной шестерней 2 для преобразования горизонтального возвратно-поступательного движения гидроцилиндра в вертикальное возвратно-поступательное движение рейки 3.

Short-stroke working device. How to Design Hydraulic Cylinder

8. Linear motion mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Характеристика: Шток поршня гидроцилиндра 1 соединен с системой штоков 2, которая преобразует вертикальное движение гидроцилиндра в положительное и отрицательное регулируемое двунаправленное горизонтальное возвратно-поступательное линейное движение.

Periodic motion mechanisms in various types of machinery. How to Design Hydraulic Cylinder

9. Moving cam mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Feature: The piston rod of hydraulic cylinder 1 is connected to the moving cam 2, which can make follower 3 perform vertical reciprocating motion according to the predetermined motion law under the cam drive. The structure is simple and compact, and the required cam profile can be easily obtained by CNC machine tools. How to Design Hydraulic Cylinder

Automatic feeding device, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

10. Tension and compression clamping mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Характеристика: Шток поршня гидроцилиндра 1 соединен с конической рубашкой 2, а зажим осуществляется за счет вытягивания штока поршня.

Machine tool fixtures, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

11. Double-cylinder rigid synchronization mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Характеристика: Масляные контуры двух гидроцилиндров 1 соединены параллельно, а их штоки поршней образуют жесткое соединение через жесткий элемент 2 для достижения синхронизации перемещения.

Press, blast furnace feeder, planter fertilizer box lifting device, harvester header, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

Расчет параметров гидроцилиндра

Вопрос 1: Расчет параметров движения

• The movement of the main engine’s actuators can be represented by the displacement cycle diagram (L-t), the velocity cycle diagram (v-t), and the overall machine working cycle diagram, to analyze the movement law. How to Design Hydraulic Cylinder

Диаграмма цикла смещения Как спроектировать гидравлический цилиндр

• Figure 2-1 is a hydraulic cylinder displacement cycle diagram of a hydraulic machine. The ordinate L represents the displacement of the piston, the abscissa t represents the time from the start of the piston to the return to the original position, and the slope of the curve represents the movement speed of the piston. Figure 2-1 clearly shows that the working cycle of a hydraulic press is composed of six stages: fast down, decelerated down, compression, pressure retention, pressure relief, slow return, and fast return. How to Design Hydraulic Cylinder

Диаграмма цикла скорости

Анализ параметров движения

• The movement of the main engine’s actuators can be represented by the displacement cycle diagram (L-t), the velocity cycle diagram (v-t), and the overall machine working cycle diagram, to analyze the movement law. How to Design Hydraulic Cylinder

Диаграмма цикла смещения

• It is a hydraulic cylinder displacement cycle diagram of a hydraulic machine. The ordinate L represents the displacement of the piston, the abscissa t represents the time from the start of the piston to the return to the original position, and the slope of the curve represents the movement speed of the piston. Figure 2-1 clearly shows that the working cycle of a hydraulic press is composed of six stages: fast down, decelerated down, compression, pressure retention, pressure relief slow return, and fast return. How to Design Hydraulic Cylinder

Диаграмма цикла скорости

• According to the working cycle diagram of the whole machine, the stroke or speed of the actuator, and the acceleration change law, the speed cycle diagram (v-t or v-L) of the actuator can be calculated and drawn. According to the characteristics of the movement form of the hydraulic cylinder in the project, it can be summarized as three types. How to Design Hydraulic Cylinder

• Это диаграмма цикла скорости трех типов движения гидравлического цилиндра.

• Как показано сплошной линией 1 на рисунке 1-2, гидроцилиндр начинает двигаться с равномерным ускорением, затем движется с постоянной скоростью и, наконец, замедляется до конечной точки; как показано пунктирной линией 2 на рисунке 2-2, выполняется первая половина полного хода гидравлического цилиндра. Выполните равномерное ускорение и, наконец, выполните равномерное замедление, и значения ускорения равны; как показано двойной пунктирной линией 3 на рис. 2-2, гидравлический цилиндр движется с небольшим ускорением на протяжении большей части полного хода, а затем равномерно замедляется до конца хода. Трехскоростные кривые на рисунке не только ясно показывают законы движения трех типов гидравлических цилиндров, но также показывают динамические характеристики трех условий работы.

Схема рабочего цикла всей машины Как спроектировать гидравлический цилиндр

• In a complex system with multiple hydraulic actuators, the actuators usually work in cycles according to a certain program. Therefore, it is necessary to reasonably arrange the working sequence and working time of each actuator according to the working mode and productivity of the host and draw the working cycle diagram of the whole machine. How to Design Hydraulic Cylinder

Вопрос 2: Расчет максимальной силы нагрузки гидроцилиндра

• For the actuators that drive the working mechanism of the machine tool, the focus is on the time relationship between the load and each working condition; for the actuators that drive the working mechanism of the construction machinery, the focus is on the gravity at each position, and the load diagram uses the position as a variable. The external load of hydraulic actuators includes three types: working load, friction load, and inertial load. How to Design Hydraulic Cylinder

• Figure 1-1 shows the calculation diagram of the hydraulic cylinder, where Fe is the external working load acting on the piston rod, Fm is the seal of the hydraulic cylinder (between the piston and the inner wall of the cylinder, and between the piston rod and the guide sleeve on the cylinder head The internal sealing resistance of the seal).  How to Design Hydraulic Cylinder

Рабочая нагрузка Fe

• Рабочая нагрузка имеет резистивную нагрузку (нагрузку, противоположную направлению движения и препятствующую движению, также называемую положительной нагрузкой) и перегонную нагрузку (нагрузку, способствующую движению в том же направлении движения, также называемую отрицательной нагрузкой). Общие рабочие нагрузки гидравлических цилиндров включают силу тяжести, силу резания, силу сжатия и так далее. Нагрузка сопротивления положительна, а нагрузка перебега отрицательна.

Механическая нагрузка трения FF

• Friction load refers to the mechanical friction resistance load to be overcome when the hydraulic actuator drives the working mechanism. There are two types of static friction load and dynamic friction load. How to Design Hydraulic Cylinder

• нагрузка механического трения Ff; для станков это сопротивление трению направляющей. Плоская направляющая. Сопротивление трения плоской направляющей изменяется в зависимости от способа размещения направляющей.
• Плоские направляющие, расположенные горизонтально (см. рис. 1-2)
• Static friction resistance How to Design Hydraulic Cylinder
• Ffs-us(G＋Fn) How to Design Hydraulic Cylinder
• Динамическое сопротивление трению
• Ffd=ud(G + Fn) How to Design Hydraulic Cylinder
• Плоские направляющие, расположенные под наклоном (см. рис. 1-2)
• Статическое сопротивление трению
• Ffs—us (Gcosβ+Fn) How to Design Hydraulic Cylinder
• Динамическое сопротивление трению
• Ffd=pd(Gcosβ＋Fn)
• V-образная направляющая (см. рис. 1-3).
• Static friction resistance How to Design Hydraulic Cylinder
• Ffs-us(G + Fn)/sin(a/2)
• Динамическое сопротивление трению
• Fd=ud(G＋Fn )/ sin(a /2) How to Design Hydraulic Cylinder
• В формуле G — сила тяжести движущихся частей, Н;
• Fn — вертикальная составляющая рабочей нагрузки на направляющий рельс, Н;
• β——Inclination angle of the plane guide rail, (°); How to Design Hydraulic Cylinder
• α——The included angle of the V-shaped guide rail, (°); How to Design Hydraulic Cylinder
• Us, Ud - статический и динамический коэффициенты трения, выбираемые в зависимости от материала и свойств поверхности трения. Как правило, для скользящих направляющих us=0,1~0,2, Ud=0,05~0,12 (большое значение на низкой скорости и малое значение на высокой скорости); для направляющего рельса Ud = 0,003 ~ 0,02 [от чугуна к шарику (колонне) принимается большее значение, от стали к ролику - меньшее значение]; для чугунной гидростатической направляющей Ud=0,005.

Вопрос 3: Проверка рабочей площади гидроцилиндра

• The effective working area of the hydraulic cylinder affects the thrust and speed of the hydraulic system. Therefore, the effective working area calculated according to the load must be checked according to the speed to verify that it can meet the requirements of the minimum stable flow of the throttle or speed control valve. The minimum operating speed of the system is required. After the effective working area meets the minimum working speed requirements of the hydraulic system, it needs to be rounded to ensure that standard sealing elements can be used. How to Design Hydraulic Cylinder

• For example, for hydraulic cylinders with a very low working speed, such as the feed cylinder of a precision boring combined machine tool, after calculating the size of the cylinder according to the load force. How to Design Hydraulic Cylinder
• Minimum working speed check cylinder size, How to Design Hydraulic Cylinder
• A≥q min/v min How to Design Hydraulic Cylinder How to Design Hydraulic Cylinder
• Where A is the effective working area of the hydraulic cylinder, m2; V min’; How to Design Hydraulic Cylinder
• The minimum working speed of the hydraulic cylinder, m/s;q min; How to Design Hydraulic Cylinder
• The minimum stable flow of the system, m3/s, the throttle speed control system depends on the minimum stable flow of the flow control valve; How to Design Hydraulic Cylinder
• Система управления объемной скоростью зависит от минимального стабильного расхода регулируемого насоса, и образец проверяется в соответствии с выбором компонентов.
• If the effective area after verification cannot meet the minimum working speed requirement, the cylinder’s size must be determined at the minimum stable speed. How to Design Hydraulic Cylinder

Вопрос 4: Составить диаграммы рабочего состояния гидроцилиндров или гидромоторов.

• The working condition diagram includes a pressure cycle diagram (p-t diagram or p-L diagram), a flow cycle diagram (q-t diagram or q-L diagram), and a power cycle diagram. Diagram (P-t diagram or P-L diagram), which reflects the pressure, flow, and power requirements and changes of a hydraulic system in a cycle. How to Design Hydraulic Cylinder

• The situation and the location of the peak are the basis for drawing up hydraulic systems, comparing schemes, adjusting or modifying design parameters for equalizing power distribution, and selecting and designing hydraulic components. p-t diagram (or p-L diagram). How to Design Hydraulic Cylinder

• According to the final size of the actuator structure, according to the actual load, it can be calculated that the hydraulic actuator is in its action. How to Design Hydraulic Cylinder

• The working pressure at each stage of the cycle is shown in Figure 1-5 and then drawn into a p-t diagram (or p-L diagram). How to Design Hydraulic Cylinder

• Если в системе одновременно работает несколько исполнительных механизмов, диаграмма qt (или диаграмма qL) каждого исполнительного механизма должна быть сложена.
• Кроме того, нарисуйте общую qt-диаграмму (или qL-диаграмму) системы;
• P-t diagram (or P-L diagram); How to Design Hydraulic Cylinder
• P-t diagram (or P-L diagram) can be drawn from the p-t; How to Design Hydraulic Cylinder
• Graph (or p-L graph) and q-t graph (or q-L graph) root; How to Design Hydraulic Cylinder
• According to the hydraulic power, P=pq plotted.How to Design Hydraulic Cylinder

• Рисунок 1-6 представляет собой пример диаграммы рабочего состояния гидравлического цилиндра. Схема рабочего состояния гидроцилиндра заключается в выборе других элементов системы. Компоненты и основные гидравлические схемы для проектирования гидравлической системы; И система, и сравнение схем играют важную роль.

• The maximum pressure and maximum flow in the working condition diagram determine the maximum working pressure and the maximum working pressure of hydraulic components such as hydraulic pumps and hydraulic valves. Maximum working flow. How to Design Hydraulic Cylinder

• The main parameter values of the hydraulic system determined according to the working condition diagram reflect the rationality of the original design parameters and are the main parameters of the system. The revision and finalization provided the basis. How to Design Hydraulic Cylinder

• By analyzing the change law of pressure and flow in each stage of the working condition diagram, the hydraulic circuit and oil can be selected reasonably. The structural form of the source, a perfect hydraulic system plan is drawn up. When the actuator in the hydraulic system is a hydraulic motor, because the hydraulic motor is a series of design products, this step becomes an option. Determine the working pressure p, displacement Vm, maximum speed max, and maximum flow max of the hydraulic motor, and then perform rounding to determine the specifications of the hydraulic motor. As for drawing the pressure diagram, flow diagram, and power diagram of the hydraulic motor according to the load and speed, it is the same as that of the:How to Design Hydraulic Cylinder

Вопрос 5: Расчет длины цилиндра гидроцилиндра

Расчет длины гидроцилиндра

• Длина цилиндра L1 гидроцилиндра определяется максимальной длиной рабочего хода плюс различные конструктивные требования, а именно.
• L1=L+B+A+M +C How to Design Hydraulic Cylinder
• In the formula, L is the maximum working stroke of the piston;How to Design Hydraulic Cylinder
• B-Piston width, generally (0.6~1)D;How to Design Hydraulic Cylinder
• A-Длина направляющей штока поршня, принять (0,6~1,5)D;
• M-длина уплотнения штока поршня определяется методом уплотнения;
• C-Other lengths.How to Design Hydraulic Cylinder

Обратите внимание на проблему

• Generally, the length of the cylinder should not exceed 20 times the inner diameter. In ensuring that the conditions of movement stroke and load force can be met. Next, the outline size of the hydraulic cylinder should be reduced as much as possible.How to Design Hydraulic Cylinder

• Специальные проблемы длинных гидроцилиндров высокого давления. Когда длина гидравлического цилиндра особенно велика, а рабочее давление высокое, необходимо использовать специальную конструкцию для обеспечения деформации гидравлического цилиндра. Не слишком большой. Конкретным решением является установка усиливающего кольца посередине трубы гидроцилиндра, как показано на рис. 1-7.

• Calculation of minimum guide length of hydraulic cylinderHow to Design Hydraulic Cylinder
• When the piston rod is fully extended, the distance from the midpoint of the piston bearing surface to the midpoint of the sliding surface of the guide sleeve is called the minimum guide length H (Figure 1-8). For general hydraulic cylinders, the minimum guide length should meet the following formula: How to Design Hydraulic Cylinder
• ХЛ /20+Д/2
• Где L - максимальный рабочий ход гидроцилиндра, м;
• D-Inner diameter of cylinder, m. How to Design Hydraulic Cylinder
• Длина A поверхности скольжения общей направляющей втулки при D<80 мм принимается A=(0,6~1,0)D; когда D>80 мм, возьмите A = (0,6 ~ 1,0) d.

• The width B of the piston, take B=(0.6~1.0)D. To ensure the minimum guide length, it is not appropriate to increase A and B excessively. It is best to install a spacer K between the guide sleeve and the piston. The spacer width C is determined by the required minimum guide length, namely: How to Design Hydraulic Cylinder

• Использование прокладок может не только обеспечить минимальную длину направляющей, но и повысить универсальность направляющей втулки и поршня.

Обратите внимание на проблему

• Направляющая длина штока поршня не должна быть слишком маленькой. Если длина направляющей слишком мала, начальный прогиб (прогиб, вызванный зазором) гидроцилиндра увеличится, что повлияет на устойчивость гидроцилиндра. Поэтому в конструкции должна быть обеспечена минимальная длина направляющей. Длина A направляющей втулки обычно зависит от размера гидравлического цилиндра, типа и назначения уплотнения штока поршня, но общий размер должен быть более чем в 0,6 раза больше диаметра штока поршня, чтобы обеспечить достаточную стабильность поршня. стержень, как показано на рис. 1-9.

•  The guide sleeve of the high-speed and long-stroke hydraulic cylinder should adopt a special structure. For hydraulic cylinders with a speed greater than 1000mm/s and a stroke greater than 4000mm, local overheating caused by high-speed action will cause significant wear of the guide sleeve and the appearance of metal powder. This not only requires forced lubrication on the surface of the guide sleeve from the structural point of view but also requires special treatment such as high-frequency quenching on the surface of the piston rod. At the same time, hydrostatic bearings may also be considered. How to Design Hydraulic Cylinder

Вопрос 6: Определение допуска формы и положения цилиндра

• The cylinder must ensure the necessary shape and position tolerances. To ensure that the hydraulic cylinder has a lower starting pressure and does not occur “unusual” during movement, sufficient attention should be paid to the shape and position tolerance of the cylinder. How to Design Hydraulic Cylinder

• В нормальных условиях погрешность круглости и цилиндричности диаметра цилиндра не может превышать половины допуска диаметра цилиндра.

• Круговое биение торца цилиндра, обращенного к оси цилиндра, не более 0,04 мм на 100 мм.

• Погрешность положения отверстия под серьгу гидроцилиндра серьгового типа относительно оси гильзы цилиндра не более 0,03 мм.

• Допуск положения оси штифтового штифта гидроцилиндра не превышает 0,1 мм, а погрешность перпендикулярности не превышает 0,1 мм на длине 100 мм.

• Погрешность прямолинейности оси цилиндра не более 0,03 мм на 500 мм длины.

Вопрос 7: Расчет параметров поршня

Расчет длины поршня

• Although the piston is not expected to bear radial force from the perspective of design thinking, due to the limitation of the actual structure, the piston of the hydraulic cylinder. How to Design Hydraulic Cylinder

• It is inevitable to bear a considerable part of the radial external force; for this reason, the length of the piston of the hydraulic cylinder must be appropriate, generally, 0.6 to 1.0 times the outer diameter of the piston, to increase the guiding effect of the piston and increase the supporting surface area, to reduce wear, The purpose of improving the service life of the hydraulic cylinder, as shown in Figure 1-10. How to Design Hydraulic Cylinder

Определяется допуск формы и положения поршня.

• The quality of the hydraulic cylinder largely depends on the quality of the piston, so the machining of the piston should be required to have sufficient precision geometric tolerances. Generally speaking, the error of the outer diameter of the piston, the roundness of the inner hole, and the cylindricity cannot be greater than half of its dimensional tolerance; the tolerance of the concentricity of the outer diameter of the piston to the inner hole and the sealing groove should be within 0.02mm. How to Design Hydraulic Cylinder

Определение допуска формы и положения штока поршня

• Как правило, допуск на прямолинейность штока поршня должен быть менее 0,02 мм/100 мм; допуски на округлость и другие геометрические точности не превышают наруж.

• 1/2 допуска диаметра; допуск на концентричность между диаметром вала и внешней окружностью, совпадающей с внутренним отверстием поршня, не превышает 0,01~0,02 мм; поршень установлен.

• The perpendicularity tolerance between the shaft shoulder and the axis of the piston rod is not more than 0.04mm/100mm. How to Design Hydraulic Cylinder

Конструкция конструкции гидравлического цилиндра

Вопрос 1: Проблема со структурой соединения конца цилиндра 

1. Фланцевое соединение

Фланцевое соединение на конце цилиндра, как показано на рис. 1-11. Блок цилиндров на Рисунке 1-11(а) и Рисунке 1-11(b) представляет собой стальную трубу и метод торцевой сварки; Рисунок 1-11(c) корпус цилиндра представляет собой стальную трубу с толстым титановым концом; Рисунок 1-11(d) корпус цилиндра кованый или литой, эта конструкция наиболее широко используется, и ее преимущество заключается в относительной простоте конструкции; Обработка; легко загружать и разгружать; высокая прочность, способная выдерживать высокое давление.

Обратите внимание на проблему

Вес больше, чем у резьбового соединения, но меньше, чем у соединения с тягой; внешний диаметр больше.

2. Соединение с внешней резьбой

Внешнее резьбовое соединение конца цилиндра показано на рис. 1-12.

3. Соединение с внутренней резьбой

Соединение с внутренней резьбой на конце цилиндра показано на рис. 1-13. Преимущество в том, что вес небольшой, а внешний диаметр небольшой.

Обратите внимание на проблему

• При сложной конструкции торца следует использовать специальные инструменты. При завинчивании конца уплотнительное кольцо можно перекрутить, как показано на рис. 1-13(а).
• При соединении торцевой крышки и корпуса цилиндра резьбой (внутренняя резьба цилиндра, наружная резьба торцевой крышки) следует соблюдать особую осторожность, чтобы не повредить уплотнительное кольцо в процессе сборки. Для этого необходимо, чтобы диаметр кончика внутренней резьбы на корпусе цилиндра был больше, чем внешний диаметр уплотнительного кольца, установленного на торцевой крышке. В противном случае уплотнительное кольцо будет повреждено в процессе сборки торцевой крышки, как показано на рис. 1-14(а).
• Поскольку точка начального давления уплотнительного кольца после входа в корпус цилиндра не может быть захвачена, необходимо обработать надлежащую направляющую переходную зону в конце внутренней резьбы на корпусе цилиндра, чтобы избежать повреждения уплотнительного кольца в процессе сборки, т.к. показано на рис. 1-14(b).

4. Внешнее соединение стопорным кольцом

Соединение с наружным стопорным кольцом на конце цилиндра, как показано на рис. 1-15, имеет преимущества меньшего веса, чем соединение с поперечной рулевой тягой, компактную конструкцию и небольшой размер.

Обратите внимание на проблему

Внешний диаметр корпуса цилиндра необходимо обработать, а полукольцевая канавка ослабляет корпус цилиндра, и толщина стенки корпуса цилиндра должна быть соответственно увеличена.

5. Внутреннее соединение стопорным кольцом

Соединение с пружинным стопорным кольцом на конце корпуса цилиндра, как показано на рис. 1-16, имеет преимущества компактной конструкции и легкого веса.

Обратите внимание на проблему

При установке конец находится глубже в цилиндре, и уплотнительное кольцо может быть поцарапано краем маслозаборника.

6. Соединение рулевой тяги

Соединение стяжной тяги на конце цилиндра показано на рис. 1-17. Этот механизм широко используется. Преимущества заключаются в том, что корпус цилиндра легко обрабатывается, легко устанавливается и разгружается, а конструкция универсальна.

Обратите внимание на проблему

• Вес относительно велик, а общий размер относительно велик.
• Для длинных гидравлических цилиндров следует избегать конструкции стяжной тяги. Когда длина гидравлического цилиндра превышает 1500～2000 мм, не следует применять конструкции стяжных тяг. Хотя гидравлический цилиндр рулевой тяги отличается хорошей технологичностью и эффективностью технического обслуживания, из-за действия гидравлического давления легко удлинить рулевую тягу и вызвать утечку, как показано на Рисунке 1-18.
• Гидравлические цилиндры с поперечными тягами не следует использовать в суровых условиях эксплуатации. В тех случаях, когда условия эксплуатации слишком плохи, и уплотнительное кольцо и направляющая втулка поршневого штока должны часто заменяться, а оборудование, использующее гидравлический цилиндр, не позволяет снимать гидравлический цилиндр, гидравлический цилиндр не следует использовать. тяговая конструкция. Причина в том, что при замене уплотнительного кольца и направляющей втулки поршневого штока гидроцилиндра рулевой тяги сначала необходимо снять гидроцилиндр, а затем перед заменой можно снять четыре рулевые тяги, что очень неудобно. В этом случае лучше использовать конструкцию колонкового ствола.

7. Сварка

Конец цилиндра приварен, как показано на рис. 1-19. Его преимуществами являются простота конструкции и небольшой размер.

Обратите внимание на проблему

• Корпус цилиндра может быть деформирован; внутренний диаметр цилиндра после сварки не пригоден для повторной обработки, и он локально упрочнен.
• Торцевой сварочный шов должен находиться на определенном расстоянии от рабочей поверхности гидроцилиндра. При использовании гидроцилиндра с торцевой сваркой расстояние между привариваемой частью и рабочей поверхностью гидроцилиндра должно быть не менее 20 мм, как показано на рисунках 1-20. Это связано с тем, что внутренняя поверхность корпуса гидроцилиндра после сварки конца, то есть рабочая поверхность больше не обрабатывается после сварки, и процесс сварки приведет к определенной деформации корпуса цилиндра. Если расстояние слишком мало, сила трения гидравлического цилиндра увеличится или даже застрянет, когда он движется ближе к концу.

8. Соединение стальной проволоки

Соединение стальной проволоки на конце корпуса цилиндра, как показано на рис. 1-21, имеет преимущества простого механизма, легкого веса и небольшого размера.

Обратите внимание на проблему

• Неудобно собирать и разбирать, а провод сложно собирать и разбирать.
• Когда нет особых требований к размеру и весу стационарного оборудования, рекомендуется принять форму фланцевого или соединительного механизма с тягой.
• Когда есть особые требования к размеру и весу подвижного оборудования, рекомендуется принять форму фланца, внешней резьбы или механизма соединения с внешним стопорным кольцом.

Вопрос 2: Выбор материала корпуса цилиндра

В качестве материала корпуса цилиндра обычно используются бесшовные стальные трубы из стали 20, стали 35 и стали 45. Корпус гидроцилиндра, рабочая температура которого ниже -50 ℃, должен быть изготовлен из стали 35 и стали 45, а также подвергнут закалке и отпуску. Приваренный к торцу корпус цилиндра изготовлен из стали 35, которая проходит предварительную механическую обработку, а затем закалку и отпуск. В корпусе цилиндра, который не приварен к другим частям, используется закаленная и отпущенная сталь 45. Материалы корпуса цилиндра также подходят для кованой стали, литой стали и алюминиевого сплава.

Вопрос 3: Технические требования к конструкции блока цилиндров

• Внутренний диаметр цилиндра D соответствует посадке H9.
• Термическая обработка: закалка и отпуск, твердость 241～285HB.
• Конусность и овальность диаметра D не более половины допуска диаметра.
• Кривизна оси не более 0,03мм на длине 500мм.
• Неперпендикулярность торца Т не более 0,04мм на диаметре 100мм.
• Когда корпус цилиндра и конец соединены резьбой, резьба имеет прецизионную метрическую резьбу 2a.
• Когда хвостовая часть корпуса цилиндра имеет форму серьги или корпус цилиндра представляет собой штифт вала:
• Отклонение оси отверстия d1 от диаметра цилиндра D не более 0,03мм;
• Неперпендикулярность оси отверстия d1 диаметру цилиндра D не более 0,1мм на длине 100мм;
• Степень непересекаемости оси диаметра вала d: к диаметру цилиндра D не более 0,1мм;
• Неперпендикулярность диаметра вала d2 к диаметру цилиндра D не более 0,1мм на длине 100мм.

Вопрос 4: Дизайн торцевой крышки

• Торцевая часть не должна быть слишком тонкой. Торцевая крышка гидроцилиндра выдерживает относительно большое гидравлическое давление. Если торцевая крышка слишком тонкая, а расстояние между болтами слишком велико, под действием гидравлического давления могут легко возникнуть локальные зазоры, что приведет к утечке масла, как показано на рисунках 1-23.
• Геометрический допуск торца гидроцилиндра. Общие требования Допуск перпендикулярности конца гидроцилиндра, обращенного к оси гидроцилиндра, должен быть менее 0,04 мм/100 мм.
• При сильном ударе во время работы трубка цилиндра и торцевая крышка гидроцилиндра не могут быть изготовлены из хрупких материалов, таких как чугун.

Вопрос 5: Соединение между поршнем и штоком образуется

• При нормальных условиях работы гидравлического цилиндра поршень и шток поршня соединены резьбой, как показано на рис. 1-24.
• Когда рабочее давление гидравлического цилиндра велико и рабочее оборудование вибрирует, применяется полукольцевое соединение, как показано на рис. 1-25. В зависимости от конкретной ситуации поршень и шток поршня также составляют единое целое.

Вопрос 6: Выбор материала поршня

• Износостойкий чугун; серый чугун (HT150～HT200); сталь (некоторые износостойкие кольца с втулкой наружного диаметра нейлон 66 или нейлон 1010); алюминиевый сплав.
• Пара трения в гидроцилиндре должна избегать использования одного и того же материала. Коэффициент трения пары трения из одного и того же материала относительно велик, и следует избегать всех двух поверхностей, которые необходимо смазывать при относительном движении. То же самое верно для гидравлических цилиндров, поршней и цилиндров. Шток поршня и направляющая втулка. Избегайте использования одного и того же материала между ними, чтобы облегчить смазку и уменьшить трение.

Вопрос 7: Технические требования к конструкции поршня

Неперпендикулярность торца не должна превышать 0,04 мм на диаметре 100 мм; овальность и конусность наружного диаметра d не должны превышать половины допуска диаметра.

Вопрос 8: Конструкция поршневого штока

• Избегайте концентрации напряжения на переходе диаметра вала штока поршня 

При использовании длинноходового гидроцилиндра необходимо комплексно продумать выбор штока с достаточной жесткостью и установку проставочного кольца.

• Рассмотрим выбор поршневого штока и прокладки

При использовании длинноходового гидроцилиндра необходимо комплексно продумать выбор штока с достаточной жесткостью и установку проставочного кольца.

• Рассмотрите возможность использования защитной втулки штока поршня

Когда рабочая среда сильно загрязнена и в ней больше примесей, таких как пыль, песок, влага и т. д., требуется защитная втулка штока поршня.

Вопрос 9: Выхлоп гидравлического цилиндра

When the hydraulic system stops working for a long time, the oil in the system will flow out due to its weight and other reasons. At this time, it is easy for air to enter the system. If there is air in the hydraulic cylinder or mixed with air in the oil, the hydraulic cylinder will not move smoothly. Therefore, the air in the system should be discharged before the hydraulic system starts to work. For this reason, an exhaust device can be installed at the highest part (often where air collects) at both ends of the cylinder. There are two types of exhaust devices.

One is to open an exhaust hole at the highest part of the hydraulic cylinder and connect the exhaust valve with a pipe for exhaust; the other is to place an exhaust plug on the highest part of the hydraulic cylinder. The device is opened when the hydraulic cylinder is exhausted and closed after the exhaust is completed.

1. Угол контактной поверхности седла выпускного клапана со стальным шаром

Выпускной клапан на гидравлическом цилиндре в основном представляет собой стальной шарик, а седло клапана обычно просверливается непосредственно сверлом. Угол обычно используемых сверл обычно составляет 120°. Опыт показал, что жесткость этого угла не оптимальна. Угол небольшой, стальной шарик легко направлять, но качество уплотнения не очень хорошее; угол большой, его легко запечатать, но эффективность направляющих плохая. Согласно опыту, наилучший угол составляет около 160°, как показано на рис. 1-27.

2. Проблема утечки тарельчатого выпускного клапана.

The cone valve type exhaust valve is composed of a sealed cone valve and a plug sleeve. The rod of the cone valve passes through the middle hole of the plug sleeve. When the axis of the screw plug sleeve is too large, it will cause the cone valve and valve seat. One-sided contact, leakage occurs. 

Also, if the axial dimension of the screw plug sleeve is too small, the poppet valve cannot be compressed when fully screwed in, it will also cause leakage. The cone angle of the poppet valve head is between 60°and 90°, as shown in Figure 1-28. When it is too large because the contact surface is enlarged and widened, it is not easy to obtain an ideal sealing line with the same tightening force, and it is easy to be blocked if it is too small.

3. Проблема отработанного воздуха

Выпускной клапан необходимо установить в самой высокой точке масляной полости гидравлический цилиндр выпускать воздух.

Форма установки гидроцилиндра

Требования к установке гидроцилиндра следующие:

• Установка гидроцилиндра должна быть прочной и надежной. Чтобы предотвратить влияние теплового расширения, один конец цилиндра должен оставаться плавающим, когда ход большой и рабочие условия жаркие. Соединение трубопровода не должно быть ослаблено.
• Установочная поверхность гидроцилиндра и поверхность скольжения штока поршня должны сохранять достаточную параллельность и перпендикулярность.
• Центральная ось движущегося цилиндра должна быть концентричной с центральной линией силы нагрузки, в противном случае это вызовет боковую силу, которая легко изнашивает уплотнение и повреждает поршень. Чем больше расстояние между точками опоры штока поршня, тем меньше износ. Что касается гидравлического цилиндра движущегося объекта, цилиндр во время установки следует держать параллельно движущемуся объекту, а непараллельность обычно не превышает 0,05 мм/м.
• Не устанавливайте уплотнительное кольцо слишком туго, особенно U-образное уплотнительное кольцо, которое имеет очень высокое сопротивление.
• The fuel tank should be cleaned carefully, dried with compressed air, and then checked with kerosene for the quality of the weld.

Problem 1: Fixed axis installation skills

The position of the axis of the hydraulic cylinder of this type of installation is fixed when it is working. The vast majority of hydraulic cylinders on machine tools adopt this type of installation.

1. Tie rod type

Drill through holes on the cylinder heads at both ends, and use a double-headed screw to tighten the connection between the cylinder and the mounting seat.

Обратите внимание на проблему

Generally used for hydraulic cylinders with short strokes and low pressure.

2. Flange type

Use the flange on the hydraulic cylinder to fix it to the machine.

The flange is set on the cylinder head of the piston rod, and the outer side is tightly attached to the mechanical installation surface. This is the head outer flange type.

Обратите внимание на проблему

• Due to the action of the reaction force when the hydraulic cylinder is working, the mounting bolts bear the tensile action of hydraulic pressure, the diameter of the mounting bolts is relatively large, and the strength calculation is required.
• The flange is arranged on the cylinder head at the end of the piston rod, and the inner surface is tightly attached to the mechanical mounting surface. This is the head inner flange type. When the hydraulic cylinder is working, the mounting bolts are not stressed, and they are mainly supported by the mounting supporting surface, so the flange diameter is small and the structure is more compact. This type of installation is the most widely used in a fixed installation.
• The flange is set at the bottom of the cylinder and is fastened with bolts on the mechanical mounting surface. This is a tail flange type. Pay attention to the problem. This type of installation makes the hydraulic cylinder cantilever, the installation length is large, and the stability is poor.
• Note that the force and the support center should be on the same axis. The connection between the flange and the support seat should make the flange surface bear the force, and should not make the fixing screw bear the tension E.g. front flange. For installation, if the acting force is thrust, the structure is shown in Figure 1-29(a) should be adopted, and the structure is shown in Figure 1-29(b) should be avoided; if the acting force is pulling force, vice versa.
• For rear flange installation, if the acting force is thrust, the structure is shown in Figure 1-30(a) should be adopted, and the structure is shown in Figure 1-30(b) should be avoided; if the acting force is pulling force, the reverse is true.

3. Base installation

• Fasten the flanges at the head and tail ends of the hydraulic cylinder with the base. The base can be placed in the radial and tangential directions of the left and right of the hydraulic cylinder, and can also be placed in the front and rear ends of the axial bottom. In the radial installation, the installation surface is on the same plane as the axis of the piston rod. When the hydraulic cylinder is working, the installation bolts only bear the shearing force.
• When installing tangentially and axially, there is a certain distance between the axis of the piston rod and the bottom surface of the base, and the mounting bolt is subjected to both shearing force and bending force due to the overturning moment. The tilting moment of tangential installation is smaller than that of axial installation.

Обратите внимание на проблему

• For the base type installation form, GB/T 3766-2015 stipulates: If the base type hydraulic cylinder does not use keys or pins to bear the shear stress, the anchor bolts must withstand all the shear stresses without causing danger.
• The front base needs to use positioning screws or positioning pins, and the rear base uses loose screw holes so that the cylinder can expand and contract when the hydraulic cylinder is heated, as shown in Figure 1-31. When the axis of the hydraulic cylinder is high and the distance H from the supporting surface is large (see Figure 1-31(b)), the base screws and base rigidity bear the effect of the overturning moment F×H.

Problem 2: Axis swing type installation skills

When the hydraulic cylinder is reciprocating, due to the interaction of the mechanism, its axis swings to meet the requirements of adjusting the position and direction. To install this type of hydraulic cylinder, the only way to install it can be to make it swingable. The hydraulic cylinders used in construction machinery, agricultural machinery, dump trucks, and ship deck machinery are mostly used in this type of installation.

1. Trunnion installation

• The dumpling shaft fixed on the hydraulic cylinder is installed in the shaft seal of the machine, so that the axis of the hydraulic cylinder can swing freely in a certain plane, and the force is in the same plane.
• The trunnion set on the head of the hydraulic cylinder is ahead of the trunnion type. With this type of installation, the swing amplitude of the hydraulic cylinder is smaller, but the stability is better.
• The trunnion set at the tail of the hydraulic cylinder is a tail trunnion type. The hydraulic cylinder of this type of installation has a larger swing, but its stability is poor.
• The trunnion set in the middle of the hydraulic cylinder is a middle trunnion type, and its swing amplitude and stability are average.
• Usually, the front trunnion and the middle trunnion are more commonly used. The rear trunnion is only used on small short-stroke hydraulic cylinders. Because of its large supporting length, it affects the bending stability of the piston.
• The trunnion of the trunnion hydraulic cylinder must be at right angles to the axis of the hydraulic cylinder. When installing a trunnion hydraulic cylinder, it must be ensured that the axis of the cylinder body is at right angles to the swing direction, as shown in Figure 1-32. If there is a deviation, the two trunnions cannot share the load evenly, and in severe cases, the hydraulic cylinder trunnion may break.
• For trunnion mounted hydraulic cylinders, attention should be paid to the load direction. Similar to hydraulic cylinders with single ring installation, hydraulic cylinders use trunnions. During installation, the load is also allowed to swing in one direction. However, it is not allowed to swing or move in the other direction perpendicular to it, otherwise, the hydraulic cylinder will be subjected to bending load and cause the thread to break. Moreover, due to the lateral force, it is easy to strain the inner surface of the cylinder, causing uneven wear of the guide sleeve, resulting in uneven sealing, resulting in leakage, as shown in Figure 1-33.
• The trunnion support should be as close as possible to the root of the trunnion. The inner side of the trunnion support should be as close as possible to the root of the trunnion, preferably without leaving a gap. If it is really necessary, the maximum distance cannot be greater than 1mm, as shown in Figure 1-34. This is for reducing the bending moment of the single bearing. The larger the above distance, the greater the total stress on the lug bearing.

• Spherical bearings are not suitable for trunnion hydraulic cylinders. When the hydraulic cylinder is installed with a trunnion, the bearing on the trunnion cannot be a spherical bearing. This kind of bearing can fine-tune itself when its centerline is tilted, which is beneficial to the bearing itself. But it is disadvantageous for the trunnion of the hydraulic cylinder. The reason is: if a sliding bearing is used, the trunnion only bears shear stress; if a spherical bearing is used, the trunnion must bear the same shear stress, but also an additional bending moment caused by the tilt of the trunnion axis. The stress condition has deteriorated significantly, so spherical bearings cannot be installed on the trunnion.

2. Taboo for earring installation

Connect the earrings of the hydraulic cylinder with the earrings on the machine with a pin, so that the hydraulic cylinder can swing freely in a certain plane. The acting force is in a plane, such as earrings with ball dumplings, they can change direction within ±4°cone angle.

The earrings are at the tail of the hydraulic cylinder and can be single earrings or double earrings, and can also be made into single earrings or double earrings with joint bearings.

Pay attention to the load direction of hydraulic cylinders installed in earrings. As shown in Figure 1-34, when the hydraulic cylinder is installed in the earring type, the load is allowed to have a considerable swing range in one direction. However, it is not allowed to swing or move in the other direction perpendicular to it, otherwise, the hydraulic cylinder will be subjected to the bending load with the earring as the fulcrum. Sometimes the thread of the rod end may be broken due to the bending of the piston rod.

Moreover, because the piston rod reciprocates when the piston rod is in a bent state, it is easy to damage the inner surface of the cylinder, causing uneven wear of the guide sleeve, resulting in imperfect sealing. Evenly, leading to leakage, these must be avoided.

3. Taboo for ball head installation

Connect the ball head at the tail of the hydraulic cylinder with the ball seat on the machine, so that the hydraulic cylinder can swing freely within a certain spatial cone angle range. This type of installation has a large degree of freedom, but its stability is poor. This type of hydraulic cylinder is often used for ship lifting booms.

Обратите внимание на проблему

Hydraulic cylinders installed with swing axis are often inclined when they work. As the piston rod gradually extends, the angle between the axis and the horizontal plane also gradually changes, and its working displacement changes with the angle. Therefore, calculate the hydraulic pressure The effective working force of the cylinder must be based on the load pushed when the included angle is at the minimum.

Problem 3: Installation Taboos of Hydraulic Cylinders

1. The position arrangement of the hydraulic cylinder should consider the convenience of disassembly and assembly

The location of the hydraulic cylinder is generally determined by the structure of the equipment. When designing the main equipment, the needs of the installation and disassembly of the hydraulic cylinder should be considered, and at least enough operating space should be left to facilitate the operation of the hydraulic cylinder. In the project, there are indeed cases where the hydraulic cylinders are arranged in an unreasonable position, which leads to very difficult maintenance and overhaul, which must be considered in the overall equipment design.

2. Correctly determine the installation and fixing method of the hydraulic cylinder

For example, the piston rod subjected to bending cannot be connected with threads, but must be connected with a spigot; the hydraulic cylinder cannot be positioned with keys or pins at both ends, but can only be positioned at one end, so as not to hinder its thermal expansion; impact load makes the piston rod For compression, the positioning piece must be set at the end of the piston rod; for tensile load, the positioning piece must be set at the end of the cylinder head.

3. Avoid fixing both ends of the hydraulic cylinder during fixed installation

Generally speaking, the temperature of the hydraulic oil flowing in the hydraulic cylinder always changes, and there is no problem when the temperature changes not too much. However, when the oil temperature changes greatly, the cylinder body of the hydraulic cylinder will always expand and contract in different degrees. If the hydraulic cylinder is installed fixed at both ends at this time, it may cause very large stress on the cylinder body, and even damage the structure of the hydraulic cylinder. Therefore, when installing a fixed hydraulic cylinder, try to avoid the installation of fixed at both ends. The fixed installation method of the hydraulic cylinder is shown in Figure 1-35.

4. Large hydraulic cylinders should not be loaded by mounting bolts

The output force of a large hydraulic cylinder is generally relatively large, and the main function of the mounting bolt of the hydraulic cylinder is to fix the hydraulic cylinder in the working position. Of course, the bolt can bear a certain load. However, when the hydraulic cylinder is large and the load is heavier, the mounting bolts of the hydraulic cylinder should not be used to bear the load, because the load at this time is very large and requires a larger number of bolts or bolts with a larger diameter to be installed. Cause structural irrationality. Other mechanical methods can be used to fix the hydraulic cylinder, such as adding a stopper.

5. The mounting base of the hydraulic cylinder must have sufficient rigidity

The installation base of the hydraulic cylinder must be firm and rigid. If the installed base is not strong, no matter how the installation method is correct, the hydraulic cylinder body will bend upwards in a bow shape when working, as shown in Figure 1-36. In severe cases, the piston rod will bend, jam, and break the piston rod.

6. Piston rod of hydraulic cylinder

Try to make the piston rod of the hydraulic cylinder bear the maximum load under tension or have good stability under pressure.

7. The plunger cylinder should not be placed horizontally

Although the plunger cylinder has the advantage of simple processing of the inner wall of the cylinder because the plunger cylinder can only withstand pressure, the cylinder rod is generally thicker in terms of rigidity; at the same time, its radial support point is also somewhat different from that of ordinary hydraulic cylinders.

Because of the difference, the cylinder base cylinder is generally heavy and heavy. When installed in a horizontal position, the plunger is easy to press on one side, causing the guide sleeve and the sealing ring to wear back. If the right hand is installed horizontally, a plunger bracket needs to be installed to prevent the plunger from sagging, causing bending and increasing initial deflection, and causing jamming.

8. Hydraulic cylinders with synchronization requirements should not be simply connected in parallel

Theoretically speaking, when the effective working area of the two hydraulic cylinders is the same and the input flow is equal, synchronization can be achieved. However, due to unbalanced load distribution, unequal friction, manufacturing differences, and different leakage rates, etc. Can make them out of sync. Therefore, hydraulic cylinders with synchronization requirements should not be simply connected in parallel. To overcome the influence of the above factors, a positive displacement, servo-type synchronization control loop is generally used, as shown in Figure 1-38.

Design of hydraulic cylinder buffer device

The hydraulic cylinder is equipped with a buffer device mainly to buffer the huge impact generated by the piston of the hydraulic cylinder when it suddenly stops at the end of the stroke. There are many types of cushioning devices, and the cushioning principle is the same, that is when the piston reaches a certain distance before the end of the stroke,

it tries to seal part or all of the oil in the oil cylinder drain cavity so that it can pass through a small throttle (or Seam>Discharge, to generate appropriate back pressure (buffer pressure) from the enclosed hydraulic oil, which acts on the oil discharge side of the piston to oppose the inertial force of the piston to achieve the purpose of deceleration and braking.

Question 1: Applicability of the cushioning device

• When the hydraulic cylinder has a working pressure of ≤10MPa and a piston speed of ≤0.1m/s, the buffer device may not be considered; otherwise, a hydraulic cylinder with a buffer device or other buffer methods should be used. This can only be a reference condition, and it is mainly determined by the specific situation and the purpose of the cylinder.
• Short-stroke hydraulic cylinders should not use buffer devices at both ends. When the stroke of the hydraulic cylinder is short (<100mm), in principle, a hydraulic shed without buffer devices should be used. If it is very necessary, only one buffer device can be placed in one direction of movement. Otherwise, the non-buffering stroke will be too short, or even there will be no non-buffering stroke, as shown in Figure 1-39.

• Low-speed hydraulic cylinders do not need to use buffer devices. The function of the buffer device is to reduce the speed of the piston rod at the end of the stroke to avoid impact. When the hydraulic cylinder speed is low (<100mm/s), the buffer device has lost its meaning.
• It is generally believed that ordinary hydraulic cylinders should adopt buffer devices or other buffer methods when working pressure>10MPa and piston speed>0.1m/s. This is only a reference condition, and it is mainly determined by the specific situation and the purpose of the hydraulic cylinder. For example: For hydraulic cylinders that require slow speed changes, when the piston speed is ≥0.05～0.12m/s, a buffer device is also required.
• The quick-acting hydraulic cylinder should be equipped with a buffer device. When the hydraulic cylinder moves fast, due to the large mass of the load and the hydraulic cylinder piston and the piston rod itself, the momentum of the movement is large, so it is easy to stop suddenly at the end of the stroke. A great impact and noise are generated. This impact will not only cause damage to the hydraulic cylinder but also cause damage to various valves, piping, and related mechanical parts, which is very harmful. To eliminate such impacts, corresponding components can be set in the hydraulic circuit to control the speed of the hydraulic cylinder, or a buffer device (such as a fixed or adjustable hydraulic cylinder buffer device, etc.) can be set on the hydraulic cylinder.

Question 2: Type of buffer device structure

For the requirements of the cushioning device, the ideal situation is to move the piston uniformly decelerate during the entire cushioning process, without peaking inadmissible cushioning brake pressure, and minimizing the load on the cylinder. The buffer device of the hydraulic cylinder can be arranged inside the hydraulic cylinder or in the external circuit of the hydraulic cylinder.

1. Internal buffer device of the hydraulic cylinder. There are many structural types of buffer devices inside hydraulic cylinders. According to the flow area of the orifice (or gap) and whether it can be automatically changed during the buffering process, it can be roughly divided into two types: constant throttle area buffer device and variable throttle area buffer device class.

2. Constant throttling area buffer device. In the buffering process of this kind of buffering device, since its throttle area is unchanged, the buffering braking force generated at the beginning of buffering is very large. But it was quickly lowered, and it didn’t work in the end, and its cushioning effect was not very good. However, in the general series of standard oil cylinders, because it is impossible to know the movement speed of the cylinder piston and the movement part. The quality and the load to bear, so to simplify the structure, facilitate the design, and reduce the manufacturing cost, this kind of throttling and buffering method is often used.

3. Variable throttle area buffer device. During the buffering process of the oil cylinder piston, the flow area of the throttle hole (slit) automatically changes with the stroke, so that the buffer pressure in the buffer oil chamber is kept uniform or changed regularly, to obtain a satisfactory buffer effect. It can only adapt to a certain cylinder load and work movement, so this kind of buffer device can be designed for general special cylinders.

Question 3: Cushioning device for the external circuit of the hydraulic cylinder (buffer circuit)

• The function of the buffer circuit is to pre-decelerate the working part before the end of the stroke, delay its stop or reversing time, and delay the unloading and boosting process of the pressure regulating unloading circuit to achieve the purpose of mitigating the impact. To eliminate or reduce hydraulic shock, in addition to taking certain measures on the structure of the hydraulic component itself (such as setting a buffer device at the end of the hydraulic cylinder and setting damping on the overflow valve spool), buffering can also be used in the system design Loop.

• The ordinary standard oil cylinder is equipped with buffer devices at both ends of the stroke so that the oil cylinder can stop smoothly at the ends of the stroke. However, when the piston stops or reverses in the middle of the stroke, the kinetic energy of the moving parts will cause a violent impact. For this reason, a small relief valve is installed at the end of the cylinder to eliminate the impact. Take A and Y/safe that the piston stops during the stroke as shown in Figure 1-40. Set sensitive small direct-acting safety valves on the two oil paths of the cylinder to eliminate the impact that occurs when the piston stops or changes direction during the stroke. The one-way valve in the valve is used as a supplementary valve. This circuit is suitable for occasions with large moving parts and high positioning accuracy.

• The buffer circuit adopts the stroke throttle valve. As shown in Figure 1-41, a stroke throttle valve is connected to one side of the hydraulic cylinder. When the piston reaches a predetermined position, the stopper presses down the stroke throttle valve to gradually decelerate the moving parts until they stop, thereby avoiding Shock. The buffer effect of this circuit is better, but the buffer stroke is fixed, which is suitable for occasions with fixed working conditions. This method is also applicable to the treatment of hydraulic motors.

• Adopt the buffer circuit of the electro-hydraulic directional valve, as shown in Figure 1-42. It controls the movement speed of the spool of the hydraulic directional valve by adjusting the opening of the throttles 1 and 2, to make the hydraulic cylinder stable and free. Reversing shockingly. This kind of buffer circuit is suitable for small impact occasions.

• Using a combined buffer circuit of an overflow valve and an electro-hydraulic directional valve, as shown in Figure 1-43, the control pressure oil of the electro-hydraulic directional valve is drawn from the remote control port of the overflow valve. When reversing, the electro-hydraulic reversing valve and the two-position valve are energized at the same time because only after the action of the hydraulic valve spool is completely stopped, the oil pressure entering the hydraulic cylinder can rise and push the piston to move. When the hydraulic cylinder is not working, the pump Uninstall. The backpressure valve can maintain a certain pressure when the system is unloaded for operating the electro-hydraulic valve. This loop is suitable for high-power systems.

• The hydraulic pump unloading buffer circuit, as shown in Figure 1-44, in the remote control oil circuit of the overflow valve 1, a damper 2 is connected in series to control the movement speed of the overflow valve spool and extend the opening or closing of the overflow valve Time, thereby reducing the hydraulic shock in the process from holding pressure to unloading or from unloading to boosting.

• To reduce the impact of the circuit, the pipelines between the valves, pumps, and cylinders should be shortened as much as possible to reduce unnecessary pipeline bending. Experience believes that when noise is generated due to the complexity of the pipeline, it is a very simple and effective method to connect the hose at the place of vibration.

• It is very good to use a suitable accumulator to alleviate the impact. The accumulator should be placed near the place where the impact is generated. A bladder-type accumulator can be used. It has small inertia and is suitable for eliminating the impact.

Question 4: Buffer calculation of hydraulic cylinder

The buffer calculation of the hydraulic cylinder is mainly to estimate the maximum impact pressure that appears in the cylinder during buffering, to check whether the strength of the cylinder barrel and the braking distance meet the requirements. In the buffer calculation, if it is found that the hydraulic energy in the working chamber and the kinetic energy of the working parts cannot be absorbed by the buffer chamber, the piston and the cylinder head may collide during braking.

Hydraulic cylinder working medium requirements

Question 1: Ambient temperature requirements

1. Hydraulic cylinders working at room temperature (-20~60°C) generally use petroleum-based hydraulic oil.
2. Hydraulic cylinders working at high temperatures (>60°C) need to use flame-retardant fluids and hydraulic cylinders with special structures.

Question 2: Viscosity and filtration accuracy requirements

1. Viscosity requirements of the working medium. Most manufacturers require that the viscosity of the working medium used in their hydraulic cylinders is 12~28cSt, and individual manufacturers allow it to reach 2.8~380cSt.
2. Requirements of the working medium filtration accuracy.

Hydraulic cylinders with general elastic seals: 20~25μm;

Servo hydraulic cylinder: 10μm;

Hydraulic cylinder with piston ring: 200μm.

Difference between single acting and double acting cylinder

Double action cylinder: the piston can move back and forth

Single saction cylinder: the piston can only move out.