Гидроцилиндры одностороннего действия

Гидроцилиндр одностороннего действия создаёт усилие только в одну сторону: масло под давлением выдвигает шток или плунжер, а назад его возвращает вес груза, пружина или внешняя сила. У него один рабочий порт и одна напорная линия, а штоковая полость, если она есть, сообщается с атмосферой через сапун.

Fenitsa изготавливает гидроцилиндры одностороннего действия на заказ в размерном ряду серии FDH: поршни Ø40–Ø200 мм, ход до 5 000 мм, рабочее давление 160 бар (по заказу 250 бар).

Гидроцилиндры Fenitsa

Что такое гидроцилиндр одностороннего действия

Это самый простой гидроцилиндр. Давление работает только на выдвижение: масло поступает в поршневую полость и толкает поршень. Для обратного хода достаточно соединить эту полость со сливом — груз, пружина или механизм машины вернут шток сами.

Простота даёт три преимущества: одна гидролиния вместо двух, простой распределитель и меньше уплотнений. Ограничение одно, но важное: такой цилиндр не может тянуть. Если нагрузку нужно не только поднимать, но и принудительно опускать или втягивать, нужен гидроцилиндр двухстороннего действия.

Как работает: возврат грузом, пружиной или внешней силой

Схема гидроцилиндра одностороннего действия в разрезе: один рабочий порт, сапун штоковой полости и пронумерованные детали1234567891011121314151617
Гидроцилиндр одностороннего действия — Схематичный рисунок (без масштаба).
  1. Задняя крышка
  2. Заднее проушинное крепление
  3. Порт A — поршневая полость
  4. Гильза (хонингованная труба)
  5. Стяжки с гайками
  6. Поршень
  7. Уплотнение поршня
  8. Направляющие кольца поршня
  9. Шток (твёрдое хромирование)
  10. Передняя крышка (букса)
  11. Направляющая втулка штока
  12. Уплотнение штока
  13. Грязесъёмник
  14. Сапун — штоковая полость сообщается с атмосферой
  15. Демпфер (втулка) и регулировочный винт
  16. Статические уплотнительные кольца
  17. Проушина штока

Поршневая полость — давление действует на всю площадь поршня

Распределитель соединяет порт A с насосом — масло заполняет поршневую полость, шток выдвигается. Штоковая полость маслом не заполнена: при движении поршня она «дышит» через сапун с фильтром, который на схеме стоит вместо порта B. Фильтр важен: без него на каждом ходе цилиндр втягивает пыль и влагу, и они попадают под уплотнение поршня.

Для возврата распределитель соединяет порт A со сливом. Шток втягивается под нагрузкой, и скорость опускания зависит от веса груза и сопротивления сливной линии. Поэтому для вертикальных грузов в линию ставят дроссель или тормозной клапан: без них тяжёлый кузов или платформа опускаются слишком быстро.

Для управления достаточно трёхлинейного распределителя: напор — цилиндр — слив.

Виды: плунжерные, пружинные, с возвратом под нагрузкой, телескопические

Виды гидроцилиндров одностороннего действия
ВидКак возвращаетсяОсобенностиТипичное применение
ПлунжерныйПод весом грузаПоршня нет, усилие определяет диаметр плунжера; гильза не служит поверхностью скольженияПодъёмники, домкраты, прессы
С пружинным возвратомВстроенной пружинойПружина занимает часть длины и вычитается из усилия; ход короткийЗажимы, фиксаторы, короткие толкатели
С возвратом под нагрузкойПод весом груза или внешней силойПоршневой цилиндр с сапуном вместо второго портаПодъёмные столы, платформы, мачты
ТелескопическийПод весом грузаНесколько ступеней — большой ход из короткого корпусаПодъём кузова самосвалов и прицепов

Плунжерный цилиндр — отдельный случай. Шток у него одновременно и рабочий элемент: уплотнение стоит в передней крышке, а плунжер внутри гильзы не касается её стенок. Износ гильзы на работу не влияет, и большое усилие достигается простой конструкцией. Втягиваться под давлением плунжер не может — только под нагрузкой.

Пружинный цилиндр выбирают, когда шток возвращать нечем, например для горизонтального зажима. Усилие пружины растёт по мере сжатия, поэтому полезное усилие проверяют в конце хода, где оно минимально; усилие пружины указывается в предложении на конкретный цилиндр.

Телескопический цилиндр одностороннего действия — типовое решение для самосвалов: кузов опускается под собственным весом. Число ступеней и их диаметры рассчитывают под ход и грузоподъёмность, см. телескопический гидроцилиндр.

Размеры и исполнение

Размерный ряд серии FDH, в котором изготавливаются цилиндры одностороннего действия.

Размерный ряд серии FDH
Диаметр поршня, ммШтоки, ммРезьба на штокеПлощадь поршня, см²
Ø40Ø25 / Ø28M16×1,512,6
Ø50Ø28 / Ø30 / Ø36M20×1,519,6
Ø63Ø36 / Ø45M27×231,2
Ø80Ø45 / Ø56M33×250,3
Ø100Ø56 / Ø70M42×278,5
Ø125Ø70 / Ø90M48×2122,7
Ø160Ø90 / Ø100M64×3201,1
Ø200Ø110 / Ø125M80×3314,2

Стандартные ходы — 100–500 мм, максимальный — 5 000 мм; давление 160 бар, испытательное 240 бар, по заказу 250 бар; уплотнения NBR или Viton. Стандартная серия — на странице гидроцилиндры FDH; одностороннее исполнение подтверждается в предложении.

Таблица усилий толкания при 100, 160 и 250 бар

Теоретическое усилие на выдвижении, Ø40–Ø200 мм.

F = p × π × D² / 41 т = 9 806,65 Н
Теоретическое усилие толкания гидроцилиндра одностороннего действия
Диаметр, мм100 бар, т160 бар, т250 бар, т160 бар, кН
Ø401,32,13,220,1
Ø502,03,25,031,4
Ø633,25,17,949,9
Ø805,18,212,880,4
Ø1008,012,820,0125,7
Ø12512,520,031,3196,3
Ø16020,532,851,3321,7
Ø20032,051,380,1502,7

У пружинного цилиндра из этих значений вычитают усилие пружины в конце хода, у плунжерного в формулу подставляют диаметр плунжера. Для обратного хода табличных значений нет: его усилие определяет груз или пружина, а не давление.

Пример: платформа массой 6 т поднимается при 160 бар. С запасом 25 % цилиндр должен развивать 7,5 т, расчётный диаметр — 76,5 мм, значит, подходит Ø80 мм (8,2 т). Для любого другого давления усилие посчитает калькулятор гидроцилиндра.

Одностороннего или двухстороннего действия: сравнение

Гидроцилиндры одностороннего и двухстороннего действия
ПризнакОдностороннего действияДвухстороннего действия
Рабочие портыОдин (плюс сапун)Два: A и B
Напорные линииОднаДве
Обратный ходГруз, пружина или внешняя силаДавление масла
Тянущее усилиеНетЕсть: давление × кольцевая площадь
Скорость возвратаЗависит от груза, регулируется дросселемЗадаётся расходом насоса
РаспределительТрёхлинейныйЧетырёхлинейный, обычно 4/3
УстановкаВертикальная или с пружинным возвратомЛюбая
Типичное применениеПодъёмники, самосвалы, прессы, домкратыСтроительная техника, станки, прессы с принудительным возвратом

Правило выбора простое: если нагрузка возвращает шток сама и тянуть не нужно, одностороннего цилиндра достаточно. Во всех остальных случаях ставят двухсторонний гидроцилиндр.

Где применяются

  • Самосвалы и прицепы

    Кузов поднимается давлением и опускается под своим весом. См. гидроцилиндры для самосвалов.

  • Прессы

    Плунжерные и поршневые цилиндры в прессах, где ползун возвращают пружины или вспомогательные цилиндры. См. гидроцилиндры для прессов.

  • Подъёмники и платформы

    Подъёмные столы, автоподъёмники, мачты.

  • Домкраты и зажимы

    Домкраты, съёмники, зажимы с пружинным возвратом.

Крепления

Крепление выбирают по тому, как движется точка установки. Если цилиндр качается вместе с механизмом, нужны проушины или цапфа; если стоит неподвижно — фланец или лапы. Для серии FDH есть передний и задний фланец (FFM, RFM), задняя проушина (RSM) и задняя проушина со сферическим подшипником (RHM), цапфа посередине (CTM) и лапы (FMM); на штоке — вилка (FSM) или сферический наконечник (FRM), который компенсирует перекосы монтажа. Подробнее — крепления для гидроцилиндров.

Как заказать

Что указать в запросе на гидроцилиндр одностороннего действия.

  • Нагрузка и давлениеМаксимальное усилие и рабочее давление гидросистемы.
  • Ход и длинаХод и длина в сложенном состоянии между осями креплений.
  • Способ возвратаПод весом груза, пружиной или внешней силой; плунжерное или поршневое исполнение.
  • КрепленияТип и размеры креплений корпуса и штока.
  • СредаРабочая жидкость и температура: уплотнения NBR (−20…+80 °C) или Viton.
  • КоличествоРазовый заказ или серия.

Вместо списка можно прислать чертёж, эскиз или фото цилиндра, который нужно заменить.

Сборка гидроцилиндров на заводе Fenitsa
Сборочный участок завода Fenitsa.

Отправьте параметры цилиндра

Диаметр поршня и штока, ход, рабочее давление, крепления и количество — или чертёж либо фото цилиндра, который нужно заменить. Инженеры Fenitsa подготовят техническое и коммерческое предложение. Тел.info@fenitsa.com.

Запросить цену

Гидроцилиндр одностороннего действия — частые вопросы

Короткие ответы инженеров Fenitsa.

Сколько гидролиний нужно цилиндру одностороннего действия?

Одна: по ней масло и подаётся к цилиндру, и сливается из него. Штоковая полость сообщается с атмосферой через сапун с фильтром, а у плунжерного цилиндра её нет вовсе. Экономия на второй линии особенно заметна на прицепах и самосвалах, где к цилиндру тянут длинный рукав.

Чем гидроцилиндр с односторонним штоком отличается от гидроцилиндра одностороннего действия?

Это разные признаки. «Односторонний шток» — конструкция: шток выходит только с одной стороны. «Одностороннее действие» — способ работы: давление действует только в одну сторону. Гидроцилиндр с односторонним штоком может быть и двухстороннего действия. Большинство промышленных цилиндров — с односторонним штоком, противоположность им — двухштоковые.

Можно ли установить гидроцилиндр одностороннего действия горизонтально?

Только с пружинным возвратом или если шток возвращает механизм машины. Иначе после сброса давления поршень останется выдвинутым: вес груза, который возвращает шток при вертикальной установке, в горизонтальном положении не работает. Для горизонтальных приводов с длинным ходом выбирают цилиндр двухстороннего действия.

Почему у пружинного гидроцилиндра короткий ход?

Сжатая пружина занимает часть длины цилиндра, а её усилие растёт с ходом и вычитается из усилия давления. Чем длиннее ход, тем длиннее и мощнее нужна пружина, поэтому пружинные цилиндры делают с коротким ходом. Для длинного хода используют возврат грузом или двухсторонний цилиндр.

Изготавливает ли Fenitsa гидроцилиндры одностороннего действия?

Да, на заказ, в размерном ряду серии FDH: поршни Ø40–Ø200 мм, ход до 5 000 мм, 160 бар (по заказу 250 бар). Тип возврата, крепления и уплотнения согласуются в техническом предложении. Каждый цилиндр проходит испытание на внутренние и внешние утечки.