Нередко гидроцилиндры испытывают повышенные нагрузки, поэтому к их деталям предъявляются жесткие требования. Источник unsplash.com
Основные конструктивные элементы любого гидроцилиндра — это шток и полый цилиндрический корпус, известный также как гильза. Взаимодействие этих двух частей обеспечивает трансформацию силы давления жидкости в механическую энергию, которая передается на рабочие части и узлы машин и механизмов.
Корпус представляет собой стальной цилиндр, с одной стороны он закрыт, а с другой в него вставлен шток с поршнем. Во внутреннюю камеру нагнетается рабочая жидкость, вследствие чего внутри возникает избыточное давление, воздействующее на поршень и через него — на шток. При производстве гильз для гидроцилиндров используются различные виды бесшовных стальных труб.
Шток для гидроцилиндра — рабочая деталь, которая совершает возвратно-поступательные движения под воздействием повышенного давления жидкости в камере и передает усилие на исполнительные органы машин и механизмов.
В силу специфики использования штоков и труб для гидроцилиндров к ним предъявляют высокие требования по прочности, устойчивости к износу и коррозии.
Так, корпус изделия испытывает воздействие повышенного давления и при этом его внутренняя часть подвержена механическому износу. Шток воспринимает всю основную нагрузку при передаче усилия, поэтому важны прочностные параметры металла, из которого производят эту деталь.
Рассмотрим, как и из чего изготавливают штоки и трубы для гидроцилиндров, где они применяются и какие требования предъявляют к данному виду продукции.
Для корпусов гидроцилиндров применяют преимущественно бесшовные горячекатаные или холоднотянутые стальные трубы. Выбор марки стали обусловлен особенностями производимого изделия и условиями его эксплуатации. Наиболее часто используют специальные трубы для изготовления гидроцилиндров, которые сделаны из стали марок 30ХГСА, 40Х, 10Х17Н13М2Т.
Чтобы придать стальной трубе требуемые размеры и форму, производители гидроцилиндров применяют следующие виды технологий:
Именно хонингование — наиболее перспективная технология на сегодняшний день. Она позволяет получить наилучший результат. Хонингованная труба для гидроцилиндра имеет чистые внутренние поверхности и точную геометрию. Кроме того, хонингованием можно придать рабочей поверхности трубы специфический микрорельеф, способствующий наилучшему удержанию масляной пленки. За счет этого сокращается износ стенок гильзы.
Поскольку шток испытывает при работе гидроцилиндра сильные нагрузки, его делают из высокопрочных марок сталей. Сталь для штока гидроцилиндра, помимо достаточного уровня прочности, должна быть устойчивой к коррозии и механическому износу.
В частности, всем перечисленным требованиям отвечает сталь марки С 45 Е, что делает ее оптимальной для изготовления штоков гидроцилиндров. Она обладает высокой прочностью и сопротивляемостью механическим воздействиям. Произведенный с ее использованием шток исправно служит в течение нескольких лет без потребности в специальном обслуживании или замене.
При выпуске таких деталей используют стальные заготовки с круглым сечением, а параметры штока подбирают в соответствии с габаритами гидроцилиндра и предполагаемыми условиями эксплуатации.
Шток может быть полым или полнотелым. Полые используют для гидроцилиндров облегченной конструкции. Применение полого изделия позволяет снизить общий вес гидравлического цилиндра практически на треть. В то же время полнотелый шток обладает более высокой прочностью.
Для улучшения прочностных параметров и износоустойчивости готовый шток подвергают закаливанию токами высокой частоты (ТВЧ) и хромированию. Закаленное и хромированное изделие в состоянии выдерживать значительные нагрузки и противостоять коррозии.
Для изготовления цилиндров и штоков используются трубы, прошедшие специальную обработку. Источник unsplash.com
Прецизионная труба для гидроцилиндров, полученная с применением хонингования, имеет исключительно гладкую внутреннюю поверхность и минимальное отклонение от расчетных параметров.
Штоки для гидроцилиндров, изготовленные из качественного сырья и прошедшие соответствующую обработку, также в состоянии выдерживать высокие нагрузки и противостоять внешним воздействиям – как природным, так и техногенным.
Материалы для производства штоков гидроцилиндров, прошедшие закалку с применением токов высокой частоты, получают дополнительную прочность за счет перестройки кристаллической решетки металла. Они востребованы для производства агрегатов, которые устанавливают на различные прессы, подъемные механизмы, землеройные машины — везде, где предполагается повышенная нагрузка на узлы и механизмы.
Также наличие поверхностного закаленного слоя металла защищает шток от преждевременного износа и появления мелких дефектов (сколов, царапин), которые негативно сказываются на точности и продуктивности работы гидравлического оборудования.
Штоки с хромированной поверхностью дополнительно защищены от коррозии, поэтому лучше подходят для использования в условиях повышенной влажности (особенно при взаимодействии с морской водой). Еще их применяют на химических производствах или предприятиях, где в производственном цикле есть агрессивные химические реагенты.
