Стандартные программы и методы испытаний гидравлических цилиндров

02.02.2022 / Это интересно 595

Стандартные программы и методы испытаний гидравлических цилиндров



Принятые в статье сокращения

ISO

Международная организация по сертификации

ГЦ

Гидравлический цилиндр.

ГП

Гидравлический привод


В статье рассматривается основные конструкции гидравлических цилиндров, методы их монтажа и нормативные требования к испытаниям ГЦ.

ГЦ один из основных элементов ГП, который относится к линейным гидравлическим двигателям. Совсем недавно у ГЦ в диапазоне высоких нагрузок, начиная примерно от 105 Н и выше практически не было конкурентов. Современные линейный приводы, пневматические и электромеханические приближаются по этому параметру к ГЦ в зоне нагрузок до 5*105 Н, но конечно эти приводы обладают значительно худшими показателями по величине удельной мощности на единицу веса привода. При более высоких нагрузках ГЦ остаются в не конкуренции.

По принципу действия различают ГЦ одностороннего и двустороннего действия. На рис. 1 представлена типовая конструктивная схема ГЦ одностороннего действия с обратным ходом под действием гравитационных сил.


Рис. 1 ГЦ одностороннего действия.

На рис. 2 фотография телескопического трёхступенчатого ГЦ 4002Q-18715-TT. производства итальянской компании Di Natale - Bertelli s.p.a.


Рис.2 Телескопический трёхступенчатый ГЦ.

Основные конструктивные схемы цилиндров двустороннего действия и их условные обозначения на гидравлических схемах представлены на рис. 3.


Рис.3 Схемы ГЦ двустороннего действия.

На рис. 4 представлены ГЦ производства немецкой фирмы Bosh Rexroth.


Рис. 4 ГЦ фирмы Bosch Rexroht с циоиндрическим корпусом.

Если гидравлические цилиндры выполнены в соответствии с ГОСТ30362.1-96 (ISO 6022-81), который относится к ГЦ с односторонним штоком на давление до 25 МПа, то независимо от производителя такие ГЦ взаимозаменяемы по крепёжным размерам, размерам резьбы на штоке и основным внешним размерам.

Наиболее распространённая модель ГЦ выполняется с учётом требований стандарта ISO 6020/2. На рис. 5 показаны внешние виды этих моделей ГЦ. 


Рис. 5 ГЦ стандарта ISO 6020/2


Существуют целый ряд стандартов, нормирующих основные параметры ГЦ и их конструктивные элементы (ISO 3322, ISO 3320, ISO 4393). При эксплуатации, при решении задачи о ремонте или замене ГЦ, знание о соответствии данного ГЦ соответствующему стандарту, существенно облегчает поиск запасных частей или эквивалентной замены ГЦ другого производителя без проведения трудоёмких операций по подгонке нового ГЦ в соответствующий узел машины. Необходимо также знать, что в некоторых узлах механизмов используются нестандартные ГЦ (т.е. не соответствующие ГОСТ и ISO).
Такие ГЦ обычно немного дешевле стандартизированных, но могут быть приобретены только у изготовителя машины или механизма.

ГЦ при правильных условиях эксплуатации являются высоконадёжными долговечными элементами ГП. При проектировании, а также при поиске причин выхода ГЦ из строя необходимо обратить особое внимание на способ монтажа ГЦ. На рис.6 представлены возможные варианты крепления ГЦ к опоре машины и к перемещаемой нагрузке.

                                           (а)                                                            (б)                                                         (в)   


                                           (г)                                                            (д)                                                         (е)   


(ж)

Рис. 6 

а) – поворотный упор на днище ГЦ и ушко на штоке с поворотным упором

б) -  поворотный упор на днище ГЦ и ушко на штоке с шарнирным упором

в) – шарнирный упор на днище ГЦ и ушко на штоке с шарнирным упором

г) – фланец на головке ГЦ

д) – фланец на днище ГЦ

е) – поворотная цапфа на корпусе ГЦ

ж) – крепление с помощью кронштейна.

 На рис. 7 представлены фотографии монтажного кронштейна и пластины производства итальянской компании Di Natale - Bertelli s.p.a.

      

Рис 7. Монтажный кронштейн                         Монтажная пластина

Очень часто выход из строя ГЦ происходит из-за нарушения жёсткости в местах крепления и как следствие появление не расчётных не осевых нагрузок.

Правила приёмки и методы испытания ГЦ изложены в ГОСТ 18464-96. Основные положения этого ГОСТ’а дают определения видов испытания ГЦ:

- Периодические испытания ГЦ

- Приёмосдаточные испытания ГЦ

- Испытания на виброустойчивость и вибропрочность. (эти испытания проводятся только для специальных отраслей применения при наличии требования изготовителя). В ниже приведенной таблице 1 указаны параметры, которые необходимо проверять при приёмосдаточных и периодических испытаниях.



Общие методы испытания описаны в ГОСТ 29015. Измерение параметров и погрешностей должны соответствовать ГОСТ 17108. Испытания проводят на рабочих жидкостях, марка и класс чистоты которых указаны в технической документации данного конкретного ГЦ. Подробное описание методики и определение всех параметров таблицы 1, изложены в ГОСТ 18464-96.

Периодическим испытаниям должны подвергаться базовые модели гидроцилиндров, указанные в стандартах или технических документах на изделия или их модификации, если базовые модели серийно не выпускаются.

Результаты испытаний базовых моделей распространяются на их модификации.

Приемосдаточные испытания гидроцилиндров, изготавливаемых тем же предприятием, что и изделия, на которые устанавливаются гидроцилиндры, допускается проверять на этих изделиях. Объем испытаний следует определять для изделия в целом в соответствии со стандартами или техническими документами на конкретные изделия.

Результаты периодических испытаний следует оформлять по ГОСТ 22976.

Рекомендуемая ГОСТ’ом схема испытания ГЦ на прочность, функционирования на холостом ходу, наружную герметичность по неподвижным соединениям, внутреннюю утечку, давления страгивания и холостого хода имеет вид рис.8.


Рис. 8 Гидравлическая схема стенда для испытания ГЦ на прочность, функционирования на холостом ходу, наружную герметичность по неподвижным соединениям, внутреннюю утечку, давления страгивания и холостого хода.

1 - испытуемый гидроцилиндр; 2 - манометр; 3 - вентиль; 4 - мерная емкость; 5

- гидрораспределитель; 6 - фильтрующая установка; 7 - термометр; 8 - гидробак; 9 - насос; 10 - теплообменный аппарат; 11 - предохранительный гидроклапан; 12 – фильтр.

Рекомендуема ГОСТ’ом схема стенда для испытания гидроцилиндров на функционирование под нагрузкой, герметичность по штоку, толкающую и тянущую силу на штоке, скорость поршня (плунжера), общий и механический КПД, ресурс, наработку до отказа, имеет вид рис. 9.


Рис. 9 Схема стенда для испытания гидроцилиндров на функционирование под нагрузкой, герметичность по штоку, толкающую и тянущую силу на штоке, скорость поршня (плунжера), общий и механический КПД, ресурс, наработку до отказа.

1 - испытуемый гидроцилиндр; 2 - нагрузочный гидроцилиндр; 3 двухпозиционный гидрораспределитель с гидравлическим управлением; 4 - трехпозиционный гидрораспределитель с электромагнитным управлением; 5 - нагрузочный насос; 6 - насос привода; 7 - гидробак; 8 - предохранительный       гидроклапан; 9       - трехпозиционный гидрораспределитель с гидравлическим управлением; 10 - кран-демпфер; 11 - манометр; 12 - выключатель; 13 – динамометр.

Учитывая современное состояние и наличие контрольно-измерительной аппаратуры, рекомендуется все измеряемые параметры фиксировать с помощью программного обеспечения на базе « LabVIEW».

Для оснащения указанных выше схем испытательных стендов можно рекомендовать секционные распределители серии LDA-16, с соответствующей золотниковой картой. На рис. 10 представлена фотография этого распределителя.


Рис. 10 Одно золотниковый распределитель LDA/16/1, производства O.R.T.A.


Статью подготовил к.т.н. Артюшин Ю.В.

 
Назад в категорию
Отправить ссылку
Ссылка скопирована