Направляющая штока поршня гидроцилиндра: материалы, покрытия и выбор

A шток поршня гидроцилиндра выглядит как простой кусок стали, и именно поэтому его игнорируют, пока что-то не пойдет не так. На практике стержень — это деталь, которая выдерживает любую нагрузку, поглощает все боковые силы и принимает на себя всю тяжесть пыли, влаги и соли в рабочей среде. Когда цилиндр начинает течь маслом, смещаться под нагрузкой или забивать уплотнения, история обычно начинается с поверхности штока.

С 2008 года мы производим поршневые штоки для водного хозяйства, металлургии, строительной техники, судового и портового оборудования, нефтяных месторождений, горнодобывающей промышленности, сваебойных установок и экскаваторов. Мы склонны смотреть на эту деталь изнутри: из чего она сделана, как она обработана и как она должна быть предназначена для выполняемой работы.

Что делает шток поршня в гидравлическом цилиндре

В цилиндре двойного действия шток поршня — единственная часть движущегося узла, которую когда-либо видит внешний мир. Он ввинчивается в машину или приваривается к ней, скользит через уплотнение штока и направляющую втулку при каждом ходе и передает усилие поршня на все, что машина толкает, поднимает или удерживает.

Эта работа порождает два требования, тянущих в противоположных направлениях. Поверхность должна быть достаточно твердой и гладкой, чтобы противостоять царапинам и позволять уплотнению скользить, не прорезая в нем канавки. Сердечник должен оставаться достаточно прочным, чтобы выдерживать изгибающие нагрузки и случайные удары без разрушения. Полностью закаленный стержень будет прекрасно сопротивляться износу, а затем треснет, когда кто-то впервые нагрузит его сбоку; мягкий стержень будет изящно гнуться в течение многих лет и изнашивать уплотнения за сезон. Рабочим компромиссом является прочная сердцевина с твердым, хорошо связанным поверхностным слоем, поэтому отделка имеет такое же большое значение, как и основной материал.

Сплошной или полый стержень: соответствие корпуса требованиям

Сплошной шток является выбором по умолчанию для большинства гидравлических цилиндров, и на это есть веские причины. Его легко обрабатывать, он обеспечивает высокую жесткость для своего диаметра, а стоимость за метр легко оправдать. Наш ассортимент разделен на версию с гладкой отделкой для общих производственных работ и версию с прецизионной отделкой, где допуск на диаметр, прямолинейность и шероховатость поверхности должны находиться внутри более узкой ленты, своего рода стержня, который входит в цилиндр с плотно прилегающей направляющей втулкой или осью с сервоуправлением.

Твердый поршневой шток из легированной стали с прецизионной отделкой Цельный стержень с прецизионной отделкой для плотно прилегающих направляющих втулок или сервоосей, варианты из легированной стали, точность F5–F9, диаметры Φ20–Φ500 и дополнительное твердое хромирование. Просмотреть продукт →

Полый стержень решает другую проблему. На длинноходовых цилиндрах или цилиндрах большого диаметра вес цельного стержня сам по себе становится нагрузкой: он увеличивает инерцию, которую приходится перемещать машине, а на горизонтальной оси увеличивает изгибающий момент на направляющей. Полый шток поршня сохраняет внешний диаметр неизменным при удалении материала из центра, поэтому жесткость падает гораздо меньше, чем вес. В некоторых конструкциях отверстие одновременно служит масляным каналом, поэтому используется полая масляная труба, где гидравлический контур должен проходить через шток, а не вокруг него. Полый стержень не является универсальным усовершенствованием, поскольку его изготовление обходится дороже, а отверстие должно быть правильно герметизировано, но там, где вес и упаковка являются обязательными ограничениями, зачастую это единственный разумный ответ.

Кованые, цельносварные и разъемно-сварные стержни в сборе

Некоторым клиентам вообще не нужен голый бар. Им нужна сборка, то есть корпус штока уже соединен с концевым фитингом, а иногда и с самим поршнем. Есть три распространенных способа его создания. Кованый цельный стержень высаживается или проковывается на конце, поэтому головка и хвостовик становятся единым непрерывным куском металла без сварных швов и соединений, что делает его самым прочным вариантом стержней, которые не должны разрушаться при ударе. Цельный сварочный стержень имеет отдельно обработанные концы, приваренные к корпусу с полным проваром насквозь сечение. В разъемном сварочном стержне используется разделенная конструкция, соединенная сваркой, которую легче обрабатывать и подвергать термической обработке, когда корпус длинный или геометрия неудобна.

Кованые цельные поршневые штоки гидравлического цилиндра в сборе Кованые цельные поршневые штоки без сварных швов и соединений для эксплуатации в тяжелых условиях с высокими ударными нагрузками; легированная сталь, диаметр Φ20–Φ500, точность F5–F9, опционально твердый хром. Просмотреть продукт →

Выбор зависит от направления нагрузки, соотношения длины и диаметра стержня и объема проверок, которые готов провести заказчик. Кованые стержни обычно используются в тяжелых и ударных положениях; Сварные сборки хорошо подходят для средних нагрузок и форм, где контроль затрат важнее максимальной прочности. Ни один из трех не лучше абстрактно, лучше только для конкретной работы.

Обработка поверхности: выбор покрытия, соответствующего окружающей среде

Поверхностный слой выполняет три функции одновременно: повышает твердость, снижает трение о уплотнение и удерживает кислород и воду от проникновения кислорода и воды в стальную основу. Выбор процесса на самом деле является вопросом окружающей среды, в которой будет жить стержень. Стержень на прессе в помещении в сухой мастерской и стержень на свайной установке, работающей под дождем и песком, не нуждаются в одинаковой отделке, и платить за неправильный вариант - это деньги, потраченные не в том месте. Наш Варианты покрытия штока поршня охватывают пути от простого твердого хромирования через композитные слои к термическим и диффузионным процессам, а таблица ниже представляет собой краткую версию того, когда каждый из них обычно зарабатывает себе на жизнь.

Поршневой шток с твердым хромированием для гидравлических компонентов Поршневой шток с твердым хромированием обеспечивает стойкость к износу, истиранию, усталости и коррозии, с контролируемой толщиной покрытия для герметизации, посадки, восстановления размеров и требовательного гидравлического обслуживания. Просмотреть продукт →

Стоит повторить один момент: толще не означает автоматически лучше. Слишком толстые слои хрома могут расколоться при изгибе, а покрытие, выбранное только из-за его твердости, может не справиться с атмосферой, насыщенной солью. На практике отделка, толщина слоя и основной материал должны определяться совместно.

Как определить шток поршня гидравлического цилиндра

Когда кто-то присылает нам чертеж или просто эскиз с размерами, те же шесть переменных обычно решают, будет ли стержень работать правильно.

1. Диаметр и допуск. Это следует из диаметра отверстия и нагрузки, но поле допуска тоже имеет значение: слишком слабо прилегает к направляющей втулке и шток дребезжит, слишком туго и может заклинить при нагреве.
2. Базовый материал. Углеродистая сталь охватывает большинство применений, а также марки сплавов, где прочность или вязкость требуют большего. Марка определяет термическую обработку, поэтому ее необходимо отрегулировать перед нанесением покрытия.
3. Прямолинейность. Погнутый шток неравномерно изнашивает уплотнение и передает боковую нагрузку на поршень. Для длинных стержней цифру следует указывать за метр, а не за всю длину.
4. Шероховатость поверхности и толщина покрытия. Гладче не всегда значит лучше, поскольку для работы уплотнения необходима очень тонкая масляная пленка. Толщина покрытия должна соответствовать коррозионной среде, а не увеличиваться по привычке.
5. Конечная геометрия. Резьба, выступы, проушины и лыски под ключ являются источниками напряжений, поэтому им необходимы радиусы и такая же защита от коррозии, как и остальной части стержня.
6. Требования к проверке. Заранее согласовав, какие измерения и записи будут предоставлены, можно избежать споров при доставке.

Распространенные виды отказов и о чем они говорят

Шток поршня редко выходит из строя без предупреждения. Обычно сначала он дает месяцы видимых сигналов.

• Задиры и царапины. Уплотнение или направляющая перетаскивают что-то твердое по стержню. Прежде чем обвинять шток, проверьте масло и уплотнение.
• Ямки и пятна ржавчины. Покрытие слишком тонкое, пористое или просто процесс неподходящий для данного участка. Чаще всего это проявляется в прибрежных и прибрежных районах.
• Изгиб. Это может произойти из-за перегрузки, плохой центровки цилиндров или удара о концевой упор. Если изгиб происходит в середине хода, обратите внимание на неравномерный износ направляющей.
• Отслаивание покрытия. Обычно плохая очистка предварительной пластины или слабая адгезия. Он начинается с края и быстро распространяется.
• Раннее нарушение герметичности. Поверхность стержня слишком шероховатая, имеет некруглую форму или имеет заусенцы, разрезающие кромку уплотнения.

Проверки качества и доставки, о которых стоит спросить

Котировки штока поршня редко отличает только цена; вопрос в том, может ли поставщик объяснить, как контролируется качество. Такие сертификаты, как ISO 9001 и ISO 14001, входной контроль материалов и толщина покрытия, измеренная, а не на глаз, — все это имеет значение.

Также стоит попросить письменное описание последовательности отделки. Наш собственный взгляд на прецизионная обработка штока поршня заключается в том, что шлифовка и полировка, а не гальваника, делают стержень точным. Также стоит понимать емкость, размеры гальванической ванны и ритм поставки, особенно если стержень длиннее обычного или чертеж придется регулярно заказывать снова.

При поставке фабрику, которая выполняет работу как единый поток от необработанного прутка до окончательной обработки поверхности, обычно легче отследить. Именно по этой причине наши собственные заводы занимают площадь более 25 000 квадратных метров, а системы качества и защиты окружающей среды работают с 2011 года.

Если здесь есть один вывод, то это то, что шток поршня гидроцилиндра - это не товар, который можно купить по метрам и забыть. Подберите основной материал, прямолинейность, обработку поверхности и толщину слоя, соответствующие условиям эксплуатации, и обычный стержень будет без проблем работать годами. Сделайте любой из них неправильно, и он может выйти из строя в течение нескольких месяцев. Если вы выбираете стержень для новой машины или работаете с партией, которая постоянно возвращается, мы будем рады рассмотреть вместе с вами варианты и сохранить их практичными.