Производство гидроцилиндров: оборудование и технология

В настоящее время гидроцилиндры широко применяются в различных машиностроительных отраслях:

• в конструкциях грузовых автомобилей;
• в конструкциях грузоподъемного оборудования;
• в конструкциях строительно-дорожных машин;
• в конструкциях коммунальных машин;
• в прессовом оборудовании;
• в станкостроении.

В зависимости от характера рабочего цикла, скоростей и усилий, которые должны развивать исполнительные механизмы строительно-дорожных, коммунальных и других самоходных машин, а также для прочего оборудования применяют гидроцилиндры различных типов.

При этом важными критериями при выборе гидроцилиндров являются коэффициент полезного действия (КПД) и надежность (количество наработок на отказ). Большой КПД гидроцилиндра достигается в том числе и высокой степенью обработки рабочей (внутренней) поверхности корпуса гидроцилиндра, качеством сварки деталей корпусных и других деталей.

Технология и оборудование для производства гидроцилиндров

В качестве заготовок для изготовления корпусов гидроцилиндров используются высококачественные прецизионные хонингованные (полированные по внутренней поверхности) трубы. Это позволяет снизить затраты времени на обработку корпусов и повысить качество обработки поверхности.

Основная задача при изготовлении деталей гидроцилиндров – обеспечение высокой точности и чистоты обработки поверхностей. Для этого используется современное металлообрабатывающее оборудование с высокой степенью автоматизации.

Для изготовления каждой отдельной детали используется группа станков, на которых выполнятся необходимые технологические операции. Пример использования различного металлообрабатывающего оборудования для изготовления различных узлов и деталей гидроцилиндров приведен в таблице.

Предпочтительнее использовать металлообрабатывающие станки с максимальной автоматизацией, так как это позволяет постоянно соблюдать заданные параметры процессов высокоточной обработки деталей, сократить количество брака и увеличить производительность технологических процессов. К таким станкам относятся токарные станки-автоматы, вертикальные фрезерные автоматы, токарные станки с числовым программным управлением (ЧПУ).

К обработке внутренней цилиндрической поверхности корпуса предъявляются определенные технические требования. По международному стандарту ISO овальность должна соответствовать квалитету Н7, а шероховатость 0,4 мкм. Эти параметры обеспечивают отличное скольжение динамических уплотнений поршня по металлической поверхности корпуса. 

Выполнение цилиндра, например, по квалитету Н12 с шероховатостью 2-3 мкм может негативно повлиять на эффективность привода, т.е. его КПД. Для соблюдения таких требований (по квалитету и шероховатости) используют хонинговальные (раскатные) станки.

Использование хонинговального станка для обработки внутренней поверхности корпусов (гильз) позволяет получить следующие преимущества:

• качественное шлифование;
• простая обработка для всех материалов,
• геометрическая точность отверстия < 0,5 мкм Ra;
• минимальное количество отходов обработки.

Процесс обработки деталей на хонинговальном станке заключается в совмещении различных типов движения хонинговальной головки с закрепленными на ней алмазными брусками с орошением обрабатываемой поверхности смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ).

Изготовление гидроцилиндров сводится к обработке деталей с последующей сборкой. Производство выполняется в такой последовательности:

1. Раскрой штоков и труб с помощью ленточно-отрезного станка;
2. Изготовление деталей гидроцилиндров;
3. Сварочное соединение гильзы с бобышками и дном;

Соединение деталей корпуса между собой выполняется на специализированных автоматических сварочных станках. При производстве гидроцилиндров требуется выполнение высококачественных сварных швов под различные виды неразрушающего контроля: рентген, ультразвуковая диагностика (УЗД), магнитно-порошковая диагностика (МПД) и цветная дефектоскопия (ЦД).

При этом необходимо соблюдать технологию и режимы сварки, сквозное проплавление и обеспечение равномерного заполнения сечения сварного шва без концентраторов напряжения. Современное автоматическое сварочное оборудование обеспечивает минимальные тепловложения в сварное соединение, и, как следствие, минимизируется зона термического влияния (ЗТВ).

4. Изготовление проушин;
5. Обработка штока на токарном станке;
6. Сборка компонентов.

Перед сборкой гильзы, штоки, крышки и поршни очищаются в моечной машине. Уплотнения прикрепляются на отдельных участках с помощью монтажных инструментов. Герметичность и термостойкость гидроцилиндров с поршневым штоком усиливается уплотнительными кольцами или клеями.