Поршень гидроцилиндра – своеобразная опора для давления со стороны рабочей жидкости в приводе. Торцовой поверхностью поршень воспринимает нагрузку, цилиндрическая служит для размещения уплотнений и направляющих элементов.
Конструкция
Поршень может быть как цельной деталью, так и сборочной единицей. Это напрямую зависит от метода установки уплотнений. Крупногабаритные сложные уплотнения, которые держат высокие давления и скорости скольжения, невозможно поместить в канавку, растянув вручную или инструментом. Приходится делить поршень на составные части, соединяя их с помощью винтов, по резьбе, по прессовой посадке или затягивать совместно с установкой штока.
Заготовки и материалы
Для изготовления поршней применяют стали марок 45 и 40Х с объемной закалкой до твердости 320..360 НВ. Если наружная цилиндрическая поверхность напрямую контактирует с гильзой гидроцилиндра, то поршень наплавляют бронзой (БрОФ7-02, БрАЖ9-4) или латунью, а также выполняют целиком из антифрикционного чугуна. Некоторые зарубежные производители озвучивают изготовление поршней из стали марки 9SMn28, что приблизительно соответствует отечественной 15Г.
В качестве заготовок используется круглый прокат, штамповка или отливка. Последний вариант актуален только для чугуна и в случаях, когда требуется существенно сэкономить расход материала, поскольку зачастую стальное литье скрывает массу дефектов, и уже в процессе эксплуатации под воздействием давления могут вскрыться раковины и трещины.
Требования
ГОСТ 6540-68 определяет ряд нормальных значений для диаметров поршня – от 10 до 800 мм (в исключительных случаях до 900 мм). На практике гидроцилиндры с полостью свыше 300 мм встречаются крайне редко.
Рабочая контактная поверхность поршня выполняется с полем допуска f7, а в случае установки направляющих колец – на 0,5 мм меньше диаметра полости. Биение цилиндра относительно отверстия под установку штока должно быть не более 0,03 мм, тогда как точность самого отверстия ограничивается полем допуска H8. Канавки под установку уплотнений и направляющих колец выполняют по h9.
Шероховатость поверхности контакта – не выше Ra 0,8 мкм, что требует применения полировки или иных доводочных операций. Торцы поршня обрабатывают вплоть до Ra 2,5 мкм, канавки – Ra 1,25 мкм.
Процесс обработки
В процессе производства поршень обтачивается, отверстие под установку штока сверлится и развертывается. После закалки деталь шлифуется до требуемой точности и полируется. Острые края должны быть скруглены или сбиты фасками – задиры и заусенцы на элементах гидроаппаратуры не допускаются, поскольку могут повредить уплотнения при сборке.
