Таблица размеров гидроцилиндров ISO 6020: диаметры поршня и штока

Основные размеры гидроцилиндров ISO 6020-2

Варианты креплений гидроцилиндров ISO 6020-2

Стандартные ходы поршня

Номинальные давления и температурные диапазоны

Соотношения диаметров штока к поршню

Оглавление статьи

Введение в стандарт ISO 6020-2

Стандарт ISO 6020-2 (издание 1991 года) определяет основные размеры и технические требования для гидравлических цилиндров двустороннего действия с односторонним штоком на номинальное давление 16 МПа (160 бар). Данный международный стандарт гармонизирован с европейским стандартом DIN 24554 и французским стандартом AFNOR NFE 48-016, что обеспечивает взаимозаменяемость компонентов различных производителей.

Гидроцилиндры, соответствующие ISO 6020-2, характеризуются компактной конструкцией с квадратными крышками, соединенными стяжными шпильками. Эта конструктивная особенность обеспечивает высокую технологичность изготовления, простоту обслуживания и ремонта, а также возможность быстрой замены уплотнительных элементов без полной разборки цилиндра.

Обзор стандарта и его применение

Стандарт ISO 6020-2 охватывает широкий спектр промышленных применений, от легких механизмов в станкостроении до тяжелого оборудования в металлургии и энергетике. Основные области применения включают прессовое оборудование, подъемно-транспортные механизмы, металлорежущие станки, гидротехнические сооружения и мобильную технику.

Ключевые преимущества стандарта заключаются в унификации размеров, что позволяет производителям оборудования использовать типовые решения и снижать затраты на проектирование. Стандартизация также обеспечивает совместимость компонентов разных производителей и упрощает процедуры сертификации продукции.

Технические требования стандарта

Стандарт устанавливает строгие требования к материалам, точности изготовления и качеству поверхностей. Корпуса цилиндров изготавливаются из высококачественных сталей типа 40Х, 30ХГСА или европейского аналога 40CrMo4. Штоки подвергаются хромированию с толщиной покрытия от 20 до 50 микрон, что обеспечивает высокую износостойкость и коррозионную стойкость.

Анализ размерных рядов

Размерные ряды гидроцилиндров ISO 6020-2 построены на основе предпочтительных чисел ряда R10, что обеспечивает рациональную градацию размеров и оптимальное покрытие диапазона технических требований. Диаметры поршней от 32 до 200 мм выбраны таким образом, чтобы каждый последующий размер обеспечивал увеличение площади поршня примерно в 1.25-1.6 раза.

Соотношения диаметров штока и поршня

Стандарт предусматривает два основных варианта диаметров штоков для каждого диаметра поршня. Основной диаметр штока выбирается из условия обеспечения оптимального соотношения рабочих площадей поршневой и штоковой полостей, которое составляет примерно 1.6:1. Дополнительный диаметр штока позволяет получить соотношение площадей близкое к 2:1, что важно для применений с различными скоростями прямого и обратного хода.

Стандартные ходы поршня

Ходы поршня стандартизированы в соответствии с рядом R10 и начинаются от 25 мм для небольших цилиндров. Максимальные ходы зависят от диаметра поршня и могут достигать 5000 мм для стандартного исполнения. При необходимости больших ходов возможно изготовление цилиндров с ходом до 15000 мм по специальному заказу, однако это требует дополнительных мер по обеспечению жесткости штока.

Системы крепления гидроцилиндров

Стандарт ISO 6020-2 предусматривает 12 различных вариантов крепления цилиндров, что обеспечивает гибкость в проектировании механизмов. Основные типы креплений можно разделить на несколько категорий: цапфовые (MT), проушинные (MS), фланцевые (MF), резьбовые (ME) и с подшипниками скольжения (MP).

Цапфовые крепления

Цапфовые крепления обеспечивают возможность поворота цилиндра относительно оси крепления, что необходимо в механизмах с изменяющейся геометрией. Передняя цапфа (MT1) устанавливается в крышке со стороны штока, задняя цапфа (MT2) - в задней крышке, а центральная цапфа (MT4) располагается по центру корпуса цилиндра и обеспечивает наиболее компактное размещение.

Фланцевые соединения

Фланцевые крепления (MF3, MF4) предназначены для стационарной установки цилиндров и обеспечивают высокую жесткость соединения. Квадратные фланцы стандартизированы по размерам и имеют четыре крепежных отверстия, расположенных по углам квадрата. Размеры фланцев выбираются в зависимости от диаметра поршня и обеспечивают достаточную прочность для передачи рабочих усилий.

Технические характеристики и давления

Номинальное рабочее давление 160 бар (16 МПа) выбрано как оптимальное для большинства промышленных применений, обеспечивающее высокую удельную мощность при приемлемых требованиях к прочности конструкции. Максимальное давление 250 бар допускается для кратковременной работы и аварийных режимов, что обеспечивает необходимый запас прочности.

Испытательные давления

Каждый цилиндр перед поставкой подвергается гидравлическим испытаниям при давлении 240 бар (1.5 × номинальное давление) в течение не менее 2 минут. Испытания проводятся при комнатной температуре с использованием промышленного масла вязкостью 46 мм²/с. Допустимая утечка через уплотнения штока не должна превышать 5 капель в минуту.

Температурные режимы работы

Стандартные уплотнения обеспечивают работу в диапазоне температур от -20°C до +80°C. Для работы при повышенных температурах до +150°C применяются специальные уплотнения из фторкаучука (FKM) или полиуретана с улучшенными температурными характеристиками. При низких температурах ниже -20°C требуется применение специальных низкотемпературных масел и уплотнений.

Практические расчеты и примеры

Выбор гидроцилиндра начинается с определения требуемого усилия на штоке и скорости перемещения. Зная эти параметры, можно рассчитать необходимый диаметр поршня и требуемый расход рабочей жидкости. При этом важно учитывать КПД цилиндра, который для современных конструкций составляет 0.95-0.98.

Расчет производительности

Скорость движения штока определяется расходом подаваемой жидкости и эффективной площадью поршня. При выдвижении штока эффективная площадь равна площади поршня, при втягивании - разности площадей поршня и штока. Это различие приводит к разным скоростям прямого и обратного хода при постоянном расходе насоса.

Пример комплексного расчета

Рассмотрим выбор цилиндра для пресса с усилием 50 кН при рабочем давлении 160 бар. Требуемая площадь поршня составляет 50000 Н / 16000000 Па = 31.25 см². По таблице размеров выбираем цилиндр с диаметром поршня 63 мм (площадь 31.17 см²), который обеспечивает усилие 49.9 кН, что соответствует требованиям с небольшим запасом.

Руководство по выбору и применению

При выборе гидроцилиндра ISO 6020-2 необходимо учитывать несколько ключевых факторов: требуемое усилие, скорость перемещения, ход штока, условия эксплуатации и способ крепления. Правильный выбор этих параметров обеспечивает оптимальную работу системы и максимальный срок службы оборудования.

Критерии выбора диаметра

Диаметр поршня выбирается исходя из требуемого усилия с учетом коэффициента запаса 1.1-1.3. Для применений с переменными нагрузками рекомендуется больший запас. При выборе диаметра штока следует учитывать не только гидравлические характеристики, но и механическую прочность на продольный изгиб, особенно для цилиндров с большими ходами.

Особенности эксплуатации

Гидроцилиндры ISO 6020-2 требуют качественной фильтрации рабочей жидкости с тонкостью не грубее 25 микрон. Регулярное обслуживание включает контроль утечек, проверку крепежных соединений и замену уплотнений согласно регламенту. Средний ресурс современных цилиндров составляет 2-5 миллионов циклов в зависимости от условий работы.

Часто задаваемые вопросы