Шток и поршень — пара, которая превращает давление масла в усилие. Их ресурс определяют три вещи: твёрдость основы под хромом, чистота поверхности под манжетой и прямолинейность. Ошибка в любой из них — и цилиндр потечёт через месяц, каким бы дорогим ни был ремкомплект.
- Штоки Ø20–200 мм, длиной до 2 000 мм, с закалкой ТВЧ и твёрдым хромом 20–50 мкм.
- Поршни Ø40–400 мм с канавками под манжеты, направляющие кольца и грязесъёмники.
- Плунжеры и штоки насосов высокого давления, крейцкопфы, контрштоки.
- Восстановление: правка, наплавка, шлифовка, перехромирование до номинала.
- Ремонт гидроцилиндра в сборе: расточка и хонингование гильзы, сборка, опрессовка.
Шток, поршень, плунжер — что чем работает
Поршень сидит внутри гильзы и делит её на две полости. На него давит масло, он двигается и тянет за собой шток.
Шток выходит наружу через крышку и передаёт усилие на механизм. Он не уплотняет полость — его уплотняет манжета в крышке. Именно поэтому шток работает в самых тяжёлых условиях из всех деталей цилиндра: он постоянно выходит в грязь, воду и абразив, а потом затягивает всё это обратно под манжету.
Плунжер — шток без поршня. Давление действует прямо на его торец, а уплотнение неподвижно стоит в корпусе. Так устроены плунжерные насосы высокого давления и телескопические подъёмники. Требования к плунжеру жёстче: он и шток, и поршень одновременно.
Что делаем
| Деталь | Где стоит | Типовые размеры |
|---|---|---|
| Шток гидроцилиндра | Спецтехника, прессы, станки, подъёмники | Ø20–200, L до 2 000 |
| Шток пневмоцилиндра | Автоматика, линии, оснастка | Ø10–60 |
| Контршток | Цилиндры двустороннего штока, прессы | по чертежу |
| Поршень гидроцилиндра | С канавками под манжеты и кольца | Ø40–400 |
| Плунжер насоса ВД | Плунжерные насосы, буровые, моечные | Ø15–80, шлифовка h6 |
| Шпилька плунжера | Насосы высокого давления | по образцу |
| Крейцкопф и ползун | Компрессоры, насосы, прессы | по чертежу |
| Гильза цилиндра | Новая или ремонт существующей | Ø40–400, L до 2 000 |
| Проушины, вилки, наконечники штока | Приварные и резьбовые | по чертежу |
Работаем и по чертежу, и по образцу: привозят разобранный цилиндр — снимаем размеры, замеряем твёрдость и толщину покрытия, подбираем материал.
Штоки гидроцилиндров
Самая частая позиция и самая частая ошибка при ремонте. Правильный шток — это четыре параметра вместе, по отдельности они не работают:
- Основа под покрытием — закалка ТВЧ до 50–55 HRC на глубину 2–4 мм. Хром толщиной в человеческий волос сам нагрузку не несёт, он опирается на металл под собой.
- Покрытие — твёрдый хром 20–50 мкм, твёрдость 900–1 100 HV. Меньше 20 мкм — сотрётся, больше 60 мкм — пойдёт сеткой трещин.
- Шероховатость под манжетой Ra 0,1–0,2 после полировки.
- Прямолинейность 0,1–0,2 мм на метр длины. Кривой шток режет манжету с одной стороны и разбивает направляющую втулку крышки.
Плюс мелочи, которые определяют, соберётся ли цилиндр: резьбовой конец под гайку поршня, шейка под уплотнение, канавка под стопорное кольцо, лыски под ключ, приварная или резьбовая проушина, отверстие под палец. Пальцы к проушинам делаем сами — изготовление осей и пальцев.
Хромирование и другие покрытия
| Покрытие | Толщина | Твёрдость | Где применяем |
|---|---|---|---|
| Твёрдый хром | 20–50 мкм | 900–1 100 HV | Стандарт для гидроцилиндров спецтехники |
| Хром по никелю | 30–60 мкм | 900–1 100 HV | Влажная и морская среда, коммунальная техника |
| Азотирование 38Х2МЮА | 0,3–0,5 мм | до 1 100 HV | Плунжеры, штоки без гальваники |
| Напыление карбида вольфрама | 0,1–0,3 мм | 1 100–1 300 HV | Абразив, горное и буровое оборудование |
| Нержавеющая сталь без покрытия | — | до 50 HRC | Пищевое, химия, где хром недопустим |
Поршни гидроцилиндров и уплотнения
Поршень проще штока, но у него своя логика. Он не должен касаться гильзы металлом: между ними стоят направляющие кольца, а герметичность держат манжеты.
- Канавки под манжеты — размеры строго по каталогу уплотнения, которое реально будет стоять. Канавка «примерно как была» — вторая по частоте причина течи после плохого штока.
- Канавки под направляющие кольца — капролон, полиамид, наполненный фторопласт, бронза.
- Зазор поршень — гильза 0,2–0,5 мм в зависимости от диаметра: металл поршня гильзу касаться не должен.
- Посадка на шток — резьба с законтриванием или гайка со стопором, торец поршня перпендикулярен оси штока.
- Материал — сталь 45, 40Х, для тихоходных и крупных — чугун.
Направляющие кольца и втулки крышек точим из капролона, бронзы и фторопласта — см. изготовление и ремонт втулок.
Плунжеры и штоки насосов высокого давления
Отдельный класс: буровые и грязевые насосы, плунжерные насосы моечных установок, дозирующие насосы, гидроприводы прессов. Давления 100–700 бар, абразив в перекачиваемой среде, уплотнение неподвижно и трётся об одну и ту же дорожку.
- Стали 40ХН2МА, 38Х2МЮА, 30ХГСА, нержавеющие 20Х13 и 40Х13.
- Упрочнение — азотирование или хром, для абразивных сред — напыление карбида вольфрама.
- Шлифовка в h6, полировка до Ra 0,1.
- Шпильки и штоки плунжеров — с накатанной резьбой, см. нестандартный крепёж по чертежу.
- Крейцкопфы, ползуны, пальцы крейцкопфа — комплектом с плунжером, чтобы выдержать соосность.
Часто такие детали давно не поставляются, и восстановление — единственный вариант. Делаем по образцу, даже сильно изношенному.
Материалы и термообработка
| Сталь | Обработка | Твёрдость | Применение |
|---|---|---|---|
| Сталь 45 | ТВЧ + хром | 50–55 HRC | Штоки общего назначения, спецтехника |
| 40Х | Улучшение + ТВЧ + хром | 52–56 HRC | Нагруженные штоки, прессы |
| 40ХН2МА | Улучшение + ТВЧ | 50–55 HRC | Крупные штоки, высокое давление |
| 38Х2МЮА | Азотирование | до 1 100 HV | Плунжеры, штоки без гальваники |
| 30ХГСА | Закалка + отпуск | 36–42 HRC | Ударные нагрузки, проушины |
| 20Х13, 30Х13, 40Х13 | Закалка | до 50 HRC | Коррозия, пищевое, химия |
| Чугун СЧ, ВЧ | — | — | Поршни крупных тихоходных цилиндров |
Термообработка — на собственном участке с контролем твёрдости, см. термообработка металла.
Точность, шероховатость, прямолинейность
| Параметр | Значение | Что будет при нарушении |
|---|---|---|
| Шток под манжету, Ra | 0,1–0,2 | Грубее — манжета срежется; глаже — работа всухую |
| Диаметр штока | f7, f8 | Течь или закусывание в крышке |
| Прямолинейность | 0,1–0,2 мм / м | Односторонний износ манжеты и втулки |
| Овальность штока | до 0,01 мм | Пульсирующая течь по обороту |
| Гильза внутри, Ra | 0,2–0,4 | Износ манжет поршня |
| Диаметр гильзы | H8, H9 | Перекос поршня, задиры |
| Плунжер | h6, Ra 0,1 | Пропуск давления, износ уплотнения |
| Торец поршня к оси штока | 0,02–0,05 мм | Перекос поршня в гильзе |
Диаметры выводим шлифовкой в центрах, длинные штоки — с люнетом: шлифовка металла.
Ремонт штока: правка, наплавка, перехромирование
- Мелкие задиры и локальный сход хрома — снятие старого покрытия, шлифовка, новый хром в номинал.
- Глубокие выбоины — наплавка проблемной зоны, шлифовка, хром.
- Прогиб — правка на прессе с контролем индикатором, затем обязательная перепроверка после шлифовки.
- Разбитая проушина — расточка и втулка либо новая приварная проушина.
- Сорванная резьба под гайку поршня — восстановление на номинал.
- Не ремонтируем: трещины на рабочей длине, коррозионные каверны на всю глубину хрома по всей длине, прогиб выше предельного для правки — в этих случаях делаем новый шток.
Те же приёмы по обычным валам — ремонт и восстановление валов.
Гильза: расточка и хонингование
Вторая половина ремонта цилиндра. Если гильза овальная или задранная, новый шток и свежий ремкомплект проживут недолго.
- Расточка под ремонтный размер с последующим подбором поршня.
- Хонингование — финишная операция, даёт Ra 0,2–0,4 и перекрёстную сетку рисок, которая удерживает масляную плёнку.
- Гильзование — установка новой гильзы в корпус, когда стенка позволяет.
- Новая труба — из холоднодеформированной трубы под гидроцилиндры, готовой к хонингованию.
- Ремонт крышки — расточка посадочных под уплотнения и направляющую втулку, восстановление резьбы.
После сборки цилиндр опрессовываем и проверяем на утечки по штоку и по поршню.
Что нужно для заказа
- Чертёж либо сам шток, поршень или цилиндр в сборе — размеры снимем сами.
- Рабочее давление и среда — от них зависят материал и покрытие.
- Марка техники или насоса, если известна.
- Уплотнения, которые планируете ставить, или разрешение подобрать их нам — под них считаются канавки.
- Количество — от 1 штуки.
Сроки и стоимость
| Работа | Цена от | Срок |
|---|---|---|
| Шток Ø25–60, L до 1 000, сталь 45, ТВЧ + хром | 4 500 ₽ | 3–5 дней |
| Шток Ø60–120, L до 2 000 | 9 000 ₽ | 5–7 дней |
| Шток из нержавеющей стали | по расчёту | 5–7 дней |
| Перехромирование штока (шлифовка + хром + полировка) | 3 500 ₽ | 3–5 дней |
| Наплавка + шлифовка + хром до номинала | 6 000 ₽ | 4–6 дней |
| Правка штока | 1 500 ₽ | 1 день |
| Поршень Ø50–150 с канавками | 3 000 ₽ | 2–3 дня |
| Поршень Ø150–300 | 7 000 ₽ | 3–5 дней |
| Расточка и хонингование гильзы Ø до 200 | 4 000 ₽ | 2–4 дня |
| Плунжер шлифованный Ø до 60 | 4 000 ₽ | 3–5 дней |
| Проушина, вилка, резьбовой наконечник | 1 200 ₽ | 1–2 дня |
| Ремонт гидроцилиндра в сборе | 12 000 ₽ | после дефектовки |
Цены ориентировочные, окончательные — после замеров. Отвечаем в течение двух часов. Производство — Москва, Казань, Набережные Челны, приём и отправка по России.
Вопросы и ответы
Течёт цилиндр или задрало шток?
Привезите шток, поршень или цилиндр в сборе — обмерим, скажем, что восстанавливается, а что под замену, и назовём цену за два часа. Хромирование, правка, хонингование гильзы, сборка с опрессовкой.
