Ce este un cilindru hidraulic?
Cilindrul hidraulic este un actuator hidraulic care convertește energia hidraulică în energie mecanică și face o mișcare liniară alternativă (sau mișcare de balansare). Este simplu ca structură și fiabil în funcționare. Când este utilizat pentru a obține o mișcare alternativă, dispozitivul de decelerare poate fi eliminat și nu există nicio decalaj de transmisie, iar mișcarea este lină, deci este utilizat pe scară largă în diferite sisteme hidraulice mecanice. Forța de ieșire a cilindrului hidraulic este proporțională cu aria efectivă a pistonului și diferența de presiune dintre cele două părți;
Structura cilindrului hidraulic
Cilindrul hidraulic este de obicei compus dintr-un capac din spate, cilindru, tija piston, ansamblu piston, capac frontal și alte părți principale; Pentru a preveni scurgerile de ulei în afara cilindrului hidraulic sau din camera de înaltă presiune către camera de joasă presiune, este aranjat un dispozitiv de etanșare între cilindru și capacul de capăt, piston și tija pistonului, piston și cilindru, tija pistonului și capacul frontal, iar în afara capacului frontal este aranjat un dispozitiv antipraf; Pentru a preveni lovirea pistonului de chiulasa atunci cand revine rapid la finalul cursei, capatul cilindrului hidraulic este prevazut si cu un dispozitiv tampon; Uneori este necesar un dispozitiv de evacuare.
Ansamblu bloc cilindric
Cavitatea de etanșare formată de ansamblul cilindrului și ansamblul pistonului este supusă presiunii uleiului, astfel încât ansamblul cilindrului ar trebui să aibă suficientă rezistență, precizie ridicată a suprafeței și etanșare fiabilă.
(1) Conexiune tip flanșă, structură simplă, procesare ușoară, conexiune fiabilă, dar capătul cilindrului trebuie să aibă o grosime suficientă a peretelui pentru a instala șuruburi sau șuruburi, este o formă de conectare utilizată în mod obișnuit.
(2) Conexiune cu jumătate de inel, împărțită în două forme de conectare de conexiune de jumătate de inel exterioară și conexiune de jumătate de inel interioară. Procesul de conectare cu inel este bun, fiabil și compact ca structură, dar slăbește rezistența cilindrului. Aplicarea unei conexiuni inelare este foarte comună și este adesea folosită la conectarea unui cilindru de țeavă de oțel fără sudură și a capacului de capăt.
(3) conexiune filetată, există două tipuri de conexiune cu filet extern și conexiune cu filet intern, care se caracterizează prin dimensiuni mici, greutate ușoară și structură compactă, dar structura capătului cilindrului este complexă; această formă de conectare este utilizată în general pentru ocazii care necesită dimensiuni mici și greutate redusă.
(4) Conexiunea tirantului are o structură simplă, un proces bun și o versatilitate puternică, dar volumul și greutatea capacului de capăt sunt mai mari, iar tirantul va fi întins mai mult după ce a fost tensionat, afectând efectul. Potrivit numai pentru cilindri hidraulici de presiune medie și joasă cu lungime mică.
(5) Conexiune sudată, rezistență ridicată, fabricație simplă, dar ușor de provocat deformarea cilindrului în timpul sudării.
Forma de bază de acțiune a cilindrului hidraulic:
Acțiune dublă standard: deplasare a puterii în ambele direcții și utilizat în majoritatea aplicațiilor:
Cilindru cu acțiune simplă-: atunci când este necesară împingerea într-o singură direcție, poate fi utilizat un cilindru cu efect simplu-;
Cilindru dublu: Când este necesară o deplasare egală pe ambele părți ale pistonului, sau când o sarcină este atașată la fiecare capăt, când este avantajos din punct de vedere mecanic, capătul suplimentar poate fi folosit pentru a instala came pentru acționarea comutatoarelor de cursă etc.
Cilindru simplu-retur cu arc: de obicei limitat la cilindri foarte mici, cu cursă scurtă, utilizați pentru a prinde și a prinde. Lungimea necesară pentru a găzdui arcul de întoarcere le face deranjante atunci când sunt necesare călătorii lungi;
Cilindru de tip piston cu acțiune simplă: o singură cameră de curgere, acest tip de cilindru este de obicei instalat vertical, sarcina resetează retragerea cilindrului, sunt numite și „cilindre de deplasare” și sunt practice pentru călătorii lungi;
Cilindru telescopic cu mai multe trepte: până la 4 manșoane, mai scurte decât cilindrul standard. Există acțiune simplă sau dublă acțiune, sunt mai scumpe decât cilindrul standard, folosit de obicei pentru spațiul de instalare este mic, dar necesită o ocazie de cursă mai mare.
Cilindru tandem: Un picior de cilindru tandem este format din doi cilindri montați coaxial, pistoanele celor doi cilindri sunt legate printr-o tijă comună, iar etanșarea tijei este dispusă în fața celor doi cilindri, astfel încât fiecare cilindru să poată funcționa dubla atunci când lățimea sau înălțimea de montare este limitată. Cilindrul tandem poate crește puterea;
Cilindru dublu: Un cilindru dublu este compus din doi cilindri montați coaxial. Cele două pistoane nu sunt conectate. O etanșare a tijei este aranjată între cei doi cilindri, astfel încât fiecare cilindru să poată funcționa dubla, iar cei doi cilindri pot fi montați pe tija pistonului (după cum se arată) sau spate-la-spate. De obicei, folosit pentru a furniza trei poziții de lucru.
Principiul de funcționare al cilindrului hidraulic
Principiul de funcționare și analiza structurii unui set complet de cilindri hidraulici (demonstrație de animație)
Principiul transmisiei hidraulice - cu uleiul ca mediu de lucru, mișcarea este transmisă prin modificarea volumului de etanșare, iar puterea este transmisă prin presiunea din interiorul uleiului.
1. Partea de putere transformă energia mecanică a motorului principal în energia de presiune a uleiului (energie hidraulică). De exemplu: pompa hidraulica.
2..Partea executivă - pompa hidraulică introduce energia presiunii uleiului în energie mecanică pentru a antrena mecanismul de lucru. De exemplu: cilindru hidraulic, motor hidraulic.
3. Piesa de control - folosită pentru a controla și regla presiunea uleiului, debitul și direcția debitului. De exemplu: supapă de control al presiunii, supapă de control al debitului și supapă de control al direcției.
4. Partea auxiliară - primele trei părți sunt conectate pentru a forma un sistem, care joacă rolul de stocare a uleiului, filtrare, măsurare și etanșare. Exemplele includ țevi și îmbinări, rezervoare de combustibil, filtre, acumulatori, etanșări și instrumente de control.
Presiunea aplicată în orice punct pe un anumit volum de lichid poate fi transmisă în mod egal în toate direcțiile. Aceasta înseamnă că atunci când sunt utilizați mai mulți cilindri hidraulici, fiecare cilindru va trage sau împinge cu propria sa viteză, iar aceste viteze depind de presiunea necesară pentru a deplasa sarcina.
În cazul aceleiași capacități portante a cilindrului hidraulic, cilindrul hidraulic care poartă cea mai mică sarcină se va deplasa primul, iar cilindrul hidraulic care poartă cea mai mare sarcină se va deplasa ultimul.
Pentru a sincroniza mișcarea cilindrului hidraulic, astfel încât sarcina să fie ridicată la aceeași viteză în orice punct, este necesar să folosiți o supapă de control sau un element de sistem de cric sincron în sistem.
Clasificarea cilindrilor hidraulici
Pentru a satisface diferitele utilizări ale diferitelor motoare principale, există multe tipuri de cilindri hidraulici.
În funcție de direcția de alimentare cu ulei, acesta poate fi împărțit în cilindru cu acțiune simplă și cilindru cu acțiune dublă. Cilindrul cu simplu-acțiune introduce numai ulei de-înaltă presiune pe o parte a cilindrului și se bazează pe alte forțe externe pentru a inversa pistonul. Cilindrul cu dublă acțiune alimentează ulei sub presiune pe ambele părți ale cilindrului. Mișcarea înainte și înapoi a pistonului se realizează prin presiune hidraulică.
În funcție de structură, acesta poate fi împărțit în cilindru cu piston, cilindru cu piston, cilindru pivotant și cilindru cu manșon telescopic. În funcție de forma tijei pistonului, acesta poate fi împărțit în cilindru cu tijă cu un singur piston și cilindru cu tijă dublu.
În funcție de scopul special al cilindrului, acesta poate fi împărțit în cilindru de serie, cilindru de rapel, cilindru de viteză, cilindru treptat și așa mai departe.
Acest tip de cilindru nu este un simplu cilindru, ci o combinație de alți cilindri și componente, așa că din punct de vedere structural, acest tip de cilindru este numit și cilindru combinat.
1. Cilindru hidraulic diferenţial
Principiul diferențial al cilindrului hidraulic este că ambele capete sunt conectate la conducta de alimentare cu ulei în același timp; un capăt este conectat deoarece zona tijei pistonului este mai mică decât celălalt capăt. Principiul diferențial este utilizat pentru a obține mișcarea.
Când două cavități ale unui cilindru piston cu o singură tijă sunt introduse în uleiul sub presiune în același timp, deoarece aria efectivă a cavității fără tijă este mai mare decât aria efectivă a cavității fără tijă, forța pistonului spre dreapta este mai mare decât forța stângă. Prin urmare, pistonul se deplasează spre dreapta și tija pistonului se extinde în afară. În același timp, uleiul cu cavitatea tijei este extrudat astfel încât să curgă în cavitatea fără tijă, accelerând astfel viteza de extindere a tijei pistonului. Această metodă de conectare a cilindrului hidraulic cu o singură tijă a pistonului se numește conexiune diferențială. În conexiunea diferențială, aria efectivă a cilindrului hidraulic este aria secțiunii transversale-a tijei pistonului, iar viteza mesei este mai mare decât cea a cavității fără tijă, în timp ce forța de ieșire este redusă.
Principiul de funcționare și analiza structurii unui set complet de cilindri hidraulici (demonstrație de animație)
Conexiunea diferențială este o modalitate eficientă de a obține o mișcare rapidă fără a crește capacitatea și puterea pompei hidraulice.
2. Cilindru hidraulic cu o singură pârghie
Un cilindru hidraulic cu o singură tijă de piston are o tijă de piston la un singur capăt. Este un cilindru hidraulic cu un singur piston. Porturile de admisie și de evacuare a uleiului A și B de la ambele capete pot trece uleiul sub presiune sau pot returna uleiul pentru a obține o mișcare în două-sensuri, deci este numit și cilindru cu dublă acțiune. Când este utilizat pentru a obține o mișcare alternativă, dispozitivul de decelerare poate fi eliminat și nu există nicio decalaj de transmisie, iar mișcarea este lină, deci este utilizat pe scară largă în diferite sisteme hidraulice mecanice.
Caracteristici:
(1) Intrare ulei fără cavitate tijă, retur ulei cu cavitate tijă.
(2) Intrare ulei cu cavitate tijă, retur ulei fără cavitate tijă.
(3) Conexiune diferențială - cavitățile din stânga și din dreapta sunt conectate și uleiul sub presiune este trecut.
Comparație cu trei cilindri cu o tijă, așa cum se arată în figura de mai jos:
Principiul de funcționare și analiza structurii unui set complet de cilindri hidraulici (demonstrație de animație)
3. Cilindru piston cu o tija
Pistonul cilindrului cu piston cu o singură tijă are doar un capăt cu tija pistonului, deoarece aria efectivă a cavităților din stânga și din dreapta a cilindrului cu piston cu o singură tijă este diferită, deci se caracterizează prin: când presiunea fluidului și debitul Q sunt neschimbate, alternând în cele două cavități ale cilindrului, forța de ieșire F a cilindrului pistonului nu este egală în direcția stângă și în dreapta, viteza inversă nu este egală în portul stâng și în dreapta. același, iar cu cât diametrul tijei pistonului este mai mare, cu atât diferența este mai mare. Cu toate acestea, atunci când blocul cilindrilor este fixat și tija pistonului este fixată, intervalul de mișcare al bancului de lucru corespunzător este același.
Principiul de funcționare și analiza structurii unui set complet de cilindri hidraulici (demonstrație de animație)
4. Cilindru piston cu tija dubla
Diametrele tijei la ambele capete ale cilindrului pistonului cu dublă tijă sunt de obicei egale, astfel încât aria efectivă a pistonului la ambele capete este, de asemenea, egală. Când cele două camere ale cilindrului introduc alternativ același debit și presiune de fluid, forța maximă și viteza de mișcare generate pe piston sunt, de asemenea, egale. Cu toate acestea, atunci când blocul cilindrilor este fixat și tija pistonului este fixată, domeniul de mișcare al bancului de lucru corespunzător este diferit
Structura cilindrului cu piston cu tijă dublă este similară cu cea a cilindrului hidraulic cu tijă dublă, iar simbolul grafic este același.
Cilindru hidraulic cu tijă dublă este un cilindru hidraulic cu tijă de piston pe ambele părți ale pistonului, care este în general antrenat de presiunea hidraulică în două-căi și poate realiza o mișcare alternativă cu viteză constantă.
Caracteristici:
(1) Intrare ulei fără cavitate tijă, retur ulei cu cavitate tijă.
(2) Intrare ulei cu cavitate tijă, retur ulei fără cavitate tijă.
(3) Conexiune diferențială - cavitățile din stânga și din dreapta sunt conectate și uleiul sub presiune este trecut.
Principiul de funcționare și analiza structurii unui set complet de cilindri hidraulici (demonstrație de animație)
5. Cilindru de rapel de gaz-lichid
Butelia de rapel cu gaz-lichid este cunoscută și sub denumirea de butelie cu gaz-lichid, denumită în general butelie cu gaz. Uleiul hidraulic și aerul comprimat sunt strict izolate, tija pistonului din cilindru contactează piesele de lucru și pornește automat, viteza de acțiune este rapidă și este mai stabilă decât transmisia pneumatică, dispozitivul bloc-cilindri este simplu, reglarea ieșirii este ușoară, în aceleași condiții se poate obține forța mare a presei hidraulice, consum redus de energie, aterizare moale nu dăunează mucegaiului. Ușor de instalat și cilindrul special de rapel poate fi instalat la orice unghi de 360 de grade, ocupă un spațiu mic, provoacă mai puține probleme fără creșterea temperaturii, durată de viață lungă, este zgomot-scăzut și are alte caracteristici de bază. Cilindrul de rapel poate atinge forța mare a cilindrului hidraulic utilizând presiunea generală a aerului și nu este necesară nicio unitate hidraulică. Cilindrii de amplificare pot fi, în general, împărțiți în: cilindri de amplificare a pre-presiunii, cilindri de amplificare a presiunii directe, cilindri de amplificare cu cursă reglabilă, cilindri de amplificare cu tragere de retur crescută, cilindri de amplificare paraleli compacti, mini cilindri de amplificator, cilindri de amplificare rapidă și butelii de amplificare de ulei și gaz.
Frecvența de lucru a cilindrului de rapel, în funcție de diferite curse și diametre ale cilindrului, este în general de 10 ~ 70 de ori/min.
Mod de acționare: viteza de funcționare cu acțiune dublă-: 50~1000mm/s Interval de ieșire: 1~100 tone Domeniu de aplicare: mărci de ștanțare, profile de îndoire, ștanțare, ștanțare a oțelului, sudare la atingere a profilului, turnare prin extrudare, aplatizare și îndreptare, nituire și forjare, finisare table, nituire și îmbinare etanșă, nituire și îmbinare.
6. Cilindru hidraulic telescopic
Cilindrul hidraulic telescopic este un cilindru hidraulic cu o tijă de piston telescopică în mai multe trepte care poate obține o cursă de lucru mai lungă, iar cilindrul hidraulic telescopic este cunoscut și sub numele de cilindru hidraulic cu mai multe trepte. Cilindrul hidraulic telescopic este compus din doi sau mai mulți cilindri hidraulici cu piston, iar tija pistonului primului cilindru al pistonului este cilindrul celui de-al doilea cilindru al pistonului.
Când uleiul sub presiune intră din cavitatea fără tijă, cilindrul cu cea mai mare suprafață efectivă a pistonului începe să se extindă, iar când linia ajunge la capăt, cilindrul cu cea mai mare suprafață efectivă a pistonului începe să se extindă. Ordinea de extindere a sistemului hidraulic telescopic este extinsă de la mare la mic, ceea ce poate obține o cursă lungă de lucru. Cu cât aria efectivă a cilindrului supraîntins este mai mică, cu atât viteza de extindere este mai mare. Prin urmare, viteza de extindere este lentă și rapidă, iar forța hidraulică corespunzătoare scade de la mare la mic; Această lege de schimbare a forței și vitezei este potrivită pentru cerințele diferitelor mașini automate de încărcare și descărcare pentru tracțiune și viteză. Ordinea retragerii este în general de la mic la mare, iar lungimea axială a retragerii este scurtă, spațiul este mic și structura este compactă. Este adesea folosit în sistemul hidraulic al mașinilor de construcții și al altor mașini de mers pe jos, cum ar fi macarale, basculante etc.
7. Cilindru piston
Cilindrul piston este o formă structurală a cilindrului hidraulic.
Un singur cilindru cu piston poate realiza doar o singură direcție de mișcare, iar inversul depinde de forța externă, așa cum se arată în Figura A de mai jos. Cu doi cilindri cu piston combinați, așa cum se arată în figura b, mișcarea alternativă poate fi realizată și cu ulei presurizat. Când cilindrul pistonului se mișcă, acesta este ghidat de manșonul de ghidare de pe chiulasa, astfel încât peretele interior al cilindrului nu trebuie să fie finisat. Este potrivit în special pentru călătorii mai lungi. În plus, cilindrul piston este împărțit într-un cilindru cu piston radial și un cilindru cu piston axial.
