Što je hidraulički cilindar?
Hidraulički cilindar je hidraulički aktuator koji pretvara hidrauličku energiju u mehaničku energiju i vrši linearno klipno gibanje (ili njihanje). Jednostavan je u strukturi i pouzdan u radu. Kada se koristi za postizanje recipročnog kretanja, uređaj za usporavanje može se eliminirati i nema razmaka u prijenosu, a kretanje je glatko, pa se naširoko koristi u raznim mehaničkim hidrauličkim sustavima. Izlazna sila hidrauličkog cilindra proporcionalna je efektivnoj površini klipa i razlici tlaka između dviju strana;
Struktura hidrauličkog cilindra
Hidraulički cilindar obično se sastoji od stražnjeg poklopca, cilindra, klipnjače, sklopa klipa, prednjeg poklopca i drugih glavnih dijelova; Kako bi se spriječilo curenje ulja izvan hidrauličkog cilindra ili iz visokotlačne komore u niskotlačnu komoru, uređaj za brtvljenje postavljen je između cilindra i krajnjeg poklopca, klipa i klipnjače, klipa i cilindra, klipnjače i prednjeg krajnjeg poklopca, a uređaj za zaštitu od prašine također je postavljen izvan prednjeg krajnjeg poklopca; Kako bi se spriječilo da klip udari u glavu cilindra kada se brzo vrati na kraj takta, kraj hidrauličkog cilindra također je opremljen odbojnim uređajem; Ponekad je potreban ispušni uređaj.
Sklop bloka cilindra
Brtvena šupljina koju čine sklop cilindra i sklop klipa izložena je tlaku ulja, tako da sklop cilindra treba imati dovoljnu čvrstoću, visoku točnost površine i pouzdano brtvljenje.
(1) Spoj tipa prirubnice, jednostavna struktura, jednostavna obrada, pouzdana veza, ali kraj cilindra mora imati dovoljnu debljinu stijenke za ugradnju vijaka ili vijaka, to je oblik spoja koji se često koristi.
(2) Veza poluprstena, podijeljena u dva oblika veze: vanjska veza poluprstena i unutarnja veza poluprstena. Postupak spajanja prstena je dobar, pouzdan i kompaktan u strukturi, ali slabi čvrstoću cilindra. Primjena prstenastog spoja vrlo je česta, a često se koristi u spoju cilindra bešavne čelične cijevi i završne kapice.
(3) navojni spoj, postoje dvije vrste vanjskih navojnih priključaka i unutarnjih navojnih priključaka, koje karakterizira mala veličina, mala težina i kompaktna struktura, ali struktura kraja cilindra je složena; ovaj se oblik spajanja općenito koristi u prilikama koje zahtijevaju malu veličinu i malu težinu.
(4) Spoj spone ima jednostavnu strukturu, dobar proces i veliku svestranost, ali volumen i težina završnog poklopca su veći, a spona će biti istegnuta duže nakon što je opterećena, što utječe na učinak. Prikladno samo za srednje i niskotlačne hidrauličke cilindre male duljine.
(5) Zavareni spoj, visoka čvrstoća, jednostavna proizvodnja, ali lako izazvati deformaciju cilindra tijekom zavarivanja.
Osnovni oblik djelovanja hidrauličkog cilindra:
Standardno dvostruko djelovanje: kretanje snage u oba smjera i koristi se u većini aplikacija:
Cilindar s jednostrukim-radom: kada je potisak potreban samo u jednom smjeru, može se koristiti-cilindar s jednostrukim djelovanjem;
Dvostruki cilindar: kada je potreban jednaki pomak na obje strane klipa, ili kada je opterećenje pričvršćeno na svaki kraj, kada je to mehanički povoljno, dodatni kraj se može koristiti za ugradnju ekscentra za upravljanje hodnim prekidačima, itd.
Jednostruki-radni cilindar s povratnom oprugom: obično ograničen na vrlo male cilindre s kratkim hodom koji se koriste za držanje i stezanje. Duljina potrebna za smještaj povratne opruge čini ih smetnjom kada su potrebna duga putovanja;
Cilindar s jednostrukim djelovanjem tipa klipa: samo jedna protočna komora, ovaj tip cilindra obično se ugrađuje okomito, opterećenje poništava uvlačenje cilindra, također se nazivaju "cilindar istiskivanja" i praktični su za duga putovanja;
Višestupanjski teleskopski cilindar: do 4 rukavca, kraći od standardnog cilindra. Postoje jednostruko djelovanje ili dvostruko djelovanje, oni su skuplji od standardnog cilindra, obično se koristi za ugradnju prostora je mali, ali zahtijeva veću priliku moždanog udara.
Tandem cilindar: Podnožje tandem cilindra sastoji se od dva koaksijalno postavljena cilindra, klipovi dvaju cilindara povezani su zajedničkom klipnjačom, a brtva klipa postavljena je ispred dva cilindra tako da svaki cilindar može imati dvostruku funkciju kada je širina ili visina ugradnje ograničena. Tandem cilindar može povećati učinak;
Dvostruki cilindar: Dvostruki cilindar se sastoji od dva koaksijalno postavljena cilindra. Dva klipa nisu spojena. Brtva klipnjače postavljena je između dva cilindra tako da svaki cilindar može imati dvostruku funkciju, a dva cilindra se mogu montirati na klipnjaču (kao što je prikazano) ili leđa-na-leđa. Obično se koristi za rad u tri položaja.
Princip rada hidrauličkog cilindra
Princip rada i analiza strukture kompletnog seta hidrauličkih cilindara (Demonstracija animacije)
Princip hidrauličkog prijenosa - s uljem kao radnim medijem, kretanje se prenosi kroz promjenu volumena brtve, a snaga se prenosi kroz tlak unutar ulja.
1. Pogonski dio pretvara mehaničku energiju primarnog motora u energiju tlaka ulja (hidrauličku energiju). Na primjer: hidraulička pumpa.
2..Izvršni dio - hidraulička pumpa pretvara energiju tlaka ulja u mehaničku energiju za pogon radnog mehanizma. Na primjer: hidraulički cilindar, hidraulički motor.
3. Kontrolni dio - koji se koristi za kontrolu i podešavanje tlaka ulja, protoka i smjera protoka. Na primjer: ventil za regulaciju tlaka, ventil za regulaciju protoka i ventil za regulaciju smjera.
4. Pomoćni dio - prva tri dijela povezana su u sustav koji ima ulogu skladištenja ulja, filtracije, mjerenja i brtvljenja. Primjeri uključuju cijevi i spojeve, spremnike goriva, filtre, akumulatore, brtve i kontrolne instrumente.
Tlak koji se primjenjuje u bilo kojoj točki na danom volumenu tekućine može se prenositi jednako u svim smjerovima. To znači da kada se koristi više hidrauličkih cilindara, svaki će cilindar vući ili gurati vlastitom brzinom, a te brzine ovise o tlaku potrebnom za pomicanje tereta.
U slučaju iste nosivosti hidrauličkog cilindra prvi će se gibati hidraulički cilindar s najmanjim opterećenjem, a posljednji hidraulički cilindar s najvećim opterećenjem.
Kako bi se sinkroniziralo kretanje hidrauličkog cilindra tako da se teret podiže jednakom brzinom u bilo kojoj točki, u sustavu je potrebno koristiti regulacijski ventil ili element sinkronog podiznog sustava.
Klasifikacija hidrauličkih cilindara
Kako bi se zadovoljile različite namjene različitih glavnih motora, postoje mnoge vrste hidrauličkih cilindara.
Prema smjeru dovoda ulja, može se podijeliti na cilindre s jednostrukim djelovanjem i cilindre s dvostrukim djelovanjem. Jednostruki-radni cilindar dovodi visokot-ulje samo na jednu stranu cilindra i oslanja se na druge vanjske sile za okretanje klipa. Cilindar s dvostrukim djelovanjem dovodi ulje pod pritiskom na obje strane cilindra. Kretanje klipa naprijed i nazad ostvaruje se hidrauličkim pritiskom.
Prema strukturi, može se podijeliti na klipni cilindar, klipni cilindar, okretni cilindar i teleskopski cilindar s rukavcem. Prema obliku klipnjače, može se podijeliti na jednostruki cilindar klipnjače i dvostruki cilindar klipnjače.
Prema posebnoj namjeni cilindra, može se podijeliti na serijski cilindar, booster cilindar, brzinski cilindar, koračni cilindar i tako dalje.
Ovaj tip cilindra nije jednostavan cilindar, već kombinacija drugih cilindara i komponenti, pa se s konstrukcijskog gledišta ovaj tip cilindra naziva i kombinirani cilindar.
1. Hidraulički cilindar diferencijala
Diferencijalni princip hidrauličkog cilindra je da su oba kraja spojena na cjevovod za dovod ulja u isto vrijeme; jedan kraj je spojen jer je površina klipnjače manja od drugog kraja. Diferencijalni princip se koristi za postizanje kretanja.
Kada se dvije šupljine klipnog cilindra s jednom šipkom istovremeno dovode u tlačno ulje, budući da je efektivna površina šupljine bez klipnjače veća od efektivne površine šupljine bez klipnjače, sila klipa udesno je veća od sile ulijevo. Stoga se klip pomiče udesno i klipnjača se izvlači. U isto vrijeme, ulje sa šupljinom klipnjače se istiskuje tako da teče u šupljinu bez klipnjače, čime se ubrzava brzina izvlačenja klipnjače. Ovaj način spajanja hidrauličkog cilindra s jednom klipnjačom naziva se diferencijalni spoj. U diferencijalnoj vezi, efektivna površina hidrauličkog cilindra je površina poprečnog-presjeka klipnjače, a brzina stola je veća od brzine šupljine bez klipnjače, dok je izlazna sila smanjena.
Princip rada i analiza strukture kompletnog seta hidrauličkih cilindara (Demonstracija animacije)
Diferencijalna veza je učinkovit način za postizanje brzog kretanja bez povećanja kapaciteta i snage hidrauličke pumpe.
2. Hidraulički cilindar s jednom polugom
Hidraulički cilindar s jednom klipnjačom ima klipnjaču samo na jednom kraju. To je hidraulički cilindar s jednim klipom. Ulazni i izlazni otvori za ulje A i B na oba kraja mogu propuštati ulje pod tlakom ili vraćati ulje kako bi se postiglo dvosmjerno-kretanje, pa se također naziva dvosmjernim cilindrom. Kada se koristi za postizanje recipročnog kretanja, uređaj za usporavanje može se eliminirati i nema razmaka u prijenosu, a kretanje je glatko, pa se naširoko koristi u raznim mehaničkim hidrauličkim sustavima.
Značajke:
(1) Ulaz ulja bez šupljine šipke, povrat ulja sa šupljinom šipke.
(2) Ulaz za ulje sa šupljinom za šipku, povrat ulja bez šupljine za šipku.
(3) Diferencijalni spoj - lijeva i desna šupljina su spojene, a ulje pod pritiskom prolazi.
Usporedba cilindra s jednom šipkom tri, kao što je prikazano na donjoj slici:
Princip rada i analiza strukture kompletnog seta hidrauličkih cilindara (Demonstracija animacije)
3. Jednorodni klipni cilindar
Klip klipnog cilindra s jednom šipkom ima samo jedan kraj s klipnjačom, jer je djelotvorna površina lijeve i desne šupljine klipnog cilindra s jednom šipkom različita, pa ga karakterizira: kada su tlak tekućine i protok Q nepromijenjeni i izmjenjuju se u dvije šupljine cilindra, izlazni potisak F klipnog cilindra u lijevom i desnom smjeru nije jednak, otvor klipne brzine je nije isto, a razlika je veća što je promjer klipnjače veći. Međutim, kada je blok cilindra fiksiran i klipnjača je fiksirana, opseg gibanja njihovog odgovarajućeg radnog stola je isti.
Princip rada i analiza strukture kompletnog seta hidrauličkih cilindara (Demonstracija animacije)
4. Cilindar klipa s dvostrukom šipkom
Promjeri šipki na oba kraja klipnog cilindra s dvostrukom šipkom obično su jednaki, tako da je efektivna površina klipa na oba kraja također jednaka. Kada dvije komore cilindra naizmjenično unose isti protok i tlak tekućine, maksimalni potisak i brzina gibanja generirani na klipu također su jednaki. Međutim, kada je blok cilindra fiksiran i klipnjača je fiksirana, raspon gibanja njihovog odgovarajućeg radnog stola je drugačiji
Struktura klipnog cilindra s dvostrukom šipkom slična je strukturi hidrauličkog cilindra s dvostrukom šipkom, a grafički simbol je isti.
Dvostruki hidraulički cilindar je hidraulički cilindar s klipnjačom na obje strane klipa, koji se općenito pokreće dvo-smjernim hidrauličkim pritiskom i može postići klipno kretanje konstantne brzine.
Značajke:
(1) Ulaz ulja bez šupljine klipa, povrat ulja sa šupljinom klipa.
(2) Ulaz ulja sa šupljinom za šipku, povrat ulja bez šupljine za šipku.
(3) Diferencijalni spoj - lijeva i desna šupljina su spojene, a ulje pod pritiskom prolazi.
Princip rada i analiza strukture kompletnog seta hidrauličkih cilindara (Demonstracija animacije)
5. Plinski-tekućinski boca za povišenje tlaka
Plinska-tekućina boca za povišenje tlaka poznata je i kao plinska-tekućinska boca za povišenje tlaka, općenito se naziva boca za povišenje tlaka. Hidraulično ulje i komprimirani zrak su strogo izolirani, klipnjača u cilindru kontaktira radne dijelove i pokreće se automatski, brzina djelovanja je velika i stabilniji je od pneumatskog prijenosa, uređaj bloka cilindra je jednostavan, podešavanje izlaza je jednostavno, pod istim uvjetima može se postići velika sila hidrauličke preše, niska potrošnja energije, meko slijetanje ne oštećuje kalup. Jednostavan za ugradnju, a posebna boca za povišenje tlaka može se ugraditi pod bilo kojim kutom od 360 stupnjeva, zauzima mali prostor, uzrokuje manje problema bez porasta temperature, dug je život, niska je-buka i ima druge osnovne karakteristike. Cilindar za povišenje tlaka može postići veliku snagu hidrauličkog cilindra korištenjem općeg tlaka zraka i nije potrebna nikakva hidraulička jedinica. Cilindri za povišenje tlaka općenito se mogu podijeliti na: pred{8}}cilindre za povišenje tlaka, cilindre za izravno povišenje tlaka, cilindre za povišenje tlaka s podesivim hodom, cilindre za povećanje tlaka s povećanim povratom, kompaktne paralelne cilindre za povišenje tlaka, mini cilindre za povišenje tlaka, cilindre za brzo povišenje tlaka i izolacijski pojačivač ulja i plina cilindri.
Radna frekvencija cilindra za povišenje tlaka, prema različitim hodovima i promjerima cilindra, općenito je 10~70 puta/min.
Način rada: radna brzina s dvostrukim- djelovanjem: 50~1000mm/s Raspon izlaza: 1~100 tona Raspon primjene: Oznake za utiskivanje, savijanje profila, probijanje, probijanje čelika, dodirno zavarivanje profila, ekstruzijsko oblikovanje, ravnanje i ravnanje, zakivanje i kovanje, završna obrada lima, čvrsta montaža, zakivanje i spajanje, metalno utiskivanje.
6. Teleskopski hidraulički cilindar
Teleskopski hidraulički cilindar je hidraulički cilindar s višestupanjskom teleskopskom klipnjačom koja može dobiti duži radni hod, a teleskopski hidraulički cilindar poznat je i kao višestupanjski hidraulički cilindar. Teleskopski hidraulički cilindar sastoji se od dva ili više klipnih hidrauličkih cilindara, a klipnjača prvog klipnog cilindra je cilindar drugog klipnog cilindra.
Kada tlačno ulje uđe iz šupljine bez poluge, počinje se izvlačiti cilindar s najvećom učinkovitom površinom klipa, a kada vod dođe do kraja, počinje se izvlačiti cilindar s drugom najvećom učinkovitom površinom klipa. Redoslijed izvlačenja teleskopske hidraulike se proširuje od velikog do malog, čime se može postići dug radni hod. Što je manja efektivna površina prenapregnutog cilindra, to je veća brzina istezanja. Stoga je brzina istezanja spora i brza, a odgovarajući hidraulički potisak smanjuje se s velikog na mali; Ovaj zakon promjene potiska i brzine prikladan je za zahtjeve različitih strojeva za automatski utovar i istovar za potisak i brzinu. Redoslijed uvlačenja općenito je od malog prema velikom, a aksijalna duljina uvlačenja je kratka, prostor je mali, a struktura je kompaktna. Često se koristi u hidrauličkom sustavu građevinskih strojeva i drugih hodajućih strojeva, kao što su dizalice, kiper vozila itd.
7. Klipni cilindar
Klipni cilindar je konstrukcijski oblik hidrauličkog cilindra.
Cilindar s jednim klipom može postići samo jedan smjer kretanja, a obrnuti smjer ovisi o vanjskoj sili, kao što je prikazano na slici A u nastavku. S dva spojena klipna cilindra, kao što je prikazano na slici b, klipno gibanje se također može postići s uljem pod tlakom. Kad se klipni cilindar pomiče, vodi ga čahura za vođenje na glavi cilindra, tako da unutarnju stijenku cilindra nije potrebno dovršavati. Posebno je pogodan za duža putovanja. Osim toga, cilindar klipa je podijeljen na radijalni cilindar klipa i aksijalni cilindar klipa.
