مشکلات پسوند سیلندر هیدرولیک: علل، راه حل ها

الف سیلندر هیدرولیک  یک محرک هیدرولیکی است که انرژی هیدرولیک را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند، معمولاً برای انجام حرکت رفت و برگشتی (یا نوسانی) خطی. سیلندرهای هیدرولیک با ساختار ساده و عملکرد قابل اعتماد، به طور گسترده در سیستم های هیدرولیک مختلف در صنایع ماشین آلات استفاده می شوند. هنگامی که برای حرکت رفت و برگشتی استفاده می شود، نیاز به گیربکس کاهشی را از بین می برد، از واکنش برگشتی انتقال جلوگیری می کند و حرکت نرم را تضمین می کند.

نیروی خروجی یک سیلندر هیدرولیک متناسب با مساحت موثر پیستون و اختلاف فشار در هر دو طرف است. یک سیلندر هیدرولیک استاندارد در درجه اول از یک لوله سیلندر، سر سیلندر، پیستون، میله پیستون، عناصر آب بندی و به صورت اختیاری، دستگاه های بالشتک و اگزوز – بسته به کاربرد، تشکیل شده است. همه اجزای دیگر ضروری هستند.

I. طبقه بندی سیلندرهای هیدرولیک

سیلندرهای هیدرولیک در اشکال مختلف ساختاری وجود دارند و بر اساس معیارهای مختلفی دسته بندی می شوند:

بر اساس نوع حرکت :

سیلندرهای هیدرولیک رفت و برگشتی خطی

نوسانی دوار هیدرولیک سیلندرهای

با اثر فشار هیدرولیک :

تک اثره هیدرولیک سیلندرهای

دو کاره هیدرولیک سیلندرهای

بر اساس ساختار :

نوع پیستونی سیلندرهای هیدرولیک

نوع پیستونی  سیلندرهای هیدرولیک

تلسکوپی (چند مرحله ای). سیلندرهای هیدرولیک

از نوع Rack-and-pinion سیلندرهای هیدرولیک

بر اساس سبک نصب :

پایه میله بند

مانت کلاویس

پایه پا

پایه Trunnion

بر اساس درجه بندی فشار :

16 مگاپاسکال

25 مگاپاسکال

31.5 مگاپاسکال

1. سیلندر هیدرولیک نوع پیستونی

یک  سیلندر پیستونی تک میله ای  هیدرولیک  فقط در یک سر آن میله پیستونی دارد. همانطور که در نمودار نشان داده شده است، هر دو پورت A و B را می توان به روغن تحت فشار یا روغن برگشتی متصل کرد تا حرکت دو طرفه را فعال کند، که آن را به عنوان یک  سیلندر دو طرفه تعریف می کند..

حرکت پیستون در یک جهت توسط فشار هیدرولیک نیرو می گیرد، در حالی که حرکت برگشت ممکن است به نیروی خارجی نیاز داشته باشد. با این حال، سیلندرهای پیستونی معمولاً نسبت به انواع دیگر، ضربات طولانی‌تری را می‌دهند. از نظر ساختاری می توانند تک میله ای یا دو میله ای باشند. بر اساس اعمال فشار، آنها می توانند تک اثره یا دو اثره باشند:

• سیلندر تک اثر : روغن تحت فشار فقط روی یک محفظه عمل می کند و حرکت برگشت به نیروی خارجی (به عنوان مثال فنر، گرانش یا بار خارجی) بستگی دارد.

• سیلندر دو طرفه : هر دو محفظه با روغن تحت فشار متناوب می‌شوند تا حرکت دو طرفه پیستون را تقویت کنند.

  
  

در  سیلندر پیستون تک میله ای دو اثره ، تنها یک طرف پیستون مجهز به میله پیستون است. این منجر به ایجاد مناطق مؤثر نابرابر در دو اتاق می شود. بنابراین:

• با جریان یکسان روغن عرضه شده، سرعت پیستون در هر جهت متفاوت است.

• برای نیروی بار یکسان، فشار مورد نیاز بسته به محفظه مورد استفاده متفاوت است.

این عدم تقارن باید در طراحی سیستم های هیدرولیک، مانند وسایل نقلیه بهداشتی، لحاظ شود.

2. سیلندر هیدرولیک نوع پیستون

• سیلندر  پیستون یک  هیدرولیک سیلندر  است  تک اثره  . فقط با استفاده از فشار هیدرولیک حرکت را در یک جهت انجام می دهد. حرکت برگشت به نیروهای خارجی یا وزن خود پیستون متکی است.

• پیستون توسط آستین سیلندر پشتیبانی می شود اما مستقیماً با آن تماس نمی گیرد و این امر ماشینکاری آستین را آسان می کند. از این رو، برای ایده آل است سیلندرهای طولانی مدت .

• پیستون در حین کار تحت فشار مداوم باقی می ماند و باید  استحکام بالایی داشته باشد.

• به دلیل وزن زیاد،  نصب افقی ممکن است باعث افتادگی شود و منجر به  سایش ناهموار  در مهر و موم و راهنما شود.  استفاده عمودی توصیه می شود.

3. سیلندر هیدرولیک تلسکوپی

سیلندرهای تلسکوپی  هیدرولیک  از دو یا چند مرحله پیستونی تشکیل شده است. در طول امتداد، پیستون ها به طور متوالی از  بزرگ ترین به کوچک ترین گسترش می یابند . در طول عقب نشینی (بدون بار)، دنباله به طور کلی  از کوچکترین به بزرگترین است . این نوع سیلندر  ضربات طولانی را به دست می آورد  با حفظ  طول جمع شده کوتاه ، و از نظر طراحی فشرده می شود. سیلندرهای تلسکوپی که معمولاً در  ماشین‌آلات ساختمانی و کشاورزی استفاده می‌شوند ، بسته به مرحله پیستون در حرکت، سرعت و نیروی متغیری دارند.

4. سیلندر هیدرولیک نوسانی

نوسانی انرژی هیدرولیک را به  هیدرولیک سیلندرهای  حرکت چرخشی رفت و برگشتی تبدیل می کنند و گشتاور خروجی را فراهم می کنند. انواع عبارتند از:

• تک پره

• دو پره

• مارپیچ نوسانی

در انواع پره ای، استاتور به بدنه سیلندر ثابت می شود در حالی که پره به روتور متصل می شود. بسته به جهت جریان روغن، پره روتور را به سمت نوسان سوق می دهد.  سیلندرهای نوسانی حلزونی  (که امروزه معمولاً دو مارپیچ هستند) حرکت خطی پیستون را  حرکت خطی و چرخشی تبدیل می کنند. با استفاده از دو مجموعه چرخ دنده مارپیچ به ترکیبی از

II. اصل کار سیلندرهای هیدرولیک

به عنوان محرک در سیستم های انتقال هیدرولیک، سیلندرهای هیدرولیک  مبدل انرژی هستند که انرژی هیدرولیک را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. بر خلاف موتورهای هیدرولیک که  حرکت چرخشی مداوم را ارائه می دهند ، سیلندرهای هیدرولیک برای  حرکت رفت و برگشتی طراحی شده اند..

سیلندرهای هیدرولیک به سه نوع ساختاری اصلی طبقه بندی می شوند:

• سیلندرهای پیستونی

• سیلندرهای پیستون

• سیلندرهای نوسانی

• انواع پیستون و پیستون  نیرو و حرکت خطی را ارائه می دهند.

• سیلندرهای نوسانی  سرعت و گشتاور زاویه ای تولید می کنند.

سیلندرهای هیدرولیک را می توان به طور مستقل یا ترکیب با سایر محرک ها و سیستم های مکانیکی برای انجام عملکردهای خاص استفاده کرد. آنها  طراحی ساده  و  عملکرد قابل اعتماد  ، آنها را در ماشین ابزار و ماشین آلات دیگری که نیاز به تحریک هیدرولیکی کارآمد دارند ضروری می کند.

III. چرا می توانید به این راهنما اعتماد کنید

Dongguan Blince Mechanical & Electrical Co., Ltd. ، تاسیس شده در سال 2004، ارائه دهنده پیشرو راه حل های کامل هیدرولیک است. ما به عنوان شریک هیدرولیک یک مرحله ای شما، در طراحی، ساخت و توزیع طیف گسترده ای از قطعات هیدرولیک، از جمله:

• موتورهای هیدرولیک

• پمپ ها

• واحدهای کنترل فرمان

• شیرهای کنترل جهت

• شیرهای فشار و جریان

• سیستم های هیدرولیک سفارشی

ماموریت ما ارائه راه حل های هیدرولیک کارآمد، قابل اعتماد و مقرون به صرفه برای کاربردهای ساختمانی، کشاورزی، صنعتی و دریایی است. با سالها تخصص و نوآوری،  Blince  یک نام قابل اعتماد در صنعت هیدرولیک جهانی است.

IV. تاثیر امتداد و جمع شدن نامناسب سیلندر

ماشین آلات ساختمانی :
در ماشین آلات ساختمانی، سیلندرهای هیدرولیک تلسکوپی به طور گسترده ای استفاده می شود. به عنوان مثال، در بیل‌های مکانیکی، استوانه‌های تلسکوپی طول و عمق بازو را تنظیم می‌کنند تا اپراتورها بتوانند وظایف حفاری را در محیط‌های پیچیده انجام دهند. تیغه های بولدوزر و بوم های جرثقیل نیز برای امتداد و جمع شدن دقیق به سیلندرهای تلسکوپی متکی هستند.

تجهیزات اتوماسیون :
در سیستم‌های اتوماسیون، سیلندرهای هیدرولیک تلسکوپی برای تنظیم ارتفاع یا موقعیت دستگاه - به‌ویژه در سکوهای بالابر و بازوهای روباتیک - استفاده می‌شود که امکان حرکت عمودی دقیق و بهبود کارایی عملیاتی را فراهم می‌کند. به عنوان مثال، سکوهای بالابر در بخش لجستیک معمولاً به سیلندرهای تلسکوپی برای تنظیم ارتفاع در هنگام جابجایی مواد متکی هستند.

ماشین آلات کشاورزی :
​​سیلندرهای هیدرولیک تلسکوپی اغلب در تجهیزات کشاورزی مانند دروگرها و بذرها برای تنظیم ارتفاع و زاویه بازوهای کار استفاده می شود و امکان انجام عملیات دقیق متناسب با نیازهای کشاورزی مختلف را فراهم می کند.

ساخت و ساز و تجهیزات تخصصی :
در جرثقیل های برجی، بالابرهای ساختمانی و سکوهای کاری هوایی، سیلندرهای تلسکوپی برای تنظیم طول بوم و ارتفاع سکو ضروری هستند. در عملیات در ارتفاع بالا، آنها قدرت قوی و کنترل دقیق را ارائه می دهند.

V. علل متداول عدم تمدید یا عقب نشینی مناسب

1. مسائل فشار سیستم و عدم تعادل نیرو

بیشتر سیلندرهای هیدرولیک  دو کاره هستند که یک سمت میله و یک طرف بدون میله دارند. گسترش زمانی اتفاق می افتد که روغن به داخل محفظه بدون میله و خارج از سمت میله جریان می یابد. عقب نشینی برعکس است. از آنجایی که محفظه بدون میله دارای مساحت موثر بیشتری است، امتداد کندتر است اما نیروی بیشتری تولید می کند. عقب نشینی سریعتر اما ضعیف تر به دلیل ناحیه کوچکتر است.

اگر فشار سیستم کافی نباشد - به دلیل تنظیم کم سوپاپ یا افت فشار - ممکن است سیلندر نیروی کافی برای جمع شدن ایجاد نکند. تنظیم بیش از حد بالای شیر تعادل نیز می تواند باعث خرابی عقب نشینی شود. بنابراین، هنگامی که یک سیلندر هیدرولیک جمع نمی شود،  فشار باید اولین چیزی باشد که باید بررسی شود ، از جمله اجزای مرتبط مانند  پمپ هیدرولیک  و  شیر کنترل..

2. چسباندن/مسدود شدن قرقره شیر کنترل جهت

آلودگی : ذرات جامد (به عنوان مثال، براده های فلزی، بقایای آب بند، محصولات جانبی اکسیداسیون) می توانند بین قرقره و محفظه قرار گیرند (فقط چند میکرون فاصله دارند) و از حرکت کامل قرقره جلوگیری می کنند.

تخریب روغن : روغن کهنه تشکیل لاک و لجن می دهد و باعث افزایش اصطکاک و چسبندگی می شود.

سایش : فاصله زیاد از بدنه قرقره در اثر استفاده طولانی مدت می تواند باعث نشت یا چسبندگی شود.

بار جانبی/تغییر شکل : لوله کشی نامناسب یا نصب نامناسب می تواند محفظه سوپاپ را تغییر شکل داده و حرکت قرقره را محدود کند.

قفل هیدرولیک : تحت فشار بالا، نیروهای نامتقارن یا قطبش سیال ممکن است قرقره را به محفظه فشار دهد و اصطکاک را به شدت افزایش دهد.

3. نقص دریچه گاز یک طرفه

دهانه مسدود شده : آلودگی یا لجن می تواند دریچه گاز یا سوزن تنظیم را مسدود کند، جریان برگشت را محدود کرده و عقب نشینی را کند یا متوقف کند.

گیر کردن دریچه چک : شیر چک فرسوده یا کثیف (توپ یا پاپت) ممکن است باز نشود و روغن برگشت را کاملا مسدود کند.

تنظیم نادرست : سوپاپ دریچه گاز به طور ناخواسته خیلی نزدیک به حالت بسته تنظیم شده است.

4. خرابی شیر بالانس هیدرولیک

قرقره گیر کرده : آلاینده ها ممکن است باعث مسدود شدن قرقره اصلی یا پایلوت شوند. در هنگام عقب نشینی، فشار پیلوت باید قرقره اصلی را تغییر دهد تا مسیر برگشت باز شود. قرقره گیر کرده از این کار جلوگیری می کند.

خرابی فنر : خستگی، شکستگی یا پیش بارگذاری نامناسب بر فشار باز شدن سوپاپ تأثیر می گذارد. اگر خیلی زیاد باشد، فشار سیستم ممکن است برای باز کردن شیر کافی نباشد و باعث تأخیر در عقب نشینی یا ناپایداری شود.

دهانه مسدود شده : روزنه های میرایی کوچک حرکت قرقره را تنظیم می کنند. گرفتگی ممکن است باعث پاسخ نامنظم یا تاخیری شود.

نشتی بیش از حد داخلی : فرسوده شدن فاصله قرقره از بدنه باعث افزایش آهسته فشار پایلوت می شود و باعث تاخیر در فعال سازی شیر اصلی می شود.

5. خرابی قفل هیدرولیک (دریچه چک با کارکرد خلبان).

Poppet گیر کرده : آلودگی یا فرسودگی می تواند باعث بسته شدن شیر چک شود و جریان برگشت از محفظه بدون میله را مسدود کند.

انسداد/نشتی پیستون پیلوت : چسبیدن یا نشتی داخلی در پیستون خلبان از افزایش فشار کافی پیلوت برای آزاد کردن شیر برگشت جلوگیری می کند.

خرابی فنر : فنر برگشتی شکسته یا خسته ممکن است باعث شود که شیر باز بماند (باعث نشتی داخلی) یا در صورت نیاز باز نشود.

6. افزایش نشتی داخلی در شیرها

سایش : فاصله های بزرگ شده کنترل و افزایش فشار را کاهش می دهد.

آسیب مهر و موم : درزگیرهای دینامیکی فرسوده یا آسیب دیده (مثلاً مهر و موم T) یا استاتیک باعث جریان بای پس می شوند.

خراشیدن : آلاینده های سخت می توانند سطوح قرقره را خراش دهند.
نشتی جریان موثر را کاهش می دهد و افزایش فشار را به تاخیر می اندازد و بر نیروی جمع شدن و زمان بندی تأثیر می گذارد. همچنین راندمان سیستم را کاهش داده و دمای روغن را افزایش می دهد.

7. میله پیستون خم شده یا تغییر شکل داده شده

علل : ناهماهنگی، بارهای جانبی، ضربه شوک، یا نقص مواد می تواند میله را خم کند.

اثرات : یک میله خم شده اصطکاک را به خصوص در نزدیکی آستین راهنما افزایش می دهد و ممکن است کاملاً مسدود شود. سایش آب بندی را تسریع می کند و باعث نشتی داخلی یا خارجی می شود.

8. افزایش نشتی داخلی در سیلندر

خرابی مهر و موم پیستون : پیر شدن، سایش، اکستروژن، پارگی، نصب نامناسب، یا آسیب ناشی از آلودگی.

آسیب لوله سیلندر : خراشیدگی یا سایش ناشی از آلودگی، خم شدن میله یا نصب ضعیف سطح آب بندی را به خطر می اندازد.

سایش / شلی پیستون : یک پیستون شل یا رزوه های فرسوده می تواند حرکت محوری یا فاصله بیش از حد ایجاد کند، که اجازه می دهد روغن فشار بالا از محفظه بدون میله به سمت میله نشت کند و فشار موثر و نیروی پس کشیدن را کاهش دهد.

9. فشار/جریان سیستم نامناسب

سایش/شکست پمپ : کاهش راندمان حجمی به دلیل نشت داخلی یا مشکلات درایو.

مشکلات تنظیم شیر تسکین : تنظیم نادرست فشار یا باز شدن ناخواسته در حین پس کشیدن به دلیل چسبیدن قرقره، شکست فنر یا انسداد روزنه.

مکش ضعیف : فیلتر مکش مسدود شده، سطح مخزن پایین، نشت هوا، یا خط مکش کوچک می تواند باعث ایجاد حفره و کاهش خروجی شود.

سایر محرک های مورد استفاده : در سیستم های چند محرک، سایر اجزا ممکن است جریان و فشار را مصرف کنند.

10. مسائل مربوط به سیالات هیدرولیک

آلودگی : علت اصلی بیشتر چسبیدن سوپاپ، سایش آب بندی و گرفتگی است. فراتر از حد آلودگی ISO 4406 رایج است.

عدم تطابق ویسکوزیته :

خیلی زیاد  (راه اندازی سرد یا سیال نادرست): مقاومت را افزایش می دهد، حرکت سوپاپ را به تاخیر می اندازد و مکش پمپ را کاهش می دهد.

خیلی کم  (سیال بیش از حد گرم یا تخریب شده): نشت داخلی و سایش را افزایش می دهد.

تخریب روغن : اکسیداسیون، هیدرولیز و کاهش مواد افزودنی منجر به لجن، اسیدیته بالا، خوردگی، گرفتگی فیلترها و تسریع خرابی آب بندی می شود.

حباب هوا / فوم : نشت هوا یا طراحی ضعیف مخزن باعث کاهش سفتی و ایجاد تاخیر، ناپایداری و صدا می شود که به طور بالقوه منجر به آسیب کاویتاسیون می شود.

11. مشکلات لوله کشی و اتصال

خطوط خرد شده/خم شده : محدود کردن جریان روغن، افزایش فشار برگشتی یا کاهش عرضه.

خطوط کم اندازه : سرعت جریان بالا افت فشار را افزایش می دهد.

نشتی : نشت های خارجی فشار را کاهش می دهند. نشت داخلی در مفاصل (به عنوان مثال، حلقه های O-رینگ آسیب دیده) باعث کاهش جریان می شود.

خرابی آکومولاتور : اگر عقب نشینی متکی به یک آکومولاتور باشد، مثانه خراب، فشار کم قبل از شارژ یا شیر معیوب جریان موجود را کاهش می دهد.

12. کاویتاسیون

علت : مقاومت بالای خط برگشت (مانند گرفتگی فیلتر، دریچه گاز بسته) یا جریان ناکافی پمپ ممکن است در محفظه میله خلاء ایجاد کند و باعث تبخیر روغن شود.

اثر : فروپاشی حباب باعث ایجاد ضربه های فشاری می شود که باعث ایجاد  حفره ، لرزش، نویز و حرکت نامنظم می شود. با گذشت زمان، به دیواره سیلندر و پیستون آسیب می رساند و نشت داخلی را بدتر می کند.