A hydraulische cilinder is een hydraulische actuator die hydraulische energie omzet in mechanische energie, meestal om een lineaire heen en weer gaande (of oscillerende) beweging uit te voeren. Met hun eenvoudige structuur en betrouwbare werking worden hydraulische cilinders veel gebruikt in verschillende hydraulische systemen in de machine-industrie. Wanneer ze worden gebruikt voor heen en weer gaande bewegingen, elimineren ze de noodzaak van een reductiekast, vermijden ze speling in de transmissie en zorgen ze voor een soepele beweging.
De uitgaande kracht van een hydraulische cilinder is evenredig met het effectieve zuigeroppervlak en het drukverschil aan beide zijden. Een standaard hydraulische cilinder bestaat voornamelijk uit een cilindercilinder, cilinderkop, zuiger, zuigerstang, afdichtingselementen en optioneel dempings- en uitlaatinrichtingen, afhankelijk van de toepassing. Alle andere componenten zijn essentieel.
I. Classificatie van hydraulische cilinders
Hydraulische cilinders zijn er in verschillende structurele vormen en worden gecategoriseerd op basis van verschillende criteria:
Op bewegingstype :
Lineaire heen en weer bewegende hydraulische cilinders
Roterende oscillerende hydraulische cilinders
Door hydraulisch drukeffect :
Per structuur :
van het zuigertype Hydraulische cilinders
van het plunjertype Hydraulische cilinders
Telescopische (meertraps) hydraulische cilinders
van het tandheugeltype Hydraulische cilinders
Door montagestijl :
Trekstangbevestiging
Gaffelbevestiging
Voetbevestiging
Trunnion-montage
Op drukwaarde :
1. Hydraulische cilinder van het zuigertype
Een zuigercilinder met één stang hydraulische heeft slechts aan één uiteinde een zuigerstang. Zoals weergegeven in het diagram kunnen beide poorten A en B worden aangesloten op drukolie of retourolie om beweging in twee richtingen mogelijk te maken, wat het definieert als een dubbelwerkende cilinder.
De beweging van de zuiger in één richting wordt aangedreven door hydraulische druk, terwijl de terugkeerbeweging externe kracht kan vereisen. Cilinders van het zuigertype maken echter over het algemeen langere slagen mogelijk dan andere typen. Structureel kunnen ze enkelstaafs of dubbelstaafs zijn. Afhankelijk van de druktoepassing kunnen ze enkelwerkend of dubbelwerkend zijn:
Enkelwerkende cilinder : Drukolie werkt slechts op één kamer en de terugslag is afhankelijk van externe kracht (bijvoorbeeld veer, zwaartekracht of externe belasting).
Dubbelwerkende cilinder : beide kamers worden afgewisseld met olie onder druk om de bidirectionele zuigerbeweging aan te drijven.
Bij de enkelstang, dubbelwerkende zuigercilinder is slechts één zijde van de zuiger voorzien van een zuigerstang. Dit resulteert in ongelijke effectieve gebieden in de twee kamers. Daarom:
Met deze asymmetrie moet rekening worden gehouden bij het ontwerp van hydraulische systemen, zoals bij sanitaire voertuigen.
2. Hydraulische cilinder van het plunjertype
De plunjercilinder hydraulische cilinder is een enkelwerkende . Het voert slechts beweging in één richting uit met behulp van hydraulische druk; de retourbeweging is afhankelijk van externe krachten of het eigen gewicht van de plunjer.
De plunjer wordt ondersteund door de cilinderhuls, maar maakt er geen direct contact mee, waardoor de huls gemakkelijk te bewerken is. Daarom is het ideaal voor cilinders met een lange slag.
De plunjer blijft tijdens bedrijf onder continue druk en moet een hoge stijfheid hebben.
Vanwege het hoge gewicht kan horizontale installatie doorzakken veroorzaken , wat leidt tot ongelijkmatige slijtage van afdichtingen en geleidingen. Verticaal gebruik wordt aanbevolen.
3. Telescopische hydraulische cilinder
Telescopische hydraulische cilinders bestaan uit twee of meer zuigertrappen. Tijdens het uitschuiven strekken de zuigers zich opeenvolgend uit van de grootste naar de kleinste ; tijdens het intrekken (onbelast) is de volgorde doorgaans van klein naar groot . Dit type cilinder bereikt lange slagen met behoud van een korte ingetrokken lengte , waardoor het compact van ontwerp is. Telescopische cilinders worden vaak gebruikt in bouw- en landbouwmachines en hebben een variabele snelheid en kracht, afhankelijk van de bewegende zuigertrap.
4. Oscillerende hydraulische cilinder
Oscillerende hydraulische cilinders zetten hydraulische energie om in een heen en weer gaande roterende beweging , waardoor koppel wordt geleverd. Typen zijn onder meer:
Bij schoeptypes is de stator aan het cilinderlichaam bevestigd, terwijl de schoep aan de rotor is bevestigd. Afhankelijk van de richting van de oliestroom drijft de schoep de rotor aan om te oscilleren. Spiraalvormige oscillerende cilinders (tegenwoordig vaker dubbel spiraalvormig) zetten lineaire zuigerbeweging om in een combinatie van lineaire en roterende beweging met behulp van twee sets spiraalvormige tandwielen.
II. Werkingsprincipe van hydraulische cilinders
Als actuatoren in hydraulische transmissiesystemen zijn hydraulische cilinders energieomzetters , die hydraulische energie omzetten in mechanische energie. In tegenstelling tot hydraulische motoren, die een continue roterende beweging leveren , zijn hydraulische cilinders ontworpen voor een heen en weer gaande beweging.
Hydraulische cilinders worden ingedeeld in drie belangrijke structurele typen:
Hydraulische cilinders kunnen onafhankelijk worden gebruikt of worden gecombineerd met andere actuatoren en mechanische systemen om speciale functies te vervullen. Hun eenvoudige ontwerp en betrouwbare werking maken ze onmisbaar in werktuigmachines en andere machines die een efficiënte hydraulische bediening vereisen.
III. Waarom u op deze gids kunt vertrouwen
Dongguan Blince Mechanical & Electrical Co., Ltd. , opgericht in 2004, is een toonaangevende leverancier van complete hydraulische oplossingen. Als uw one-stop-hydraulische partner zijn wij gespecialiseerd in het ontwerp, de productie en de distributie van een breed scala aan hydraulische componenten, waaronder:
Onze missie is het bieden van efficiënte, betrouwbare en kosteneffectieve hydraulische oplossingen voor toepassingen in de bouw, landbouw, industrie en scheepvaart. Met jarenlange expertise en innovatie is Blince een vertrouwde naam in de wereldwijde hydraulische industrie.
IV. Impact van onjuist uitschuiven en intrekken van de cilinder
Bouwmachines :
In bouwmachines worden telescopische hydraulische cilinders veel gebruikt. In graafmachines passen telescopische cilinders bijvoorbeeld de lengte en diepte van de arm aan, zodat operators graaftaken kunnen uitvoeren in complexe omgevingen. Bulldozerbladen en kraanarmen zijn ook afhankelijk van telescopische cilinders voor nauwkeurig in- en uitschuiven.
Automatiseringsapparatuur :
In automatiseringssystemen worden telescopische hydraulische cilinders gebruikt om de hoogte of positie van apparaten aan te passen, vooral in hefplatforms en robotarmen, waardoor nauwkeurige verticale bewegingen mogelijk zijn en de operationele efficiëntie wordt verbeterd. Hefplatforms in de logistieke sector maken bijvoorbeeld vaak gebruik van telescopische cilinders om de hoogte flexibel aan te passen tijdens materiaaloverslag.
Landbouwmachines :
Telescopische hydraulische cilinders worden vaak gebruikt in landbouwmachines zoals oogstmachines en zaaimachines om de hoogte en hoek van de werkarmen aan te passen, waardoor nauwkeurige bewerkingen mogelijk zijn die zijn afgestemd op verschillende landbouwbehoeften.
Bouw- en gespecialiseerde uitrusting :
Bij torenkranen, bouwliften en hoogwerkers zijn telescopische cilinders essentieel voor het aanpassen van de gieklengte en de platformhoogte. Bij operaties op grote hoogte bieden ze sterke kracht en nauwkeurige controle.
V. Veelvoorkomende oorzaken van het niet goed uitschuiven of intrekken
1. Problemen met systeemdruk en krachtonevenwicht
De meeste hydraulische cilinders zijn dubbelwerkend , met een stangzijde en een stangloze zijde. Uitbreiding vindt plaats wanneer olie in de stangloze kamer en uit de stangzijde stroomt; terugtrekken is het omgekeerde. Omdat de stangloze kamer een groter effectief oppervlak heeft, is de verlenging langzamer, maar wordt er een grotere kracht gegenereerd. Het terugtrekken is sneller, maar zwakker vanwege een kleiner oppervlak.
Als de systeemdruk onvoldoende is (als gevolg van een lage instelling van de ontlastklep of drukverlies), genereert de cilinder mogelijk niet genoeg kracht om terug te trekken. Een te hoge instelling van de balansklep kan ook een fout in het terugtrekken veroorzaken. Wanneer een hydraulische cilinder er niet in slaagt in te trekken, moet de druk daarom het eerste zijn dat moet worden gecontroleerd , inclusief de bijbehorende onderdelen zoals de hydraulische pomp en de regelklep..
2. De richtingsregelklepspoel blijft hangen/blokkeert
Verontreiniging : Vaste deeltjes (bijv. metaalspaanders, afdichtingsresten, bijproducten van oxidatie) kunnen zich tussen de spoel en de behuizing nestelen (ruimte slechts enkele microns), waardoor volledige beweging van de spoel wordt verhinderd.
Afbraak van olie : Verouderde olie vormt vernis en slib, waardoor de wrijving en het kleven toeneemt.
Slijtage : Overmatige speling tussen het spoelhuis en de spoelbehuizing door langdurig gebruik kan lekkage of vastlopen veroorzaken.
Zijbelasting/vervorming : Verkeerd uitgelijnde leidingen of onjuiste montage kunnen de klepbehuizing vervormen en de beweging van de spoel beperken.
Hydraulische vergrendeling : Onder hoge druk kunnen asymmetrische krachten of vloeistofpolarisatie de spoel tegen de behuizing duwen, waardoor de wrijving aanzienlijk toeneemt.
3. Storing in eenrichtingsgasklep
Verstopte opening : Vervuiling of slib kan de gas- of afstelnaald blokkeren, waardoor de retourstroom wordt beperkt en de terugtrekking wordt vertraagd of gestopt.
Terugslagklep zit vast : Een versleten of vuile terugslagklep (kogel of schotel) gaat mogelijk niet open, waardoor de retourolie volledig wordt geblokkeerd.
Onjuiste afstelling : Gasklep per ongeluk te dicht bij gesloten stand gezet.
4. Storing hydraulische balansklep
Vastzittende spoel : Verontreinigingen kunnen ervoor zorgen dat de hoofd- of pilotspoel vastloopt. Tijdens het intrekken moet de stuurdruk de hoofdspoel verschuiven om het retourpad te openen. Een vastzittende spoel voorkomt dit.
Veerstoring : Vermoeidheid, breuk of onjuiste voorspanning beïnvloeden de openingsdruk van de klep. Als de systeemdruk te hoog is, is het mogelijk dat de systeemdruk niet voldoende is om de klep te openen, waardoor terugtrekkingsvertraging of instabiliteit ontstaat.
Geblokkeerde opening : kleine dempingsopeningen regelen de beweging van de spoel. Verstopping kan een onregelmatige of vertraagde reactie veroorzaken.
Overmatige interne lekkage : Versleten speling van het spoelhuis veroorzaakt een langzame opbouw van de stuurdruk, waardoor de bediening van de hoofdklep wordt vertraagd.
5. Storing in hydraulische vergrendeling (door piloot bediende terugslagklep).
Vastzittende schotel : Verontreiniging of slijtage kan ertoe leiden dat de terugslagklep gesloten blijft, waardoor de retourstroom uit de stangloze kamer wordt geblokkeerd.
Vastlopen/lekkage van de stuurzuiger : Vastlopen of interne lekkage in de stuurzuiger verhindert dat er voldoende stuurdruk wordt opgebouwd om de terugslagklep vrij te geven.
Veerfout : Een gebroken of vermoeide terugstelveer kan ervoor zorgen dat de klep open blijft staan (waardoor interne lekkage ontstaat) of niet opengaat wanneer dat nodig is.
6. Verhoogde interne lekkage in kleppen
Slijtage : Grotere spelingen verminderen de controle en drukopbouw.
Schade aan afdichtingen : Versleten of beschadigde dynamische (bijv. T-afdichtingen) of statische afdichtingen veroorzaken bypass-stroming.
Krassen : Harde verontreinigingen kunnen krassen veroorzaken op de spoeloppervlakken.
Lekkage vermindert de effectieve doorstroming en vertraagt de drukopbouw, waardoor de terugtrekkracht en timing worden beïnvloed. Het vermindert ook de systeemefficiëntie en verhoogt de olietemperatuur.
7. Gebogen of vervormde zuigerstang
Oorzaken : Verkeerde uitlijning, zijbelastingen, schokken of materiaalfouten kunnen de stang doen buigen.
Effecten : Een gebogen staaf verhoogt de wrijving, vooral in de buurt van de geleidehuls, en kan volledig vastlopen. Het versnelt de slijtage van afdichtingen en veroorzaakt interne of externe lekkage.
8. Verhoogde interne lekkage in de cilinder
Defecte zuigerafdichting : veroudering, slijtage, extrusie, scheuren, onjuiste installatie of beschadiging van afdichtingen door vervuiling.
Schade aan de cilinderbuis : Krassen of slijtage als gevolg van vervuiling, het buigen van de stang of een slechte installatie brengen het afdichtingsoppervlak in gevaar.
Zuigerslijtage/losheid : Een losse zuiger of versleten schroefdraad kunnen axiale beweging of overmatige speling veroorzaken, waardoor olie onder hoge druk uit de stangloze kamer in de stangzijde kan lekken, waardoor de effectieve druk en terugtrekkracht worden verminderd.
9. Ontoereikende systeemdruk/-stroom
Pompslijtage/storing : verminderde volumetrische efficiëntie als gevolg van interne lekkage of aandrijfproblemen.
Problemen met de instelling van de ontlastklep : onjuiste drukinstelling of onbedoeld openen tijdens het terugtrekken als gevolg van vastzitten van de spoel, falen van de veer of verstopping van de opening.
Slechte zuigkracht : Een verstopt zuigfilter, een laag reservoirniveau, luchtlekken of een te kleine zuigleiding kunnen cavitatie en een verminderde opbrengst veroorzaken.
Andere gebruikte actuatoren : In systemen met meerdere actuatoren kunnen andere componenten stroom en druk verbruiken.
10. Problemen met hydraulische vloeistoffen
Verontreiniging : de hoofdoorzaak van de meeste problemen met vastzittende kleppen, afdichtingsslijtage en verstoppingsproblemen. Het overschrijden van de ISO 4406-verontreinigingslimieten is gebruikelijk.
Viscositeit komt niet overeen :
Te hoog (koude start of onjuiste vloeistof): Verhoogt de weerstand, vertraagt de klepbeweging en vermindert de zuigkracht van de pomp.
Te laag (oververhitting of verslechterde vloeistof): Verhoogt interne lekkage en slijtage.
Afbraak van olie : Oxidatie, hydrolyse en uitputting van additieven leiden tot slib, hoge zuurgraad, corrosie, verstopte filters en versneld falen van de afdichtingen.
Luchtmeevoering/schuimvorming : luchtlekken of een slecht tankontwerp verminderen de stijfheid en veroorzaken vertragingen, instabiliteit en lawaai, wat mogelijk kan leiden tot cavitatieschade.
11. Problemen met leidingen en aansluitingen
Geplette/gebogen leidingen : beperken de oliestroom, verhogen de tegendruk of verminderen de toevoer.
Ondermaatse leidingen : Hoge stroomsnelheid verhoogt het drukverlies.
Lekkage : externe lekken verminderen de druk; interne lekkages bij verbindingen (bijv. beschadigde O-ringen) veroorzaken stromingsverlies.
Accumulatorstoring : Als het terugtrekken afhankelijk is van een accumulator, vermindert een defecte blaas, een lage voorlaaddruk of een defecte klep de beschikbare stroom.
12. Cavitatie
Oorzaak : Een hoge weerstand in de retourleiding (bijv. verstopt filter, gesloten smoorklep) of onvoldoende pompdebiet kunnen een vacuüm in de stangkamer veroorzaken, waardoor de olie verdampt.
Effect : Het instorten van de bel veroorzaakt drukschokken, waardoor putjes , trillingen, geluid en grillige bewegingen ontstaan. Na verloop van tijd beschadigt het de cilinderwanden en zuigers, waardoor de interne lekkage verergert.
