O cilindrul hidraulic este un actuator hidraulic care convertește energia hidraulică în energie mecanică, de obicei pentru a efectua o mișcare liniară alternativă (sau oscilantă). Cu o structură simplă și o funcționare fiabilă, cilindrii hidraulici sunt utilizați pe scară largă în diferite sisteme hidraulice din industriile de mașini. Când sunt utilizate pentru mișcare alternativă, ele elimină necesitatea unei cutii de viteze reducătoare, evită jocul transmisiei și asigură o mișcare lină.
Forța de ieșire a unui cilindru hidraulic este proporțională cu aria efectivă a pistonului și cu diferența de presiune pe ambele părți. Un cilindru hidraulic standard este compus în principal dintr-un cilindru, chiulasă, piston, tijă de piston, elemente de etanșare și, opțional, dispozitive de amortizare și evacuare, în funcție de aplicație. Toate celelalte componente sunt esențiale.
I. Clasificarea cilindrilor hidraulici
Cilindrii hidraulici vin în diferite forme structurale și sunt clasificați în funcție de diferite criterii:
După tipul de mișcare :
Cilindri hidraulici liniari alternativi
oscilatori rotativi hidraulici Cilindri
Prin efectul presiunii hidraulice :
Dupa structura :
de tip piston Cilindri hidraulici
de tip piston Cilindri hidraulici
de tip telescopic (în mai multe trepte). Cilindri hidraulici
tip cremalieră și pinion Cilindri hidraulici
După stilul de montare :
Suport tirant
Suport cu șneală
Suport pentru picior
Mont trunnion
După presiunea nominală :
1. Cilindru hidraulic de tip piston
Un cilindru cu piston cu o singură tijă hidraulic are o tijă doar la un capăt. După cum se arată în diagramă, ambele porturi A și B pot fi conectate la ulei sub presiune sau ulei de retur pentru a permite mișcarea bidirecțională, ceea ce îl definește ca un cilindru cu dublă acțiune.
Mișcarea pistonului într-o direcție este alimentată de presiunea hidraulică, în timp ce mișcarea de retur poate necesita forță externă. Cu toate acestea, cilindrii de tip piston permit în general curse mai lungi decât alte tipuri. Din punct de vedere structural, acestea pot fi cu o singură tijă sau cu două tije. Pe baza aplicării presiunii, acestea pot fi cu acțiune simplă sau cu acțiune dublă:
Cilindru cu acțiune simplă : Uleiul sub presiune acționează numai asupra unei singure camere, iar cursa de retur depinde de forța externă (de exemplu, arc, gravitație sau sarcină externă).
Cilindru cu dublă acțiune : Ambele camere alternează cu ulei sub presiune pentru a alimenta mișcarea bidirecțională a pistonului.
În cilindrul cu piston cu o singură tijă, cu dublă acțiune , doar o parte a pistonului este echipată cu o tijă de piston. Acest lucru are ca rezultat suprafețe efective inegale în cele două camere. Prin urmare:
Cu un debit egal de ulei furnizat, vitezele pistonului diferă în fiecare direcție.
Pentru aceeași forță de sarcină, presiunea necesară variază în funcție de camera utilizată.
Această asimetrie trebuie luată în considerare în proiectarea sistemului hidraulic, cum ar fi vehiculele de salubritate.
2. Cilindru hidraulic de tip piston
Cilindru cu piston hidraulic cilindru este un cu acțiune simplă . Efectuează doar mișcare într-o direcție folosind presiunea hidraulică; mișcarea de întoarcere se bazează pe forțele externe sau pe propria greutate a pistonului.
Pistonul este susținut de manșonul cilindrului, dar nu îl contactează direct, făcând manșonul ușor de prelucrat. Prin urmare, este ideal pentru cilindrii cu cursă lungă.
Pistonul rămâne sub presiune continuă în timpul funcționării și trebuie să aibă o rigiditate ridicată.
Datorită greutății sale mari, instalarea pe orizontală poate provoca căderi , ceea ce duce la uzura neuniformă a garniturilor și ghidajelor. Se recomandă utilizarea pe verticală.
3. Cilindru hidraulic telescopic
Cilindrii telescopici hidraulici constau din două sau mai multe trepte de piston. În timpul extinderii, pistoanele se extind secvenţial de la cel mai mare la cel mai mic ; în timpul retragerii (sub sarcină), secvența este în general de la cel mai mic la cel mai mare . Acest tip de cilindru realizează curse lungi, menținând în același timp o lungime scurtă retrasă , făcându-l compact în design. Utilizați în mod obișnuit în mașinile de construcții și agricole , cilindrii telescopici au viteză și forță variabile în funcție de treapta pistonului în mișcare.
4. Cilindru hidraulic oscilant
Cilindrii oscilatori hidraulici transformă energia hidraulică în mișcare rotativă alternativă , oferind un cuplu de ieșire. Tipurile includ:
Cu o singură paletă
Paleta dubla
Elicoidal oscilant
La tipurile de palete, statorul este fixat pe corpul cilindrului, în timp ce paleta este atașată la rotor. În funcție de direcția fluxului de ulei, paleta antrenează rotorul să oscileze. Cilindrii oscilatori elicoidal (mai frecvent dublu elicoidal astăzi) convertesc mișcarea liniară a pistonului într-o combinație de mișcare liniară și de rotație folosind două seturi de angrenaje elicoidale.
II. Principiul de funcționare al cilindrilor hidraulici
Ca dispozitive de acționare în sistemele de transmisie hidraulice, cilindrii hidraulici sunt convertoare de energie , transformând energia hidraulică în energie mecanică. Spre deosebire de motoarele hidraulice, care oferă mișcare rotativă continuă , cilindrii hidraulici sunt proiectați pentru mișcare alternativă..
Cilindrii hidraulici sunt clasificați în trei tipuri structurale principale:
Cilindrii hidraulici pot fi utilizați independent sau combinați cu alte dispozitive de acționare și sisteme mecanice pentru a îndeplini funcții speciale. lor simplu Designul și funcționarea fiabilă le fac indispensabile în mașinile-unelte și alte utilaje care necesită o acționare hidraulică eficientă.
III. De ce poți avea încredere în acest ghid
Dongguan Blince Mechanical & Electrical Co., Ltd. , înființată în 2004, este un furnizor de top de soluții hidraulice complete. În calitate de partener hidraulic unic, suntem specializați în proiectarea, fabricarea și distribuția unei game largi de componente hidraulice, inclusiv:
Motoare hidraulice
Pompe
Unități de control al direcției
Supape de control direcțional
Supape de presiune și debit
Sisteme hidraulice personalizate
Misiunea noastră este să oferim soluții hidraulice eficiente, fiabile și rentabile pentru aplicații în construcții, agricultură, industriale și marine. Cu ani de experiență și inovație, Blince este un nume de încredere în industria hidraulică globală.
IV. Impactul prelungirii și retragerii necorespunzătoare a cilindrului
Mașini de construcții :
În mașinile de construcții, cilindrii hidraulici telescopici sunt utilizați pe scară largă. De exemplu, la excavatoare, cilindrii telescopici reglează lungimea și adâncimea brațului pentru a permite operatorilor să efectueze sarcini de excavare în medii complexe. Lamele de buldozer și brațele macaralei se bazează, de asemenea, pe cilindri telescopici pentru extinderea și retragerea precisă.
Echipamente de automatizare :
În sistemele de automatizare, cilindrii hidraulici telescopici sunt utilizați pentru a regla înălțimea sau poziția dispozitivului - în special în platformele de ridicare și brațele robotizate - permițând mișcarea verticală precisă și îmbunătățind eficiența operațională. De exemplu, platformele de ridicare din sectorul logistic se bazează de obicei pe cilindri telescopici pentru a regla înălțimea în mod flexibil în timpul manipulării materialelor.
Mașini agricole :
Cilindrii hidraulici telescopici sunt adesea utilizați în echipamentele agricole, cum ar fi mașinile de recoltat și de semănat, pentru a regla înălțimea și unghiul brațelor de lucru, permițând operațiuni precise adaptate nevoilor agricole variate.
Echipamente de construcție și specializate :
În macaralele turn, palanele de construcție și platformele de lucru aeriene, cilindrii telescopici sunt esențiali pentru reglarea lungimii brațului și a cotei platformei. În operațiunile la altitudine mare, acestea oferă putere puternică și control precis.
V. Cauze comune ale neextinderii sau retragerii în mod corespunzător
1. Probleme de presiune a sistemului și dezechilibru de forță
Majoritatea cilindrilor hidraulici sunt cu dublă acțiune , cu o parte a tijă și una fără tijă. Extinderea are loc atunci când uleiul curge în camera fără tijă și din partea tijei; retragerea este invers. Deoarece camera fără tijă are o suprafață efectivă mai mare, extensia este mai lentă, dar generează o forță mai mare. Retragerea este mai rapidă, dar mai slabă datorită unei zone mai mici.
Dacă presiunea în sistem este insuficientă - din cauza setării scăzute a supapei de siguranță sau a pierderii de presiune - este posibil ca cilindrul să nu genereze suficientă forță pentru a se retrage. O setare prea mare a supapei de echilibrare poate provoca, de asemenea, o defecțiune a retragerii. Prin urmare, atunci când un cilindru hidraulic nu se retrage, presiunea ar trebui să fie primul lucru de verificat , inclusiv componentele aferente, cum ar fi pompa hidraulică și supapa de control..
2. Blocarea/blocarea bobinei supapei de control direcțional
Contaminare : Particulele solide (de exemplu, așchii de metal, resturi de etanșare, produse secundare de oxidare) se pot așeza între bobină și carcasă (degajul de doar câțiva microni), împiedicând mișcarea completă a bobinei.
Degradarea uleiului : Uleiul îmbătrânit formează lac și nămol, crescând frecarea și lipirea.
Uzură : Distanța excesivă a corpului bobinei în urma utilizării pe termen lung poate cauza scurgeri sau lipire.
Sarcină/Deformare laterală : Conductele nealiniate sau montarea necorespunzătoare pot deforma carcasa supapei și pot limita mișcarea bobinei.
Blocare hidraulică : La presiune ridicată, forțele asimetrice sau polarizarea fluidului pot împinge bobina împotriva carcasei, crescând foarte mult frecarea.
3. Defecțiune a supapei de accelerație unidirecțională
Orificiu blocat : Contaminarea sau nămolul pot bloca clapeta de accelerație sau acul de reglare, limitând fluxul de retur și încetinind sau oprind retragerea.
Supapa de reținere blocată : Supapa de reținere uzată sau murdară (bilă sau clapete) poate să nu se deschidă, blocând complet uleiul de retur.
Reglare incorectă : Supapa de accelerație a fost reglată din greșeală prea aproape de poziția închis.
4. Defecțiunea supapei de echilibrare hidraulică
Bobina blocată : Contaminanții pot face ca bobina principală sau pilot să se blocheze. În timpul retragerii, presiunea pilot trebuie să schimbe bobina principală pentru a deschide calea de întoarcere. O bobină blocată împiedică acest lucru.
Defecțiunea arcului : oboseala, ruperea sau preîncărcarea necorespunzătoare afectează presiunea de deschidere a supapei. Dacă este prea mare, presiunea sistemului poate să nu fie suficientă pentru a deschide supapa, cauzând întârziere la retragere sau instabilitate.
Orificiu blocat : orificiile mici de amortizare reglează mișcarea bobinei. Înfundarea poate provoca un răspuns neregulat sau întârziat.
Scurgeri interne excesive : jocul uzat al corpului bobinei determină o creștere lentă a presiunii pilot, întârziend acționarea supapei principale.
5. Defecțiune a blocării hidraulice (supapă de reținere acționată de pilot).
Poppet blocat : Contaminarea sau uzura pot face ca supapa de reținere să rămână închisă, blocând fluxul de retur din camera fără tijă.
Blocarea/Scurgerile pistonului pilot : Lipirea sau scurgerea internă în pistonul pilot previne creșterea suficientă a presiunii pilot pentru a elibera supapa de reținere.
Defecțiunea arcului : Un arc de retur rupt sau obosit poate face ca supapa să rămână deschisă (care provoacă scurgeri interne) sau să nu se deschidă atunci când este necesar.
6. Scurgeri interne crescute în supape
Uzură : Spațiul liber mărit reduce controlul și creșterea presiunii.
Deteriorarea etanșării : Garniturile dinamice uzate sau deteriorate (de exemplu, etanșări în T) sau statice provoacă un flux de bypass.
Zgârierea : Contaminanții duri pot zgâria suprafețele bobinei.
Scurgerile reduc debitul efectiv și întârzie creșterea presiunii, afectând forța de retragere și sincronizarea. De asemenea, scade eficiența sistemului și crește temperatura uleiului.
7. Tija de piston îndoită sau deformată
Cauze : Alinierea greșită, sarcinile laterale, impactul de șoc sau defecte ale materialului pot îndoi tija.
Efecte : O tijă îndoită crește frecarea, în special lângă manșonul de ghidare și se poate bloca complet. Accelerează uzura etanșării și provoacă scurgeri interne sau externe.
8. Scurgere internă crescută în cilindru
Defecțiunea etanșării pistonului : îmbătrânirea, uzura, extrudarea, ruperea, instalarea necorespunzătoare sau deteriorarea etanșărilor prin contaminare.
Deteriorarea tubului cilindrului : Zgârieturile sau uzura din cauza contaminării, îndoirea tijei sau instalarea defectuoasă compromit suprafața de etanșare.
Uzura/slăbirea pistonului : Un piston slăbit sau filete uzate pot crea mișcare axială sau un joc excesiv, permițând uleiului de înaltă presiune din camera fără tijă să se scurgă în partea tijei, reducând presiunea efectivă și forța de retragere.
9. Presiune/debit inadecvat în sistem
Uzura/Defecțiunea pompei : Eficiență volumetrică redusă din cauza scurgerilor interne sau a problemelor de unitate.
Probleme de reglare a supapei de eliberare : Setare incorectă a presiunii sau deschidere neintenționată în timpul retragerii din cauza lipirii bobinei, defectării arcului sau blocării orificiului.
Aspirație slabă : Filtrul de aspirație blocat, nivelul scăzut al rezervorului, scurgerile de aer sau conducta de aspirație subdimensionată pot cauza cavitație și putere redusă.
Alte actuatoare utilizate : În sistemele cu mai multe actuatoare, alte componente pot consuma debit și presiune.
10. Probleme cu fluidul hidraulic
Contaminare : cauza principală a majorității problemelor de lipire a supapelor, uzură a etanșării și înfundare. Depășirea limitelor de contaminare ISO 4406 este obișnuită.
Nepotrivirea vâscozității :
Prea ridicat (pornire la rece sau lichid incorect): crește rezistența, întârzie mișcarea supapei și reduce aspirația pompei.
Prea scăzut (supraîncălzire sau lichid degradat): crește scurgerile interne și uzura.
Degradarea uleiului : Oxidarea, hidroliza și epuizarea aditivilor duc la nămol, aciditate ridicată, coroziune, filtre înfundate și defecțiune accelerată a etanșării.
Antrenarea aerului/Spumarea : Scurgerile de aer sau designul slab al rezervorului reduc rigiditatea și provoacă întârzieri, instabilitate și zgomot, ceea ce poate duce la deteriorarea cavitației.
11. Probleme de conducte și conexiune
Conducte zdrobite/îndoite : Restricționați fluxul de ulei, crescând contrapresiunea sau reducând alimentarea.
Conducte subdimensionate : Viteza mare de curgere crește pierderea de presiune.
Scurgeri : Scurgerile externe reduc presiunea; scurgerile interne la îmbinări (de exemplu, inele O deteriorate) provoacă pierderea debitului.
Defecțiune a acumulatorului : Dacă retragerea se bazează pe un acumulator, o vezică defectuoasă, presiunea scăzută de preîncărcare sau supapa defectă reduc debitul disponibil.
12. Cavitația
Cauză : Rezistența mare a liniei de retur (de exemplu, filtru înfundat, supapă de accelerație închisă) sau debitul insuficient al pompei pot crea vid în camera tijei, provocând vaporizarea uleiului.
Efect : Colapsul bulelor produce șocuri de presiune, provocând zgomot , vibrații, zgomot și mișcare neregulată. În timp, deteriorează pereții cilindrilor și pistoanele, agravând scurgerile interne.
