A hydraulický valec je hydraulický pohon, ktorý premieňa hydraulickú energiu na mechanickú energiu, zvyčajne na vykonávanie lineárneho vratného (alebo oscilačného) pohybu. Vďaka jednoduchej konštrukcii a spoľahlivej prevádzke sú hydraulické valce široko používané v rôznych hydraulických systémoch v strojárskom priemysle. Pri použití na vratný pohyb eliminujú potrebu redukčnej prevodovky, zabraňujú vôli prevodovky a zabezpečujú plynulý pohyb.
Výstupná sila hydraulického valca je úmerná účinnej ploche piesta a tlakovému rozdielu na oboch stranách. Štandardný hydraulický valec sa primárne skladá z valca, hlavy valca, piestu, piestnej tyče, tesniacich prvkov a voliteľne z tlmiacich a výfukových zariadení – v závislosti od aplikácie. Všetky ostatné komponenty sú nevyhnutné.
I. Klasifikácia hydraulických valcov
Hydraulické valce sa dodávajú v rôznych konštrukčných formách a sú kategorizované na základe rôznych kritérií:
Podľa typu pohybu :
Lineárne vratné hydraulické valce
Rotačné oscilačné hydraulické valce
Hydraulickým tlakom :
Podľa štruktúry :
piestového tydraulické valce piestového typu Hydraulické valce
typu plunžera Hydraulické valce
Teleskopické (viacstupňové) hydraulické valce
typu hrebeň a pastorok Hydraulické valce
Podľa štýlu montáže :
Držiak na spojovaciu tyč
Držiak Clevis
Držiak na nohy
Čapový držiak
Podľa tlakovej triedy :
1. Hydraulický valec piestového typu
jednou tyčou Hydraulický piestový valec s má piestnu tyč iba na jednom konci. Ako je znázornené na obrázku, oba porty A a B môžu byť pripojené k tlakovému oleju alebo spätnému oleju, aby sa umožnil obojsmerný pohyb, ktorý ho definuje ako dvojčinný valec..
Pohyb piestu v jednom smere je poháňaný hydraulickým tlakom, zatiaľ čo spätný pohyb môže vyžadovať vonkajšiu silu. Piestové valce však vo všeobecnosti umožňujú dlhšie zdvihy ako iné typy. Konštrukčne môžu byť jednotyčové alebo dvojtyčové. Na základe pôsobenia tlaku môžu byť jednočinné alebo dvojčinné:
Jednočinný valec : Tlakový olej pôsobí len na jednu komoru a spätný zdvih závisí od vonkajšej sily (napr. pružiny, gravitácie alebo vonkajšieho zaťaženia).
Dvojčinný valec : Obidve komory sa striedajú so stlačeným olejom, ktorý poháňa obojsmerný pohyb piestu.
V jednočinnom, dvojčinnom piestovom valci je piestnou tyčou vybavená iba jedna strana piesta. To má za následok nerovnaké účinné plochy v dvoch komorách. Preto:
Táto asymetria musí byť zohľadnená pri návrhu hydraulického systému, ako napríklad v sanitačných vozidlách.
2. Hydraulický valec piestového typu
piestu Hydraulický valec valec je jednočinný . Vykonáva pohyb iba v jednom smere pomocou hydraulického tlaku; spätný pohyb závisí od vonkajších síl alebo vlastnej hmotnosti piestu.
Piest je podopretý objímkou valca, ale nedotýka sa ho priamo, čo uľahčuje obrábanie objímky. Preto je ideálny pre valce s dlhým zdvihom.
Piest zostáva počas prevádzky pod stálym tlakom a musí mať vysokú tuhosť.
V dôsledku vysokej hmotnosti môže horizontálna inštalácia spôsobiť prehnutie , čo vedie k nerovnomernému opotrebovaniu tesnení a vodidiel. Odporúča sa vertikálne použitie.
3. Teleskopický hydraulický valec
Teleskopické hydraulické valce pozostávajú z dvoch alebo viacerých piestových stupňov. Počas vysúvania sa piesty vysúvajú postupne od najväčšieho k najmenšiemu ; počas zaťahovania (bez zaťaženia) je postupnosť spravidla od najmenšieho po najväčšie . Tento typ valca dosahuje dlhé zdvihy pri zachovaní krátkej zasunutej dĺžky , vďaka čomu má kompaktný dizajn. Teleskopické valce, ktoré sa bežne používajú v stavebných a poľnohospodárskych strojoch , majú premenlivú rýchlosť a silu v závislosti od stupňa pohybu piestu.
4. Oscilačný hydraulický valec
Oscilačné hydraulické valce premieňajú hydraulickú energiu na vratný rotačný pohyb , ktorý poskytuje krútiaci moment. Typy zahŕňajú:
Jednolopatkové
Dvojlopatkový
Špirálové kmitanie
Pri typoch s lopatkami je stator pripevnený k telesu valca, zatiaľ čo lopatka je pripevnená k rotoru. V závislosti od smeru toku oleja lopatka poháňa rotor do oscilácie. Špirálové oscilačné valce (dnes bežnejšie dvojzávitnicové) premieňajú lineárny pohyb piesta na kombináciu lineárneho a rotačného pohybu pomocou dvoch sád špirálových ozubených kolies.
II. Princíp činnosti hydraulických valcov
Ako ovládače v hydraulických prevodových systémoch sú hydraulické valce meniče energie , ktoré premieňajú hydraulickú energiu na mechanickú energiu. Na rozdiel od hydromotorov, ktoré poskytujú nepretržitý rotačný pohyb , sú hydraulické valce navrhnuté na vratný pohyb.
Hydraulické valce sú rozdelené do troch hlavných konštrukčných typov:
Hydraulické valce môžu byť použité samostatne alebo v kombinácii s inými pohonmi a mechanickými systémami na splnenie špeciálnych funkcií. Ich jednoduchá konštrukcia a spoľahlivá prevádzka ich robí nepostrádateľnými v obrábacích strojoch a iných strojoch vyžadujúcich účinné hydraulické ovládanie.
III. Prečo môžete dôverovať tejto príručke
Dongguan Blince Mechanical & Electrical Co., Ltd. , založená v roku 2004, je popredným poskytovateľom kompletných hydraulických riešení. Ako váš komplexný hydraulický partner sa špecializujeme na návrh, výrobu a distribúciu širokej škály hydraulických komponentov, vrátane:
Hydraulické motory
Čerpadlá
Riadiace jednotky riadenia
Smerové regulačné ventily
Tlakové a prietokové ventily
Hydraulické systémy na mieru
Naším poslaním je poskytovať efektívne, spoľahlivé a nákladovo efektívne hydraulické riešenia pre stavebné, poľnohospodárske, priemyselné a námorné aplikácie. Vďaka dlhoročným odborným znalostiam a inováciám je Blince dôveryhodným menom v globálnom hydraulickom priemysle.
IV. Vplyv nesprávneho vysúvania a zaťahovania valca
Stavebné stroje :
V stavebných strojoch sa široko používajú teleskopické hydraulické valce. Napríklad v rýpadlách teleskopické valce upravujú dĺžku a hĺbku ramena, aby operátori mohli vykonávať výkopové úlohy v zložitých prostrediach. Radlice buldozéra a ramená žeriavov sa tiež spoliehajú na teleskopické valce pre presné vysúvanie a zasúvanie.
Automatizačné vybavenie :
V automatizačných systémoch sa teleskopické hydraulické valce používajú na nastavenie výšky alebo polohy zariadenia – najmä vo zdvíhacích plošinách a robotických ramenách – umožňujúce presný vertikálny pohyb a zlepšenie prevádzkovej efektívnosti. Napríklad zdvíhacie plošiny v sektore logistiky sa bežne spoliehajú na teleskopické valce na flexibilné nastavenie výšky počas manipulácie s materiálom.
Poľnohospodárske stroje :
Teleskopické hydraulické valce sa často používajú v poľnohospodárskych zariadeniach, ako sú kombajny a sejačky, na nastavenie výšky a uhla pracovných ramien, čo umožňuje presné operácie prispôsobené rôznym poľnohospodárskym potrebám.
Konštrukcia a špeciálne vybavenie :
Vo vežových žeriavoch, stavebných výťahoch a zdvíhacích plošinách sú teleskopické valce nevyhnutné na nastavenie dĺžky ramena a výšky plošiny. V operáciách vo veľkých výškach ponúkajú silný výkon a presné ovládanie.
V. Bežné príčiny nesprávneho vysunutia alebo stiahnutia
1. Problémy s tlakom v systéme a nerovnováha síl
Väčšina hydraulických valcov je dvojčinná , s tyčovou stranou a stranou bez tyče. K predĺženiu doch
Ak je tlak v systéme nedostatočný – kvôli nízkemu nastaveniu poistného ventilu alebo strate tlaku – valec nemusí vyvinúť dostatočnú silu na stiahnutie. Príliš vysoké nastavenie vyvažovacieho ventilu môže tiež spôsobiť zlyhanie zaťahovania. Preto, keď sa hydraulický valec nepodarí zasunúť, tlak by sa mal najprv skontrolovať , vrátane súvisiacich komponentov, ako je hydraulické čerpadlo a regulačný ventil..
2. Zaseknutie/zablokovanie cievky smerového riadiaceho ventilu
Znečistenie : Tuhé častice (napr. kovové hobliny, úlomky tesnenia, vedľajšie produkty oxidácie) sa môžu usadiť medzi cievkou a krytom (vzdialenosť len niekoľko mikrónov), čím bránia úplnému pohybu cievky.
Degradácia oleja : Zostarnutý olej vytvára lak a kal, zvyšuje trenie a lepenie.
Opotrebenie : Nadmerná vôľa tela cievky pri dlhodobom používaní môže spôsobiť presakovanie alebo prilepenie.
Bočné zaťaženie/deformácia : Nesprávne zarovnané potrubie alebo nesprávna montáž môžu zdeformovať kryt ventilu a obmedziť pohyb cievky.
Hydraulické uzamykanie : Pri vysokom tlaku môžu asymetrické sily alebo polarizácia kvapaliny tlačiť cievku proti krytu, čím sa výrazne zvyšuje trenie.
3. Porucha jednosmerného škrtiaceho ventilu
Zablokovaný otvor : Nečistoty alebo kal môžu zablokovať škrtiacu klapku alebo nastavovaciu ihlu, obmedziť spätný tok a spomaliť alebo zastaviť zaťahovanie.
Zaseknutý spätný ventil : Opotrebovaný alebo znečistený spätný ventil (guľový alebo tanierový) sa nemusí otvoriť a úplne zablokuje spätný olej.
Nesprávne nastavenie : Škrtiaca klapka je neúmyselne nastavená príliš blízko zatvorenej polohy.
4. Porucha hydraulického vyvažovacieho ventilu
Zaseknutá cievka : Nečistoty môžu spôsobiť zadretie hlavnej alebo pilotnej cievky. Počas zaťahovania musí riadiaci tlak posunúť hlavnú cievku, aby sa otvorila spätná dráha. Zaseknutá cievka tomu bráni.
Porucha pružiny : Únava, zlomenie alebo nesprávne predpätie ovplyvňuje otvárací tlak ventilu. Ak je príliš vysoký, tlak v systéme nemusí stačiť na otvorenie ventilu, čo spôsobí oneskorenie zatiahnutia alebo nestabilitu.
Blokovaný otvor : Malé tlmiace otvory regulujú pohyb cievky. Zanesenie môže spôsobiť nepravidelnú alebo oneskorenú reakciu.
Nadmerná vnútorná netesnosť : Opotrebovaná vôľa tela cievky spôsobuje pomalý nárast riadiaceho tlaku, čím sa oneskoruje aktivácia hlavného ventilu.
5. Zlyhanie hydraulického zámku (Pilotne ovládaný spätný ventil).
Zaseknuté hrdlo : Znečistenie alebo opotrebovanie môže spôsobiť zaseknutie spätného ventilu a blokovanie spätného toku z komory bez tyče.
Zadretie/netesnosť riadiaceho piestu : Zaseknutie alebo vnútorná netesnosť v riadiacom pieste bráni dostatočnému nárastu riadiaceho tlaku na uvoľnenie spätného ventilu.
Porucha pružiny : Zlomená alebo unavená vratná pružina môže spôsobiť, že ventil zostane zaseknutý otvorený (spôsobí vnútorné presakovanie) alebo sa v prípade potreby neotvorí.
6. Zvýšená vnútorná netesnosť vo ventiloch
Opotrebenie : Zväčšené vôle znižujú kontrolu a hromadenie tlaku.
Poškodenie tesnenia : Opotrebované alebo poškodené dynamické (napr. T-tesnenia) alebo statické tesnenia spôsobujú obtokový prietok.
Poškriabanie : Tvrdé nečistoty môžu poškriabať povrch cievky.
Netesnosť znižuje efektívny prietok a odďaľuje nárast tlaku, čo ovplyvňuje silu navíjania a načasovanie. Znižuje tiež účinnosť systému a zvyšuje teplotu oleja.
7. Ohnutá alebo zdeformovaná piestna tyč
Príčiny : Vychýlenie, bočné zaťaženie, nárazy alebo chyby materiálu môžu ohnúť tyč.
Účinky : Ohnutá tyč zvyšuje trenie, najmä v blízkosti vodiacej objímky, a môže sa úplne zadrhávať. Urýchľuje opotrebovanie tesnenia a spôsobuje vnútorné alebo vonkajšie netesnosti.
8. Zvýšená vnútorná netesnosť vo valci
Porucha tesnenia piestu : Starnutie, opotrebovanie, vytláčanie, roztrhnutie, nesprávna inštalácia alebo poškodenie tesnení kontamináciou.
Poškodenie rúrky valca : Škrabance alebo opotrebovanie v dôsledku znečistenia, ohýbania tyče alebo nesprávnej inštalácie ohrozujú povrch tesnenia.
Opotrebenie/uvoľnenie piestu : Uvoľnený piest alebo opotrebované závity môžu spôsobiť axiálny pohyb alebo nadmernú vôľu, čo umožní, aby vysokotlakový olej z komory bez pístnice unikol na stranu tyče, čím sa zníži účinný tlak a ťažná sila.
9. Nedostatočný tlak/prietok v systéme
Opotrebenie/porucha čerpadla : Znížená objemová účinnosť v dôsledku vnútorných netesností alebo problémov s pohonom.
Problémy s nastavením poistného ventilu : Nesprávne nastavenie tlaku alebo neúmyselné otvorenie počas zaťahovania v dôsledku zaseknutia cievky, zlyhania pružiny alebo zablokovania otvoru.
Slabé sanie : Zanesený sací filter, nízka hladina v nádrži, úniky vzduchu alebo poddimenzované sacie potrubie môže spôsobiť kavitáciu a znížený výkon.
Iné používané ovládače : V systémoch s viacerými ovládačmi môžu iné komponenty spotrebúvať prietok a tlak.
10. Problémy s hydraulickými kvapalinami
Znečistenie : Hlavná príčina väčšiny problémov s prilepením ventilov, opotrebovaním tesnení a upchatím. Prekročenie limitov kontaminácie ISO 4406 je bežné.
Nesúlad viskozity :
Príliš vysoká (studené štarty alebo nesprávna kvapalina): Zvyšuje odpor, oneskoruje pohyb ventilu a znižuje nasávanie čerpadla.
Príliš nízka (prehrievanie alebo degradácia kvapaliny): Zvyšuje vnútorné presakovanie a opotrebovanie.
Degradácia oleja : Oxidácia, hydrolýza a vyčerpanie prísad vedú k tvorbe kalu, vysokej kyslosti, korózii, upchatiu filtrov a zrýchlenému zlyhaniu tesnenia.
Strhávanie vzduchu/penenie : Únik vzduchu alebo zlá konštrukcia nádrže znižuje tuhosť a spôsobuje oneskorenia, nestabilitu a hluk, čo môže viesť k poškodeniu kavitáciou.
11. Problémy s potrubím a pripojením
Rozdrvené/ohnuté línie : Obmedzte prietok oleja, zvýšte protitlak alebo znížte prívod.
Poddimenzované vedenia : Vysoká rýchlosť prúdenia zvyšuje stratu tlaku.
Únik : Vonkajšie úniky znižujú tlak; vnútorné netesnosti v spojoch (napr. poškodené O-krúžky) spôsobujú stratu prietoku.
Porucha akumulátora : Ak sa zasúvanie spolieha na akumulátor, zlyhaná membrána, nízky tlak predbežného plnenia alebo chybný ventil znižujú dostupný prietok.
12. Kavitácia
Príčina : Vysoký odpor spätného vedenia (napr. upchatý filter, zatvorený škrtiaci ventil) alebo nedostatočný prietok čerpadla môžu vytvoriť vákuum v komore tyče, čo spôsobí odparovanie oleja.
Účinok : Kolaps bublín vytvára tlakové rázy, ktoré spôsobujú jamky , vibrácie, hluk a nepravidelný pohyb. Postupom času poškodzuje steny valcov a piesty, čím sa zhoršuje vnútorná netesnosť.
