MỘT Xi lanh thủy lực là một thiết bị truyền động thủy lực chuyển đổi năng lượng thủy lực thành năng lượng cơ học, thường để thực hiện chuyển động tịnh tiến (hoặc dao động) tuyến tính. Với cấu trúc đơn giản và hoạt động đáng tin cậy, xi lanh thủy lực được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thủy lực khác nhau trong các ngành công nghiệp máy móc. Khi được sử dụng cho chuyển động tịnh tiến, chúng loại bỏ nhu cầu sử dụng hộp số giảm tốc, tránh phản ứng ngược truyền động và đảm bảo chuyển động trơn tru.
Lực ra của xi lanh thủy lực tỷ lệ thuận với diện tích hiệu dụng của piston và chênh lệch áp suất ở hai bên. Một xi lanh thủy lực tiêu chuẩn chủ yếu bao gồm thùng xi lanh, đầu xi lanh, piston, thanh piston, các bộ phận làm kín và các thiết bị đệm và xả tùy chọn — tùy thuộc vào ứng dụng. Tất cả các thành phần khác là cần thiết.
I. Phân loại xi lanh thủy lực
Xi lanh thủy lực có nhiều dạng cấu trúc khác nhau và được phân loại dựa trên các tiêu chí khác nhau:
Theo loại chuyển động :
Xi lanh thủy lực pittông tuyến tính
dao động quay thủy lực Xi lanh
Do tác dụng của áp suất thủy lực :
Theo cấu trúc :
kiểu piston Xi lanh thủy lực
kiểu pit tông Xi lanh thủy lực
Xi lanh kiểu ống lồng (nhiều tầng) thủy lực
loại bánh răng và thanh răng Xi lanh thủy lực
Theo kiểu lắp :
Gắn thanh giằng
Núi khoan
Gắn chân
Gắn kết
Theo đánh giá áp suất :
1. Xi lanh thủy lực kiểu piston
Xi lanh pít-tông một thanh thủy lực chỉ có một thanh pít-tông ở một đầu. Như được hiển thị trong sơ đồ, cả hai cổng A và B đều có thể được kết nối với dầu áp suất hoặc dầu hồi để cho phép chuyển động hai chiều, được định nghĩa là xi lanh tác động kép.
Chuyển động của piston theo một hướng được hỗ trợ bởi áp suất thủy lực, trong khi chuyển động quay trở lại có thể cần đến ngoại lực. Tuy nhiên, xi lanh kiểu piston thường cho phép hành trình dài hơn các loại khác. Về mặt cấu trúc, chúng có thể là thanh đơn hoặc thanh đôi. Dựa trên ứng dụng áp suất, chúng có thể tác động đơn hoặc tác động kép:
Xy lanh tác dụng đơn : Áp suất dầu chỉ tác động lên một buồng và hành trình quay trở lại phụ thuộc vào ngoại lực (ví dụ: lò xo, trọng lực hoặc tải trọng bên ngoài).
Xi lanh tác động kép : Cả hai buồng xen kẽ với dầu điều áp để cung cấp năng lượng cho chuyển động piston hai chiều.
Trong xi lanh piston tác động kép, một thanh , chỉ có một bên của piston được trang bị cần piston. Điều này dẫn đến diện tích hiệu quả không đồng đều ở hai buồng. Vì thế:
Với lưu lượng dầu được cung cấp bằng nhau, tốc độ piston sẽ khác nhau theo từng hướng.
Đối với cùng một lực tải, áp suất yêu cầu thay đổi tùy theo buồng sử dụng.
Sự bất đối xứng này phải được tính đến trong thiết kế hệ thống thủy lực, chẳng hạn như trong các phương tiện vệ sinh.
2. Xi lanh thủy lực kiểu pít tông
Xi pittông thủy lực lanh là loại xi lanh tác động đơn . Nó chỉ thực hiện chuyển động theo một hướng bằng áp suất thủy lực; chuyển động quay trở lại phụ thuộc vào ngoại lực hoặc trọng lượng của bản thân pít tông.
Pít tông được đỡ bởi ống bọc xi lanh nhưng không tiếp xúc trực tiếp với nó, giúp cho ống bọc dễ gia công. Do đó, nó lý tưởng cho xi lanh hành trình dài.
Pít tông chịu áp lực liên tục trong quá trình vận hành và phải có độ cứng cao.
Do trọng lượng nặng nên việc lắp đặt theo chiều ngang có thể gây ra hiện tượng võng , dẫn đến độ mòn không đồng đều trên vòng đệm và thanh dẫn hướng. Nên sử dụng theo chiều dọc.
3. Xi lanh thủy lực dạng ống lồng
Xi lanh dạng thủy lực ống lồng bao gồm hai hoặc nhiều giai đoạn piston. Trong quá trình kéo dài, piston kéo dài tuần tự từ lớn nhất đến nhỏ nhất ; trong quá trình rút lại (không tải), trình tự thường từ nhỏ nhất đến lớn nhất . Loại xi lanh này đạt được hành trình dài trong khi vẫn duy trì chiều dài rút ngắn , làm cho nó có thiết kế nhỏ gọn. Thường được sử dụng trong máy móc xây dựng và nông nghiệp , xi lanh dạng ống lồng có tốc độ và lực thay đổi tùy thuộc vào giai đoạn chuyển động của piston.
4. Xi lanh thủy lực dao động
Xi lanh dao động thủy lực chuyển đổi năng lượng thủy lực thành chuyển động quay tịnh tiến , cung cấp công suất mô-men xoắn. Các loại bao gồm:
Cánh đơn
Cánh đôi
dao động xoắn ốc
Trong các loại cánh gạt, stato được cố định vào thân xi lanh trong khi cánh gạt được gắn vào rôto. Tùy thuộc vào hướng dòng dầu, cánh gạt sẽ điều khiển rôto dao động. Xi lanh dao động xoắn ốc (ngày nay phổ biến hơn là xoắn ốc kép) chuyển đổi chuyển động tuyến tính của piston thành sự kết hợp giữa chuyển động tuyến tính và chuyển động quay bằng cách sử dụng hai bộ bánh răng xoắn ốc.
II. Nguyên lý làm việc của xi lanh thủy lực
Là bộ truyền động trong hệ thống truyền động thủy lực, xi lanh thủy lực là bộ chuyển đổi năng lượng , biến năng lượng thủy lực thành năng lượng cơ học. Không giống như động cơ thủy lực cung cấp chuyển động quay liên tục , xi lanh thủy lực được thiết kế cho chuyển động tịnh tiến.
Xi lanh thủy lực được phân thành ba loại kết cấu chính:
Xi lanh thủy lực có thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp với các bộ truyền động và hệ thống cơ khí khác để thực hiện các chức năng đặc biệt. của chúng Thiết kế đơn giản và hoạt động đáng tin cậy khiến chúng không thể thiếu trong máy công cụ và các máy móc khác yêu cầu dẫn động thủy lực hiệu quả.
III. Tại sao bạn có thể tin tưởng vào hướng dẫn này
Dongguan Blince Mechanical & Electrical Co., Ltd. , được thành lập năm 2004, là nhà cung cấp hàng đầu các giải pháp thủy lực hoàn chỉnh. Là đối tác thủy lực toàn diện của bạn, chúng tôi chuyên thiết kế, sản xuất và phân phối nhiều loại linh kiện thủy lực, bao gồm:
Sứ mệnh của chúng tôi là cung cấp các giải pháp thủy lực hiệu quả, đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng xây dựng, nông nghiệp, công nghiệp và hàng hải. Với nhiều năm kinh nghiệm và đổi mới, Blince là một cái tên đáng tin cậy trong ngành thủy lực toàn cầu.
IV. Tác động của việc mở rộng và rút xi lanh không đúng cách
Máy xây dựng :
Trong máy xây dựng, xi lanh thủy lực dạng ống lồng được sử dụng rộng rãi. Ví dụ, trong máy xúc, xi lanh dạng ống lồng điều chỉnh chiều dài và độ sâu của cánh tay để cho phép người vận hành thực hiện các nhiệm vụ đào trong môi trường phức tạp. Lưỡi máy ủi và cần cẩu cũng dựa vào các ống trụ dạng ống lồng để kéo dài và rút lại chính xác.
Thiết bị tự động hóa :
Trong các hệ thống tự động hóa, xi lanh thủy lực dạng ống lồng được sử dụng để điều chỉnh chiều cao hoặc vị trí của thiết bị—đặc biệt là trong bệ nâng và cánh tay robot—cho phép chuyển động thẳng đứng chính xác và nâng cao hiệu quả hoạt động. Ví dụ, bệ nâng trong lĩnh vực hậu cần thường dựa vào xi lanh dạng ống lồng để điều chỉnh độ cao linh hoạt trong quá trình xử lý vật liệu.
Máy nông nghiệp :
Xi lanh thủy lực dạng ống lồng thường được sử dụng trong các thiết bị nông nghiệp như máy gặt và máy gieo hạt để điều chỉnh chiều cao và góc của cánh tay làm việc, cho phép vận hành chính xác phù hợp với các nhu cầu nông nghiệp khác nhau.
Thiết bị xây dựng và chuyên dụng :
Trong cần cẩu tháp, tời xây dựng và sàn làm việc trên không, ống trụ dạng ống lồng rất cần thiết để điều chỉnh chiều dài cần trục và độ cao của bệ. Trong các hoạt động ở độ cao lớn, chúng mang lại sức mạnh mạnh mẽ và khả năng điều khiển chính xác.
V. Nguyên nhân phổ biến dẫn đến việc không kéo dài hoặc rút lại đúng cách
1. Các vấn đề về áp lực hệ thống và mất cân bằng lực
Hầu hết các xi lanh thủy lực đều có tác dụng kép , có một mặt cần và một mặt không cần. Sự giãn nở xảy ra khi dầu chảy vào buồng không cần trục và ra khỏi phía thanh truyền; rút lại là ngược lại. Vì buồng không cần trục có diện tích tác dụng lớn hơn nên độ giãn nở chậm hơn nhưng tạo ra lực cao hơn. Rút lại nhanh hơn nhưng yếu hơn do diện tích nhỏ hơn.
Nếu áp suất hệ thống không đủ do cài đặt van giảm áp thấp hoặc mất áp suất thì xi lanh có thể không tạo ra đủ lực để rút lại. Cài đặt van cân bằng quá cao cũng có thể gây ra lỗi rút dao. Vì vậy, khi xi lanh thủy lực không rút lại được thì áp suất phải là thứ đầu tiên cần kiểm tra , bao gồm các bộ phận liên quan như bơm thủy lực và van điều khiển..
2. Dính/Tắc nghẽn ống van điều khiển hướng
Ô nhiễm : Các hạt rắn (ví dụ: mảnh kim loại, mảnh vụn bịt kín, sản phẩm phụ oxy hóa) có thể bám giữa ống cuộn và vỏ (chỉ có một vài micron), ngăn cản sự chuyển động hoàn toàn của ống cuộn.
Sự thoái hóa của dầu : Dầu lâu ngày tạo thành vecni và bùn, làm tăng ma sát và dính.
Mòn : Độ hở thân ống cuộn quá lớn do sử dụng lâu dài có thể gây rò rỉ hoặc dính.
Tải trọng/Biến dạng bên : Đường ống bị lệch hoặc lắp không đúng cách có thể làm biến dạng vỏ van và hạn chế chuyển động của ống chỉ.
Khóa thủy lực : Dưới áp suất cao, lực không đối xứng hoặc sự phân cực chất lỏng có thể đẩy ống cuộn vào vỏ, làm tăng ma sát đáng kể.
3. Lỗi van tiết lưu một chiều
Lỗ bị chặn : Chất bẩn hoặc bùn có thể chặn van tiết lưu hoặc kim điều chỉnh, hạn chế dòng chảy trở lại và làm chậm hoặc dừng rút lại.
Van một chiều bị kẹt : Van một chiều bị mòn hoặc bẩn (bi hoặc van chặn) có thể không mở được, chặn hoàn toàn dầu hồi.
Điều chỉnh sai : Van tiết lưu vô tình đặt quá gần vị trí đóng.
4. Hỏng van cân bằng thủy lực
Ống cuộn bị kẹt : Các chất gây ô nhiễm có thể khiến ống cuộn chính hoặc ống dẫn hướng bị kẹt. Trong quá trình rút lại, áp suất của phi công phải dịch chuyển ống chỉ chính để mở đường quay trở lại. Một ống chỉ bị kẹt sẽ ngăn cản điều này.
Lỗi lò xo : Độ mỏi, gãy hoặc tải trước không đúng sẽ ảnh hưởng đến áp suất mở van. Nếu quá cao, áp suất hệ thống có thể không đủ để mở van, gây ra hiện tượng rút van chậm hoặc mất ổn định.
Lỗ bị chặn : Các lỗ giảm chấn nhỏ điều chỉnh chuyển động của ống chỉ. Tắc nghẽn có thể gây ra phản ứng thất thường hoặc chậm trễ.
Rò rỉ bên trong quá mức : Khe hở thân ống bị mòn gây ra sự tích tụ áp suất trục điều khiển chậm, làm chậm quá trình hoạt động của van chính.
5. Lỗi khóa thủy lực (Van kiểm tra do phi công vận hành)
Con rối bị kẹt : Sự nhiễm bẩn hoặc mài mòn có thể khiến van một chiều bị đóng lại, chặn dòng chảy trở lại từ buồng không cần trục.
Bị kẹt/rò rỉ pít-tông thí điểm : Sự dính hoặc rò rỉ bên trong pít-tông thí điểm sẽ ngăn cản sự tích tụ đủ áp suất của thí điểm để giải phóng van một chiều.
Lỗi lò xo : Lò xo hồi vị bị hỏng hoặc bị mỏi có thể khiến van vẫn bị kẹt mở (gây rò rỉ bên trong) hoặc không mở được khi cần.
6. Tăng rò rỉ bên trong trong van
Mòn : Khoảng hở lớn làm giảm khả năng kiểm soát và tích tụ áp suất.
Hư hỏng vòng đệm : Vòng đệm động hoặc bị hỏng động (ví dụ: vòng đệm chữ T) hoặc vòng đệm tĩnh gây ra dòng chảy vòng.
Làm trầy xước : Các chất gây ô nhiễm cứng có thể làm trầy xước bề mặt ống chỉ.
Rò rỉ làm giảm lưu lượng hiệu quả và làm chậm quá trình tích tụ áp suất, ảnh hưởng đến lực rút và thời gian. Nó cũng làm giảm hiệu suất hệ thống và tăng nhiệt độ dầu.
7. Thanh piston bị cong hoặc biến dạng
Nguyên nhân : Độ lệch, tải trọng bên, va đập hoặc khuyết tật vật liệu có thể làm cong thanh.
Tác dụng : Thanh cong làm tăng ma sát, đặc biệt là ở gần ống dẫn hướng và có thể bị kẹt hoàn toàn. Nó làm tăng tốc độ mài mòn của phớt và gây rò rỉ bên trong hoặc bên ngoài.
8. Tăng rò rỉ bên trong trong xi lanh
Lỗi vòng đệm Piston : Lão hóa, mòn, đùn, rách, lắp đặt không đúng cách hoặc các vòng đệm bị nhiễm bẩn.
Hư hỏng ống xi lanh : Trầy xước hoặc mòn do nhiễm bẩn, thanh uốn hoặc lắp đặt kém làm ảnh hưởng đến bề mặt phốt.
Độ mòn/lỏng lẻo của Piston : Piston lỏng hoặc ren bị mòn có thể tạo ra chuyển động dọc trục hoặc khe hở quá mức, khiến dầu áp suất cao từ buồng không cần trục rò rỉ vào phía thanh truyền, làm giảm áp suất hiệu dụng và lực rút.
9. Áp suất/lưu lượng hệ thống không đủ
Hao mòn/hỏng máy bơm : Giảm hiệu suất thể tích do rò rỉ bên trong hoặc các vấn đề về truyền động.
Các vấn đề về cài đặt van giảm áp : Cài đặt áp suất không chính xác hoặc vô tình mở ra trong quá trình rút do dính ống chỉ, hỏng lò xo hoặc tắc nghẽn lỗ.
Hút kém : Bộ lọc hút bị tắc, mực nước chứa thấp, rò rỉ không khí hoặc đường hút quá nhỏ có thể gây ra hiện tượng xâm thực và giảm công suất.
Các bộ truyền động khác đang được sử dụng : Trong hệ thống nhiều bộ truyền động, các bộ phận khác có thể tiêu thụ lưu lượng và áp suất.
10. Vấn đề về chất lỏng thủy lực
Ô nhiễm : Nguyên nhân sâu xa của hầu hết các vấn đề về dính van, mòn phớt và tắc nghẽn. Việc vượt quá giới hạn ô nhiễm ISO 4406 là chuyện bình thường.
Độ nhớt không phù hợp :
Quá cao (khởi động nguội hoặc chất lỏng không đúng): Tăng lực cản, làm chậm chuyển động của van và giảm lực hút của bơm.
Quá thấp (chất lỏng quá nóng hoặc bị xuống cấp): Tăng rò rỉ và mài mòn bên trong.
Suy thoái dầu : Quá trình oxy hóa, thủy phân và cạn kiệt chất phụ gia dẫn đến tạo ra bùn, độ axit cao, ăn mòn, bộ lọc bị tắc và hư hỏng phốt tăng tốc.
Luồng không khí/tạo bọt : Rò rỉ không khí hoặc thiết kế bể kém làm giảm độ cứng và gây ra sự chậm trễ, mất ổn định và tiếng ồn, có khả năng dẫn đến hư hỏng do tạo bọt.
11. Sự cố về đường ống và kết nối
Đường bị dập/uốn : Hạn chế dòng dầu, tăng áp suất ngược hoặc giảm nguồn cung.
Đường ống có kích thước nhỏ hơn : Tốc độ dòng chảy cao làm tăng tổn thất áp suất.
Rò rỉ : Rò rỉ bên ngoài làm giảm áp suất; rò rỉ bên trong tại các khớp (ví dụ, vòng chữ O bị hỏng) gây mất dòng chảy.
Trục trặc về ắc quy : Nếu việc rút điện phụ thuộc vào ắc quy, bàng quang bị hỏng, áp suất nạp trước thấp hoặc van bị lỗi sẽ làm giảm lưu lượng hiện có.
12. Cavitation
Nguyên nhân : Điện trở đường hồi lưu cao (ví dụ: bộ lọc bị tắc, van tiết lưu đóng) hoặc lưu lượng bơm không đủ có thể tạo ra chân không trong buồng thanh truyền, khiến dầu bốc hơi.
Tác dụng : Sự vỡ bong bóng tạo ra những cú sốc áp suất, gây rỗ , rung, ồn và chuyển động thất thường. Theo thời gian, nó làm hỏng thành xi lanh và piston, làm tình trạng rò rỉ bên trong ngày càng trầm trọng hơn.
