Какво е хидравличен цилиндър?
Хидравличният цилиндър е хидравличен задвижващ механизъм, който преобразува хидравличната енергия в механична енергия и извършва линейно възвратно-постъпателно движение (или люлеещо се движение). Той е прост по структура и надежден при работа. Когато се използва за постигане на възвратно-постъпателно движение, устройството за забавяне може да бъде елиминирано и няма междина на трансмисията и движението е гладко, така че се използва широко в различни механични хидравлични системи. Изходната сила на хидравличния цилиндър е пропорционална на ефективната площ на буталото и разликата в налягането между двете страни;
Конструкция на хидравличен цилиндър
Хидравличният цилиндър обикновено се състои от заден капак, цилиндър, бутален прът, бутален комплект, преден капак и други основни части; За да се предотврати изтичане на масло извън хидравличния цилиндър или от камерата за високо налягане към камерата за ниско налягане, е разположено уплътнително устройство между цилиндъра и крайния капак, буталото и буталния прът, буталото и цилиндъра, буталния прът и предния краен капак и прахоустойчиво устройство също е разположено извън предния краен капак; За да се предотврати удар на буталото в главата на цилиндъра, когато бързо се върне към края на хода, краят на хидравличния цилиндър също е снабден с буферно устройство; Понякога е необходимо изпускателно устройство.
Монтаж на цилиндровия блок
Уплътнителната кухина, образувана от цилиндровия възел и буталния възел, е подложена на налягане на маслото, така че цилиндровият възел трябва да има достатъчна здравина, висока повърхностна точност и надеждно уплътнение.
(1) Връзка тип фланец, проста структура, лесна обработка, надеждна връзка, но краят на цилиндъра трябва да има достатъчна дебелина на стената за монтиране на болтове или винтове, това е често използвана форма на свързване.
(2) Връзка с половин пръстен, разделена на две форми на връзка на външна връзка с половин пръстен и връзка с вътрешен половин пръстен. Процесът на свързване на пръстена е добър, надежден и компактен по структура, но отслабва здравината на цилиндъра. Прилагането на пръстеновидна връзка е много разпространено и често се използва при свързването на цилиндър от безшевна стоманена тръба и крайна капачка.
(3) резбова връзка, има два вида връзка с външна резба и връзка с вътрешна резба, които се характеризират с малък размер, леко тегло и компактна структура, но структурата на края на цилиндъра е сложна; тази форма на свързване обикновено се използва за случаи, изискващи малък размер и леко тегло.
(4) Връзката на свързващия прът има проста структура, добър процес и силна гъвкавост, но обемът и теглото на крайния капак са по-големи и свързващият прът ще бъде опънат по-дълго след натоварване, което се отразява на ефекта. Подходящ само за хидравлични цилиндри със средно и ниско налягане с малка дължина.
(5) Заварена връзка, висока якост, просто производство, но лесно причиняване на деформация на цилиндъра по време на заваряване.
Основната форма на действие на хидравличния цилиндър:
Стандартно двойно действие: движение на мощността в двете посоки и се използва в повечето приложения:
Еднодействащ-цилиндър: Когато се изисква тяга само в една посока, може да се използва-единичнодействащ цилиндър;
Двоен цилиндър: Когато се изисква еднакво изместване от двете страни на буталото или когато товар е прикрепен към всеки край, когато е механично изгоден, допълнителният край може да се използва за инсталиране на гърбици за управление на ходови превключватели и др.
Еднодействащ цилиндър с пружинно връщане-: Обикновено се ограничава до много малки цилиндри с къс ход, използвани за задържане и затягане. Дължината, необходима за поставяне на възвратната пружина, ги прави неудобство, когато се налагат дълги пътувания;
Бутален тип еднодействащ цилиндър: само една проточна камера, този тип цилиндър обикновено се монтира вертикално, натоварването нулира прибирането на цилиндъра, те се наричат също "цилиндър с изместване" и са практични за дълги пътувания;
Многостепенен телескопичен цилиндър: до 4 втулки, по-къси от стандартния цилиндър. Има единично действие или двойно действие, те са по-скъпи от стандартния цилиндър, обикновено се използва за монтаж, пространството е малко, но изисква по-голям повод за инсулт.
Тандемен цилиндър: Тандемният цилиндър се състои от два коаксиално монтирани цилиндъра, буталата на двата цилиндъра са свързани с общ бутален прът, а уплътнението на пръта е разположено пред двата цилиндъра, така че всеки цилиндър да може да изпълнява двойна функция, когато монтажната ширина или височина е ограничена. Тандемният цилиндър може да увеличи мощността;
Двоен цилиндър: Двойният цилиндър се състои от два цилиндъра, монтирани коаксиално. Двете бутала не са свързани. Между двата цилиндъра е разположено уплътнение на пръта, така че всеки цилиндър да може да изпълнява двойна функция и двата цилиндъра могат да бъдат монтирани на буталния прът (както е показано) или гръб-с-гръб. Обикновено се използва за осигуряване на работа с три позиции.
Принцип на работа на хидравличен цилиндър
Принцип на работа и анализ на структурата на пълен комплект хидравлични цилиндри (демонстрация на анимация)
Принцип на хидравлично предаване - с масло като работна среда, движението се предава чрез промяна на уплътнителния обем, а мощността се предава чрез налягането вътре в маслото.
1. Силовата част преобразува механичната енергия на главния двигател в енергията на налягането на маслото (хидравлична енергия). Например: хидравлична помпа.
2..Изпълнителната част - хидравличната помпа вкарва енергията на налягането на маслото в механична енергия за задвижване на работния механизъм. Например: хидравличен цилиндър, хидравличен двигател.
3. Контролната част -, използвана за контролиране и регулиране на налягането на маслото, потока и посоката на потока. Например: клапан за регулиране на налягането, клапан за регулиране на потока и клапан за регулиране на посоката.
4. Помощната част - първите три части са свързани, за да образуват система, която играе ролята на съхранение на масло, филтриране, измерване и запечатване. Примерите включват тръби и съединения, резервоари за гориво, филтри, акумулатори, уплътнения и контролни инструменти.
Налягането, приложено във всяка точка върху даден обем течност, може да се предава еднакво във всички посоки. Това означава, че когато се използват множество хидравлични цилиндри, всеки цилиндър ще тегли или бута със собствена скорост и тези скорости зависят от налягането, необходимо за преместване на товара.
При една и съща носимоспособност на хидравличния цилиндър, хидравличният цилиндър с най-малък товар ще се движи първи, а хидравличният цилиндър с най-голям товар ще се движи последен.
За да се синхронизира движението на хидравличния цилиндър, така че товарът да се повдига с една и съща скорост във всяка точка, е необходимо в системата да се използва контролен клапан или елемент на системата за синхронно повдигане.
Класификация на хидравличните цилиндри
За да се отговори на различните приложения на различни главни двигатели, има много видове хидравлични цилиндри.
Според посоката на подаване на масло, той може да бъде разделен на цилиндър с едно действие и цилиндър с двойно действие. Единично{1}}действащият цилиндър вкарва масло под високо-налягане само от едната страна на цилиндъра и разчита на други външни сили, за да обърне буталото. Цилиндърът с двойно действие подава масло под налягане към двете страни на цилиндъра. Движението напред и назад на буталото се осъществява чрез хидравлично налягане.
Според структурата той може да бъде разделен на бутален цилиндър, бутален цилиндър, люлеещ се цилиндър и телескопичен цилиндър. Според формата на буталния прът той може да бъде разделен на цилиндър с един бутален прът и цилиндър с двоен бутален прът.
Според специалното предназначение на цилиндъра, той може да бъде разделен на сериен цилиндър, бустер цилиндър, скоростен цилиндър, стъпков цилиндър и т.н.
Този тип цилиндър не е обикновен цилиндър, а комбинация от други цилиндри и компоненти, така че от структурна гледна точка този тип цилиндър се нарича още комбиниран цилиндър.
1. Диференциален хидравличен цилиндър
Диференциалният принцип на хидравличния цилиндър е, че двата края са свързани към тръбопровода за подаване на масло едновременно; единият край е свързан, защото площта на буталния прът е по-малка от другия край. За постигане на движение се използва диференциалният принцип.
Когато две кухини на бутален цилиндър с един прът се подават в маслото под налягане едновременно, тъй като ефективната площ на кухината без прът е по-голяма от ефективната площ на кухината без прът, силата на буталото отдясно е по-голяма от силата отляво. Следователно буталото се движи надясно и буталния прът се изнася. В същото време маслото с кухината на пръта се екструдира, така че да се влива в кухината без прът, като по този начин ускорява скоростта на удължаване на буталния прът. Този метод на свързване на хидравличен цилиндър с един бутален прът се нарича диференциална връзка. При диференциалната връзка ефективната площ на хидравличния цилиндър е площта на напречното-сечение на буталния прът и скоростта на масата е по-голяма от тази на кухината без прът, докато изходната сила е намалена.
Принцип на работа и анализ на структурата на пълен комплект хидравлични цилиндри (демонстрация на анимация)
Диференциалното свързване е ефективен начин за постигане на бързо движение без увеличаване на капацитета и мощността на хидравличната помпа.
2. Едноръкохватков хидравличен цилиндър
Хидравличен цилиндър с един бутален прът има бутален прът само в единия край. Това е еднобутален хидравличен цилиндър. Входните и изходящите маслени отвори A и B в двата края могат да преминават масло под налягане или да връщат масло, за да постигнат дву-посочно движение, така че се нарича още двойнодействащ цилиндър. Когато се използва за постигане на възвратно-постъпателно движение, устройството за забавяне може да бъде елиминирано и няма междина на трансмисията и движението е гладко, така че се използва широко в различни механични хидравлични системи.
Характеристики:
(1) Вход за масло без кухина на пръта, връщане на маслото с кухина на пръта.
(2) Вход за масло с кухина на пръта, връщане на маслото без кухина на пръта.
(3) Диференциална връзка - лявата и дясната кухина са свързани и маслото под налягане се пропуска.
Еднопрътов цилиндър три сравнение, както е показано на фигурата по-долу:
Принцип на работа и анализ на структурата на пълен комплект хидравлични цилиндри (демонстрация на анимация)
3. Бутален цилиндър с един прът
Буталото на буталния цилиндър с един прът има само един край с буталния прът, тъй като ефективната площ на лявата и дясната кухина на буталния цилиндър с един прът е различна, така че се характеризира с: когато налягането на флуида и потокът Q са непроменени, редуващи се в двете кухини на цилиндъра, изходната тяга F на буталния цилиндър в лявата и дясната посока не е равна, портът на възвратно-постъпателната скорост е не е същото и колкото по-голям е диаметърът на буталния прът, толкова по-голяма е разликата. Въпреки това, когато цилиндровият блок е фиксиран и буталния прът е фиксиран, диапазонът на движение на съответната работна маса е същият.
Принцип на работа и анализ на структурата на пълен комплект хидравлични цилиндри (демонстрация на анимация)
4. Бутален цилиндър с двоен прът
Диаметрите на пръта в двата края на двупрътовия бутален цилиндър обикновено са еднакви, така че ефективната площ на буталото в двата края също е еднаква. Когато двете камери на цилиндъра последователно подават един и същ поток и налягане на течността, максималната тяга и скоростта на движение, генерирани на буталото, също са равни. Въпреки това, когато цилиндровият блок е фиксиран и буталния прът е фиксиран, диапазонът на движение на съответната работна маса е различен
Конструкцията на буталния цилиндър с двоен прът е подобна на тази на хидравличния цилиндър с двоен прът и графичният символ е същият.
Хидравличният цилиндър с двоен прът е хидравличен цилиндър с бутален прът от двете страни на буталото, който обикновено се задвижва от дву-посочно хидравлично налягане и може да постигне възвратно-постъпателно движение с постоянна скорост.
Характеристики:
(1) Вход за масло без кухина на пръта, връщане на маслото с кухина на пръта.
(2) Вход за масло с кухина на пръта, връщане на маслото без кухина на пръта.
(3) Диференциална връзка - лявата и дясната кухина са свързани и маслото под налягане се пропуска.
Принцип на работа и анализ на структурата на пълен комплект хидравлични цилиндри (демонстрация на анимация)
5. Бустерен цилиндър с газ-течност
Бустерният цилиндър с газ-течност е известен също като газов-течен бустерен цилиндър, обикновено наричан бустерен цилиндър. Хидравличното масло и сгъстеният въздух са строго изолирани, буталния прът в цилиндъра контактува с работните части и се стартира автоматично, скоростта на действие е бърза и е по-стабилна от пневматичната трансмисия, устройството на цилиндровия блок е просто, регулирането на изхода е лесно, при същите условия може да се постигне висока сила на хидравличната преса, ниска консумация на енергия, меко кацане не уврежда матрицата. Лесен за инсталиране и специален нагнетателен цилиндър може да се монтира под всякакъв ъгъл от 360 градуса, заема малко пространство, причинява по-малко проблеми без повишаване на температурата, дълъг живот, има нисък-шум и има други основни характеристики. Нагнетателният цилиндър може да постигне високата сила на хидравличния цилиндър чрез използване на общото въздушно налягане и не е необходим хидравличен агрегат. Бустерните цилиндри могат да се разделят най-общо на: цилиндри за предварително-усилване на налягането, цилиндри за директно повишаване на налягането, цилиндри за усилване на регулируемия ход, цилиндри за усилване на повишено връщане, компактни успоредни цилиндри за усилване, мини цилиндри за усилване, бързи усилващи цилиндри и изолиращ усилвател за масло и газ цилиндри.
Работната честота на усилващия цилиндър, според различните ходове и диаметри на цилиндъра, обикновено е 10~70 пъти/мин.
Режим на задействане: двойно{0}}действаща работна скорост: 50~1000mm/s Изходен обхват: 1~100 тона Обхват на приложение: щамповане на маркировки, огъване на профили, щанцоване, щанцоване на стомана, заваряване с докосване на профили, формоване чрез екструдиране, сплескване и изправяне, занитване и коване, довършване на ламарина, стегнат монтаж, занитване и свързване, метално щамповане.
6. Телескопичен хидравличен цилиндър
Телескопичният хидравличен цилиндър е хидравличен цилиндър с многостепенен телескопичен бутален прът, който може да получи по-дълъг работен ход, а телескопичният хидравличен цилиндър е известен също като многостепенен хидравличен цилиндър. Телескопичният хидравличен цилиндър се състои от два или повече бутални хидравлични цилиндри, а буталния прът на първия бутален цилиндър е цилиндърът на втория бутален цилиндър.
Когато маслото под налягане навлезе от кухината без прът, цилиндърът с най-голямата ефективна площ на буталото започва да се разширява, а когато линията достигне края, цилиндърът с втората по големина ефективна площ на буталото започва да се разширява. Редът на разширение на телескопичната хидравлика е разширен от голям към малък, което може да получи дълъг работен ход. Колкото по-малка е ефективната площ на преразтегнатия цилиндър, толкова по-висока е скоростта на удължаване. Следователно скоростта на удължаване е бавна и бърза и съответната хидравлична тяга намалява от голяма към малка; Този закон за промяна на тягата и скоростта е подходящ за изискванията на различни машини за автоматично товарене и разтоварване за тяга и скорост. Редът на прибиране обикновено е от малък към голям, а аксиалната дължина на прибиране е къса, пространството е малко и структурата е компактна. Често се използва в хидравличната система на строителни машини и други ходещи машини, като кранове, самосвали и др.
7. Бутален цилиндър
Буталния цилиндър е структурна форма на хидравличен цилиндър.
Един цилиндър на буталото може да постигне само една посока на движение, а обратното зависи от външната сила, както е показано на фигура А по-долу. С два комбинирани бутални цилиндъра, както е показано на фигура b, възвратно-постъпателното движение може да се постигне и с масло под налягане. Когато цилиндърът на буталото се движи, той се ръководи от направляващата втулка на главата на цилиндъра, така че вътрешната стена на цилиндъра не е необходимо да се довършва. Особено подходящ е за по-дълги пътувания. В допълнение, цилиндърът на буталото е разделен на радиален цилиндър на буталото и аксиален цилиндър на буталото.
