Все, что вам нужно знать о гидроцилиндрах
Есть две широкие группы гидроцилиндров. Первая большая группа — гидроцилиндры дифференциала. В этой группе всего один шток поршня. При одинаковых условиях давления и потока сила, передаваемая при прямом ходе штока поршня, больше, чем при обратном ходе. Цилиндры дифференциала затем можно подразделить на гидроцилиндры одностороннего и двустороннего действия. Если гидроцилиндр одностороннего действия, он имеет только одно соединение и может активно двигаться только в одном направлении, при этом он имеет только пассивный обратный ход или прямой ход, в зависимости от соединения. Прямой или обратный ход, который не связан, должен осуществляться за счет внешней силы, такой как сила пружины или веса. Если имеется гидроцилиндр двустороннего действия, присоединяются два соединения для жидкости. Гидравлические цилиндры двойного действия позволяют напрямую управлять ходом прямого и обратного хода.
Гидравлические цилиндры: основы гидравлики
В области машиностроения и гидравлики люди используют действия потока текучих веществ для передачи сил, сообщений или энергии. Системы, в которых используется гидравлика, называются гидравлическими системами. Жидкости, используемые в этих системах, в основном представляют собой минеральные масла, воду, огнестойкие жидкости или биоразлагаемые жидкости. Сила передается через давление в системе и движение через результирующий объемный расход. Вместе с тем эти два фактора влияют на производительность гидравлической системы.
Гидравлические цилиндры и режим их работы
Гидравлический насос, управляемый электродвигателем, отвечает за давление и гидравлический поток. Современный гидравлический насос имеет повторяющуюся базовую конструкцию. В корпусе (трубе цилиндра) за один проход находятся подвижные части, которые в зависимости от типа насоса перекачивают жидкость. В основном используются насосы с внешним зацеплением и двумя шестернями с внутренним зацеплением, соединенными с двигателем. При повороте шестерен жидкость на краю внутренней части насоса постоянно сжимается в контуре от всасывающего входа до нагнетательного входа к потребителю (цилиндру).
Шестеренчатый насос относительно невосприимчив к тяжелым условиям всасывания. Реже в качестве альтернативы используется так называемый пластинчатый насос. Используемая жидкость всегда остается в системе. Это правило отменяется только в случае гидравлических систем на водной основе. В отличие от родственных пневматических систем, гидравлическая система построена как контур, то есть имеется обратный поток к приводимому потребителю, в данном случае цилиндр, с обратной линией в резервуар для жидкости, до тех пор, пока контур снова не запустится с насосом. Однако в аналогичном принципе пневматики в качестве среды, передающей силу, используется сжатый воздух. Однако с точки зрения передачи мощности и точности гидравлика превосходит пневматику.
Базовая структура обеих систем очень похожа. Контур состоит из бака, трубопроводов, насоса, потребителя и элементов управления. Однако, в отличие от этого, пневматика не привязана к фиксированному контуру, обратный поток отсутствует. В гидравлике есть два разных типа потребителей, которые преобразуют сжимающую силу в линейное или вращательное движение. Гидравлические двигатели преобразуют давление во вращательное движение, а гидроцилиндры — в линейное движение, поэтому их также называют линейными приводами.
Использование гидроцилиндров
Использование гидроцилиндров имеет преимущественно преимущества и лишь несколько недостатков. Особого внимания заслуживает огромная передача энергии потребителем, несмотря на небольшой объем потребителя. Последовательности движений могут выполняться с нуля даже при очень высоких нагрузках. Несмотря на большую передачу энергии, могут быть реализованы элегантные системы безопасности и аварийные системы. Мощность и скорость гидравлической системы можно плавно регулировать с помощью элементов управления и в зависимости от жидкости.
Поскольку базовая конструкция гидроцилиндров практически не отличается друг от друга даже в подгруппах, гидроцилиндры просты в изготовлении и могут использоваться чрезвычайно универсально. Поскольку эффективность гидроцилиндра увеличивается с увеличением площади поршня, а силы трения линейно уменьшаются с увеличением размера цилиндров, чрезвычайно мощные цилиндры могут быть реализованы с помощью специальных форм, которые приводят к огромному преобразованию энергии. Что касается управления, различают механическое и дистанционное управление. Рычаги, педали, переключатели и кнопки позволяют напрямую управлять клапанами, но ограничиваются силой, прикладываемой пользователем.
Дистанционное управление довольно сложно реализовать с механическим управлением. Напротив, дистанционное управление с поддержкой давления позволяет дистанционно управлять гидравлической системой независимо от пользователя. Гидравлические системы легко автоматизировать с помощью современной управляющей электроники. Помимо этих многочисленных преимуществ гидравлических систем, есть еще несколько недостатков. К ним относятся высокие требования к подготовке жидкости (фильтрация, чистота, чистота), влияние температуры, зависимость от вязкости используемой жидкости, риск утечек, потери давления из-за недостаточного уплотнения, особенности сжатия жидкостей.
Конструкция гидроцилиндров
Несмотря на разные подгруппы, конструкция гидроцилиндра практически одинакова. Сначала у нас есть корпус цилиндра. В этом масло или другая жидкость и поршень хранятся. Поршень может двигаться вперед и назад линейно. На нижнем конце поршня находится головка поршня и направляющие кольца, диаметр головки совпадает с диаметром внутренней части корпуса. Остальная часть поршня уже по диаметру, чем головка поршня, и называется штоком поршня. Головка служит поверхностью для передачи мощности линейного движения за счет изменений давления и потока.
На верхнем конце корпуса, где выступает шток поршня, также имеется уплотнение штока с грязесъемными кольцами, которые предотвращают утечку используемой жидкости во время движения. В зависимости от типа цилиндра на обоих концах можно найти одно или два штуцера для ввода жидкости. Если жидкость теперь попадает внутрь корпуса под давлением, возникающее давление отталкивает головку поршня от места соединения. Затем давление действует против силы на другом конце поршня.
На что следует обратить особое внимание при работе с гидроцилиндрами?
Чтобы предотвратить износ гидроцилиндра после длительного периода использования, существуют строгие требования к допустимым температурам и внутреннему давлению. Среди прочего, для стандартных гидроцилиндров была указана максимальная рабочая температура 80 ° C. Потому что независимо от того, какая жидкость используется, вязкость (вязкость) изменится до такой степени, что гидравлическая система больше не будет работать в соответствии со спецификациями.
Другой причиной соблюдения указанных рабочих температур являются используемые уплотнения. В современных гидравлических системах часто используются синтетические органические полимеры, которые держатся только до определенного максимального значения. В основном используются политетрафторэтилен (PTFE), бутадиеновый каучук (NBR) и хорошо известный полиуретан (PU). Гидравлические системы, использование которых необходимо в неблагоприятных условиях окружающей среды, подготовлены к более высоким рабочим температурам с помощью специальных уплотнений.
Специальные резиновые смеси, такие как фторкаучук (FKM), допускают рабочую температуру до 200 ° C. Однако, поскольку внутренняя температура также может кратковременно повышаться, поскольку используемая жидкость подвергается сильному трению, особенно при частых движениях, температуру гидравлической жидкости необходимо всегда контролировать.
В конечном итоге именно используемая жидкость определяет рабочие диапазоны температур гидроцилиндров. Чаще всего используются жидкости на основе минеральных масел согласно ISO-DIN. К ним относятся гидравлические масла (HL), гидравлические масла с защитой от коррозии (HLP) и гидравлические масла с присадками для термостойкости и вязкости. Небольшая группа биоразлагаемых гидравлических жидкостей в основном используется по экологическим причинам и состоит из различных составляющих.
