Najbolji vodič za hidrauličke cilindre: vrste, primjene i prednosti

Kako Hidraulički cilindri Rad: Osnovna načela i ključne komponente

Osnovni princip fluidne energije u Hidraulički cilindri

Rad hidrauličkih cilindara u velikoj mjeri ovisi o onome što zovemo Paskalovim principom. U osnovi, kada se pritisak primijeni na tekućinu koja je zarobljena unutar nečega, taj se pritisak ravnomjerno širi posvuda u sustavu. Evo kako to funkcionira u praksi: pritisnite hidrauličku tekućinu u zatvorenom spremniku, i odjednom postoji sila koja gura protiv pištona. Što je bilo s time? Linearni pokret koji čini ove cilindre tako moćnim. I da to na trenutak stavimo u perspektivu. Uzmimo standardni cilindar prečnika 2 inča na primjer. Privuci ga do 1000 funti na kvadratni inč pritiska, i bum! Govorimo o više od 6.000 funti podizanja kapaciteta ovdje. Takva snaga objašnjava zašto hidraulika ostaje tako važna u mnogim industrijskim aplikacijama.

Osnovni dijelovi: pišton, štap, bačva i pečat

Četiri osnovne komponente omogućuju hidrauličkim cilindrima pretvaranje energije tekućine u mehaničko kretanje:

1. Klip : Dijeli valjku u komore i prenosi snagu na štap
2. Šipka : Prenosi mehaničku snagu na vanjske strojeve
3. Barell : U kućištem je fluid pod pritiskom i podnosi radni pritisak do 5000 PSI u industrijskim modelima
4. Zatvarači : Zabraniti curenje dok izdržati ekstremne temperature od -40 ° F do 250 ° F

Ugrađivanje i proizvodnja opreme za izgradnju obično se koriste izdržljivi materijali poput hromiranih šipaka i nitrilnih čepova kako bi se spriječilo nošenje i kontaminacija, što osigurava dug životni vijek.

Uloga hidrauličke tekućine u prijenosu sile i učinkovitosti sustava

Prava hidraulička tekućina, obično ISO VG 32 ili 46 stupnjeva, radi tri glavne stvari za sustave. Prvo, prenosi energiju dok troši što manje energije. Drugo, održava sve pokretne dijelove pravilno podmazanim tako da se ne isprobavaju prebrzo. Treće, pomaže se riješiti topline cirkulišući kroz rezervoar. Održavanje je važno ovdje jer većina hidrauličkih problema dolazi od loših stanja tekućine. Održavanje viskoznosti na mjestu gdje bi trebala biti i uklanjanje čestica manjih od 10 mikrona osigurava da se pritisak efikasno kreće kroz sustav. Takva briga također znači da dijelovi traju duže prije nego što je potrebno zamijeniti ili popraviti.

Glavni tipovi Hidraulički cilindri : Jednostopen, dvostopen, vezano i zavarivo

Jednostojni i dvostojni valci: funkcionalnost i slučajevi uporabe

Jednostojni cilindri rade tako što guraju pišton koristeći hidraulički pritisak, a zatim zavise od opruge ili gravitacije da ga vrate na svoje mjesto. Ove vrste se obično nalaze u jednostavnoj opremi gdje nije potrebna složenost, recimo kamioni za skretanje teretnih postelja ili osnovne hidrauličke tiskare koje se koriste u radionicama. Kad govorimo o dvostruko djelujućim cilindrima, stvari postaju malo drugačije. Oba kraja pišta primaju pritisak, tako da upravljači mogu kontrolirati kretanje u bilo kojem smjeru s puno boljom preciznošću. Takva kontrola je razlog zašto se oni pojavljuju posvuda od tvorničkih montažnih linija do teške građevinske opreme poput bagera koji kopali kroz teški teren. I zapravo postoji i prilično dobra matematika iza toga - testovi su pokazali da dvostruki modeli obično pružaju oko 20 posto veću učinkovitost snage tijekom tih kretanja naprijed-nazad u usporedbi s njihovim jednokratnim protuzastupnicima.

Cilindri s čvrstima: troškovno učinkovita rješenja za industrijske primjene

Cilindri s čeličnim čeličnim čeličnim čelima imaju one trake koje drže završne kapice na mjestu, što čini skupinu modulskom i odgovara zahtjevima veličine NFPA-e. Način na koji su ti cilindri izgrađeni omogućuje tehničarima da ih rastave prilično brzo koristeći samo standardne alate, smanjujući vrijeme održavanja tijekom proizvodnih redova možda oko 40% više ili manje ovisno o situaciji. Većina modela može nositi pritisak ispod 3.000 psi, ali ono što ih stvarno čini popularnim u industrijama poput rukovanja materijalima i plastičnog ubrizgavanja je koliko su pristupačni u usporedbi s drugim opcijama. Dijelovi se lako zamjenjuju. Ti cilindri obično rade oko 30% jeftinije od zavarivih verzija koje nose slično opterećenje, što ih čini pametnim izborom kada je proračun važan bez žrtvovanja previše performansi.

Zavarivani cilindri: Izgrađeni za dugotrajnost u teškim uvjetima

Kada je riječ o zavarivanih cilindara, cijev se trajno veže za te završne poklopce pomoću tehnika luka ili laserskog zavarivanja. To znači da više ne moramo brinuti da će te dosadne čavle za kravate s vremenom postati slabe točke. Snažna konstrukcija može podnijeti poremećaje pritiska veće od 5.000 psi i izdržati udare i vibracije, zbog čega su tako dobri u teškim industrijama kao što su rudarske operacije i željeznički sustavi. Ono što ih čini izuzetnim jest to što njihova čvrsta konstrukcija smanjuje savijanje šipke kada su podložne bočnim silama. Upravo zbog toga su pogodni za hidrauličke šiške koje se koriste na skladištima za otpad ili za šumarsku opremu koja se svakodnevno testira. Prema nekim terenskim testovima koje smo vidjeli, ove zavarivene verzije imaju tendenciju da se drže oko pola duže od drugih vrsta u stvarno teškim uvjetima pronađenim na transportnim trakovima kamenolova i offshore bušilicama.

Kritske primjene Hidraulički cilindri U raznim industrijama

Građevinarski strojevi: ekskavatori, utovarači i ždralci

Građevinarska oprema se oslanja na hidrauličke cilindre kako bi osigurala kontrolirane pritiske i povlačenje koje su nam potrebne na radnim mjestima. Uzmite ekskavatore na primjer imaju ove dvostruke cilindri rade naporno iza scene da se pomaknu bum, ruka, i kantu oko čak i kada stvari dobiju nagib. Tovarići rade slično, ali s više cilindara raspoređenih točno tako da operateri mogu postaviti kante pod različitim kutovima bez propuštanja otkucaja. I nemojmo zaboraviti tornjeve ždralove ti divovi stoje visoki na gradskim obzorima koriste posebno dizajnirane cilindre koji mogu podići stvari koje teže mnogo više nego što većina ljudi može zamisliti (preko 50 tona zapravo) dok ostaju stabilni čak i kada vjetar počne pušiti prilično jako. Svi ovi hidraulički sustavi omogućuju radnicima nevjerojatnu kontrolu do gotovo točnih mjera prilikom obavljanja složenih zadataka dan za danom.

Uređaji za rudarstvo i teške teretne radove: vrtne ploče i teretne kamione

Teleskopski hidraulički cilindri koji se koriste u vrtnim platformama mogu gurnuti kroz kamenje s snagom koja prelazi 200 tona. Ovi sustavi opremljeni su ojačanim čeličnim šipkama i posebno dizajniranim pečatima koji se odupiru oštrom abrazivnom ljuljušcu uobičajenom u rudarskim operacijama. Kada je riječ o kamionima za prevoz, vidimo dvostrane cilindre koje upravljaju kretanjem deponija, rukovodeći teretima koji često prelaze 400 tona bez problema. Izgrađene su da se nose s vrlo teškim okruženjem, te komponente rade čak i kada temperature variraju između minus 40 stupnjeva Fahrenheita i čak 250 stupnjeva. Također izdržavaju intenzivne vibracije tijekom eksplozija koje dosežu snage daleko iznad 15g. Tajna? Čvrsto zavarivanje tijekom njihove konstrukcije čini ih dovoljno izdržljivim za neprekidnu rad u nekim od najtežih industrijskih okruženja.

Poljoprivreda i željeznička prijevozna oprema: traktori, žetvari i sustavi za pokretanje vrata

Današnja poljoprivredna oprema u velikoj mjeri koristi hidrauličke cilindre za kritične funkcije. U traktorima se obično koriste te komponente kako bi se precizno podešao pritisak koji se primjenjuje na alatke prilikom rada na poljima, dok su moderni žetvari potrebni pažljivo usklađeni uređaji cilindara kako bi svoje rezalne šipke držali ravnim u nepristojnim uvjetima zemlje. Poljoprivredne boce se prekrivaju posebnim materijalima koji se odupiru oštrim kemikalijama koje se nalaze u đubrivima i pesticidima. Kada je riječ o željezničkim aplikacijama, hidrauličke jedinice koje štede prostor, mogu upravljati radovima vrata pod impresivnim pritiscima koji dosežu oko 5000 funti po kvadratnom inču. Ovi sustavi imaju posebno dizajnirane pečate koje nastave raditi ispravno i nakon 100.000 radnih ciklusa unatoč nečistoći i nečistoći koja dolazi izvana. Proizvođači također ugrađuju i vodootporne komponente kako bi vlakovi mogli glatko voziti čak i tijekom jakih kišnih oluja ili poplava koje bi inače bile prekidač.

Osnovne prednosti Hidraulički cilindri u industrijskim i visoko-tjesničkim primjenama

Vrhunska preciznost i kontrola u proizvodnim procesima

Razlog zbog kojeg hidraulički cilindri pružaju tako finu kontrolu u industrijskoj automatizaciji je u tome što se hidraulička tekućina ne komprimira lako. Ova imovina omogućuje im da održavaju stalnu snagu i brzinu čak i kada se suočavaju s promjenljivim opterećenjima tijekom proizvodnih procesa. Vidimo te cilindre posvuda u kritičnim proizvodnim područjima kao što su CNC strojevi, tvornice poluprovodnika i precizne operacije zavarivanja. Mala greška u ovoj mjeri može zapravo uzrokovati velike probleme za gotove proizvode. Mehaničke alternative imaju tendenciju da pate od nečeg što se zove reakcija, što stvara neželjeno kretanje između dijelova. Hidraulički sustav potpuno izbjegava ovaj problem prilagođavanjem tlaka po potrebi. Prema nedavnim podacima iz industrije iz Međunarodnog društva za energiju fluida, neki sustavi mogu postići točnost pozicioniranja od 0,01 milimetra, iako stvarni rezultati ovise o dizajniranju sustava i praksama održavanja.

U slučaju da se radi o brzini od oko 50 km/h, to znači da je brzina brzine od oko 100 km/h veća od brzine brzine brzine vozila.

Hidraulički valovi imaju pravi udarac kada je riječ o izdanju sile, jer proizvode do deset puta više energije od pneumatičkih sustava koji zauzimaju sličan prostor, a istovremeno rade učinkovito čak i pri vrlo niskoj brzini. Ovi sustavi odlično rade u situacijama teških radnih mjesta kao što su pritisne kočnice koje zahtijevaju više od 500 tona pritiska ili transportni trake gdje je kontrolirano kretanje kritično. Pogledajte brojeve: hidraulički sustavi imaju oko 1 kW na kilogram snage prema težini, što je bolje od električnih upravljača jer upravljaju samo oko 0,2 kW na kg. To znači da hidraulički uređaji troše oko 35 posto manje energije kada rade neprekidno na nižim okretima. Osim toga, činjenica da tekućina unutar ovih sustava prirodno podmazuje komponente, a istovremeno i odvaja toplinu, čini ih boljim kada se pritisnu na svoje granice.

Hidraulički i električni aktuatori: razumijevanje kompromisa

U slučaju da se radi o električnom ili hidrauličkom pogonu, to se može učiniti na temelju različitih zahtjeva.

• Zahtjevi za snagom : Hidraulički sustav izvrsno radi iznad 25 kN; električni je pogodniji za lakše zadatke s velikim ciklusom
• Ekološki uvjeti : Hidraulički sustavi pouzdano rade od -40°C do 200°C, gdje mogu propasti električni motori
• Složenost u održavanju : Električni pokretači imaju manje komponenti, ali hidraulički pokretači bolje podnosu onečišćenje
• Preciznost u slučaju da se u stanju zastoja ne uspostavi snaga, u slučaju da se ne uspostavi snaga, mora se koristiti i hidraulički sustav.

Dok se električni aktuatori preferiraju u okruženjima čistih soba kako bi se izbjegli curenja tekućine, hidraulika ostaje neprikosnovena u aplikacijama visokog utjecaja kao što su rudarske lopate i oprema za čelik, gdje udarno opterećenje može premašiti 250% nominalnog kapaciteta.

Izbor i održavanje Hidraulički cilindri za Optimalnu Izvedbu

Odabir pravog cilindra: veličina bušenja, dužina udarca i mogućnosti ugradnje

Prilikom izbora pravog cilindra za primjenu, postoji nekoliko ključnih čimbenika koje treba uzeti u obzir, uključujući veličinu otvoru, dužinu udarca i način na koji će se ugraditi. Dijametar rupu igra veliku ulogu u određivanju snage. Veće bušenje sigurno stvara veću snagu, ali također zahtijeva više hidrauličke tekućine da bi pravilno funkcioniralo. Dužina udarca također je važna jer određuje koliko se guranica može kretati unutar cilindra i utječe na to kakva vrsta strukturne podrške može biti potrebna oko njega. Većina cilindara dolazi s različitim stilovima montaže kao što su fiksni centralni montanci, okretni montanci ili montanci za flange. Okretna nosača dobro rade kada se očekuje neki ugaoni pokret tijekom rada, dok fiksna nosača pomažu da stvari budu stabilne i minimiziraju sile sa strane na stranu. Sustavi koji rade pri pritiscima iznad 500 psi imaju tendenciju da imaju koristi od zavarivih konstrukcija zaveznih šipki umjesto standardnih nosača za ovratnike prema testiranju u stvarnom svijetu. Ove zavarivene verzije smanjuju napore na savijanje za oko trećinu u usporedbi s njihovim protuzastupnicima, što ih čini vrijednim razmatranja za primjene visokog tlaka.

Preventivno održavanje: Izbjegavanje kvarenja, korozije i kontaminacije pečata

Proaktivno održavanje sprečava većinu kvarova hidrauličkih cilindara. Osnovne prakse uključuju:

• Provjeravanje nepropusnosti zatvaranja : Svakih šest mjeseci zamjenjujte čvrstoće šipki fluorpolimerskim čvrstoćama za otpornost na ekstremne temperature
• Upravljanje korozijom u slučaju da se upotrebljava u mokrom ili korozivnom okruženju, upotrebljava se fosfatna premaza ili katodska zaštita.
• Kontrola kontaminacije u slučaju da se ne provodi ispitivanje, potrebno je provesti analizu tekućine u skladu s standardima za čistoću NAS 1638 klase 7.

Kontaminacija česticama čini 42% slučajeva prijevremenog opadanja i može smanjiti životni vijek cilindra za 60% bez pravilne filtracije. Pratnja servisnih ciklusa pomaže u sprečavanju neočekivanih zastoja u kritičnim operacijama.

Često postavljana pitanja Hidraulički cilindri

Za što se koriste hidraulički cilindri?

Hidraulički cilindri se uglavnom koriste za stvaranje linearnog kretanja i sile u raznim industrijskim primjenama uključujući građevinske strojeve, rudarstvo, poljoprivredu i željezničke sustave.

Kako hidraulički cilindar radi?

Hidraulički cilindar radi pritiskom tekućine na pišton, što mu omogućuje kretanje i prijenos mehaničke energije na štap, što rezultira linearnim kretanjem.

Koje su glavne vrste hidrauličkih cilindara?

Glavne vrste hidrauličkih cilindara uključuju cilindre s jednim djelovanjem, cilindre s dvostrukim djelovanjem, cilindre s vezanim štapom i zavarivene cilindre.

Kako često treba zamijeniti hidrauličke zapremine cilindara?

U slučaju da se ne primjenjuje presjek, ispitna tijela mogu se koristiti za utvrđivanje vrijednosti.