Cos'è un cilindro idraulico?
Il cilindro idraulico è un attuatore idraulico che converte l'energia idraulica in energia meccanica ed esegue un movimento alternativo lineare (o movimento oscillante). È semplice nella struttura e affidabile nel funzionamento. Quando viene utilizzato per ottenere un movimento alternativo, il dispositivo di decelerazione può essere eliminato e non vi è spazio di trasmissione e il movimento è fluido, quindi è ampiamente utilizzato in vari sistemi idraulici meccanici. La forza in uscita del cilindro idraulico è proporzionale all'area effettiva del pistone e alla differenza di pressione tra i due lati;
Struttura del cilindro idraulico
Il cilindro idraulico è solitamente composto da un coperchio posteriore, un cilindro, uno stelo, un gruppo pistone, un coperchio anteriore e altre parti principali; Per evitare perdite di olio all'esterno del cilindro idraulico o dalla camera ad alta pressione alla camera a bassa pressione, è disposto un dispositivo di tenuta tra il cilindro e il coperchio terminale, il pistone e lo stelo, il pistone e il cilindro, lo stelo e il coperchio anteriore, e un dispositivo antipolvere è inoltre disposto all'esterno del coperchio anteriore; Per evitare che il pistone colpisca la testata quando ritorna velocemente a fine corsa, anche l'estremità del cilindro idraulico è dotata di un dispositivo tampone; A volte è necessario un dispositivo di scarico.
Assemblaggio del blocco cilindri
La cavità di tenuta formata dal gruppo cilindro e dal gruppo pistone è soggetta alla pressione dell'olio, quindi il gruppo cilindro dovrebbe avere resistenza sufficiente, elevata precisione superficiale e tenuta affidabile.
(1) Connessione di tipo flangia, struttura semplice, lavorazione facile, connessione affidabile, ma l'estremità del cilindro deve avere uno spessore di parete sufficiente per installare bulloni o viti, è una forma di connessione comunemente usata.
(2) Connessione a semianello, divisa in due forme di connessione: connessione a semianello esterno e connessione a semianello interno. Il processo di connessione dell'anello è buono, affidabile e compatto nella struttura, ma indebolisce la resistenza del cilindro. L'applicazione di una connessione ad anello è molto comune e viene spesso utilizzata per collegare un cilindro in tubo di acciaio senza saldatura e un cappuccio terminale.
(3) connessione filettata, esistono due tipi di connessione con filettatura esterna e connessione con filettatura interna, che sono caratterizzate da dimensioni ridotte, peso leggero e struttura compatta, ma la struttura dell'estremità del cilindro è complessa; questa forma di connessione viene generalmente utilizzata per occasioni che richiedono dimensioni ridotte e leggerezza.
(4) La connessione del tirante ha una struttura semplice, un buon processo e una forte versatilità, ma il volume e il peso del coperchio terminale sono maggiori e il tirante verrà allungato più a lungo dopo essere stato sollecitato, influenzando l'effetto. Adatto solo per cilindri idraulici a media e bassa pressione con lunghezza ridotta.
(5) Collegamento saldato, elevata resistenza, fabbricazione semplice, ma facile da provocare deformazione del cilindro durante la saldatura.
La forma d'azione base del cilindro idraulico:
Doppia azione standard: corsa di potenza in entrambe le direzioni e utilizzata nella maggior parte delle applicazioni:
Cilindro a semplice-effetto: quando è richiesta la spinta in una sola direzione, è possibile utilizzare un cilindro a semplice-effetto;
Doppio cilindro: quando è richiesta la stessa cilindrata su entrambi i lati del pistone o quando un carico è collegato a ciascuna estremità, quando meccanicamente vantaggioso, l'estremità aggiuntiva può essere utilizzata per installare camme per azionare gli interruttori di corsa, ecc.
Cilindro a semplice effetto-con ritorno a molla: solitamente limitato a cilindri molto piccoli e a corsa breve utilizzati per trattenere e bloccare. La lunghezza necessaria per accogliere la molla di richiamo li rende fastidiosi quando sono necessari lunghi viaggi;
Cilindro a semplice effetto tipo tuffante: una sola camera di flusso, questo tipo di cilindro è solitamente installato verticalmente, il carico ripristina la retrazione del cilindro, sono anche chiamati "cilindro dislocante", e sono pratici per lunghe corse;
Cilindro telescopico multistadio: fino a 4 maniche, più corto del cilindro standard. Esistono cilindri a singola azione o doppia azione, sono più costosi dei cilindri standard, solitamente utilizzati per l'installazione lo spazio è piccolo, ma richiede una corsa maggiore.
Cilindro tandem: il piede di un cilindro tandem è costituito da due cilindri montati coassialmente, i pistoni dei due cilindri sono collegati da uno stelo comune e la guarnizione dello stelo è disposta davanti ai due cilindri in modo che ciascun cilindro possa raddoppiare la funzione quando la larghezza o l'altezza di montaggio sono limitate. Il cilindro tandem può aumentare la potenza;
Doppio cilindro: un doppio cilindro è composto da due cilindri montati coassialmente. I due pistoni non sono collegati. Una guarnizione per lo stelo è disposta tra i due cilindri in modo che ciascun cilindro possa avere una doppia funzione e i due cilindri possono essere montati sullo stelo del pistone (come mostrato) o schiena-contro-indietro. Solitamente utilizzato per fornire lavoro a tre posizioni.
Principio di funzionamento del cilindro idraulico
Principio di funzionamento e analisi della struttura di un set completo di cilindri idraulici (dimostrazione di animazione)
Principio di trasmissione idraulica - con olio come mezzo di lavoro, il movimento viene trasmesso attraverso la variazione del volume di tenuta e la potenza viene trasmessa attraverso la pressione all'interno dell'olio.
1. La parte di potenza converte l'energia meccanica del motore primo nell'energia di pressione dell'olio (energia idraulica). Ad esempio: pompa idraulica.
2..La parte esecutiva - la pompa idraulica immette l'energia della pressione dell'olio in energia meccanica per azionare il meccanismo di funzionamento. Ad esempio: cilindro idraulico, motore idraulico.
3. La parte di controllo - utilizzata per controllare e regolare la pressione dell'olio, il flusso e la direzione del flusso. Ad esempio: valvola di controllo della pressione, valvola di controllo del flusso e valvola di controllo della direzione.
4. La parte ausiliaria - le prime tre parti sono collegate per formare un sistema che svolge il ruolo di stoccaggio, filtraggio, misurazione e tenuta dell'olio. Gli esempi includono tubi e giunti, serbatoi di carburante, filtri, accumulatori, guarnizioni e strumenti di controllo.
La pressione applicata in qualsiasi punto su un dato volume di liquido può essere trasmessa equamente in tutte le direzioni. Ciò significa che quando si utilizzano più cilindri idraulici, ciascun cilindro tirerà o spingerà alla propria velocità e tali velocità dipendono dalla pressione richiesta per spostare il carico.
Nel caso della stessa capacità portante del cilindro idraulico, il cilindro idraulico che trasporta il carico più piccolo si muoverà per primo e il cilindro idraulico che trasporta il carico più grande si sposterà per ultimo.
Per sincronizzare il movimento del cilindro idraulico in modo che il carico venga sollevato alla stessa velocità in qualsiasi punto, è necessario utilizzare una valvola di controllo o un elemento del sistema di sollevamento sincrono nel sistema.
Classificazione dei cilindri idraulici
Per soddisfare i diversi usi dei vari motori principali, esistono molti tipi di cilindri idraulici.
A seconda della direzione dell'alimentazione dell'olio, può essere suddiviso in cilindro a semplice effetto e cilindro a doppio effetto. Il cilindro a semplice-effetto immette olio ad alta-pressione solo su un lato del cilindro e fa affidamento su altre forze esterne per invertire il pistone. Il cilindro a doppio effetto alimenta l'olio in pressione su entrambi i lati del cilindro. Il movimento avanti e indietro del pistone è ottenuto dalla pressione idraulica.
In base alla struttura, può essere suddiviso in cilindro a pistone, cilindro a stantuffo, cilindro di oscillazione e cilindro a manicotto telescopico. A seconda della forma dello stelo, può essere suddiviso in cilindro con stelo singolo e cilindro con stelo doppio.
A seconda dello scopo speciale del cilindro, può essere suddiviso in cilindro in serie, cilindro booster, cilindro di velocità, cilindro passo-passo e così via.
Questo tipo di cilindro non è un semplice cilindro, ma una combinazione di altri cilindri e componenti, quindi dal punto di vista strutturale questo tipo di cilindro è anche chiamato cilindro combinato.
1. Cilindro idraulico differenziale
Il principio differenziale del cilindro idraulico è che entrambe le estremità sono collegate contemporaneamente alla tubazione di alimentazione dell'olio; un'estremità è collegata perché l'area dello stelo è più piccola dell'altra estremità. Il principio differenziale viene utilizzato per ottenere il movimento.
Quando due cavità di un cilindro con pistone a stelo singolo vengono alimentate contemporaneamente nell'olio in pressione, poiché l'area effettiva della cavità senza stelo è maggiore dell'area effettiva della cavità senza stelo, la forza del pistone a destra è maggiore della forza di sinistra. Pertanto il pistone si sposta verso destra e lo stelo si estende. Allo stesso tempo, l'olio con la cavità dello stelo viene estruso in modo che scorra nella cavità senza stelo, accelerando così la velocità di estensione dello stelo. Questo metodo di collegamento del cilindro idraulico a stelo singolo è chiamato collegamento differenziale. Nella connessione differenziale, l'area effettiva del cilindro idraulico è l'area della sezione trasversale- dello stelo del pistone e la velocità della tavola è maggiore di quella della cavità senza stelo, mentre la forza di uscita è ridotta.
Principio di funzionamento e analisi della struttura di un set completo di cilindri idraulici (dimostrazione di animazione)
Il collegamento differenziale è un modo efficace per ottenere movimenti rapidi senza aumentare la capacità e la potenza della pompa idraulica.
2. Cilindro idraulico a leva singola
Un cilindro idraulico con stelo singolo ha uno stelo solo su un'estremità. È un cilindro idraulico a pistone singolo. Le porte dell'olio di ingresso e uscita A e B su entrambe le estremità possono far passare l'olio in pressione o restituire l'olio per ottenere un movimento bi-direzionale, per questo motivo è anche chiamato cilindro a doppio effetto. Quando viene utilizzato per ottenere un movimento alternativo, il dispositivo di decelerazione può essere eliminato e non vi è spazio di trasmissione e il movimento è fluido, quindi è ampiamente utilizzato in vari sistemi idraulici meccanici.
Caratteristiche:
(1) Ingresso olio senza cavità stelo, ritorno olio con cavità stelo.
(2) Ingresso olio con cavità stelo, ritorno olio senza cavità stelo.
(3) Collegamento differenziale - le cavità sinistra e destra sono collegate e viene fatto passare l'olio in pressione.
Confronto tre cilindri a stelo semplice, come mostrato nella figura seguente:
Principio di funzionamento e analisi della struttura di un set completo di cilindri idraulici (dimostrazione di animazione)
3. Cilindro con pistone a stelo semplice
Il pistone del cilindro a stelo semplice ha solo un'estremità con lo stelo, poiché l'area effettiva delle cavità sinistra e destra del cilindro a stelo semplice è diversa, quindi è caratterizzato da: quando la pressione del fluido e il flusso Q rimangono invariati alternandosi nelle due cavità del cilindro, la spinta in uscita F del cilindro a stelo nelle direzioni sinistra e destra non è uguale, la porta della velocità alternativa non è la stesso, e maggiore è il diametro dello stelo, maggiore è la differenza. Tuttavia, quando il blocco cilindri e lo stelo del pistone sono fissi, il raggio di movimento del banco di lavoro corrispondente è lo stesso.
Principio di funzionamento e analisi della struttura di un set completo di cilindri idraulici (dimostrazione di animazione)
4. Cilindro con pistone a doppio stelo
I diametri dello stelo su entrambe le estremità del cilindro con pistone a doppio stelo sono generalmente uguali, quindi anche l'area effettiva del pistone su entrambe le estremità è uguale. Quando le due camere del cilindro immettono alternativamente la stessa portata e pressione di fluido, anche la spinta massima e la velocità di movimento generate sul pistone sono uguali. Tuttavia, quando il blocco cilindri e lo stelo del pistone sono fissi, il campo di movimento del banco di lavoro corrispondente è diverso
La struttura del cilindro con pistone a doppio stelo è simile a quella del cilindro idraulico a doppio stelo e il simbolo grafico è lo stesso.
Il cilindro idraulico a doppio stelo è un cilindro idraulico con uno stelo su entrambi i lati del pistone, generalmente azionato da una pressione idraulica bi-direzionale e può raggiungere un movimento alternativo a velocità costante.
Caratteristiche:
(1) Ingresso olio senza cavità stelo, ritorno olio con cavità stelo.
(2) Ingresso olio con cavità stelo, ritorno olio senza cavità stelo.
(3) Collegamento differenziale - le cavità sinistra e destra sono collegate e viene fatto passare l'olio in pressione.
Principio di funzionamento e analisi della struttura di un set completo di cilindri idraulici (dimostrazione di animazione)
5. Bombola booster di gas-liquido
La bombola booster di gas-liquido è nota anche come bombola booster di gas-liquido, generalmente indicata come bombola booster. L'olio idraulico e l'aria compressa sono rigorosamente isolati, l'asta del pistone nel cilindro entra in contatto con le parti di lavoro e si avvia automaticamente, la velocità di azione è elevata ed è più stabile della trasmissione pneumatica, il dispositivo del blocco cilindri è semplice, la regolazione dell'uscita è facile, nelle stesse condizioni è possibile raggiungere l'elevata forza della pressa idraulica, basso consumo energetico, l'atterraggio morbido non danneggia lo stampo. Facile da installare e il cilindro booster speciale può essere installato con qualsiasi angolo di 360 gradi, occupa uno spazio ridotto, causa meno problemi senza aumento di temperatura, lunga durata, è basso-rumore e presenta altre caratteristiche principali. Il cilindro booster può raggiungere la forza elevata del cilindro idraulico utilizzando la pressione dell'aria generale e non è necessaria alcuna unità idraulica. I cilindri booster possono essere generalmente suddivisi in: cilindri booster a pre-pressione, cilindri booster a pressione diretta, cilindri booster a corsa regolabile, cilindri booster a ritorno aumentato, cilindri booster paralleli compatti, minicilindri booster, cilindri booster veloci e cilindri booster con isolamento di olio e gas.
La frequenza di lavoro del cilindro booster, a seconda della corsa e del diametro del cilindro, è generalmente compresa tra 10 e 70 volte/min.
Modalità di attuazione: doppio-velocità operativa: 50~1000mm/s Gamma di uscita: 1~100 tonnellate Campo di applicazione: segni di stampaggio, profili di piegatura, punzonatura, punzonatura dell'acciaio, saldatura a contatto di profili, stampaggio per estrusione, appiattimento e raddrizzamento, rivettatura e forgiatura, finitura della lamiera, assemblaggio stretto, rivettatura e giunzione, stampaggio di metalli.
6. Cilindro idraulico telescopico
Il cilindro idraulico telescopico è un cilindro idraulico con uno stelo telescopico multistadio che può ottenere una corsa di lavoro più lunga, e il cilindro idraulico telescopico è anche noto come cilindro idraulico multistadio. Il cilindro idraulico telescopico è composto da due o più cilindri idraulici a pistone e lo stelo del primo cilindro a pistone è il cilindro del secondo cilindro a pistone.
Quando l'olio in pressione entra dalla cavità senza stelo, il cilindro con la maggiore area effettiva del pistone inizia ad estendersi e quando la linea raggiunge l'estremità, il cilindro con la seconda area effettiva più grande del pistone inizia ad estendersi. L'ordine di estensione dell'idraulica telescopica viene esteso da grande a piccolo, il che può ottenere una lunga corsa di lavoro. Minore è l'area effettiva del cilindro eccessivamente allungato, maggiore è la velocità di estensione. Pertanto, la velocità di estensione è lenta e veloce e la corrispondente spinta idraulica diminuisce da grande a piccola; Questa legge di cambiamento di spinta e velocità è adatta ai requisiti di spinta e velocità di vari macchinari di carico e scarico automatici. L'ordine di retrazione è generalmente da piccolo a grande e la lunghezza assiale della retrazione è breve, lo spazio è piccolo e la struttura è compatta. Viene spesso utilizzato nel sistema idraulico delle macchine edili e di altri macchinari ambulanti, come gru, vagoni con cassone ribaltabile, ecc.
7. Cilindro stantuffo
Il cilindro dello stantuffo è una forma strutturale di cilindro idraulico.
Un singolo cilindro stantuffo può raggiungere solo una direzione di movimento e il contrario dipende dalla forza esterna, come mostrato nella Figura A di seguito. Con due cilindri tuffanti combinati, come mostrato nella Figura b, il movimento alternativo può essere ottenuto anche con olio pressurizzato. Quando il cilindro tuffante si muove, viene guidato dal manicotto di guida sulla testata, quindi non è necessario rifinire la parete interna del cilindro. È particolarmente adatto per viaggi più lunghi. Inoltre, il cilindro tuffante è diviso in un cilindro tuffante radiale e un cilindro tuffante assiale.
