Что такое гидроцилиндр?
Гидравлический цилиндр — это гидравлический привод, который преобразует гидравлическую энергию в механическую и совершает линейное возвратно-поступательное движение (или качающееся движение). Он прост по конструкции и надежен в эксплуатации. Когда он используется для достижения возвратно-поступательного движения, устройство замедления можно исключить, зазор в трансмиссии отсутствует, движение становится плавным, поэтому оно широко используется в различных механических гидравлических системах. Выходная сила гидроцилиндра пропорциональна эффективной площади поршня и разнице давлений между двумя сторонами;
Конструкция гидравлического цилиндра
Гидравлический цилиндр обычно состоит из задней крышки, цилиндра, поршневого штока, узла поршня, передней крышки и других основных частей; Для предотвращения утечки масла за пределы гидроцилиндра или из камеры высокого давления в камеру низкого давления между цилиндром и торцевой крышкой, поршнем и штоком поршня, поршнем и цилиндром, штоком поршня и передней торцевой крышкой установлено уплотнительное устройство, а снаружи передней торцевой крышки расположено пылезащитное устройство; Для предотвращения удара поршня о головку блока цилиндров при быстром возврате в конец хода торец гидроцилиндра также снабжен буферным устройством; Иногда требуется вытяжное устройство.
Блок цилиндров в сборе
Полость уплотнения, образованная узлом цилиндра и узлом поршня, подвергается давлению масла, поэтому узел цилиндра должен иметь достаточную прочность, высокую точность поверхности и надежное уплотнение.
(1) Соединение фланцевого типа, простая конструкция, простота обработки, надежное соединение, но конец цилиндра должен иметь достаточную толщину стенки для установки болтов или винтов, это широко используемая форма соединения.
(2) Полукольцевое соединение, разделенное на две формы соединения: внешнее полукольцевое соединение и внутреннее полукольцевое соединение. Процесс кольцевого соединения хорош, надежен и компактен по конструкции, но он ослабляет прочность цилиндра. Применение кольцевого соединения очень распространено и часто используется для соединения цилиндра из бесшовной стальной трубы и торцевой крышки.
(3) резьбовое соединение: существует два типа соединения с внешней резьбой и соединения с внутренней резьбой, которые характеризуются небольшими размерами, легким весом и компактной конструкцией, но конструкция конца цилиндра сложна; эта форма подключения обычно используется в случаях, когда требуется небольшой размер и легкий вес.
(4) Соединение рулевой тяги имеет простую конструкцию, хороший процесс и высокую универсальность, но объем и вес торцевой крышки больше, и рулевая тяга будет растягиваться дольше после нагрузки, что влияет на эффект. Подходит только для гидроцилиндров среднего и низкого давления небольшой длины.
(5) Сварное соединение, высокая прочность, простота изготовления, но легко вызвать деформацию цилиндра во время сварки.
Основная форма действия гидроцилиндра:
Стандартное двойное действие: перемещение мощности в обоих направлениях, используется в большинстве случаев:
Цилиндр одно-действия. Если требуется тяга только в одном направлении, можно использовать цилиндр одно-действия;
Двойной цилиндр: когда требуется одинаковое смещение с обеих сторон поршня или когда к каждому концу прикреплена нагрузка, если это механически выгодно, дополнительный конец можно использовать для установки кулачков для переключателей хода и т. Д.
Цилиндр одностороннего действия с пружинным возвратом-: обычно ограничивается очень маленькими цилиндрами с коротким ходом, используемыми для удержания и зажима. Длина, необходимая для размещения возвратной пружины, делает их неудобными при длительных поездках;
Цилиндр одностороннего действия плунжерного типа: только одна проточная камера, цилиндры этого типа обычно устанавливаются вертикально, нагрузка сбрасывает втягивание цилиндра, их также называют «цилиндрами смещения», и они практичны для длительных путешествий;
Многоступенчатый телескопический цилиндр: до 4 гильз, короче стандартного цилиндра. Существуют цилиндры одинарного или двойного действия, они дороже, чем стандартный цилиндр, обычно используемый для установки мало места, но требует большего хода.
Тандемный цилиндр: основание тандемного цилиндра состоит из двух коаксиально установленных цилиндров, поршни двух цилиндров соединены общим поршневым штоком, а уплотнение штока расположено перед двумя цилиндрами, так что каждый цилиндр может выполнять двойную функцию, когда монтажная ширина или высота ограничены. Тандемный цилиндр может увеличить производительность;
Двойной цилиндр: Двойной цилиндр состоит из двух цилиндров, установленных коаксиально. Два поршня не соединены. Между двумя цилиндрами установлено уплотнение штока, так что каждый цилиндр может выполнять двойную функцию, а два цилиндра можно установить на шток поршня (как показано) или сзади-к-обратно. Обычно используется для обеспечения трехпозиционной работы.
Принцип работы гидроцилиндра
Принцип работы и анализ конструкции комплекта гидроцилиндров (Анимационная демонстрация)
Принцип гидравлической передачи - с маслом в качестве рабочей среды, движение передается за счет изменения объема уплотнения, а мощность передается за счет давления внутри масла.
1. Силовая часть преобразует механическую энергию первичного двигателя в энергию давления масла (гидравлическую энергию). Например: гидравлический насос.
2..Исполнительная часть - гидронасоса преобразует энергию давления масла в механическую энергию для приведения в действие рабочего механизма. Например: гидроцилиндр, гидромотор.
3. Часть управления - используется для контроля и регулировки давления масла, расхода и направления потока. Например: клапан регулирования давления, клапан регулирования расхода и клапан регулирования направления.
4. Вспомогательная часть -, первые три части соединены, образуя систему, которая играет роль хранения масла, фильтрации, измерения и уплотнения. Примеры включают трубы и соединения, топливные баки, фильтры, аккумуляторы, уплотнения и контрольно-измерительные приборы.
Давление, приложенное в любой точке данного объема жидкости, может передаваться одинаково во всех направлениях. Это означает, что при использовании нескольких гидравлических цилиндров каждый цилиндр будет тянуть или толкать со своей собственной скоростью, и эти скорости зависят от давления, необходимого для перемещения груза.
При одинаковой несущей способности гидроцилиндра первым будет двигаться гидроцилиндр, несущий наименьшую нагрузку, а последним - гидроцилиндр, несущий наибольшую нагрузку.
Чтобы синхронизировать движение гидроцилиндра, чтобы груз поднимался с одинаковой скоростью в любой точке, необходимо использовать в системе регулирующий клапан или элемент синхронного подъема.
Классификация гидроцилиндров
Для удовлетворения различных потребностей различных главных двигателей существует множество типов гидравлических цилиндров.
В зависимости от направления подачи масла его можно разделить на цилиндры одностороннего действия и цилиндры двойного действия. Цилиндр-одностороннего действия подает масло под высоким-давлением только на одну сторону цилиндра и полагается на другие внешние силы, чтобы повернуть поршень вспять. Цилиндр двойного действия подает масло под давлением к обеим сторонам цилиндра. Движение поршня вперед и назад осуществляется за счет гидравлического давления.
По конструкции его можно разделить на поршневой цилиндр, плунжерный цилиндр, поворотный цилиндр и цилиндр с телескопической втулкой. По форме штока поршня его можно разделить на цилиндр с одним штоком и цилиндр с двойным штоком.
В зависимости от специального назначения цилиндра его можно разделить на серийный цилиндр, вспомогательный цилиндр, скоростной цилиндр, шаговый цилиндр и так далее.
Этот тип цилиндра представляет собой не простой цилиндр, а комбинацию других цилиндров и компонентов, поэтому с конструктивной точки зрения этот тип цилиндра также называется комбинированным цилиндром.
1. Дифференциальный гидроцилиндр
Дифференциальный принцип работы гидроцилиндра заключается в том, что оба конца одновременно подключаются к маслопроводу; один конец соединен, потому что площадь штока поршня меньше, чем у другого конца. Для достижения движения используется принцип дифференциала.
Когда две полости одноштокового поршневого цилиндра одновременно подаются в масло под давлением, поскольку эффективная площадь бесштоковой полости больше, чем эффективная площадь бесштоковой полости, сила поршня справа больше, чем сила слева. Поэтому поршень перемещается вправо, а шток поршня выдвигается наружу. В то же время масло из штоковой полости выдавливается так, что оно перетекает в бесштоковую полость, тем самым ускоряя скорость выдвижения штока поршня. Этот метод подключения одноштокового гидроцилиндра называется дифференциальным соединением. При дифференциальном соединении эффективная площадь гидроцилиндра равна площади поперечного сечения штока поршня, а скорость стола больше, чем у бесштоковой полости, при этом выходная сила снижается.
Принцип работы и анализ конструкции комплекта гидроцилиндров (Анимационная демонстрация)
Дифференциальное соединение – эффективный способ добиться быстрого движения без увеличения производительности и мощности гидронасоса.
2. Однорычажный гидроцилиндр.
Гидравлический цилиндр с одним штоком имеет поршневой шток только на одном конце. Это однопоршневой гидроцилиндр. Впускные и выпускные масляные порты A и B на обоих концах могут пропускать масло под давлением или возвращать масло для достижения двустороннего-движения, поэтому его также называют цилиндром двойного действия. Когда он используется для достижения возвратно-поступательного движения, устройство замедления можно исключить, зазор в трансмиссии отсутствует, движение становится плавным, поэтому оно широко используется в различных механических гидравлических системах.
Функции:
(1) Впуск масла без полости штока, возврат масла с полостью штока.
(2) Впуск масла с полостью штока, возврат масла без полости штока.
(3) Дифференциальное соединение - левая и правая полости соединены, и подается масло под давлением.
Сравнение трех одноштоковых цилиндров, как показано на рисунке ниже:
Принцип работы и анализ конструкции комплекта гидроцилиндров (Анимационная демонстрация)
3. Одноштоковый поршневой цилиндр.
Поршень одноштокового поршневого цилиндра имеет только один конец со штоком поршня, поскольку эффективная площадь левой и правой полостей одноштокового поршневого цилиндра различна, поэтому он характеризуется следующим: когда давление жидкости и поток Q неизменны, чередуясь в двух полостях цилиндра, выходная тяга F поршневого цилиндра в левом и правом направлениях не равна, порт скорости возвратно-поступательного движения не одинаков, и чем больше диаметр штока поршня, тем больше разница. Однако, когда блок цилиндров зафиксирован и шток поршня зафиксирован, диапазон перемещения соответствующего рабочего места одинаков.
Принцип работы и анализ конструкции комплекта гидроцилиндров (Анимационная демонстрация)
4. Двухштоковый поршневой цилиндр.
Диаметры штока на обоих концах двухштокового поршневого цилиндра обычно равны, поэтому эффективная площадь поршня на обоих концах также равна. Когда две камеры цилиндра попеременно вводят один и тот же расход и давление жидкости, максимальная тяга и скорость движения поршня также равны. Однако, когда блок цилиндров зафиксирован и шток поршня зафиксирован, диапазон движения соответствующего рабочего места различен.
Конструкция двухштокового поршневого цилиндра аналогична конструкции двухштокового гидравлического цилиндра, и графический символ такой же.
Гидравлический цилиндр с двойным штоком представляет собой гидравлический цилиндр со штоком с обеих сторон поршня, который обычно приводится в движение двусторонним гидравлическим давлением и может достигать возвратно-поступательного движения с постоянной скоростью.
Функции:
(1) Впуск масла без полости штока, возврат масла с полостью штока.
(2) Впуск масла с полостью штока, возврат масла без полости штока.
(3) Дифференциальное соединение - левая и правая полости соединены, и подается масло под давлением.
Принцип работы и анализ конструкции комплекта гидроцилиндров (Анимационная демонстрация)
5. Газ-нагнетательный баллон жидкости.
Газовый-нагнетательный цилиндр также известен как газовый-нагнетательный цилиндр, обычно называемый нагнетательным цилиндром. Гидравлическое масло и сжатый воздух строго изолированы, шток поршня в цилиндре контактирует с рабочими частями и запускается автоматически, скорость действия высокая и более стабильна, чем пневматическая трансмиссия, устройство блока цилиндров простое, регулировка мощности проста, при тех же условиях можно достичь высокой силы гидравлического пресса, низкое энергопотребление, мягкая посадка не повреждает форму. Простой в установке, специальный бустерный цилиндр может быть установлен под любым углом 360 градусов, занимает мало места, вызывает меньше проблем без повышения температуры, имеет длительный срок службы, низкий-шум и обладает другими основными характеристиками. Усилительный цилиндр может достигать высокой силы гидравлического цилиндра за счет использования общего давления воздуха, при этом гидравлический блок не требуется. В целом бустерные цилиндры можно разделить на: бустерные цилиндры предварительного-давления, бустерные цилиндры прямого давления, бустерные цилиндры с регулируемым ходом, бустерные цилиндры с увеличенным обратным усилием, компактные бустерные цилиндры с параллельным расположением, мини-бустерные цилиндры, быстрые бустерные цилиндры и бустерные цилиндры с изоляцией нефти и газа.
Рабочая частота бустерного цилиндра в зависимости от хода поршня и диаметра цилиндра обычно составляет 10–70 раз/мин.
Режим срабатывания: двойного-действия. Рабочая скорость: 50–1000 мм/с. Диапазон мощности: 1–100 тонн. Область применения: штамповка, гибка профилей, штамповка, штамповка стали, контактная сварка профилей, формование экструзией, выравнивание и выпрямление, клепка и ковка, отделка листового металла, плотная сборка, клепка и соединение, штамповка металла.
6. Телескопический гидроцилиндр.
Телескопический гидроцилиндр представляет собой гидроцилиндр с многоступенчатым телескопическим поршневым штоком, который может иметь более длинный рабочий ход. Телескопический гидроцилиндр также известен как многоступенчатый гидроцилиндр. Телескопический гидроцилиндр состоит из двух или более поршневых гидроцилиндров, а шток первого поршневого цилиндра является цилиндром второго поршневого цилиндра.
Когда масло под давлением поступает из бесштоковой полости, цилиндр с наибольшей эффективной площадью поршня начинает расширяться, а когда магистраль достигает конца, начинает расширяться цилиндр со второй по величине эффективной площадью поршня. Порядок выдвижения телескопической гидравлики увеличен от большого до маленького, что позволяет получить длинный рабочий ход. Чем меньше эффективная площадь перерастянутого цилиндра, тем выше скорость выдвижения. Следовательно, скорость выдвижения медленная и быстрая, а соответствующая гидравлическая тяга уменьшается от большой к малой; Этот закон изменения тяги и скорости соответствует требованиям различных автоматических погрузочно-разгрузочных машин по тяге и скорости. Порядок втягивания обычно от малого к большому, осевая длина втягивания короткая, пространство небольшое, конструкция компактная. Он часто используется в гидравлической системе строительной техники и другой шагающей техники, такой как краны, самосвалы и т. д.
7. Плунжерный цилиндр
Плунжерный цилиндр представляет собой конструктивную форму гидравлического цилиндра.
Один плунжерный цилиндр может двигаться только в одном направлении, а обратное зависит от внешней силы, как показано на рисунке A ниже. При объединении двух плунжерных цилиндров, как показано на рисунке b, возвратно-поступательное движение также может быть достигнуто с помощью масла под давлением. Когда плунжер цилиндра движется, он направляется направляющей втулкой на головке цилиндра, поэтому внутреннюю стенку цилиндра не нужно обрабатывать. Он особенно подходит для длительных поездок. Кроме того, плунжерный цилиндр разделен на радиальный плунжерный цилиндр и осевой плунжерный цилиндр.
