Что такое гидравлический цилиндр и как он работает

Гидравлический цилиндр использует жидкость под давлением для создания силы и движения по прямой. Это устройство можно встретить во многих машинах, где требуется нажимать, тянуть, толкать или поднимать тяжёлые предметы. Например, малые гидравлические цилиндры Работают в вилочных погрузчиках, экскаваторах и мусороуплотнителях. Эти цилиндры также используются для подъема зданий, обработки пищевых продуктов и управления сельскохозяйственным оборудованием. Они очень важны в строительстве, утилизации отходов, горнодобывающей промышленности, производстве металла и сельском хозяйстве.

Обзор гидравлического цилиндра

Определение

Некоторые называют гидроцилиндр гидроприводом. Это устройство, создающее усилие и прямолинейное движение с помощью жидкости под давлением.

• Гидроцилиндр — это механический привод. Он создаёт усилие в одном направлении за один ход.

• Он преобразует гидравлическую энергию в механическое движение. Это заставляет цилиндр двигаться по прямой.

• Гидроцилиндры можно найти в таких машинах, как строительное оборудование, производственные инструменты, лифты и объекты гражданского строительства.

Гидроцилиндры особенны тем, что они могут создавать очень большие усилия.

• Эти баллоны обычно работают при давлении от 1800 до 3000 фунтов на кв. дюйм. Некоторые могут достигать 5000 фунтов на кв. дюйм.

• Сила возникает в результате умножения давления на площадь внутри цилиндра.

• Даже небольшие цилиндры могут поднимать или толкать тяжёлые предметы. Например, цилиндр диаметром 3 дюйма при давлении 2200 фунтов на квадратный дюйм может перемещать груз весом около 15 000 фунтов (6,7 тонн). Цилиндр диаметром 5 дюймов (12,7 тонн) может перемещать груз весом около 43 000 фунтов (20,7 тонн).

Совет: используйте гидравлические цилиндры, когда вам необходимо сильное и равномерное движение по прямой.

Цель

A гидравлический цилиндр из нержавеющей стали Преобразует энергию гидравлической жидкости в силу. Эта сила перемещает поршень внутри цилиндра. Поршень, в свою очередь, перемещает закрепленную на нем деталь машины. Гидроцилиндры обеспечивают плавное и точное управление тяжелыми машинами. Эти устройства играют важную роль во многих механизмах, поскольку обеспечивают высокую силу при меньших затратах. Они используются в промышленной автоматизации. Их прочная и простая конструкция делает их простыми в использовании. Гидроцилиндры обеспечивают низкую стоимость единицы силы по сравнению с электроприводами.

Как работают гидравлические цилиндры

Принцип

Гидравлический цилиндр преобразует давление жидкости в прямолинейное движение. Когда жидкость под давлением поступает в цилиндр, она толкает поршень. Эта сила перемещает поршень вперёд. Поршень затем перемещает соединённую с ним часть машины. Сила зависит от давления жидкости и размера поршня.

Принцип Паскаля гласит, что давление распространяется по всей жидкости. Давление одинаково на обоих поршнях. Поэтому p1 равно p2. Поскольку p2 равно F2, делённому на A2, получаем (\frac{F1}{A1}=\frac{F2}{A2}). Это показывает, как сила и площадь взаимодействуют в гидравлических системах. Это работает, если поршни расположены ровно и трение мало.

Этот принцип позволяет гидравлическим цилиндрам поднимать или толкать тяжёлые предметы. Требуется лишь небольшое давление жидкости. Движение остаётся плавным и легко контролируемым.

Гидравлические цилиндры имеют разные уровни давления. Ниже представлена ​​таблица, показывающая распространённые диапазоны давления и области применения:

Этапы операции

Работу гидравлического цилиндра можно разделить на простые этапы:

1. Запустить систему: Включите гидравлический насос. Насос подаёт жидкость под давлением в цилиндр.

2. Жидкость попадает в цилиндр: Жидкость поступает в одну сторону цилиндра. Это создаёт давление, воздействующее на поршень.

3. Поршневые движения: Давление толкает поршень вперёд. Шток поршня выходит и перемещает деталь машины.

4. Контролируйте направление: Клапаны изменяют направление движения жидкости. Вы можете заставить поршень двигаться наружу или внутрь.

5. Опровержение: Чтобы оттянуть поршень назад, жидкость перемещается в другую сторону. Иногда пружины или сила тяжести помогают втянуть поршень.

6. Цикл повторяется: Вы можете повторять эти шаги снова и снова в своей работе.

Ниже приведена таблица, в которой перечислены важные детали и их функции при движении поршня назад:

A компактный гидравлический цилиндр Эти ступени и детали обеспечивают уверенное и плавное движение. Вы можете положиться на эту систему при выполнении сложных задач, таких как подъём и перемещение тяжестей.

Компоненты гидравлического цилиндра

Ствол

Ствол составляет основную часть гидравлического цилиндра. Эта часть удерживает жидкость под давлением и направляет поршень при его движении. Производители используют прочные материалы для изготовления цилиндров, выдерживающих высокое давление и износ. Большинство цилиндров изготовлены из высокопрочной легированной или углеродистой стали. Эти материалы придают цилиндру прочность и продлевают срок его службы. Некоторые цилиндры имеют хромированное покрытие или хонингованную поверхность для снижения трения и предотвращения коррозии.

Материал ствола влияет на долговечность. Вот таблица распространённых вариантов:

Поршень и шток

Поршень находится внутри цилиндра и движется под действием давления жидкости. Шток соединён с поршнем и выступает из цилиндра. Шток используется для перемещения или подъёма предметов. Поршень создаёт силу, а шток переносит её наружу.

• Поршень оснащен уплотнениями, которые предотвращают утечку жидкости.

• Стержень должен быть прочным и гладким, чтобы избежать изгиба и уменьшить износ.

Большинство стержней изготовлены из углеродистой стали, например, C45 или 40Cr, для прочности и экономии средств. Нержавеющая сталь хорошо подходит, если вам нужна стойкость к коррозии.

Печати

Уплотнения удерживают гидравлическую жидкость внутри цилиндра и предотвращают попадание грязи. Для поддержания постоянного давления и предотвращения утечек необходимы качественные уплотнения. Уплотнения должны выдерживать высокие перепады давления и температуры. Существуют различные типы уплотнений для различных задач:

• Уплотнения стеклоочистителя: Очищайте стержень по мере его движения, изготовлен из прочного полиуретана.

• Статические уплотнения: Остается на одном месте, изготовлен из резины или металла, выдерживает высокое давление.

• Роторные уплотнения: Работа с вращающимися деталями, изготовленными из резины или ПТФЭ.

Уплотнения защищают внутреннюю часть цилиндра и продлевают его срок службы.

Заглушки

Торцевые крышки закрывают оба конца цилиндра. Они предотвращают утечку жидкости. Торцевые крышки также направляют шток поршня и удерживают всё на месте. Они помогают цилиндру сохранять прочность при высоких нагрузках.

• Торцевые крышки герметизируют цилиндр и сохраняют давление внутри.

• Они поддерживают шток и поршень, обеспечивая их прямолинейное движение.

• Торцевые крышки часто имеют отверстия для входа и выхода жидкости.

Торцевые крышки повышают прочность и обеспечивают безопасную и надежную работу гидравлического цилиндра.

Типы гидравлических цилиндров

Одностороннего действия

Цилиндры одностороннего действия толкают или поднимают груз в одном направлении. Гидравлическая жидкость выдвигает шток поршня. Шток возвращается в исходное положение под действием пружины или веса груза. Для подачи жидкости используется только один порт. Это упрощает и упрощает ремонт цилиндров одностороннего действия.

Цилиндры одностороннего действия лучше всего подходят в тех случаях, когда не нужно прилагать усилий.

Ниже приведена таблица для сравнения цилиндров одностороннего действия с другими типами:

Цилиндры одностороннего действия можно увидеть в строительстве, горнодобывающей промышленности, производстве предметов, сельском хозяйстве и автомобилях.

Двойного действия

Цилиндры двустороннего действия движутся в обоих направлениях. Гидравлическая жидкость выталкивает шток поршня и втягивает его обратно. Сила нажатия и вытягивания одинакова. Такие цилиндры движутся быстрее и точнее.

• Вы контролируете как выход, так и вход стержня.

• Цилиндры двустороннего действия работают быстрее, чем цилиндры одностороннего действия.

Цилиндры двустороннего действия используются в строительстве, сельском хозяйстве, производстве, перемещении предметов, судостроении и подъеме материалов.

Телескопический

Телескопические цилиндры также называются многоступенчатыми. Они обеспечивают большой ход при небольшом начальном размере. Эти цилиндры имеют трубы, расположенные друг внутри друга. Каждая труба, или ступень, выдвигается одна за другой. Сначала выдвигается самая большая труба, затем следующая, пока все не выдвинутся. При обратном ходе первой выдвигается самая маленькая труба.

Телескопические цилиндры хороши тем, что обеспечивают большой ход при небольшом начальном размере.

Телескопические цилиндры используются в самосвалах, кранах, бурах, мусоровозах и сельскохозяйственной технике. Они помогают поднимать и наклонять тяжёлые грузы в условиях ограниченного пространства.

Тяговая и сварная

Цилиндры со стяжными тягами и сварные цилиндры изготавливаются по-разному. Цилиндры со стяжными тягами скрепляются длинными болтами, называемыми стяжными тягами. В сварных цилиндрах корпус цилиндра соединяется с торцевыми крышками сваркой.

1. Цилиндры рулевой тяги имеют болты, которые проходят вдоль трубы.

2. Сварные цилиндры имеют ствол, приваренный к обеим торцевым крышкам.

Используйте сварные цилиндры для работы под высоким давлением. Они служат дольше и хорошо работают в сложных условиях. Цилиндры со стяжными тягами проще ремонтировать и подходят для многих типовых машин.

Применение гидравлических цилиндров

Строительство

Гидравлические цилиндры используются на большинстве строительных площадок. Они помогают поднимать тяжёлые грузы и перемещать грунт. Для работы крупных машин необходимы гидроцилиндры. Экскаваторы приводят в движение свои стрелы благодаря гидроцилиндрам. Краны используют их для подъёма и опускания стрел. Бульдозеры, погрузчики и самосвалы также используют гидроцилиндры. Когда нужно плавно переместить тяжёлый груз, используется гидроцилиндр. Эта технология помогает формировать землю и строить прочные здания.

Производство

Гидравлические цилиндры повышают скорость и точность работы оборудования на заводах. «Умные» гидроцилиндры умеют определять, когда требуется ремонт.

• Вы мгновенно получаете информацию о положении поршня. Это помогает лучше контролировать работу механизмов.

• Вы можете корректировать движения, чтобы экономить материал и производить более качественные изделия.

• Эти цилиндры эффективно используют энергию и помогают предотвратить внезапные поломки.

• Ваши машины служат дольше и работают лучше.

• Более быстрые и точные машины помогут вам производить больше вещей лучшего качества и с меньшим количеством остановок.

Совет: интеллектуальные гидравлические цилиндры могут усовершенствовать ваше предприятие, сделав каждое движение значимым.

Сельское хозяйство

Фермеры используют гидроцилиндры для решения множества задач на ферме. Они помогают контролировать подачу воды при орошении и регулировать высоту разбрызгивателей.

• В плугах и культиваторах для настройки глубины и угла работы используются гидравлические цилиндры.

• Сеялки и сеялки используют гидравлические цилиндры для размещения семян и удобрений в нужном месте.

• Вы получаете лучший контроль над своими инструментами, а значит, собираете более качественные урожаи и меньше отходов.

Фермеры доверяют гидроцилиндрам тяжёлую работу каждый день. Вы можете положиться на них, если хотите точности и стабильности работы в поле.

Гидравлические цилиндры используют жидкость под давлением для создания мощного прямолинейного движения. Эти устройства состоят из простых деталей. Основными элементами являются цилиндры, поршни, штоки, уплотнения и торцевые крышки. Существуют различные типы цилиндров: одностороннего и двустороннего действия, телескопические, со штангой или сварные. Гидроцилиндры применяются во многих областях. Их характеристики подходят для решения самых разных задач:

Знание принципов работы гидроцилиндров поможет вам выбрать правильный инструмент. Если вам нужна дополнительная информация или помощь, обратитесь к специалисту.