Как работают гидроцилиндры?
Гидроцилиндры - исполнительные механизмы гидросистем, в которых гидростатическая энергия рабочего тела (гидравлической жидкости под давлением) преобразуется в механическую энергию.
Гидравлический цилиндр - поршневой двигатель, отдельные части которого - шток поршня, поршень и вал, совершают ограниченное возвратно-поступательное движение. Гидроцилиндры делятся на линейные, передающие прямолинейное движение, и моментные, передающие вращательное движение.
Все типы гидравлических цилиндров работают на основе закона Паскаля, позволяющем рассчитать силу, которую можно получить при соответствующем размере цилиндра и жидкости, используемой под давлением. Полученная сила (выраженная в [Н]) представляет собой произведение площади поверхности, выраженной в [м кв.], и давления жидкости, выраженного в Паскалях [Па]. На практике в эту зависимость подставляют площадь поршня в [см кв.] и давление в барах [бар], тогда значение силы приблизительно соответствует килограммам силы [кГс].
Гидравлические цилиндры - это устройства, используемые в гидравлических системах тяжелой строительной техники. Они также устанавливаются в небольших сельскохозяйственных машинах или гидравлических прессах. В основном они отвечают за преобразование энергии под действием давления, создаваемого жидкостью, и приведение в движение отдельных частей устройства. Как работают гидроцилиндры?
Как устроен гидроцилиндр?
Линейный гидроцилиндр представляет собой поршневой двигатель, в котором определенная часть (шток поршня, плунжер, диафрагма) производит возвратно-поступательное движение относительно корпуса. Поворотный трансмиссионный гидроцилиндр также является типом поршневого двигателя, в котором поршень качается относительно корпуса на угол менее 360 градусов.
Линейные модели делятся на гидроцилиндры двойного действия и одинарного действия. В цилиндре двустороннего действия движение в обоих направлениях получается за счет преобразования гидростатической энергии гидравлической жидкости, давящей на поршень (или диафрагму). В цилиндре одностороннего действия возвратное движение поршня получается за счет использования сжатой возвратной пружины, силы тяжести или воздействия внешней системы.
Герметичность изделия имеет решающее значение для правильной работы. В цилиндрах двустороннего действия обе камеры должны быть уплотнены друг относительно друга поршнем, а также сальником, через который выступающий шток поршня передает механическую энергию внешней системе. Герметичность цилиндров определяется правильно сконструированными узлами с уплотнительными кольцами.
Конструкция гидроцилиндров разная, но принцип их работы схож. Сердцевиной каждого из них является поршень, плунжер или диафрагма - именно на этих элементах основана работа устройства. Поршневые версии являются наиболее популярными. Каждый гидравлический поршень окружен уплотнителем. Он выполняет защитную функцию от утечки жидкости, отвечающей за выработку энергии. К поршню присоединен также шток поршня - удлиненный элемент, задачей которого является передача энергии от гидроцилиндра к другому устройству.
Важными элементами являются сальник, опорные и направляющие элементы, а также гидрораспределители, используемые в процессе управления. Все они заключены в цилиндрический корпус, который выполнен из самых качественных, прочных материалов. При правильном выборе гидроцилиндра стоит помнить, что величина силы, которую он будет создавать, согласно закону Паскаля, равна произведению давления жидкости на площадь поршня.
Сам процесс эксплуатации устройства не сложен. После попадания высокого давления во внутреннюю полость цилиндра рабочая жидкость давит на поршень, чем достигается его возвратно-поступательное движение, который, в свою очередь, возвращается в исходное положение при помощи пружины, сжимающейся во время рабочего хода. Это также может происходить под действием веса штока, самого рабочего органа или нагрузки, вызванной внешними условиями.
Гидроцилиндры - сферы применения
Гидроцилиндры используются там, где не справляются электрические или пневматические изделия. Они применяются в таких машинах и отраслях как:
• строительная техника;
• машины, применяемые при добыче металлических руд, угля и минеральных солей;
• судостроение;
• металлургия;
• военная техника.
Каждое изделие индивидуально настраивается инженером в зависимости от типа поддерживаемой конструкции, нагрузок, динамических требований, типа гидравлической среды и других конкретных условий. Самое простое определение — это элементы, отвечающие за выработку мощности, необходимой для правильной работы элементов конструкции, работающей при высоких нагрузках.
Так, например, при правильной установке гидроцилиндры обеспечивают точное управление стрелой экскаватора в каждом направлении. Более того, благодаря им исправно работают механизмы дверей, окон и ворот с дистанционным управлением. Каждый раз тип устройства индивидуально адаптируется к конструкции, в которой оно будет установлено.