Гидравлический цилиндр Принцип конструкции, классификация, применение и руководство по техническому обслуживанию

 

В качестве основного приводящего элемента гидравлической системы, гидравлический цилиндр преобразует гидравлическую энергию в механическую энергию для достижения линейного перемещения или колебания.Благодаря своей простой структуре, стабильной эксплуатации и сильной несущей способности, он широко используется в строительной технике, металлургическом оборудовании, автомобильном производстве и других областях.В статье будет систематически проанализирована структура состава, классификация типов, параметры выбора и общие решения неисправностей гидравлических цилиндров.

 

I. ВведениеПринцип работы и основные компоненты гидроцилиндров

Основываясь на принципе Паскаля, гидравлический цилиндр приводит поршн к перемещению через изменение давления гидравлического масла в закрытой полости и выпускает тягу и силу тяги.К числу основных компонентов относятся:

1.Барель цилиндра и конец крышки: Изготовленные из высокопрочных бесшивных стальных труб, внутренний интерьер точно оттачивается.Вместе с конечным покрытием они образуют герметичную полость.Основными материалами являются сталь No 45 (для среды высокого давления) или сталь No 20 (для сценариев низкого давления), чтобы обеспечить давлениестойкость и срок службы.

2.Поршн и поршнный стерж: Поршн преобразует гидравлическую энергию в механическую энергию, а поршнный стерж передает энергию внешним механизмам.Они часто изготавливаются из сталь No 35 / 45 или износостойкого литой железа, а поверхность обрабатывается высокочастотным закалением до твердости 45 - 55 HRC для повышения износостойкости.

3.Система уплотнения: она включает в себя герметики для пыли, рукава и многоступенчатые уплотнения для предотвращения утечки масла и проникновения загрязняющих веществ.Утепляющий материал следует выбирать в зависимости от рабочей температуры (-30°C до 120°C) и совместимости с средой (например, с минеральным маслом и жидкостями на водной основе).

4.Буфферное устройство: Благодаря конструкции дроссельных отверстий или переменного сечения, он преобразует кинетическую энергию на конце поршня в тепловую энергию для уменьшения ударного шума.Настройка буфера может продлить срок службы корпуса цилиндра более чем на 30%.

5.Выпускный клапан: Обычно расположенный в самой высокой точке корпуса цилиндра, он используется для выведения воздуха, смешанного в масле, чтобы избежать ползания системы или колебаний давления.

 

II. См.Четыре основных классификации и сценарии применения гидравлических цилиндров

1.Пистонный гидравлический цилиндр

- Однопоршнный стерж Тип: Подходит для сценариев односторонней нагрузки (например, системы подачи станков), с диапазоном тяги от 5 до 500 тонн.

- Тип двойного поршня: предназначен для двунаправленного постоянного движения скорости, он в основном используется в зажимном устройстве формы машин для литья с ливкой.

2.Телескопический гидравлический цилиндр

При структуре рукава более трехступенчатой, расширенная длина может достигать в 5 раз больше, чем в оттянутом состоянии.Он используется в сценариях с ограниченным пространством, таких как подъем автосамовых автомобилей и пожарные лестницы.

3.Цилиндр поршника

Не требуется совпадение между поршнем и стволом цилиндра.Особенно подходит для вертикального подъема с длинной ходом (> 10 метров), например, гидравлических подъемных платформ.

4.Гидравлический цилиндр

Конструкция с одним / двойным лопастьем может достигать поворота в пределах 270°, с выходном крутящим моментом до 20 000 Н · м.Используется в рулевых шестерях кораблей и робототехнических соединениях.

 

III.Ключевые параметры выбора и проектные спецификации

1.Номинальное давление: в соответствии со стандартами ISO, он разделен на 16 МПа (легкая работа), 25 МПа (средняя работа) и 31,5 МПа (тяжелая работа).Следует зарезервировать 20% маржу безопасности.

2.Соотношение диаметра цилиндра - поршня: Обычное соотношение составляет 1,33: 1 (тип тяги) или 2: 1 (тип скорости), что напрямую влияет на выходное усилие и скорость движения.

3.Точность хода: для цилиндров, используемых в точных станках, погрешность прямолинейности должна быть контролирована в пределах 0,05 мм / м.Датчик перемещения используется для управления замкнутым циклом.

4.Метод монтажа: Он включает фланцевый тип (радиальная нагрузка ≤ 10 кН), серьгичный тип (угол колебания ±15°) и шарнирный тип вала (система нескольких степеней свободы).

 

IV.Общие стратегии диагностики неисправностей и технического обслуживания

1.Обработка внешней утечки

- Поцарапины на поршненной стержне: Заменить корпус стержня покрытием Cr (толщина 0,02 - 0,05 мм).

- Старение уплотнений: регулярно их заменяют (рекомендуемый цикл составляет 2000 рабочих часов).

2.Проверка внутренней утечки

- Неисправность уплотнений поршня: обнаружение методом испытания на давление.Если количество утечки превышает 5%, требуется немедленное обслуживание.

- Деформация ствола цилиндра: Выявить овальность лазерным каллипером (если она превышает 0,1 мм, требуется отверка).

3.Предотвращение структурного повреждения

- Перелом фланца: Оптимизировать переход R-угол (радиус ≥ 5 мм) для устранения концентрации напряжения.

- Трещины на дне цилиндра: Используйте анализ конечных элементов для оптимизации толщины стенки, и усталость может быть улучшена на 40%.

4.Защита от кавитации

Контролировать температуру масла ниже 60 °C, выбирать гидравлическое масло с хорошими депененовыми свойствами и поддерживать скорость потока на входе масла менее 1,5 м / с.

 

V.Технологические инновации и тенденции развития

В настоящее время гидравлические цилиндры развиваются в сторону интеллекта.Интеллектуальные цилиндры, интегрированные с датчиками давления / температуры / перемещения, могут контролировать рабочее состояние в режиме реального времени, а система прогнозирующего обслуживания может сократить количество простоев на 70%.Технология нанопокрытия может утроить износостойкость поршненного стержня, а керамико-матричный композитный цилиндровый корпус может уменьшить вес на 45%, увеличивая при этом несущую способность на 30%.

 

Благодаря научному отбору, стандартизированному техническому обслуживанию и технологическим инновациям гидравлические цилиндры будут продолжать играть незаменимую роль в эпоху промышленности 4.0.Пользователи должны соответствовать спецификациям продукции в соответствии с конкретными параметрами рабочего состояния и создать систему регулярных проверок для максимальной эффективности оборудования.