¿Cuánto sabes sobre cilindros hidráulicos?

Con el desarrollo de la industria moderna, la tecnología de transmisión hidráulica ha sido ampliamente utilizada y desarrollada en muchas industrias alrededor del mundo, como cargadores, bulldozers y rodillos de maquinaria de construcción; montacargas, cintas transportadoras y grúas de camión de maquinaria de elevación y transporte; pilotes, gatos hidráulicos y niveladoras de maquinaria de construcción; maquinaria agrícola, industria automotriz, maquinaria minera, maquinaria metalúrgica.

Los sistemas de transmisión hidráulica generalmente están compuestos por cuatro componentes: potencia, ejecución, control y auxiliar. Como un mecanismo hidráulico que realiza movimiento lineal de vaivén o movimiento de oscilación de vaivén de menos de 360 grados, el cilindro hidráulico tiene una estructura simple y operación confiable. También es uno de los actuadores principales más utilizados en los sistemas hidráulicos.

1. Clasificación de cilindros hidráulicos

Forma estructural: se puede dividir en tipo pistón, tipo émbolo, tipo manguito y tipo cremallera, etc.;

Modo de movimiento: se puede dividir en tipo lineal de vaivén y tipo de oscilación rotativa;

Forma de acción: se puede dividir en tipo de acción simple y tipo de acción doble;

Forma de instalación: se puede dividir en tipo de tirante, tipo de oreja, tipo de pie, tipo de eje de bisagra, etc.;

Nivel de presión: se puede dividir en baja presión, presión media, presión media y alta, alta presión y ultra alta presión.

2. La estructura del cilindro hidráulico

Cilindro hidráulico de pistón de doble efecto con un solo vástago, este tipo de cilindro hidráulico es el más simple y más utilizado. A continuación, se tomará como ejemplo el cilindro hidráulico de pistón de doble efecto con un solo vástago para explicar la composición estructural del cilindro hidráulico.

El cilindro hidráulico generalmente está compuesto por la tapa trasera, el barril del cilindro, el vástago del pistón, el conjunto del pistón, la tapa delantera y otras partes principales. Para evitar que el aceite se escape del cilindro hidráulico o de la cámara de alta presión a la cámara de baja presión, se proporcionan dispositivos de sellado entre el barril del cilindro y la tapa, el pistón y el vástago del pistón, el pistón y el barril del cilindro, y el vástago del pistón y la tapa delantera. También se instala un dispositivo a prueba de polvo en el exterior de la tapa delantera. Para evitar que el pistón golpee la tapa del cilindro cuando regresa rápidamente al final del recorrido, también se proporciona un dispositivo de amortiguación al final del cilindro hidráulico, y a veces también se requiere un dispositivo de escape.

(1) Cilindro: El cilindro es la parte principal del cilindro hidráulico. Forma una cavidad cerrada con la cabeza del cilindro, el pistón y otras partes para empujar el pistón a moverse. Hay 8 estructuras de cilindro comunes, que generalmente se seleccionan según la forma de conexión entre el cilindro y la tapa final.

(2) Cabeza del cilindro: La cabeza del cilindro se instala en ambos extremos del cilindro hidráulico y forma una cámara de aceite hermética con el cilindro. Por lo general, hay muchos métodos de conexión como soldadura, roscado, pernos, llaves y tirantes. Generalmente, la selección se basa en factores como la presión de trabajo, el método de conexión del cilindro y el entorno de uso.

(3) Vástago del pistón: El vástago del pistón es el componente principal para transmitir la fuerza en el cilindro hidráulico. El material generalmente es acero al carbono medio (como el acero 45). Cuando el cilindro está funcionando, el vástago del pistón está sometido a empuje, tensión o torque de flexión, por lo que es necesario asegurar su resistencia; y el vástago del pistón a menudo se desliza en el manguito guía, y el ajuste debe ser apropiado. Si es demasiado ajustado, la fricción es grande, y si es demasiado suelto, es fácil causar atascos y desgaste unilateral, lo que requiere que su rugosidad superficial, rectitud y redondez sean apropiadas.

(4) Pistón: El pistón es el componente principal que convierte la energía hidráulica en energía mecánica. Su área de trabajo efectiva afecta directamente la fuerza y la velocidad de movimiento del cilindro hidráulico. Existen muchas formas de conexión entre el pistón y la varilla del pistón, y las más comúnmente utilizadas son el tipo de abrazadera, el tipo de manguito y el tipo de tuerca. Cuando no hay anillo guía, el pistón está hecho de hierro fundido de alta resistencia HT200~300 o hierro dúctil; cuando hay un anillo guía, el pistón está hecho de acero al carbono de alta calidad No. 20, No. 35 y No. 45.

(5) Manguito guía: El manguito guía guía y soporta la varilla del pistón. Requiere alta precisión de ajuste, baja resistencia a la fricción, buena resistencia al desgaste y puede soportar la presión, la fuerza de flexión y la vibración de impacto de la varilla del pistón. Se instala un dispositivo de sellado en el interior para asegurar el sellado de la cavidad de la varilla del cilindro, y se instala un anillo de polvo en el exterior para evitar que las impurezas, el polvo y la humedad lleguen al dispositivo de sellado y dañen el sello. Los manguitos guía metálicos generalmente están hechos de bronce, hierro fundido gris, hierro dúctil y hierro fundido oxidado con bajo coeficiente de fricción y buena resistencia al desgaste; los manguitos guía no metálicos pueden estar hechos de politetrafluoroetileno y politrifluorocloroetileno.

(6) Dispositivo de amortiguación: Cuando el pistón y la varilla del pistón se mueven bajo la presión hidráulica, tienen un gran impulso. Cuando entran en la tapa final y el fondo del cilindro, causarán colisión mecánica, generarán gran presión de impacto y ruido. El dispositivo de amortiguación se utiliza para evitar tal colisión. Su principio de funcionamiento (como se muestra en la figura a continuación) es convertir la energía cinética del aceite (total o parcialmente) en la cámara de baja presión del cilindro en energía térmica a través de la estrangulación, y la energía térmica se lleva fuera del cilindro hidráulico por el aceite circulante. Los más comúnmente utilizados son el tipo de estrangulamiento ajustable y el tipo de estrangulamiento variable.

3. Problemas comunes y reparaciones de cilindros hidráulicos

Como componente y dispositivo de trabajo, el cilindro hidráulico, al igual que todo equipo mecánico, inevitablemente producirá diferentes grados de desgaste, fatiga, corrosión, holgura, envejecimiento, deterioro e incluso daño en sus partes estructurales durante el funcionamiento a largo plazo, lo que deteriorará el rendimiento de trabajo y la condición técnica del cilindro hidráulico, y causará directamente la falla de todo el equipo hidráulico, o incluso su falla. Por lo tanto, es muy importante eliminar y reparar problemas comunes en el trabajo diario de los cilindros hidráulicos.