Quanto ne sai sui cilindri idraulici?

Con lo sviluppo dell'industria moderna, la tecnologia di trasmissione idraulica è stata ampiamente utilizzata e sviluppata in molte industrie in tutto il mondo, come caricatori, bulldozer e rulli di macchine da costruzione; carrelli elevatori, nastri trasportatori e gru per autocarri di macchine per il sollevamento e il trasporto; battipali, martinetti idraulici e livellatrici di macchine da costruzione; macchine agricole, industria automobilistica, macchine minerarie, macchine metallurgiche.

I sistemi di trasmissione idraulica sono solitamente composti da quattro componenti: potenza, esecuzione, controllo e ausiliari. Come meccanismo idraulico che realizza un movimento lineare alternato o un movimento oscillante alternato inferiore a 360 gradi, il cilindro idraulico ha una struttura semplice e un funzionamento affidabile. È anche uno degli attuatori principali più ampiamente utilizzati nei sistemi idraulici.

1. Classificazione dei cilindri idraulici

Forma strutturale: può essere divisa in tipo a pistone, tipo a stantuffo, tipo a manicotto e tipo a cremagliera, ecc.;

Modalità di movimento: può essere divisa in tipo lineare alternato e tipo oscillante rotativo;

Forma d'azione: può essere divisa in tipo a semplice effetto e tipo a doppio effetto;

Forma di installazione: può essere divisa in tipo a tirante, tipo a occhiello, tipo a piede, tipo a perno, ecc.;

Livello di pressione: può essere diviso in bassa pressione, media pressione, media e alta pressione, alta pressione e ultra-alta pressione.

2. La struttura del cilindro idraulico

Cilindro idraulico a pistone a doppio effetto con singolo stelo, questo tipo di cilindro idraulico è il più semplice e più ampiamente utilizzato. Di seguito verrà preso come esempio il cilindro idraulico a pistone a doppio effetto con singolo stelo per spiegare la composizione strutturale del cilindro idraulico.

Il cilindro idraulico è solitamente composto dal coperchio posteriore, dal cilindro, dal pistone, dall'assemblaggio del pistone, dal coperchio anteriore e da altre parti principali. Per evitare che l'olio fuoriesca dal cilindro idraulico o dalla camera ad alta pressione a quella a bassa pressione, sono previsti dispositivi di tenuta tra il cilindro e il coperchio terminale, il pistone e il pistone, il pistone e il cilindro, e il pistone e il coperchio anteriore. Un dispositivo antipolvere è anche installato all'esterno del coperchio anteriore. Per evitare che il pistone colpisca il coperchio del cilindro quando ritorna rapidamente alla fine della corsa, è anche previsto un dispositivo di ammortizzazione alla fine del cilindro idraulico, e talvolta è richiesto anche un dispositivo di scarico.

(1) Cilindro: Il cilindro è la parte principale del cilindro idraulico. Forma una cavità chiusa con la testa del cilindro, il pistone e altre parti per spingere il pistone a muoversi. Ci sono 8 strutture di cilindri comuni, che sono solitamente selezionate in base alla forma di connessione tra il cilindro e il coperchio terminale.

(2) Testa del cilindro: La testa del cilindro è installata a entrambe le estremità del cilindro idraulico e forma una camera d'olio ermetica con il cilindro. Ci sono solitamente molti metodi di connessione come saldatura, filettatura, bulloni, chiavi e tiranti. Generalmente, la selezione si basa su fattori come la pressione di lavoro, il metodo di connessione del cilindro e l'ambiente di utilizzo.

(3) Pistone: Il pistone è il componente principale per trasmettere la forza nel cilindro idraulico. Il materiale è generalmente acciaio al carbonio medio (come l'acciaio 45). Quando il cilindro è in funzione, il pistone è sottoposto a spinta, trazione o coppia di flessione, quindi è necessario garantirne la resistenza; e il pistone spesso scorre nella boccola guida, e l'adattamento deve essere appropriato. Se è troppo stretto, l'attrito è grande, e se è troppo largo, è facile causare inceppamenti e usura unilaterale, il che richiede che la rugosità della superficie, la rettilineità e la rotondità siano appropriate.

(4) Pistone: Il pistone è il componente principale che converte l'energia idraulica in energia meccanica. La sua area di lavoro effettiva influisce direttamente sulla forza e sulla velocità di movimento del cilindro idraulico. Esistono molte forme di connessione tra il pistone e l'asta del pistone, e quelle comunemente usate sono il tipo a morsetto, il tipo a manicotto e il tipo a dado. Quando non c'è anello guida, il pistone è realizzato in ghisa ad alta resistenza HT200~300 o ghisa duttile; quando c'è un anello guida, il pistone è realizzato in acciaio al carbonio di alta qualità n. 20, n. 35 e n. 45.

(5) Boccola guida: La boccola guida guida e supporta l'asta del pistone. Richiede alta precisione di adattamento, bassa resistenza all'attrito, buona resistenza all'usura e può sopportare la pressione, la forza di flessione e l'impatto delle vibrazioni dell'asta del pistone. All'interno è installato un dispositivo di tenuta per garantire la tenuta della cavità dell'asta del cilindro, e all'esterno è installato un anello antipolvere per impedire che impurità, polvere e umidità vengano portate al dispositivo di tenuta e danneggino la guarnizione. Le boccole guida metalliche sono generalmente realizzate in bronzo, ghisa grigia, ghisa duttile e ghisa ossidata con basso coefficiente di attrito e buona resistenza all'usura; le boccole guida non metalliche possono essere realizzate in politetrafluoroetilene e politrifluorocloruroetilene.

(6) Dispositivo di ammortizzazione: Quando il pistone e l'asta del pistone si muovono sotto la spinta della pressione idraulica, hanno grande slancio. Quando entrano nel coperchio terminale e nel fondo del cilindro, causano collisioni meccaniche, generano grande pressione d'impatto e rumore. Il dispositivo di ammortizzazione viene utilizzato per evitare tali collisioni. Il suo principio di funzionamento (come mostrato nella figura sotto) è convertire l'energia cinetica dell'olio (tutta o parte) nella camera a bassa pressione del cilindro in energia termica attraverso il restringimento, e l'energia termica viene portata fuori dal cilindro idraulico dall'olio circolante. I più comunemente usati sono il tipo a strozzatura regolabile e il tipo a strozzatura variabile.

3. Problemi comuni e riparazioni dei cilindri idraulici

Come componente e dispositivo di lavoro, il cilindro idraulico, come tutte le apparecchiature meccaniche, produrrà inevitabilmente diversi gradi di usura, fatica, corrosione, allentamento, invecchiamento, deterioramento e persino danni nelle sue parti strutturali durante il funzionamento a lungo termine, il che deteriorerà le prestazioni di lavoro e la condizione tecnica del cilindro idraulico, e causerà direttamente il guasto dell'intera apparecchiatura idraulica, o addirittura il fallimento. Pertanto, è molto importante eliminare e riparare i problemi comuni nel lavoro quotidiano dei cilindri idraulici.