Quanto Você Sabe Sobre Cilindros Hidráulicos?

Com o desenvolvimento da indústria moderna, a tecnologia de transmissão hidráulica tem sido amplamente utilizada e desenvolvida em muitas indústrias ao redor do mundo, como carregadeiras, tratores e rolos de máquinas de construção; empilhadeiras, transportadores de correia e guindastes de caminhão de máquinas de elevação e transporte; bate-estacas, macacos hidráulicos e niveladoras de máquinas de construção; máquinas agrícolas, indústria automobilística, máquinas de mineração, máquinas metalúrgicas.

Sistemas de transmissão hidráulica são geralmente compostos por quatro componentes: potência, execução, controle e auxiliar. Como um mecanismo hidráulico que realiza movimento linear de vaivém ou movimento de oscilação de vaivém inferior a 360 graus, o cilindro hidráulico tem uma estrutura simples e operação confiável. É também um dos atuadores principais mais amplamente utilizados em sistemas hidráulicos.

1. Classificação dos cilindros hidráulicos

Forma estrutural: pode ser dividida em tipo pistão, tipo êmbolo, tipo manga e tipo cremalheira, etc.;

Modo de movimento: pode ser dividido em tipo linear de vaivém e tipo de oscilação rotativa;

Forma de ação: pode ser dividida em tipo de ação simples e tipo de ação dupla;

Forma de instalação: pode ser dividida em tipo de tirante, tipo de olhal, tipo de pé, tipo de eixo de articulação, etc.;

Nível de pressão: pode ser dividido em baixa pressão, média pressão, média e alta pressão, alta pressão e ultra-alta pressão.

2. A estrutura do cilindro hidráulico

Cilindro hidráulico de pistão de dupla ação com haste única, este tipo de cilindro hidráulico é o mais simples e mais amplamente utilizado. A seguir, tomaremos o cilindro hidráulico de pistão de dupla ação com haste única como exemplo para explicar a composição estrutural do cilindro hidráulico.

O cilindro hidráulico é geralmente composto pela tampa traseira, barril do cilindro, haste do pistão, conjunto do pistão, tampa frontal e outras partes principais. Para evitar que o óleo vaze do cilindro hidráulico ou da câmara de alta pressão para a câmara de baixa pressão, dispositivos de vedação são fornecidos entre o barril do cilindro e a tampa final, o pistão e a haste do pistão, o pistão e o barril do cilindro, e a haste do pistão e a tampa frontal. Um dispositivo à prova de poeira também é instalado no exterior da tampa frontal. Para evitar que o pistão atinja a tampa do cilindro quando retorna rapidamente ao final do curso, um dispositivo de amortecimento também é fornecido no final do cilindro hidráulico, e às vezes um dispositivo de exaustão também é necessário.

(1) Cilindro: O cilindro é a parte principal do cilindro hidráulico. Ele forma uma cavidade fechada com a cabeça do cilindro, pistão e outras partes para empurrar o pistão a se mover. Existem 8 estruturas de cilindro comuns, que são geralmente selecionadas de acordo com a forma de conexão entre o cilindro e a tampa final.

(2) Cabeça do cilindro: A cabeça do cilindro é instalada em ambas as extremidades do cilindro hidráulico e forma uma câmara de óleo hermética com o cilindro. Existem geralmente muitos métodos de conexão, como soldagem, roscagem, parafusos, chaves e tirantes. Geralmente, a seleção é baseada em fatores como pressão de trabalho, método de conexão do cilindro e ambiente de uso.

(3) Haste do pistão: A haste do pistão é o principal componente para transmitir força no cilindro hidráulico. O material é geralmente aço médio carbono (como o aço 45). Quando o cilindro está funcionando, a haste do pistão é submetida a empuxo, tração ou torque de flexão, por isso é necessário garantir sua resistência; e a haste do pistão frequentemente desliza na bucha guia, e o ajuste deve ser apropriado. Se for muito apertado, o atrito é grande, e se for muito solto, é fácil causar emperramento e desgaste unilateral, o que requer que sua rugosidade superficial, retidão e redondeza sejam apropriadas.

(4) Pistão: O pistão é o principal componente que converte energia hidráulica em energia mecânica. Sua área de trabalho efetiva afeta diretamente a força e a velocidade de movimento do cilindro hidráulico. Existem muitas formas de conexão entre o pistão e a haste do pistão, e as mais comumente usadas são o tipo de grampo, o tipo de manga e o tipo de porca. Quando não há anel guia, o pistão é feito de ferro fundido de alta resistência HT200~300 ou ferro dúctil; quando há um anel guia, o pistão é feito de aço carbono de alta qualidade nº 20, nº 35 e nº 45.

(5) Bucha guia: A bucha guia orienta e suporta a haste do pistão. Ela requer alta precisão de ajuste, baixa resistência ao atrito, boa resistência ao desgaste e pode suportar a pressão, força de flexão e vibração de impacto da haste do pistão. Um dispositivo de vedação é instalado internamente para garantir a vedação da cavidade da haste do cilindro, e um anel de poeira é instalado externamente para evitar que impurezas, poeira e umidade sejam levadas ao dispositivo de vedação e danifiquem a vedação. Buchas guia de metal são geralmente feitas de bronze, ferro fundido cinzento, ferro dúctil e ferro fundido oxidado com baixo coeficiente de atrito e boa resistência ao desgaste; buchas guia não metálicas podem ser feitas de politetrafluoretileno e politrifluorcloroetileno.

(6) Dispositivo de amortecimento: Quando o pistão e a haste do pistão se movem sob a ação da pressão hidráulica, eles têm grande impulso. Quando entram na tampa final e no fundo do cilindro, causarão colisão mecânica, gerando grande pressão de impacto e ruído. O dispositivo de amortecimento é usado para evitar tal colisão. Seu princípio de funcionamento (como mostrado na figura abaixo) é converter a energia cinética do óleo (total ou parcialmente) na câmara de baixa pressão do cilindro em energia térmica através do estrangulamento, e a energia térmica é levada para fora do cilindro hidráulico pelo óleo circulante. Os mais comumente usados são o tipo de estrangulamento ajustável e o tipo de estrangulamento variável.

3. Problemas comuns e reparos de cilindros hidráulicos

Como componente e dispositivo de trabalho, o cilindro hidráulico, como todo equipamento mecânico, inevitavelmente sofrerá diferentes graus de desgaste, fadiga, corrosão, afrouxamento, envelhecimento, deterioração e até mesmo danos em suas partes estruturais durante a operação a longo prazo, o que deteriorará o desempenho de trabalho e a condição técnica do cilindro hidráulico, e causará diretamente a falha de todo o equipamento hidráulico, ou até mesmo falha. Portanto, é muito importante eliminar e reparar problemas comuns no trabalho diário dos cilindros hidráulicos.