Princip činnosti teleskopického hydraulického válce

Hydraulický válec je jedním z hlavních prvků hydraulického systému mnoha typů průmyslových zařízení a těžkých strojů. Právě tato jednotka je zodpovědná za pohyb výkonných orgánů. Dnes je na trhu mnoho modelů zařízení, které se liší konstrukčními prvky a technickými parametry. V našem článku podrobně zvážíme princip fungování každého typu hydraulického válce, jaké jsou odrůdy a jejich zařízení.

Hydraulický válec je objemový hydromotor, jehož princip činnosti je založen na výstupním článku vykonávajícím vratné pohyby pod tlakem přiváděného kapalného média. Pohyblivým prvkem může být píst, tyč nebo samotné tělo zařízení.

Hydraulický válec ve spojení s dalšími hydraulickými prvky pohání akční členy. Mohou to být výložníky, opěrné prvky, zemní lopaty, korby a další zařízení. Bez tlaku se pohyblivé články vrátí zpět do své původní polohy.

Jednotky jsou pro své parametry a dlouhou životnost široce používány v hydraulice, která pracuje při zvýšeném zatížení a vyžaduje zvýšenou funkčnost. Nejčastěji se hydraulické válce nacházejí v:

Silniční stavební technika: bagry, sklápěče, buldozery, grejdry, jeřáby;
Nakladače: nakládací jeřáby, nakladače různých typů, autozvedáky;
čisticí systémy;
Obráběcí stroje pro řezání výrobků z kovu, dřeva a jiných materiálů;
Lisovací stroje;
Nákladní auta.

Dále vám řekneme, z čeho se skládá standardní hydraulický válec a jak přesně funguje:

Objímka funguje jako tělo celé konstrukce. Jedná se o dutou kovovou trubku s hladkým vnitřním povrchem, uvnitř které se pohybuje píst. Ve výrobě je manžeta broušena pomocí strojů do dokonalé hladkosti (zrcadlová úprava), aby bylo zajištěno, že těsnění funguje a konstrukce je zcela těsná.
Píst je vybaven manžetami, které chrání pohyb oleje do dutin sdílených pístem.
Síla, kterou je píst ovládán, vytváří leštěnou tyč. Mezi ním a krytem je umístěn dvouvrstvý těsnící systém: první manžeta je zodpovědná za ochranu před únikem pracovního média a druhá funguje jako stěrač. Tato těsnění jsou také instalována na skříni nápravy.
Pomocí oka je tělo konstrukce fixováno.

Pro ovládání hydraulického válce je v systému k dispozici hydraulický rozvaděč.

Klíčovou charakteristikou při klasifikaci těchto hydraulických jednotek je jejich princip činnosti. Dále zvažte účel a uspořádání hydraulických válců všech typů.

Působením média, které je posíláno do pracovní komory, začíná vysouvání stonku. Tento prvek se vrací zpět pomocí pružiny nebo pod tíhou zvedaného břemene. U některých modelů (například zvedáků) lze tyč vrátit pomocí jiné hydraulické jednotky.

Na píst instalovaný v pracovní komoře je aplikován tlak. Vlivem přepravovaného nákladu nebo vnějších faktorů dochází ke zpětnému pohybu. Plunžry přenášejí pouze tlakovou sílu. Rychlost jejich pohybu je dána parametry spotřeby a průměrem daného dílu.

READ

Musím vyměnit hliníkové vedení za měděné?

V procesu transportu tekutiny do dutiny pístu se tyč začne pohybovat dopředu. Je to způsobeno stlačením pružiny, která se nachází v komoře tyče.

Působením síly pružiny se provede zpětný zdvih a dutina pístu je připojena k odtokovému potrubí. Pružina může být umístěna v komoře tyče i pístu.

Konstrukce počítá se dvěma izolovanými komorami, do kterých je RJ vstřikován samostatnými potrubími. Během provozu vstupuje do jedné dutiny a spojuje se s jinou. Působením této tekutiny se tyč pohybuje v obou směrech, což vytváří určitou sílu.

Takové hydraulické válce se od sebe liší způsobem připojení:

Jednoduchý. Dutiny pístu a tyče jsou střídavě napojeny na tlakové a odvodní potrubí, které čerpají a odvádějí RJ. Veškerá odstraněná hmota vstupuje do hydraulické nádrže;
Diferenciál nebo kroužek. Pracovní tekutina odváděná z dutiny tyče je směrována do komory pístu.

Hydraulické čerpadlo čerpá kapalinu do dutiny pístu nebo pístu přes hydraulický rozdělovač. Protější komora je napojena na odpadní potrubí. Když je RJ dopravován do dutiny pístu, tyč se vysouvá. V případě potřeby překoná zátěžovou sílu. Jakmile RJ vstoupí do dutiny tyče, tato část se posune zpět, tzn. stáhne.

Pro izolaci pracovních dutin jsou v designu poskytnuty manžety. Tyto těsnící prvky zabraňují proudění RJ mezi komorami a zajišťují tak jejich úplnou těsnost. Guma je také přítomna v krytu jednotky pro utěsnění tyče a stěrač zachycuje pevné inkluze a přispívá ke stabilnímu provozu zařízení.

Tato provedení se používají, pokud je potřeba dosáhnout stejné síly a rychlosti pístu v obou směrech. U těchto modelů je píst spojen se dvěma tyčemi.

Tato kategorie jednotek se dělí na dva poddruhy: teleskopické a diferenciální. Dále se krátce zamyslíme nad provozem hydraulických válců.

U těchto modelů každá následující tyč vstupuje do dutiny předchozí, tzn. konstrukce se skládá z několika miniválců. Vizuálně jednotky připomínají dalekohled, podle kterého dostaly své jméno. Tato konstrukce přispívá k velkému zdvihu prutu. V tomto případě se počáteční rozměry nemění, protože zdvih může být větší než délka objímky. Válce jsou široce používány u sklápěčů a dalších těžkých strojů.

Teleskopické modely podle principu činnosti jsou rozděleny do dvou typů:

Jednosměrná akce. RJ vstupuje do pracovní komory zadním krytem. Výsledkem je postupné prodlužování sekcí, přičemž první pohyblivý článek má největší užitnou plochu a tak dále v sestupném pořadí. Každý další prvek má vyšší rychlost vytahování, ale síla se snižuje v důsledku zmenšení účinné plochy. Pod vnějším vlivem dochází k pohybu v opačném směru;
2cestná akce. Kapalné médium je přiváděno přes dřík a sekce se začínají zatahovat ve stejném pořadí jako u 1stranných modelů. Rozdíl je pouze v principu zpětného zdvihu – dochází k němu pod tlakem RJ vstupující do dutiny tyče. V tomto případě je dutina pístu připojena k odtokovému kanálu.

READ

Ravaterm nebo penoplex: což je lepší

Jedná se o složitou konstrukci, ve které je pohyblivý prvek ve formě pístu vystaven tlaku z obou stran najednou a tlaková plocha je různá. Oblasti pístu určují rychlost pohybu vzhledem k silám pohybu v různých směrech. Čím vyšší rychlost, tím menší námaha. U modelů s rozměry posuvného prvku 2:1 jsou pojezd a rychlost stejné v obou směrech.

Dnes je na trhu celá řada možností, ale zvažte nejběžnější konstrukční řešení:

Na jehlách. Pro spojení zadního a předního krytu se používají kotvy a mezi tyto kryty je upevněna trubka. Dvě manžety jsou zodpovědné za těsnost pístu;
Kolo. Kryty jsou spojeny s velkými přírubami, které jsou přivařeny k objímce nebo přišroubovány přes závit;
Svařované. Kryty jsou přivařeny k trubce, díky čemuž je válec neoddělitelný a neopravitelný. Navrženo s kompaktními těsněními pístu.

Výkonové charakteristiky a účel hydraulického válce jsou určeny mnoha parametry:

Průměr tyče – na této charakteristice závisí rozsah provedení. Při výběru průměru je třeba vycházet z typu zařízení nebo zařízení, kde bude jednotka používána. Tento parametr je propojen s maximálním povoleným zatížením a nosností výrobku. To je nezbytné, aby se zabránilo ohnutí dříku během provozu;
Průměr tyče, který určuje velikost tlačné a tažné síly;
Zdvih tyče, na kterém závisí maximální možný pohyb pístu a rozměry mechanismu v provozním procesu;
Tlak pracovní kapaliny je tlak, při kterém bude hydromotor stabilně plnit své funkce, aniž by byla ohrožena spolehlivost a další provozní parametry deklarované výrobcem. Jmenovitý tlak se vztahuje k zatížení, ale hodnotu lze snížit na základě nastavení pojistného ventilu. Pokud není zatížení, vzniká tlak v důsledku třecí síly;
Tažná a tlačná síla – je určena vytvořeným zatížením a užitnou plochou, kterou přijímá RJ;
Rychlost pohybu tyče – tento parametr je propojen s průměrem jednotky a hodnotou průtoku kapalného média přiváděného do komory;
Vlastnosti konstrukčních řešení, které ovlivňují montáž jednotky.

Kvalitní opravy a výrobu hydraulických válců si můžete objednat u SDM-Hydraulics. Pracujeme v uzavřeném cyklu – od návrhu s přihlédnutím k jedinečným požadavkům až po vydání hotových výrobků a testy na stolici. Na všechny produkty a opravy je poskytována záruka 1 rok.

Hydraulický válec – objemový hydromotor, ve kterém výstupní článek vykonává vratný pohyb.

Hydraulický válec umožňuje přeměnit hydraulickou energii proudu kapaliny na energii mechanickou – výstupní článek, kterým může být tyč, plunžr, píst.

READ

Rozšíření prostoru místnosti: užitečné tipy

Typy hydraulických válců

V závislosti na konstrukci existuje několik typů hydraulických válců.

Zapnuto vypnuto
Vícepolohové

Jednostupňové
Teleskopický

Jednohra
Dvojí působení

S brzděním
bez brzdění

Píst
Membrána
Měchy
Reciproční
- S jednostrannou stopkou
- S dvojitým koncem stonku
Dvojčinné zařízení hydraulického válce

Dvojčinné hydraulické válce mají dvě oddělené hermetické pracovní dutiny, do kterých je kapalina přiváděna různými potrubími. Dvojčinné hydraulické válce mohou přenášet vyvinutou sílu vpřed i vzad.

Uvažujme zařízení dvojčinného hydraulického válce na příkladu nejběžnějšího provedení s jednostrannou tyčí.

Hydraulický válec s jednosměrnou tyčí

Hlavní konstrukční prvky oboustranného hydraulického válce s jednostrannou tyčí jsou znázorněny na obrázku.

Princip činnosti hydraulického válce

Pracovní kapalina z čerpadla je přes rozdělovač nasměrována do jedné z dutin (píst nebo tyč), protější dutina je napojena na odpad.

Když kapalina vstoupí do dutiny pístu, tyč hydraulického válce se v případě potřeby vysune a překoná zátěžovou sílu. Když pracovní kapalina vstoupí do konce tyče, tyč hydraulického válce se zatáhne.

Prodlužte stopku Neutrální poloha Zatáhněte tyč

Když tekutina vstoupí do dutiny pístu, sílu vyvinutou hydraulickým válcem lze vypočítat podle vzorce:

Když kapalina vstoupí na konec tyče, účinná plocha se změní; plocha pístu se musí odečíst od plochy tyče.

Těsnost pracovní komory opatřena břitovými těsněními, která neumožňují průtok kapaliny z dutiny pístu do ojnice. V krytu hydraulického válce je také instalována manžeta pro utěsnění tyče a stěrač, aby se zabránilo vnikání částic nečistot do dutiny válce.

Hydraulický válec s oboustrannou tyčí

Síla a rychlost pohybu pístu s tyčí při dopředném a zpětném zdvihu budou různé. Pokud je požadováno stejné úsilí nebo stejné rychlosti pohybu výstupních článků, pak se používají hydraulické válce s oboustrannou tyčí.

U hydraulických válců tohoto typu je jeden píst spojen se dvěma tyčemi.

Pro výpočet rychlosti a síly hydraulického válce s oboustrannou tyčí můžete použít následující vzorce:

V moderní technologii se používají konstrukce hydraulických válců s oboustrannou tyčí s pevným válcem a s pevnou tyčí.

Zařízení hydraulických válců jednostranného působení

Jednočinné hydraulické válce jsou schopny vyvinout sílu pouze v jednom směru. Zpětný zdvih takových válců se provádí působením pružiny, gravitace nebo vnějšího vlivu na tyč.

Hydraulický válec plunžru

U hydraulických válců tohoto typu působí kapalina na plunžr umístěný v pracovní komoře. Zpětný pohyb se provádí vlivem vnějších sil nebo gravitace.

Píst je schopen přenášet pouze tlakovou sílu, velikost síly lze vypočítat pomocí vztahu:

Rychlost plunžru bude záviset na průměru plunžru a průtoku pracovní tekutiny.

Hydraulický válec s vratnou pružinou

Hydraulický válec s vratnou pružinou je znázorněn na obrázku.

Když pracovní tekutina vstoupí do dutiny pístu, provede se pracovní zdvih, pružina umístěná v dutině tyče se stlačí – tyč se vysune.

Zpětný zdvih se provádí silou pružiny, zatímco dutina pístu je spojena s odtokem. Pružinu lze instalovat jak do pístu, tak do konce tyče.

Hydraulické válce speciální konstrukce

Zvažte několik speciálních konstrukcí hydraulických válců.

Teleskopické hydraulické válce

U teleskopických hydraulických válců je jedna tyč umístěna v dutině druhé tyče. To vám umožní získat velké množství posunu výstupního článku s nezměněnými rozměry, protože u teleskopických válců může zdvih přesáhnout délku objímky.

Jednočinný teleskopický hydraulický válec

Pracovní tekutina je přiváděna do dutiny válce zadním krytem. Sekce se rozšiřují postupně – nejprve se začne pohybovat sekce s největší účinnou plochou, poté s menší. Rychlost s prodlužováním každého následujícího úseku se zvýší a síla se sníží v důsledku zmenšení efektivní plochy. Z tohoto důvodu by se měla vypočítat síla na úseky s minimální účinnou plochou.

Zpětný zdvih se provádí působením vnějších sil, zatímco pracovní dutina je připojena k odtoku.

Dvojčinný teleskopický hydraulický válec

Přívod pracovní tekutiny v provedení znázorněném na obrázku se provádí přes tyč.

Vysouvání sekcí se provádí ve stejném pořadí jako u jednočinných teleskopických hydraulických válců.

Zpětný zdvih je zajištěn přívodem pracovní kapaliny do dutiny pístu, přičemž dutina pístu je napojena na odtok.

Kombinované hydraulické válce

Pro zvýšení síly na tyč hydraulického válce se při absenci možnosti zvětšení vnějšího průměru používají tandemové nebo postupně instalované hydraulické válce. Schéma dvojitého hydraulického válce je na obrázku.

V tomto případě je zvýšení síly dosaženo přidáním druhé pracovní komory a přídavného pístu, což umožňuje zvětšení účinné plochy hydraulického válce.

Charakteristika hydraulických válců

Hlavní parametry hydraulických válců lze rozdělit do několika skupin.

Geometrické parametry
- Průměr pístu (rukávy), někdy se tomu říká průměr hydraulického válce, nejběžnější jsou průměry: 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 620, 800 milimetrů.
- Průměr tyče, jsou normalizovány tyto průměry tyčí hydraulických válců: 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 milimetrů.
- Přestěhovat se – hodnota maximálního možného pohybu pístu s tyčí nebo plunžrem hydraulického válce
Hydraulické parametry
- Jmenovitý pracovní tlak – tlak, při kterém bude hydraulický válec pracovat ve jmenovitém, konstrukčním režimu, při zachování výrobcem garantovaných parametrů výkonu a spolehlivosti. Velikost tlaku v hydroválci je dána hodnotou zatížení, přičemž může být omezena nastavením pojistného nebo redukčního ventilu. Když není zatížení, tlak ve válci je určen pouze ztrátami třením.
- Spotřeba kapalinvstup do hydraulického válce.
Mechanické parametry
- Síla vyvinutá hydraulickým válcem je úměrná tlaku a účinné ploše ovlivněné kapalinou.
- Rychlost pojezdu tyče – je určeno průtokem kapaliny vstupující do hydraulického válce a jeho efektivním průměrem.
Výpočet hydraulického válce

Pokusme se pochopit, jak jsou vlastnosti hydraulického válce vzájemně propojeny a jak jsou ovlivněny parametry hydraulického pohonu.

Když tekutina vstoupí do dutiny pístu, tekutina působí na píst, síla vyvinutá hydraulickým válcem bude v tomto případě úměrná tlaku a ploše pístu:

Rychlost pohybu pístu s tyčí bude záviset na průměru pístu a průtoku kapaliny:

Když je kapalina přiváděna na konec tyče hydraulického válce, tlak bude působit na prstencový povrch tvořený vnějšími průměry pístu a tyče. Sílu v tomto případě lze vypočítat pomocí závislosti:

Rychlost pohybu pístu, když je kapalina přiváděna na konec tyče, bude záviset nejen na průměru pístu a průtoku, ale také na průměru tyče:

Typické konstrukce hydraulických válců

Navzdory obrovské rozmanitosti konstrukcí hydraulických válců existují typická řešení používaná při konstrukci hydraulických válců, uvažujme některá z nich.

Hydraulický válec na čepech

Přední a zadní kryty hydraulických válců tohoto provedení jsou spojeny čepy (kotvami), pouzdro je vloženo mezi kryty válců. Píst je utěsněn dvěma manžetami.

Kulatý hydraulický válec

V zobrazeném provedení jsou kryty připevněny ke kruhovým přírubám přivařeným nebo našroubovaným na objímku. Typ těsnění pístu znázorněný na obrázku těsní v obou směrech.

Svařovaný hydraulický válec

Kryty jsou přivařeny k objímce, provedení je nerozebíratelné, neopravitelné. Ve válci jsou instalována kompaktní těsnění pístu.

Výkres hydraulického válce

Konstrukční dokumentace pro hydraulický válec musí obsahovat:
- výkres sestavy hydraulického válce,
- Specifikace
- pracovní výkresy detailů.
Jako příklad konstrukce hydraulického válce vás zveme, abyste se seznámili montážní výkres jednotyčového dvojčinného hydraulického válce. Přední kryt tohoto válce má závitové připojení k objímce, zadní kryt s očkem je k objímce přivařen. Píst je na tyči upevněn závitovými pouzdry, zajištěn proti otáčení čepem.

Ke stažení výkres hydraulického válce ve formátu pdf, klikněte na obrázek.