Hidrolik Silindirler nasıl çalışır?
Hidrolik Silindirler nasıl çalışır?
Hidrolik Silindir Nedir? Hidrolik Silindir Çeşitleri Nelerdir?
Bir hidrolik silindir, bir hidrolik sistemin aktüatörü veya 'motor' tarafıdır. Bazen ağır yükleri kaldırma, indirme, hareket ettirme veya "kilitleme" gibi hafif işler yapan "kaslar" olarak adlandırılırlar.
Pompa, silindirin alt tarafına sabit veya düzenlenmiş bir yağ akışı getiren sistemin 'jeneratör' tarafıdır. Bu daha sonra piston çubuğunu yukarı doğru hareket ettirir. Hidrolik silindirler, bir hidrolik sistemdeki basıncı ve yağ akışını işe veya mekanik kuvvete dönüştürür. Bir şeyi hareket ettirmek için doğrusal hareketin gerekli olduğu yerlerde kullanılırlar.
Silindirler ayrıca 'hidrolik krikolar', 'hidrolik pistonlar' veya 'aktüatörler' olarak da bilinir. Basit bir ifadeyle, akışkan gücünü mekanik enerjiye dönüştürürler. Hidrolik silindir, döner hareketten ziyade doğrusal (dönüştürücü) bir hareket gerçekleştirdiğinden hidrolik motordan farklıdır. Dolayısıyla “lineer motor” terimi.
Hidrolik silindirler büyük kuvvetler ve hassas hareket üretir. Bu nedenle, ilgili büyük kuvvetlere dayanabilecek çelik gibi güçlü malzemelerden yapılmıştır.
Çift Etkili Hidrolik Silindirler
Endüstride kullanılan başlıca iki tip hidrolik silindir yapısı vardır: rot ve kaynaklı gövde silindirleri. Bunun ötesinde, diğer geniş silindir tasarımı türleri şunları içerir: teleskopik, pistonlu, diferansiyel, yeniden fazlama ve tek ve çift etkili hidrolik silindirler.
Hidrolik silindirler genellikle çift etkilidir . Bu, her iki yönde de hareket sağlamak için basınç altındaki yağın pistonun her iki tarafına da uygulanabileceği anlamına gelir. Tek etkili silindirler bazen yükün ağırlığının silindiri kapalı konuma döndürmek için kullanıldığı durumlarda kullanılır.
Hidrolik silindirler, iki farklı nokta arasında kuvvet aktarırken tasarım ve yapıda daha fazla esneklik sağlar. Farklı boyutlardaki silindirler, ağırlıkları çekebilen, itebilen ve kaldırabilen bir sistem oluşturmayı mümkün kılar. Ek olarak, gerçek alan kısıtlamaları varsa yararlı olan sistem tasarımına dirsekler ve köşeler dahil edilebilir.
Ancak hidrolik silindir sadece doğrusal itme ve çekme için kullanılmalıdır. Piston çubuğuna veya silindire hiçbir eğilme hareketi veya yan yük iletilmemelidir. Bu nedenle bir silindir ideal olarak küresel bilyalı rulmanlı tek bir çatal kullanılarak bağlanmalıdır. Bu, silindirin hareket etmesini sağlar ve kendisiyle ittiği yük arasında herhangi bir yanlış hizalamaya izin verir.
Hidrolik silindirler Revizyonu / Tamiri
İki veya daha fazla silindir 'paralel' veya 'seri' olarak kurulabilir. Delikler ve çubuklar daha sonra, hidrolik sistem içindeki ilk veya son silindire akış yönlendirildiğinde tüm çubukların eşit şekilde uzamasını ve/veya geri çekilmesini sağlamak için hizalanır. Bu, hidrolik silindirleri 'yeniden fazlama' olarak bilinir.
'Paralel' uygulamalarda, iç çap ve rot boyutları her zaman aynıdır ve hidrolik silindirler her zaman çift olarak kullanılır.
'Seri' uygulamalarda, delik ve rot boyutları her zaman farklıdır ve iki veya daha fazla hidrolik silindir kullanılabilir. Delikler ve çubuklar, sistem içindeki ilk veya son silindire akış uygulandığında tüm çubuklar eşit olarak uzayacak veya geri çekilecek şekilde boyutlandırılmıştır. Çubuk konumlarının bu hidrolik senkronizasyonu, hidrolik sistemde bir akış bölücü veya silindir çubukları arasında herhangi bir tür mekanik bağlantı ihtiyacını ortadan kaldırır.
Hidrolik Silindirler nasıl çalışır?
Hidrolik silindirler olarak da bilinen hidrolik silindirler, gücünü basınçlı hidrolik sıvıdan, normalde hidrolik yağdan alır.
Hidrolik silindir, bir piston çubuğuna bağlı bir pistonun ileri geri hareket ettiği bir silindir namlusundan oluşur. Namlu, her iki uçta da silindir tabanı - kapak ucu da denir - ve silindir kafası tarafından kapatılır. İkincisi, piston çubuğunun silindirden çıktığı yerdir. Pistonun kayar halkaları ve contaları vardır. Piston, silindirin içini iki odaya böler. İlk olarak, alt oda veya kapak ucu ve ikinci olarak, piston kolu yan odası, 'çubuk ucu'. Hidrolik basınç, doğrusal iş ve hareket yapmak için pistona etki eder.
Silindir gövdesine flanşlar, muylular ve/veya çatallar monte edilmiştir. Piston kolu ayrıca hidrolik silindiri ittiği nesneye veya makine bileşenine bağlamak için montaj eklerine sahiptir.
Hidrolik silindir, sistemin aktüatörü veya 'motor' tarafıdır. Hidrolik sistemin 'jeneratör' tarafı, piston çubuğunu yukarı doğru hareket ettirmek için hidrolik silindirin alt tarafına sabit veya düzenlenmiş bir yağ akışı getiren hidrolik pompadır. Piston, diğer odadaki hidrolik yağı depoya geri iter. Piston kolu bölmesindeki yağ basıncının yaklaşık olarak sıfır olduğunu varsayarsak, piston koluna uygulanan kuvvet, hidrolik silindirdeki basınç ile piston alanının (F=PA) çarpımına eşittir.
Piston kolu yan odasına yağ pompalanırsa piston aşağı doğru hareket eder ve piston alanından gelen hidrolik yağ basınçsız olarak hazneye geri akar. Piston kolu alanı odasındaki basınç (Çekme Kuvveti) / (Piston Alanı – Piston Mili Alanı).
Hidrolik Silindirin Parçaları
Bir hidrolik silindir aşağıdaki parçalardan oluşur:
Silindir Borusu
Silindir namlusu çoğunlukla dahili olarak işlenmesi gereken dikişsiz kalın duvarlı bir dövme borudur. Silindir namlusu taşlanmıştır ve/veya içten honlanmıştır.
Alt veya Kapak
Çoğu hidrolik silindirde namlu ve alt kısım birbirine kaynaklanmıştır. Bu, kötü yapılırsa namlunun iç kısmına zarar verebilir. Bu nedenle, bazı hidrolik silindir tasarımları, silindir uç kapağından namluya vidalı veya flanşlı bir bağlantıya sahiptir. Bu tipte silindir namlusu gelecekte demonte edilebilir ve onarılabilir.
Silindir Kafası
Silindir kapağı bazen bir tür basit kilitle (basit silindirler için) namluya bağlanır. Ancak genel olarak bağlantı vidalı veya flanşlıdır. Flanş bağlantıları en iyisidir, ancak aynı zamanda en pahalısıdır. İşlemeden önce boruya bir flanş kaynaklanır. Avantajı, bağlantının cıvatalı olması ve çıkarılmasının her zaman kolay olmasıdır.
Piston
Piston, silindir namlusunun iki tarafını içten ayıran, kısa, silindir şeklinde bir metal bileşendir. Piston genellikle elastomerik veya metal contalara uyacak şekilde oluklarla işlenir. Bu contalar genellikle O-ringler, U-kaplar veya dökme demir halkalardır. Basınçlı hidrolik yağın piston tarafından karşı taraftaki hazneye geçmesini engellerler. Pistonun iki tarafı arasındaki bu basınç farkı, silindirin uzamasına ve geri çekilmesine neden olur.
Piston contaları, kullanılan hidrolik silindirin basınç ve sıcaklık gereksinimlerine uyacak şekilde tasarım ve malzeme bakımından farklılık gösterir. Genel olarak konuşursak, nitril kauçuktan veya diğer malzemelerden yapılmış elastomerik contalar, düşük sıcaklıklı ortamlarda en iyisidir, vitondan yapılmış contalar ise daha yüksek sıcaklıklar için daha iyidir. Dökme demir piston segmanları, yüksek sıcaklık için en iyi contalardır.
Piston kolu
Piston çubuğu tipik olarak, pistona bağlanan ve silindirden çubuk ucu kafası boyunca uzanan sert, krom kaplı soğuk haddelenmiş çelikten bir parçadır. Çift çubuk uçlu hidrolik silindirler, pistonun her iki tarafından ve namlunun her iki ucundan uzanan bir çubuklu aktüatörler kullanır. Piston çubuğu, hidrolik aktüatörü işi yapan makine bileşenine bağlar. Bu bağlantı, bir makine dişi veya bir çubuk-çatal veya çubuk-göz gibi bir montaj eki şeklinde olabilir. Bu montaj ataşmanları piston çubuğuna vidalanabilir veya kaynaklanabilir veya bazen bunlar çubuk ucunun işlenmiş bir parçasıdır.
Hidrolik Silindir Keçesi
Hidrolik silindir kafası, basınçlı hidrolik yağın çubuk ve kafa arasındaki arayüzüden sızmasını önlemek için contalarla donatılmıştır. Bu alana çubuk bezi denir. Genellikle, uzatılmış çubuk silindire geri çekildiğinde kirletici maddelerin hidrolik silindire girmesini önleyen, çubuk sıyırıcı adı verilen başka bir contaya sahiptir. Çubuk rakorunda ayrıca bir çubuk yatağı vardır. Bu yatak, piston çubuğunun ağırlığını destekler ve çubuk salmastrası boyunca ileri geri geçerken onu yönlendirir. Bazı durumlarda, özellikle küçük hidrolik silindirlerde, rot rakoru ve rot yatağı tek bir entegre işlenmiş parçadan yapılır.
Sadece itme ve çekme için bir hidrolik silindir kullanılmalıdır. Piston çubuğuna veya silindire hiçbir eğilme momenti veya yan yük iletilmemelidir. Bu nedenle, bir hidrolik silindirin ideal bağlantısı, küresel bilyalı yataklı tek bir çataldır. Bu, hidrolik aktüatörün hareket etmesine ve aktüatör ile ittiği yük arasında herhangi bir yanlış hizalamaya izin verir.
Hidrolik Silindir Tasarım Çeşitleri
Teleskopik Hidrolik Silindir
Bir hidrolik silindirin uzunluğu, strok, piston kalınlığı, taban ve kafa kalınlığı ve bağlantıların uzunluğunun toplamıdır. Genellikle bu uzunluk makineye sığmaz. Bu durumda piston kolu da piston namlusu olarak kullanılır ve ikinci bir piston kolu kullanılır.
Bu tür hidrolik silindirlere teleskopik silindirler denir. Normal çubuk silindire tek kademeli dersek, teleskopik silindirler 2, 3, 4, 5 ve hatta 6 kademeli çok kademeli birimlerdir. Genel olarak teleskopik hidrolik silindirler, normal silindirlerden çok daha pahalıdır. Çoğu teleskopik silindir tek etkilidir (itme). Çift etkili teleskopik silindirler ısmarlama yapılır.
Rot Tipi Hidrolik Silindir
Rot tipi hidrolik silindirler, iki uç başlığı silindir namlusuna tutmak için yüksek mukavemetli dişli çelik çubuklar kullanır. Bu yapım yöntemi en çok endüstriyel fabrika uygulamalarında görülür. Küçük çaplı silindirler genellikle 4 bağlantı çubuğuna sahipken, büyük çaplı silindirler, uç kapakları üretilen muazzam kuvvetler altında tutmak için 16 veya 20 kadar bağlantı çubuğu gerektirebilir.
Ulusal Akışkan Gücü Derneği (NFPA), hidrolik rot silindirlerinin boyutlarını standart hale getirdi. Bu, farklı üreticilerin silindirlerinin aynı montaj parçaları içinde yer değiştirmesini sağlar. Rot tipi silindirler servis ve onarım için tamamen demonte edilebilir.
Size özel uygulamanıza, gereksinimlerinize ve çalışma parametrelerinize uyacak şekilde rot hidrolik silindirleri dahil olmak üzere standart ve özel yapım hidrolik silindirler sağlayabiliriz. Ismarlama Silindir Tasarım Formumuzu doldurmanız yeterlidir ; hidrolik mühendislerimizden biri hemen size geri dönecektir.
Kaynaklı Gövde Hidrolik Silindir
Bu hidrolik silindirlerin bağlantı çubukları yoktur. Namlu doğrudan uç kapaklara kaynaklanmıştır. Bağlantı noktaları namluya kaynaklanır ve ön çubuk salmastrası daha sonra genellikle silindir namlusuna vidalanır veya cıvatalanır. Bu, piston çubuğu tertibatının ve çubuk contalarının servis için çıkarılmasını sağlar.
Kaynaklı gövde silindirleri, rot tipi silindirlere göre bir takım avantajlara sahiptir. Örneğin, kaynaklı silindirler daha dar bir gövdeye ve genellikle daha kısa bir toplam uzunluğa sahiptir, bu da makinelerin dar sınırlarına daha iyi uymalarını sağlar. Kaynaklı silindirler, yüksek basınçlarda ve uzun stroklarda rot esnemesi nedeniyle arıza yaşamazlar. Kaynaklı tasarım ayrıca kişiselleştirmeye de uygundur.
Ayrıca silindir gövdesine kolayca özel özellikler eklenir. Bunlar, özel bağlantı noktaları, özel montaj parçaları, valf manifoldları vb. içerebilir. Kaynaklı silindirlerin pürüzsüz dış gövdesi aynı zamanda çok kademeli teleskopik silindirlerin tasarımını da sağlar.
Ayrıca, kaynaklı gövdeli hidrolik silindirler, mobil hidrolik ekipman pazarına hakimdir. Örneğin, inşaat ekipmanları (ekskavatörler, buldozerler dahil) ve malzeme taşıma ekipmanları (forkliftler ve arka asansör kapıları) gibi uygulamalarda. Ayrıca vinçler, petrol kuleleri ve büyük arazi araçları gibi ağır sanayide yer üstü madenciliğinde kullanılırlar.
Piston Mili İmalatı
Bir hidrolik silindirin piston kolu, namlunun hem içinde hem de dışında ve dolayısıyla hidrolik sıvının ve çevreleyen atmosferin hem içinde hem de dışında çalışır.
Hidrolik Silindir Mili Krom Kaplama
Düzgün sızdırmazlık için piston çubuğunun ve kayar halkaların dış çapında pürüzsüz ve sert yüzeyler arzu edilir. Korozyon direnci de avantajlıdır. Bu parçaların dış yüzeylerine sıklıkla bir krom tabakası uygulanabilir. Bununla birlikte, krom katmanları gözenekli olabilir - nemi çeker ve sonunda oksidasyon'a neden olur.
Sert deniz ortamlarında, çeliğe genellikle hem nikel tabakası hem de krom tabakası uygulanır. Genellikle 40 ila 150 mikrometre kalınlığında tabakalar uygulanır. Bazen katı paslanmaz çelik çubuklar kullanılır. Düşük gerilimli uygulamalar için AISI 316 gibi yüksek kaliteli paslanmaz çelik kullanılabilir. AISI 431 gibi diğer paslanmaz çelikler, daha yüksek gerilimlerin olduğu ancak daha düşük korozyon endişelerinin olduğu yerlerde de kullanılabilir.
Seramik Kaplamalar
Metalik malzemelerin eksiklikleri nedeniyle seramik kaplamalar geliştirildi. Başlangıçta seramik koruma şemaları ideal görünüyordu, ancak gözeneklilik öngörülenden daha yüksekti. Son zamanlarda korozyona dayanıklı yarı seramik Lunac 2+ kaplamalar piyasaya sürüldü. Bu sert kaplamalar gözeneksizdir ve yüksek kırılganlığa sahip değildir.
Hidrolik Silindir Uzunlukları
Piston çubukları genellikle uygulamaya göre kesilmiş uzunluklarda mevcuttur. Ortak çubuklar yumuşak veya yumuşak çelik bir çekirdeğe sahip olduğundan, uçları vida dişi için kaynaklanabilir veya işlenebilir.