Cilindro hidráulico
El cilindro hidráulico es un actuador hidráulico que convierte la energía hidráulica en energía mecánica, realizando un movimiento lineal alternativo (u oscilante). Presenta una estructura simple y un funcionamiento fiable. Al utilizarse para lograr un movimiento alternativo, elimina la necesidad de un reductor de velocidad y no presenta holgura de transmisión, lo que garantiza un movimiento suave. Por lo tanto, se utiliza ampliamente en sistemas hidráulicos de diversas máquinas. La fuerza de salida del cilindro hidráulico es proporcional al área efectiva del pistón y a la diferencia de presión en ambos lados; el cilindro hidráulico consta principalmente de la camisa y la tapa, el pistón y el vástago, el dispositivo de sellado, el dispositivo de amortiguación y el dispositivo de escape. El dispositivo de amortiguación y el dispositivo de escape dependen de cada aplicación, mientras que otros componentes son esenciales.
El cilindro hidráulico es un actuador del sistema de transmisión hidráulica que convierte la energía hidráulica en energía mecánica. El motor hidráulico logra un movimiento rotatorio continuo, mientras que el cilindro hidráulico logra un movimiento alternativo. Existen tres tipos principales de estructuras de cilindros hidráulicos: cilindros de pistón, cilindros de émbolo y cilindros oscilantes. Los cilindros de pistón y émbolo logran un movimiento alternativo lineal, proporcionando velocidad de salida y empuje. Los cilindros oscilantes logran un movimiento oscilante, entregando velocidad angular (revoluciones por minuto) y par. Además de usarse individualmente, los cilindros hidráulicos también pueden combinarse en pares o múltiplos con otros mecanismos para realizar funciones especiales. Los cilindros hidráulicos tienen una estructura simple y un funcionamiento confiable, lo que los hace ampliamente utilizados en los sistemas hidráulicos de máquinas herramienta.
Hay varias estructuras de cilindro hidráulico y varios métodos de clasificación: se puede dividir en movimiento alternativo lineal y giro giratorio, acción simple, pistón, émbolo, engranaje, cremallera y 16Mpa, 25Mpa, 31,5Mpa según el grado de presión.
Pistón
El cilindro hidráulico de vástago simple tiene un vástago en un solo extremo. Como se muestra en la Figura 1, este cilindro hidráulico es de un solo pistón. Ambos extremos de los puertos de entrada y salida de aceite A y B permiten el paso del aceite a presión o el retorno de aceite para lograr un movimiento bidireccional, por lo que se denomina cilindro de doble acción.
El pistón solo puede moverse en un sentido, y su movimiento en sentido contrario debe ser completado por fuerzas externas. Sin embargo, su carrera suele ser mayor que la del cilindro hidráulico de pistón.
Los cilindros hidráulicos de pistón se dividen en dos estructuras: de vástago simple y de vástago doble. Su fijación se realiza mediante el bloque de cilindros y el vástago del pistón. Según la presión del líquido, se distinguen los de acción simple y doble. En el cilindro hidráulico de simple efecto, el aceite a presión solo alimenta una cavidad del cilindro hidráulico. Este se mueve en una dirección, en la dirección opuesta por fuerzas externas (como la fuerza de un resorte, peso muerto o carga externa). En el cilindro hidráulico de doble efecto, el pistón se mueve en ambas direcciones por la presión del fluido.
La Figura 2 muestra un diagrama esquemático del cilindro hidráulico de pistón de doble acción y vástago simple. Este solo tiene un vástago en un lado del pistón, por lo que el área de acción efectiva de las dos cavidades es diferente. Con el mismo suministro de aceite, el pistón es diferente. Cuando la fuerza de carga a superar es la misma, diferentes presiones requerirán diferente presión de suministro de aceite, o la presión posterior del sistema.
Tipo de émbolo
(1) El cilindro hidráulico de émbolo es un cilindro hidráulico de acción simple, mediante la presión del líquido solo se puede lograr una dirección de movimiento, el retorno del émbolo depende de otras fuerzas externas o del peso del émbolo;
(2) El émbolo solo se apoya en el revestimiento del cilindro y no entra en contacto con el revestimiento del cilindro, por lo que el revestimiento del cilindro es fácil de procesar, por lo que es adecuado para el cilindro hidráulico de carrera larga;
(3) el émbolo está bajo presión, por lo que debe tener suficiente rigidez;
(4) El peso del émbolo suele ser mayor y la colocación horizontal es fácil de caer debido al peso muerto, lo que resulta en un desgaste unilateral de los sellos y la guía, por lo que su uso vertical es más favorable.
telescópico
El cilindro hidráulico telescópico tiene pistones de dos o más etapas. La secuencia de protrusión de los pistones es de mayor a menor, y el orden de retracción en vacío suele ser de menor a mayor. El cilindro telescópico puede alcanzar un mayor recorrido, mientras que la longitud de retracción es menor y su estructura es más compacta. Este tipo de cilindro hidráulico se utiliza comúnmente en maquinaria de construcción y agrícola. Consta de múltiples pistones y la velocidad y la fuerza de salida varían.
Tipo de columpio
Los cilindros hidráulicos de tipo oscilante son elementos de accionamiento que generan par y logran un movimiento alternativo. Están disponibles en versiones de una sola pala, de dos palas y de espiral. En el tipo de palas, el bloque del estator está fijado al cuerpo del cilindro, mientras que las palas están conectadas al rotor. Dependiendo de la dirección del flujo de aceite, las palas impulsan el rotor para que oscile alternativamente. El tipo de espiral oscilante se divide en espiral simple y espiral doble; actualmente, el tipo de espiral doble es el más común. Se basa en dos pares de tornillos para convertir el movimiento lineal del pistón dentro del cilindro hidráulico en un movimiento compuesto de movimientos lineales y rotacionales, logrando así el movimiento oscilante.
Tipo de columpio
El cilindro hidráulico de ala es el elemento que genera el par de salida y permite el movimiento alternativo, incluyendo el de una sola pala, el de dos palas y el de giro en espiral, entre otros. Tipo de pala: el bloque del estator está fijado al bloque del cilindro, y la pala y el rotor están conectados entre sí. Según la dirección de entrada de aceite, la pala impulsa el rotor a oscilar repetidamente. El tipo de giro en espiral se divide en dos tipos: de una sola pala y de doble pala. Actualmente, la de doble pala es la más utilizada. El movimiento lineal del pistón en el cilindro hidráulico se transforma en un movimiento compuesto de movimiento lineal y rotación para lograr el movimiento de giro.
unidad de amortiguación
En los sistemas hidráulicos, los cilindros hidráulicos accionan mecanismos con ciertas masas. Cuando el cilindro alcanza su límite de carrera, posee una energía cinética considerable. Si no se toman medidas de desaceleración, el pistón colisionará mecánicamente con la culata, causando impacto y ruido, que pueden ser destructivos. Para mitigar y prevenir estos riesgos, se puede instalar un dispositivo de desaceleración en el circuito hidráulico o un amortiguador dentro del cilindro.
Procesamiento de cilindros
La calidad de procesamiento del cuerpo del cilindro, componente clave de cilindros hidráulicos, soportes monobloque para minería, soportes hidráulicos y tuberías de voladura, influye directamente en la vida útil y la fiabilidad del producto. Los requisitos para el procesamiento del cuerpo del cilindro son estrictos; la rugosidad superficial interna debe cumplir con estándares de Ra0,4 a 0,8&um, con estrictas exigencias de coaxialidad y resistencia al desgaste. Una característica fundamental del cuerpo del cilindro es el mecanizado de agujeros profundos, que desde hace tiempo representa un reto para los procesadores.
El laminado, gracias a la tensión de compresión residual en la capa superficial, facilita el sellado de pequeñas grietas y previene la erosión. Esto mejora la resistencia a la corrosión superficial y retrasa la formación o expansión de grietas por fatiga, mejorando así la resistencia a la fatiga del cilindro. Mediante el laminado, se forma una capa de endurecimiento en frío sobre la superficie de laminación, lo que reduce la deformación elástica y plástica de la superficie de contacto auxiliar de rectificado, mejorando así la resistencia al desgaste de la pared interior del cilindro y evitando quemaduras por rectificado. Tras el laminado, la reducción de la rugosidad superficial mejora las propiedades de coordinación.
El cilindro es el componente más crítico de la maquinaria de construcción. Los métodos tradicionales de mecanizado incluyen el torneado del cuerpo del cilindro. ——Perforación de precisión del cuerpo del cilindro ——Rectificado del cuerpo del cilindro. El método de prensado con rodillos implica: tornear el cuerpo del cilindro ——Perforación de precisión del cuerpo del cilindro ——El prensado con rodillos del cuerpo del cilindro consta de tres procesos. Sin embargo, en términos de tiempo, el rectificado de un cilindro de 1 metro tarda entre uno y dos días, mientras que el prensado con rodillos de un cilindro de 1 metro tarda aproximadamente entre 10 y 30 minutos. En términos de inversión: una rectificadora o una fresadora (decenas de miles) ——millones) y herramientas de prensado de rodillos (1 mil ——Decenas de miles). Tras el prensado con rodillos, la rugosidad superficial del orificio disminuye de Ra3,2-6,3 µm antes del laminado a Ra0,4-0,8 µm, y la dureza superficial del orificio aumenta aproximadamente un 30 %, con una mejora de la resistencia a la fatiga de la superficie interior del tubo cilíndrico del 25 %. Si se considera la vida útil del cilindro únicamente en función del tubo cilíndrico, esta puede aumentar de 2 a 3 veces. La eficiencia del proceso de mandrinado y prensado con rodillos es aproximadamente tres veces mayor que la del proceso de rectificado. Los datos anteriores indican que el proceso de prensado con rodillos es altamente eficiente y puede mejorar significativamente la calidad superficial del tubo cilíndrico.
Una vez que se lamina el cilindro, la superficie no tiene bordes pequeños afilados y el largo tiempo de fricción del movimiento no dañará el anillo de sellado ni el sello, lo que es particularmente importante en la industria hidráulica.
