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.
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.
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.
Provozuschopnost mnoha typů energetických zařízení, průmyslových i domácích, zajišťuje takové zařízení, jako je hydraulický válec. Takový mechanismus, který působí jako pístový hnací motor, poskytuje s minimální spotřebou energie celý cyklus energetických zařízení používaných ve stavebnictví, v různých průmyslových odvětvích, v zemědělských podnicích a v každodenním životě. Hydraulické válce jsou nejrozšířenější jako hlavní prvek zařízení pro lisovací zařízení, které se aktivně používá k řešení různých problémů.
Hydraulický válec je objemový hydromotor, který přeměňuje energii proudění tekutiny na mechanickou energii.
Konstrukční vlastnosti a princip činnosti
Konstrukce jakéhokoli hydraulického válce zahrnuje následující prvky:
- pouzdro-návlek;
- píst;
- pístnice.
Hydraulické válce plunžru jsou poněkud odlišné konstrukce, ve kterých plunžr současně plní funkce pístu a tyče.
Schéma hydraulického válce
Princip činnosti hydraulického válce jakéhokoli typu je založen na tlaku pracovní tekutiny na píst. V důsledku působení na píst hydraulického válce začne tyč vykonávat cyklickou práci a přenášet sílu na pracovní jednotku zařízení obsluhovaného zařízením. Takovou pracovní jednotkou, jejíž činnost zajišťuje v závislosti na typu a účelu zařízení hydraulický válec, může být těsnící plošina, ohýbací nebo lisovací mechanismus, ale i zařízení jakéhokoli jiného typu, které zajišťuje přenos síly hydraulického válce na konečného příjemce silové energie.
Zařízení posuvného hydraulického válce
Vzhledem k tomu, že síla vytvářená hydraulickým válcem, jak je uvedeno výše, je tvořena tlakem vyvíjeným pracovní kapalinou na píst, mají vlastnosti této kapaliny významný vliv na efektivitu použití, technické a provozní vlastnosti pístu. samotný válec. Jako pracovní kapalina pro hydraulické válce typu pístu nebo plunžru se zpravidla používá speciální olej, který musí splňovat určité požadavky na řadu parametrů:
- chemické složení a hustota;
- teplotní hodnoty, při kterých si pracovní tekutina zachovává své původní vlastnosti;
- náchylnost pracovní tekutiny k rozvoji oxidačních procesů.
K ovládání hydraulických válců různých typů a modelů je pracovní kapalina vstřikována do jejich vnitřní komory pomocí ručního nebo elektrického čerpadla.
Hlavní odrůdy
Různé typy hydraulických válců se vyznačují řadou parametrů. Takže v závislosti na počtu pozic, které může tyč zařízení zaujímat, to může být:
- zapnuto vypnuto;
- multipozice.
V závislosti na povaze zdvihu pístu a tyče se rozlišují následující typy hydraulických válců:
- Jednostupňová zařízení;
- teleskopické hydraulické válce.
Princip činnosti různých typů hydraulických válců
Jednostranné teleskopické zařízení nebo dvojčinný teleskopický hydraulický válec se používá v případech, kdy je nutné, aby přesah tyče přesahoval délku těla hydraulického válce. Hydraulický válec teleskopického typu se skládá z několika válců, které jsou zasazeny jeden do druhého, přičemž tělo každého následujícího z těchto válců je tyčí předchozího.
V závislosti na tom, v kolika směrech působí pracovní kapalina hydraulického válce, může být:
- jednočinný hydraulický válec;
- oboustranné zařízení.
Hydraulické válce s oboustrannou tyčí TsG1 a TsG2, určené pro montážní práce a záchranné operace
Hydraulická kapalina v jednočinných hydraulických válcích působí na píst pouze jedním směrem. K provedení zpětného chodu s jednosměrnou tyčí, to znamená k provedení jejího pohybu v opačném směru, se používají pružinové prvky. Použití vratné pružiny v konstrukci jednočinných hydraulických válců vede k tomu, že vytvářejí menší sílu než dvojčinné hydraulické válce, jejichž písty nemusí překonávat pružnou sílu pružícího prvku.
Konstrukční schéma dvojčinných hydraulických válců je navrženo tak, že pracovní kapalina působí bezprostředně na dvě protilehlé roviny. Jednou z modifikací dvojčinného hydraulického válce je zařízení vybavené dvěma tyčemi najednou, umístěnými na opačných stranách pístu. Schéma připojení dvojčinného hydraulického válce zajišťuje, že jedna část jeho vnitřní komory je připojena k tlakovému potrubí hydraulického systému a druhá k odtokovému potrubí.
Schéma dvojčinného hydraulického válce
Při použití oboustranného hydraulického válce vybaveného jednou tyčí je třeba vzít v úvahu skutečnost, že takové zařízení generuje větší sílu při pohybu pístu v dopředném směru než při pohybu v opačném směru. To je vysvětleno skutečností, že plochy pracovních rovin pístu na straně umístění tyče a na její zadní straně se liší, respektive, když pracovní tekutina působí na tyto roviny, vzniká tlak různé velikosti.
Zařízení hydraulického válce může zajistit přítomnost speciálního mechanismu odpovědného za brzdění tyče. V závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti takového mechanismu v konstrukci se mezi hydraulickými válci rozlišují zařízení s brzděním a bez něj.
Konvenční konstrukce hydraulického válce s brzděním na konci zdvihu
Rozdělení hydraulických válců na různé typy se také provádí v závislosti na typu hlavního pracovního prvku, který je použit v jejich konstrukci. Takže přidělte:
- hydraulický válec plunžru;
- zařízení, které funguje díky membráně instalované v něm;
- hydraulický válec vlnovcového typu;
- pístový hydraulický válec, který, jak již bylo uvedeno výše, může být vybaven jednou nebo dvěma pracovními tyčemi.
Konstrukce má přímý vliv na vlastnosti hydraulických válců. To je třeba vzít v úvahu při výběru takových zařízení pro vybavení zařízení pro konkrétní účel.
Hydraulický výfukový válec JTC, vyvíjející sílu 10 tun
Klíčové vlastnosti
Při výběru hydraulického válce je třeba se zaměřit na jeho parametry, které lze rozdělit do dvou hlavních skupin:
- charakterizující výkonový potenciál hydraulického válce;
- související s konstrukčními prvky zařízení.
Z hlediska výkonového potenciálu je nejdůležitějším parametrem hydraulického válce jím generovaná síla. Různé modely hydraulických válců nabízené na moderním trhu jsou schopny vytvořit tlak, jehož hodnota se pohybuje od 2 do 50 tun, přičemž minimální síly (do 10 tun) jsou vytvářeny jednostrannými hydraulickými válci a maximální síly jsou oboustranné.
Hydraulické válce jsou k dispozici s gravitačním, hydraulickým nebo pružinovým zpětným chodem a také s pojistnou maticí
Nejdůležitější parametry, které určují konstrukční vlastnosti hydraulických válců, jsou:
- průměr pracovní plochy pístu;
- objem pracovní komory hydraulického čerpadla;
- průměr tyče čerpadla a hodnotu jejího zdvihu.
Při znalosti rozměrů hydraulických válců a také tlaku, kterým pracovní tekutina působí na jejich píst, je možné vypočítat sílu generovanou na tyč. Aby bylo možné vypočítat hydraulický válec, aby se určila síla generovaná tyčí, stačí vynásobit tlak pracovní tekutiny a plochu pístu, na kterou působí. Při provádění takových výpočtů je důležité vzít v úvahu ztráty třením, pro které se používá speciální koeficient, který se dosadí do použitého vzorce.
Výpočet hlavních parametrů hydraulického válce
Pro určení geometrických parametrů vybraného zařízení není nutné studovat výkresy hydraulického válce, k tomu stačí porozumět jeho označení. Označení hydraulických válců, pro které jsou požadavky stanoveny ustanoveními příslušné GOST, tedy obsahuje informace o následujících geometrických parametrech:
- průměr pracovní plochy pístu;
- průměr a zdvih tyče čerpadla.
Kromě toho označení hydraulických válců obsahuje informace o:
- konstrukce čerpadla;
- typ zařízení (jednočinný nebo dvojčinný).
Zaměřením na označení hydraulických válců můžete také určit, pro jaké klimatické podmínky je tento nebo ten model určen.
Značení pístových hydraulických válců dle OST 22-1417-79
Účinnost hydraulického válce je zajištěna nejen jeho konstrukcí a technickými parametry, ale také charakteristikou prvků hydraulického systému pracujících ve spojení s takovým zařízením. Hydraulický válec, sestávající z pracovní komory, pístu a tyče, potřebuje dodávat pracovní tekutinu v požadovaném objemu a pod určitým tlakem, jejíž stupeň čistoty a další vlastnosti musí splňovat určité požadavky.
Splnění těchto požadavků je zajištěno prvky hydraulických systémů, jejichž výběru a údržbě, stejně jako samotnému výběru hydraulického válce, je třeba věnovat zvláštní pozornost.
