Hidrolik Silindirler: Kapsamlı Bir Kılavuz

Hidrolik yağ, bir hidrolik silindire sıkıştırıldığında önemli bir basınç oluşturur. Bu basınç çok sayıda mekanik cihazda kullanılır ve bugün hidrolik silindirlerin özelliklerini tartışacağız.

Hidrolik silindir, hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürerek doğrusal ileri geri hareketleri (veya salınım hareketleri) gerçekleştiren bir hidrolik aktüatördür. Yapısı basittir ve çalışması güvenilirdir.

İleri geri hareketleri gerçekleştirmek için kullanıldığında, yavaşlama cihazlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir ve iletim boşluğu yoktur, bu da düzgün hareket sağlar. Bu nedenle, çeşitli sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. hi̇droli̇k si̇stemler makinelerin.

Bir hidrolik silindirin çıkış kuvveti, pistonun etkin alanı ve her iki tarafındaki basınç farkı ile doğru orantılıdır. Bir hidrolik silindir temel olarak bir silindir ve silindir kafası, piston ve piston kolu, sızdırmazlık cihazı, tamponlama cihazı ve egzoz cihazından oluşur.

Tamponlama ve egzoz cihazları özel uygulamaya bağlıyken, diğer cihazlar vazgeçilmezdir.

I. Hidrolik Silindirin Bileşimi

Bir hidrolik silindir tipik olarak bir arka uç kapağı, silindir, piston kolu, piston tertibatı, ön uç kapağı ve diğer ana bileşenlerden oluşur.

Hidrolik silindirden yağ sızıntısını veya yüksek basınç odasından düşük basınç odasına sızıntıyı önlemek için, silindir ve uç kapağı, piston ve piston kolu, piston ve silindir ve piston kolu ve ön uç kapağı arasına sızdırmazlık cihazları takılmıştır.

Ön uç kapağının dış tarafına da bir toz koruma cihazı takılmıştır. Pistonun strok sonuna hızla dönerken silindir kapağına çarpmasını önlemek için, hidrolik silindirin ucuna bir tamponlama cihazı yerleştirilir ve bazen bir egzoz cihazı da gereklidir.

1- Silindir Namlusu;
2- Dış Silindir Kılavuz Kovanı;
3- Branşman Borusu;
4- Çubuk Silindir Tertibatı;
5- Piston;
6- İç Silindir Kılavuz Gövdesi;
7- Piston Kolu.

Silindir:

Silindir, hidrolik silindirin ana parçasıdır. Pistonu hareket ettirmek için silindir kapağı ve diğer parçalarla kapalı bir oda oluşturur.

Silindir Kapağı:

Silindir kapağı, hidrolik silindirin her iki ucuna takılarak silindirle sıkı bir yağ haznesi oluşturur. Bağlantı yöntemleri genellikle kaynak, dişler, cıvatalar, anahtarlar ve bağlantı çubuklarını içerir. Seçim, çalışma basıncı, silindir bağlantı yöntemi ve çalışma ortamı gibi faktörlere bağlıdır.

Piston kolu:

Piston kolu, hidrolik silindirin kuvvet ileten ana elemanıdır. Malzeme genellikle orta karbonlu çeliktir (örneğin 45# çelik). Piston kolu, silindirin çalışması sırasında itme, gerilme veya bükülme momentine maruz kalır. Dayanıklılığının sağlanması gereklidir ve sıklıkla kaydığı kılavuz manşon ile uyumu uygun olmalıdır.

Piston:

Piston, hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürmek için ana unsurdur. Etkin çalışma alanı, hidrolik silindirin kuvvetini ve hareket hızını doğrudan etkiler. Piston ve piston kolu arasında segman tipi, burç tipi ve somun tipi dahil olmak üzere çeşitli bağlantı şekilleri vardır.

Kılavuz kılıf:

Kılavuz manşon piston kolunu yönlendirir ve destekler. Yüksek hassasiyet, düşük sürtünme direnci, iyi aşınma direnci ve piston çubuğunun basıncına, bükülme kuvvetine ve darbe titreşimine dayanma yeteneği gerektirir.

Çubuk haznesinin sızdırmazlığını sağlamak için bir sızdırmazlık cihazı ve yabancı maddelerin, tozun ve nemin contaya zarar vermesini önlemek için dışarıda bir toz halkası ile donatılmıştır.

Tamponlama Cihazı:

Piston ve piston kolu hidrolik basınç altında hareket ettiğinde önemli bir momentuma sahip olurlar. Silindirin uç kapağına ve alt kısmına ulaştıklarında, mekanik çarpışmaya neden olarak yüksek bir darbe basıncı ve gürültüye neden olabilirler. Tamponlama cihazı bu çarpışmayı önlemek için kullanılır.

Çalışma prensibi, silindirin düşük basınç odasındaki (tamamı veya bir kısmı) hidrolik yağın kinetik enerjisini kısma yoluyla ısı enerjisine dönüştürmektir. Isı enerjisi daha sonra dolaşımdaki yağ tarafından hidrolik silindirin dışına taşınır.

Tamponlama cihazı iki türe ayrılır: sabit azaltma alanı tamponlama cihazı ve değişken azaltma tamponlama cihazı.

II. Hidrolik Transmisyon Prensipleri

Hidrolik şanzıman, çalışma ortamı olarak yağı kullanır ve sızdırmaz hacimdeki değişiklikler yoluyla hareketi ve yağ içindeki iç basınç yoluyla gücü iletir.

Güç Bileşeni: Ana taşıyıcının mekanik enerjisini hidrolik enerjiye (basınç enerjisi) dönüştürür, örneğin hidrolik pompa.

Çalıştırıcı Bileşen: Pompadan gelen hidrolik enerji girişini mekanik enerjiye dönüştürerek çalışma mekanizmasını çalıştırır. Örnekler arasında hidrolik silindirler ve motorlar yer alır.

Kontrol Bileşeni: Yağın basıncını, akışını ve yönünü düzenler ve kontrol eder. Örnekler arasında basınç kontrol valfleri, akış kontrol valfleri ve yön kontrol valfleri yer alır.

Yardımcı Bileşen: Yukarıdaki üç bileşeni bir sisteme bağlayarak yağ depolama, filtreleme, ölçüm ve sızdırmazlık gibi işlevleri yerine getirir. Örnekler arasında boru tesisatı ve konektörler, yağ tankları, filtreler, akümülatörler, contalar ve kontrol aletleri yer alır.

III. Hidrolik Silindirlerin Yapılarına Göre Sınıflandırılması

Piston tipi Hidrolik Silindir:

Tek piston çubuklu bir hidrolik silindirin sadece bir ucunda piston çubuğu vardır. Hem giriş hem de çıkış yağ portları A ve B, basınçlı yağı iletebilir veya yağı geri verebilir, böylece çift yönlü hareket sağlar, bu nedenle çift etkili silindir olarak adlandırılır.

Teleskopik Hidrolik Silindir:

İki kademeli veya çok kademeli bir pistona sahiptir. Teleskopik bir hidrolik silindirde, pistonun uzama sırası en büyükten en küçüğe doğru olurken, yüksüz geri çekme sırası genellikle en küçükten en büyüğe doğrudur.

Teleskopik silindirler daha uzun stroklar elde edebilir, ancak geri çekilmiş uzunlukları daha kısadır, bu da yapıyı kompakt hale getirir. Bu tip hidrolik silindirler genellikle inşaat ve tarım makinelerinde kullanılır.

Salıncak Hidrolik Silindir:

Salınımlı hidrolik motor olarak da bilinen bir çıkış torku ve ileri geri hareket yürütme bileşeni. Tek kanatlı ve çift kanatlı çeşitleri vardır. Stator bloğu silindir gövdesine sabitlenirken, kanat ve rotor bağlanır. Yağ giriş yönüne bağlı olarak, kanat rotorun ileri geri sallanmasını sağlayacaktır.

IV. Hidrolik Silindirlerin Ana Parametreleri

Hidrolik silindirlerin ana parametreleri arasında basınç, akış, boyut özellikleri, piston stroku, hareket hızı, itme-çekme kuvveti, verimlilik ve hidrolik silindir gücü yer alır.

Basınç:

Basınç, yağın birim alana uyguladığı kuvvetin yoğunluğudur. Hesaplama formülü p=F/A'dır; burada F, pistona etki eden yükün pistonun etkin çalışma alanına bölümüdür. Bir pistonun aynı etkin çalışma alanında, yük ne kadar büyükse, yükün üstesinden gelmek için gereken basınç da o kadar büyük olur.

Çalışma basıncına bağlı olarak, hidrolik silindirler düşük basınçlı (70kgf/cm² veya 7Mpa), orta basınçlı (140kgf/cm² veya 14Mpa) veya yüksek basınçlı (210kgf/cm² veya 21Mpa) hidrolik silindirler olarak sınıflandırılabilir.

Akış:

Akış, birim zamanda silindirin etkin kesit alanından geçen yağ hacmidir. Hesaplama formülü Q=V/t=vA olup, burada V hidrolik silindir pistonunun bir strokunda tüketilen yağ hacmi, t hidrolik silindir pistonunun bir stroku için gereken süre, v piston kolunun hızı ve A pistonun etkin çalışma alanıdır.

Piston Stroku:

Piston stroku, pistonun ileri geri hareketinde iki uç nokta arasında kat ettiği mesafeyi ifade eder. Genellikle, silindirin stabilite gereksinimi karşılandıktan sonra, gerçek çalışma strokuna yakın bir standart strok seçilir.

Piston Hızı:

Hareket hızı, basınçlı yağın pistonu birim zamanda ittiği mesafedir ve v=Q/A olarak gösterilir.

Boyut Özellikleri:

Boyut özellikleri temel olarak silindirin iç ve dış çaplarını, pistonun çapını, piston kolunun çapını ve silindir kapağının boyutlarını içerir. Bu boyutlar, hidrolik silindirin çalışma ortamına, montaj yöntemine, gerekli itme-çekme kuvvetine ve strokuna göre hesaplanır, tasarlanır ve kontrol edilir.

V. Hidrolik Silindir İç Tasarımı

Tasarım Amacı: Sahadaki çalışma sıcaklığı, çalışma ortamı ve fabrikamızın üretim koşullarına göre belirlenir. İç yapının boyutları Mekanik Tasarım El Kitabına göre hesaplanmıştır.

• Conta seçimi sahadaki çalışma sıcaklığına, çevre kirliliği koşullarına ve çalışma ortamına göre yapılmalıdır. Poliüretan contalar su-etilen glikol ortamında kullanılamaz.
• Hidrolik silindir kafası, oluk işleme düzgünlüğündeki hataları telafi etmek için ideal olarak V tipi bir kombinasyon contası kullanmalıdır.
• Conta kanallarının boyutları tasarım el kitabına kesinlikle uygun olmalıdır.
• Genel olarak, hidrolik silindir piston keçelerinde kılavuz bantlarla birlikte Glyd segmanları kullanılır, çünkü Glyd segmanları iyi yüksek sıcaklık direncine ve kirlilik önleyici özelliklere sahiptir.
• Tipik olarak, hava silindiri contaları Japon NOK serisini kullanır. Yerli hidrolik silindir contaları, çok fazla silindir başlatma direncine neden olarak dengesiz çalışmaya ve hatta arızaya yol açtığından kullanılmamalıdır.
• Hidrolik silindir kafası, silindir tabanı ve silindir gövdesi arasındaki O-ring conta, üretim hatalarını telafi etmek için ideal olarak bir engelleme halkasına sahip olmalıdır.
• Silindir gövdesi, silindir kapağı, silindir tabanı ve ortadaki salıncak arasındaki bağlantı, silindir gövdesinin deformasyonuna neden olabileceğinden kaynaktan kaçınmalıdır. Bunun yerine dişli bağlantılar veya diğer yöntemler kullanılabilir.

VI. Yaygın Hidrolik Silindir Sorunları ve Bakımı

Hidrolik Silindir Yağ Kaçağı:

Harici sızıntı, çeşitli sızdırmaz olmayan parçalardan hidrolik silindirin dışındaki atmosfere sızan yağı ifade eder. En yaygın harici sızıntılar aşağıdaki üç yerden olur:

(1) Hidrolik silindir kovanı ile silindir kapağı (veya kılavuz kovanı) arasındaki contadan yağ sızıntısı (Çözüm: Yeni bir O-ring ile değiştirin).

(2) Piston kolu ile kılavuz kovan arasındaki bağıl hareketten kaynaklanan yağ sızıntısı (Çözüm: Piston kolu hasarlıysa, benzinle temizleyin, kurutun, hasarlı bölgeye metal yapıştırıcı sürün, ardından fazla yapıştırıcıyı kazımak için piston kolu yağ keçesini piston kolu üzerinde ileri geri hareket ettirin.

Yapıştırıcı tamamen kürlendikten sonra tekrar kullanıma alınabilir. Kılavuz manşon aşınmışsa, değiştirmek için biraz daha küçük çaplı bir kılavuz manşon işlenebilir).

(3) Hidrolik silindir boru bağlantısının zayıf sızdırmazlığından kaynaklanan yağ sızıntısı (Çözüm: Sızdırmazlık halkasının sızdırmazlık durumunu kontrol etmenin yanı sıra, bağlantının doğru şekilde monte edilip edilmediğini, sıkıca vidalanıp vidalanmadığını ve temas yüzeyinde herhangi bir çizik olup olmadığını vb. kontrol edin. Gerekirse değiştirin veya onarın).

Hidrolik silindirin dahili sızıntısı, hidrolik silindirdeki yağın çeşitli boşluklar yoluyla yüksek basınç odasından düşük basınç odasına dahili olarak sızması anlamına gelir.

Dahili sızıntının tespit edilmesi daha zordur ve yalnızca yetersiz itme, hız düşüşü, dengesiz çalışma veya yağ sıcaklığı artışı gibi sistemin çalışma koşullarına göre değerlendirilebilir. Hidrolik silindir iç sızıntısı genellikle aşağıdaki iki yerde meydana gelir:

(1) Piston kolu ile piston arasındaki statik conta parçası (Çözüm: Aralarındaki sızdırmazlık yüzeyine bir O-ring takın).

(2) (1) di̇nami̇k conta silindir kovanının iç duvarı ile piston arasındaki parça (Çözüm: İç sızıntı tespit edildiğinde, eşleşen her parça sıkı bir şekilde incelenmelidir. Silindir kovanının onarımı genellikle iç deliğin delinmesini ve ardından daha büyük çaplı bir pistonun takılmasını içerir).