Was ist ein Hydraulikzylinder?
Ein Hydraulikzylinder ist ein hydraulischer Aktuator, der hydraulische Energie in mechanische Energie umwandelt und eine lineare Hin- und Herbewegung (oder Schwingbewegung) ausführt. Es ist einfach im Aufbau und zuverlässig im Betrieb. Wenn es zur Erzielung einer Hin- und Herbewegung verwendet wird, kann auf die Verzögerungsvorrichtung verzichtet werden, es gibt keinen Übertragungsspalt und die Bewegung ist gleichmäßig, so dass es in verschiedenen mechanischen Hydrauliksystemen weit verbreitet ist. Die Ausgangskraft des Hydraulikzylinders ist proportional zur wirksamen Fläche des Kolbens und der Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten;
Struktur eines Hydraulikzylinders
Der Hydraulikzylinder besteht normalerweise aus einer hinteren Endabdeckung, einem Zylinder, einer Kolbenstange, einer Kolbenbaugruppe, einer vorderen Endabdeckung und anderen Hauptteilen. Um ein Austreten von Öl außerhalb des Hydraulikzylinders oder von der Hochdruckkammer zur Niederdruckkammer zu verhindern, ist zwischen dem Zylinder und der Endabdeckung, dem Kolben und der Kolbenstange, dem Kolben und dem Zylinder, der Kolbenstange und der vorderen Endabdeckung eine Dichtungsvorrichtung angeordnet, und außerhalb der vorderen Endabdeckung ist außerdem eine Staubschutzvorrichtung angeordnet; Um zu verhindern, dass der Kolben den Zylinderkopf berührt, wenn er schnell zum Ende des Hubs zurückkehrt, ist das Ende des Hydraulikzylinders außerdem mit einer Puffervorrichtung ausgestattet; Manchmal ist eine Absaugvorrichtung erforderlich.
Zylinderblockmontage
Der von der Zylinderbaugruppe und der Kolbenbaugruppe gebildete Dichtungshohlraum steht unter Öldruck, daher sollte die Zylinderbaugruppe über ausreichende Festigkeit, hohe Oberflächengenauigkeit und zuverlässige Abdichtung verfügen.
(1) Flanschverbindung, einfache Struktur, einfache Verarbeitung, zuverlässige Verbindung, aber das Zylinderende muss eine ausreichende Wandstärke haben, um Bolzen oder Schrauben zu installieren, es ist eine häufig verwendete Verbindungsform.
(2) Halbringverbindung, unterteilt in zwei Verbindungsformen: äußere Halbringverbindung und innere Halbringverbindung. Der Ringverbindungsprozess ist gut, zuverlässig und kompakt aufgebaut, schwächt jedoch die Festigkeit des Zylinders. Die Anwendung einer Ringverbindung ist sehr verbreitet und wird häufig bei der Verbindung eines nahtlosen Stahlrohrzylinders und einer Endkappe verwendet.
(3) Gewindeverbindung: Es gibt zwei Arten von Außengewindeverbindungen und Innengewindeverbindungen, die sich durch geringe Größe, geringes Gewicht und kompakte Struktur auszeichnen, die Struktur des Zylinderendes ist jedoch komplex; Diese Verbindungsform wird im Allgemeinen dort verwendet, wo eine geringe Größe und ein geringes Gewicht erforderlich sind.
(4) Die Spurstangenverbindung hat eine einfache Struktur, einen guten Prozess und eine hohe Vielseitigkeit, aber das Volumen und das Gewicht der Endabdeckung sind größer und die Spurstange wird nach Belastung länger gedehnt, was sich auf die Wirkung auswirkt. Nur für Mittel- und Niederdruck-Hydraulikzylinder mit geringer Länge geeignet.
(5) Schweißverbindung, hohe Festigkeit, einfache Herstellung, aber beim Schweißen kann es leicht zu Zylinderverformungen kommen.
Die grundlegende Wirkungsweise des Hydraulikzylinders:
Standardmäßige Doppelwirkung: Antrieb in beide Richtungen, wird in den meisten Anwendungen verwendet:
Einfach-wirkender Zylinder: Wenn Schub nur in eine Richtung erforderlich ist, kann ein einfach-wirkender Zylinder verwendet werden;
Doppelzylinder: Wenn auf beiden Seiten des Kolbens eine gleiche Verdrängung erforderlich ist oder wenn an beiden Enden eine Last angebracht ist, kann das zusätzliche Ende, sofern mechanisch günstig, zum Einbau von Nocken zum Betätigen von Hubschaltern usw. verwendet werden.
Einfachwirkender Zylinder mit Federrückstellung: In der Regel auf sehr kleine Zylinder mit kurzem Hub beschränkt, die zum Halten und Klemmen verwendet werden. Die für die Rückholfeder erforderliche Länge macht sie bei langen Fahrten zu einem Ärgernis;
Einfachwirkender Zylinder vom Kolbentyp: nur eine Durchflusskammer, dieser Zylindertyp wird normalerweise vertikal installiert, die Last setzt den Zylinderrückzug zurück, sie werden auch „Verdrängungszylinder“ genannt und sind praktisch für lange Verfahrwege;
Mehrstufiger Teleskopzylinder: bis zu 4 Hülsen, kürzer als der Standardzylinder. Es gibt einfachwirkende oder doppeltwirkende Zylinder, sie sind teurer als die Standardzylinder, werden normalerweise verwendet, weil der Einbauraum klein ist, aber ein größerer Hub erforderlich ist.
Tandemzylinder: Ein Tandemzylinderfuß besteht aus zwei koaxial montierten Zylindern, die Kolben der beiden Zylinder sind durch eine gemeinsame Kolbenstange verbunden und die Stangendichtung ist vor den beiden Zylindern angeordnet, sodass jeder Zylinder bei begrenzter Einbaubreite oder -höhe eine Doppelfunktion ausführen kann. Der Tandemzylinder kann die Leistung steigern;
Doppelzylinder: Ein Doppelzylinder besteht aus zwei koaxial montierten Zylindern. Die beiden Kolben sind nicht verbunden. Zwischen den beiden Zylindern ist eine Stangendichtung angeordnet, so dass jeder Zylinder eine Doppelfunktion hat und die beiden Zylinder auf der Kolbenstange (wie abgebildet) oder Rücken-an-Rücken montiert werden können. Wird normalerweise für Arbeiten mit drei Positionen verwendet.
Funktionsprinzip des Hydraulikzylinders
Funktionsprinzip und Strukturanalyse eines kompletten Satzes Hydraulikzylinder (Animationsdemonstration)
Hydraulisches Übertragungsprinzip - mit Öl als Arbeitsmedium, die Bewegung wird durch die Änderung des Dichtungsvolumens und die Kraft durch den Druck im Öl übertragen.
1. Der Leistungsteil wandelt die mechanische Energie der Antriebsmaschine in die Druckenergie des Öls (hydraulische Energie) um. Zum Beispiel: Hydraulikpumpe.
2..Der ausführende Teil - der Hydraulikpumpe wandelt Öldruckenergie in mechanische Energie um, um den Arbeitsmechanismus anzutreiben. Zum Beispiel: Hydraulikzylinder, Hydraulikmotor.
3. Der Steuerteil - dient zur Steuerung und Einstellung des Öldrucks, des Ölflusses und der Flussrichtung. Zum Beispiel: Druckregelventil, Durchflussregelventil und Richtungsregelventil.
4. Der Hilfsteil - Die ersten drei Teile sind zu einem System verbunden, das die Rolle der Öllagerung, Filterung, Messung und Abdichtung übernimmt. Beispiele hierfür sind Rohre und Verbindungen, Kraftstofftanks, Filter, Akkumulatoren, Dichtungen und Kontrollinstrumente.
Der an jedem Punkt auf ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen ausgeübte Druck kann in alle Richtungen gleichmäßig übertragen werden. Das bedeutet, dass bei Verwendung mehrerer Hydraulikzylinder jeder Zylinder mit seiner eigenen Geschwindigkeit zieht oder drückt, und diese Geschwindigkeiten hängen vom Druck ab, der zum Bewegen der Last erforderlich ist.
Bei gleicher Tragfähigkeit des Hydraulikzylinders bewegt sich der Hydraulikzylinder mit der geringsten Last zuerst und der Hydraulikzylinder mit der größten Last zuletzt.
Um die Bewegung des Hydraulikzylinders so zu synchronisieren, dass die Last an jedem Punkt mit der gleichen Geschwindigkeit angehoben wird, ist es notwendig, im System ein Steuerventil oder ein Synchronhebesystemelement zu verwenden.
Klassifizierung von Hydraulikzylindern
Um den unterschiedlichen Einsatzzwecken verschiedener Hauptmotoren gerecht zu werden, gibt es viele Arten von Hydraulikzylindern.
Je nach Richtung der Ölzufuhr kann es in einfachwirkende Zylinder und doppeltwirkende Zylinder unterteilt werden. Der einfach-wirkende Zylinder führt nur Öl unter hohem-Druck einer Seite des Zylinders zu und verlässt sich auf andere externe Kräfte, um den Kolben umzukehren. Der doppeltwirkende Zylinder versorgt beide Seiten des Zylinders mit Drucköl. Die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Kolbens erfolgt durch hydraulischen Druck.
Je nach Struktur kann es in Kolbenzylinder, Kolbenzylinder, Schwenkzylinder und Teleskophülsenzylinder unterteilt werden. Je nach Form der Kolbenstange kann diese in Einzelkolbenstangenzylinder und Doppelkolbenstangenzylinder unterteilt werden.
Je nach speziellem Zweck kann der Zylinder in Reihenzylinder, Verstärkerzylinder, Geschwindigkeitszylinder, Schrittzylinder usw. unterteilt werden.
Bei diesem Zylindertyp handelt es sich nicht um einen einfachen Zylinder, sondern um eine Kombination aus anderen Zylindern und Komponenten. Daher wird dieser Zylindertyp aus konstruktiver Sicht auch als Kombinationszylinder bezeichnet.
1. Differentialhydraulikzylinder
Das Differenzialprinzip des Hydraulikzylinders besteht darin, dass beide Enden gleichzeitig mit der Ölversorgungsleitung verbunden sind; Ein Ende ist verbunden, da die Kolbenstangenfläche kleiner ist als am anderen Ende. Um Bewegung zu erreichen, wird das Differentialprinzip genutzt.
Wenn zwei Hohlräume eines Kolbenzylinders mit einer einzigen Stange gleichzeitig mit Drucköl versorgt werden, ist die Kraft des Kolbens nach rechts größer als die Kraft nach links, da die wirksame Fläche des stangenlosen Hohlraums größer ist als die wirksame Fläche des stangenlosen Hohlraums. Dadurch bewegt sich der Kolben nach rechts und die Kolbenstange fährt aus. Gleichzeitig wird das Öl aus dem Stangenhohlraum herausgedrückt, so dass es in den stangenlosen Hohlraum fließt und so die Ausfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange beschleunigt. Diese Verbindungsmethode des Einzelkolbenstangen-Hydraulikzylinders wird als Differenzialverbindung bezeichnet. Bei der Differentialverbindung entspricht die wirksame Fläche des Hydraulikzylinders der Querschnittsfläche der Kolbenstange, und die Geschwindigkeit des Tisches ist größer als die des stangenlosen Hohlraums, während die Ausgangskraft reduziert wird.
Funktionsprinzip und Strukturanalyse eines kompletten Satzes Hydraulikzylinder (Animationsdemonstration)
Die Differentialverbindung ist eine effektive Möglichkeit, schnelle Bewegungen zu erreichen, ohne die Kapazität und Leistung der Hydraulikpumpe zu erhöhen.
2. Einhebel-Hydraulikzylinder
Ein Hydraulikzylinder mit einer einzigen Kolbenstange hat nur an einem Ende eine Kolbenstange. Es handelt sich um einen Einkolben-Hydraulikzylinder. Die Einlass- und Auslassöffnungen A und B an beiden Enden können Drucköl durchlassen oder Öl zurückführen, um eine bidirektionale Bewegung zu erreichen. Daher wird der Zylinder auch als doppeltwirkender Zylinder bezeichnet. Wenn es zur Erzielung einer Hin- und Herbewegung verwendet wird, kann auf die Verzögerungsvorrichtung verzichtet werden, es gibt keinen Übertragungsspalt und die Bewegung ist gleichmäßig, so dass es in verschiedenen mechanischen Hydrauliksystemen weit verbreitet ist.
Merkmale:
(1) Öleinlass ohne Stangenhohlraum, Ölrücklauf mit Stangenhohlraum.
(2) Öleinlass mit Stangenhohlraum, Ölrücklauf ohne Stangenhohlraum.
(3) Differentialanschluss - Der linke und der rechte Hohlraum werden miteinander verbunden und das Drucköl wird geleitet.
Vergleich der einzelnen Zylinder mit drei Stangen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Funktionsprinzip und Strukturanalyse eines kompletten Satzes Hydraulikzylinder (Animationsdemonstration)
3. Einkolbenzylinder
Der Kolben des Einstangen-Kolbenzylinders hat nur ein Ende mit der Kolbenstange, da die effektive Fläche des linken und rechten Hohlraums des Einstangen-Kolbenzylinders unterschiedlich ist. Daher ist er gekennzeichnet durch: Wenn der Flüssigkeitsdruck und der Durchfluss Q unverändert in den beiden Hohlräumen des Zylinders wechseln, ist der Ausgangsschub F des Kolbenzylinders in der linken und rechten Richtung nicht gleich, der Hubgeschwindigkeitsanschluss ist nicht gleich und Je größer der Durchmesser der Kolbenstange ist, desto größer ist der Unterschied. Wenn jedoch der Zylinderblock und die Kolbenstange fixiert sind, ist der Bewegungsbereich der entsprechenden Werkbank derselbe.
Funktionsprinzip und Strukturanalyse eines kompletten Satzes Hydraulikzylinder (Animationsdemonstration)
4. Doppelkolbenzylinder
Die Stangendurchmesser an beiden Enden des Doppelstangenkolbenzylinders sind normalerweise gleich, sodass auch die wirksame Fläche des Kolbens an beiden Enden gleich ist. Wenn die beiden Kammern des Zylinders abwechselnd den gleichen Flüssigkeitsdurchfluss und -druck erhalten, sind auch der maximale Schub und die am Kolben erzeugte Bewegungsgeschwindigkeit gleich. Wenn jedoch der Zylinderblock und die Kolbenstange fixiert sind, ist der Bewegungsbereich der entsprechenden Werkbank unterschiedlich
Der Aufbau des Doppelstangen-Kolbenzylinders ähnelt dem des Doppelstangen-Hydraulikzylinders und das grafische Symbol ist dasselbe.
Der Doppelstangen-Hydraulikzylinder ist ein Hydraulikzylinder mit einer Kolbenstange auf beiden Seiten des Kolbens, der im Allgemeinen durch Zwei-Wege-Hydraulikdruck angetrieben wird und eine Hin- und Herbewegung mit konstanter Geschwindigkeit erreichen kann.
Merkmale:
(1) Öleinlass ohne Stangenhohlraum, Ölrücklauf mit Stangenhohlraum.
(2) Öleinlass mit Stangenhohlraum, Ölrücklauf ohne Stangenhohlraum.
(3) Differentialanschluss - Der linke und der rechte Hohlraum werden miteinander verbunden und das Drucköl wird geleitet.
Funktionsprinzip und Strukturanalyse eines kompletten Satzes Hydraulikzylinder (Animationsdemonstration)
5. Gas-Flüssigkeits-Boosterzylinder
Gas-{0}}Flüssigkeits-Booster-Zylinder werden auch als Gas--Flüssigkeits-Booster-Zylinder bezeichnet, allgemein als Booster-Zylinder bezeichnet. Hydrauliköl und Druckluft sind streng isoliert, die Kolbenstange im Zylinder berührt die Arbeitsteile und startet automatisch, die Aktionsgeschwindigkeit ist schnell und stabiler als die pneumatische Übertragung, die Zylinderblockvorrichtung ist einfach, die Leistungseinstellung ist einfach, unter den gleichen Bedingungen kann die hohe Kraft der hydraulischen Presse erreicht werden, geringer Energieverbrauch, sanfte Landung beschädigt die Form nicht. Der einfach zu installierende und spezielle Druckerhöhungszylinder kann in jedem Winkel von 360 Grad installiert werden, nimmt wenig Platz ein, verursacht weniger Probleme ohne Temperaturanstieg, hat eine lange Lebensdauer, ist geräuscharm und verfügt über andere Kerneigenschaften. Der Verstärkerzylinder kann die hohe Kraft des Hydraulikzylinders erreichen, indem er den allgemeinen Luftdruck nutzt, und es ist keine Hydraulikeinheit erforderlich. Verstärkerzylinder können im Allgemeinen unterteilt werden in: Vordruck-Verstärkerzylinder, Direktdruck-Verstärkerzylinder, Verstärkerzylinder mit einstellbarem Hub, Verstärkerzylinder mit erhöhtem Rückzug, kompakte parallele Verstärkerzylinder, Mini-Verstärkerzylinder, schnelle Verstärkerzylinder und Öl- und Gas-Isolierungs-Verstärkerzylinder.
Die Arbeitsfrequenz des Verstärkerzylinders beträgt je nach Hub und Zylinderdurchmesser im Allgemeinen 10 bis 70 Mal pro Minute.
Betätigungsmodus: Doppelt-Betriebsgeschwindigkeit: 50–1000 mm/s Ausgangsbereich: 1–100 Tonnen Anwendungsbereich: Prägemarken, Biegeprofile, Gesenkstanzen, Stanzen von Stahl, Profilberührungsschweißen, Extrusionsformen, Abflachen und Richten, Nieten und Schmieden, Blechbearbeitung, dichte Montage, Nieten und Fügen, Metallstanzen.
6. Teleskopischer Hydraulikzylinder
Der Teleskop-Hydraulikzylinder ist ein Hydraulikzylinder mit einer mehrstufigen Teleskop-Kolbenstange, die einen längeren Arbeitshub erreichen kann, und der Teleskop-Hydraulikzylinder wird auch als mehrstufiger Hydraulikzylinder bezeichnet. Der Teleskophydraulikzylinder besteht aus zwei oder mehr Kolbenhydraulikzylindern, und die Kolbenstange des ersten Kolbenzylinders ist der Zylinder des zweiten Kolbenzylinders.
Wenn das Drucköl aus dem stangenlosen Hohlraum eintritt, beginnt sich der Zylinder mit der größten wirksamen Fläche des Kolbens auszudehnen, und wenn die Leitung das Ende erreicht, beginnt sich der Zylinder mit der zweitgrößten wirksamen Fläche des Kolbens auszudehnen. Die Ausfahrreihenfolge der Teleskophydraulik wird von groß auf klein erweitert, wodurch ein langer Arbeitshub erzielt werden kann. Je kleiner die wirksame Fläche des überdehnten Zylinders ist, desto höher ist die Ausfahrgeschwindigkeit. Daher ist die Ausfahrgeschwindigkeit langsam und schnell und der entsprechende hydraulische Schub nimmt von groß nach klein ab; Dieses Änderungsgesetz von Schub und Geschwindigkeit ist für die Anforderungen verschiedener automatischer Be- und Entlademaschinen an Schub und Geschwindigkeit geeignet. Die Reihenfolge des Rückzugs reicht im Allgemeinen von klein nach groß, und die axiale Länge des Rückzugs ist kurz, der Raum klein und die Struktur kompakt. Es wird häufig im Hydrauliksystem von Baumaschinen und anderen Laufmaschinen wie Kränen, Muldenkippern usw. verwendet.
7. Kolbenzylinder
Der Kolbenzylinder ist eine Bauform eines Hydraulikzylinders.
Ein einzelner Kolbenzylinder kann nur eine Bewegungsrichtung erreichen, und die Umkehrung hängt von der äußeren Kraft ab, wie in Abbildung A unten dargestellt. Mit der Kombination zweier Plungerzylinder, wie in Abbildung b dargestellt, kann eine Hin- und Herbewegung auch mit unter Druck stehendem Öl erreicht werden. Wenn sich der Kolbenzylinder bewegt, wird er durch die Führungshülse am Zylinderkopf geführt, sodass die Innenwand des Zylinders nicht nachbearbeitet werden muss. Es eignet sich besonders für längere Reisen. Darüber hinaus ist der Plungerzylinder in einen radialen Plungerzylinder und einen axialen Plungerzylinder unterteilt.
