ما هي الاسطوانة الهيدروليكية؟
الأسطوانة الهيدروليكية عبارة عن مشغل هيدروليكي يحول الطاقة الهيدروليكية إلى طاقة ميكانيكية ويقوم بحركة ترددية خطية (أو حركة متأرجحة). إنها بسيطة في الهيكل وموثوقة في التشغيل. عندما يتم استخدامه لتحقيق الحركة الترددية، يمكن إزالة جهاز التباطؤ، ولا توجد فجوة نقل، وتكون الحركة سلسة، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع في مختلف الأنظمة الهيدروليكية الميكانيكية. تتناسب القوة الناتجة للأسطوانة الهيدروليكية مع المساحة الفعالة للمكبس وفرق الضغط بين الجانبين؛
هيكل الاسطوانة الهيدروليكية
تتكون الأسطوانة الهيدروليكية عادةً من غطاء خلفي، وأسطوانة، وقضيب مكبس، ومجموعة مكبس، وغطاء أمامي وأجزاء رئيسية أخرى؛ لمنع تسرب الزيت خارج الأسطوانة الهيدروليكية أو من غرفة الضغط العالي إلى غرفة الضغط المنخفض، يتم ترتيب جهاز مانع للتسرب بين الأسطوانة والغطاء النهائي، والمكبس وقضيب المكبس، والمكبس والأسطوانة، وقضيب المكبس وغطاء النهاية الأمامية، كما يتم ترتيب جهاز مقاوم للغبار خارج غطاء النهاية الأمامية؛ لمنع المكبس من الاصطدام برأس الأسطوانة عندما يعود بسرعة إلى نهاية الشوط، يتم تزويد نهاية الأسطوانة الهيدروليكية أيضًا بجهاز عازل؛ في بعض الأحيان يكون جهاز العادم مطلوبًا.
تجميع كتلة الاسطوانة
إن تجويف الختم الذي يتكون من مجموعة الأسطوانة ومجموعة المكبس يتعرض لضغط الزيت، لذلك يجب أن تتمتع مجموعة الأسطوانة بالقوة الكافية ودقة السطح العالية والختم الموثوق.
(1) اتصال من نوع الحافة، هيكل بسيط، معالجة سهلة، اتصال موثوق، ولكن يجب أن يكون لنهاية الأسطوانة سمك جدار كافٍ لتثبيت البراغي أو المسمار، وهو نموذج اتصال شائع الاستخدام.
(2) اتصال نصف حلقة، مقسم إلى شكلين اتصال: اتصال نصف حلقة خارجي واتصال نصف حلقة داخلي. عملية التوصيل الحلقي جيدة وموثوقة ومدمجة في الهيكل، ولكنها تضعف قوة الأسطوانة. إن تطبيق الوصلة الحلقية شائع جدًا، وغالبًا ما يتم استخدامه في توصيل أسطوانة الأنابيب الفولاذية غير الملحومة والغطاء النهائي.
(3) اتصال ملولب، هناك نوعان من اتصال الخيط الخارجي واتصال الخيط الداخلي، يتميزان بالحجم الصغير والوزن الخفيف والهيكل المدمج، ولكن هيكل نهاية الأسطوانة معقد؛ يُستخدم نموذج الاتصال هذا بشكل عام في المناسبات التي تتطلب حجمًا صغيرًا ووزنًا خفيفًا.
(4) اتصال قضيب الربط له هيكل بسيط، وعملية جيدة، وتعدد استخدامات قوي، ولكن حجم ووزن الغطاء النهائي أكبر، وسيتم تمديد قضيب الربط لفترة أطول بعد الضغط عليه، مما يؤثر على التأثير. مناسبة فقط للأسطوانات الهيدروليكية ذات الضغط المتوسط والمنخفض ذات الطول الصغير.
(5) وصلة ملحومة، قوة عالية، تصنيع بسيط، ولكن من السهل أن تسبب تشوه الأسطوانة أثناء اللحام.
الشكل الأساسي لعمل الاسطوانة الهيدروليكية:
الإجراء المزدوج القياسي: تنتقل الطاقة في كلا الاتجاهين، وتستخدم في معظم التطبيقات:
-أسطوانة فاعلة واحدة: عندما يكون الدفع مطلوبًا في اتجاه واحد فقط، يمكن استخدام -أسطوانة فاعلة واحدة؛
الأسطوانة المزدوجة: عندما تكون هناك حاجة إلى إزاحة متساوية على جانبي المكبس، أو عندما يكون الحمل متصلاً بكل طرف، وعندما يكون ذلك مفيدًا ميكانيكيًا، يمكن استخدام الطرف الإضافي لتثبيت كاميرات لتشغيل مفاتيح الشوط، وما إلى ذلك.
أسطوانة مفردة تعمل بإرجاع الزنبرك-: تقتصر عادةً على الأسطوانات الصغيرة جدًا وقصيرة الشوط المستخدمة للإمساك والتثبيت. الطول المطلوب لاستيعاب زنبرك العودة يجعلها مصدر إزعاج عند الحاجة إلى رحلات طويلة؛
أسطوانة أحادية الفعل من النوع المكبس: غرفة تدفق واحدة فقط، وعادة ما يتم تثبيت هذا النوع من الأسطوانات عموديًا، ويعيد الحمل ضبط تراجع الأسطوانة، وتسمى أيضًا "أسطوانة الإزاحة"، وهي عملية للسفر الطويل؛
أسطوانة تلسكوبية متعددة المراحل: تصل إلى 4 أكمام، وهي أقصر من الأسطوانة القياسية. هناك إجراء واحد أو إجراء مزدوج، فهي أكثر تكلفة من الأسطوانة القياسية، وعادة ما تستخدم لمساحة التثبيت الصغيرة، ولكنها تتطلب مناسبة السكتة الدماغية أكبر.
الأسطوانة الترادفية: تتكون قاعدة الأسطوانة الترادفية من أسطوانتين مثبتتين بشكل متحد المحور، وترتبط مكابس الأسطوانتين بواسطة قضيب مكبس مشترك، ويتم ترتيب ختم القضيب أمام الأسطوانتين بحيث يمكن لكل أسطوانة أن تعمل بشكل مزدوج عندما يكون عرض التركيب أو الارتفاع محدودًا. يمكن للأسطوانة الترادفية زيادة الإخراج.
اسطوانة مزدوجة: اسطوانة مزدوجة تتكون من اسطوانتين مثبتتين بطريقة متحدة المحور. المكبسين غير متصلين. يتم ترتيب ختم قضيب بين الأسطوانتين بحيث يمكن لكل أسطوانة أن تعمل بشكل مزدوج، ويمكن تركيب الأسطوانتين على قضيب المكبس (كما هو موضح) أو الخلف - إلى - الخلف. تستخدم عادة لتوفير العمل في ثلاث وظائف.
مبدأ عمل الاسطوانة الهيدروليكية
مبدأ العمل وتحليل هيكل مجموعة كاملة من الأسطوانات الهيدروليكية (عرض رسوم متحركة)
مبدأ النقل الهيدروليكي - حيث يكون الزيت وسيط العمل، تنتقل الحركة من خلال تغيير حجم الختم، وتنتقل الطاقة من خلال الضغط داخل الزيت.
1. يقوم جزء الطاقة بتحويل الطاقة الميكانيكية للمحرك الرئيسي إلى طاقة ضغط الزيت (الطاقة الهيدروليكية). على سبيل المثال: المضخة الهيدروليكية.
2..الجزء التنفيذي - المضخة الهيدروليكية تقوم بإدخال طاقة ضغط الزيت إلى طاقة ميكانيكية لدفع آلية العمل. على سبيل المثال: أسطوانة هيدروليكية، محرك هيدروليكي.
3. جزء التحكم - يستخدم للتحكم وضبط ضغط الزيت وتدفقه واتجاهه. على سبيل المثال: صمام التحكم في الضغط، وصمام التحكم في التدفق، وصمام التحكم في الاتجاه.
4. الجزء المساعد - الأجزاء الثلاثة الأولى متصلة لتشكل نظامًا، والذي يلعب دور تخزين الزيت، والترشيح، والقياس، والختم. تشمل الأمثلة الأنابيب والمفاصل، وخزانات الوقود، والمرشحات، والمراكم، والأختام، وأدوات التحكم.
يمكن أن ينتقل الضغط المطبق عند أي نقطة على حجم معين من السائل في جميع الاتجاهات بالتساوي. وهذا يعني أنه عند استخدام أسطوانات هيدروليكية متعددة، فإن كل أسطوانة سوف تسحب أو تدفع بسرعتها الخاصة، وتعتمد هذه السرعات على الضغط المطلوب لتحريك الحمولة.
في حالة وجود نفس قدرة التحمل للأسطوانة الهيدروليكية، فإن الأسطوانة الهيدروليكية التي تحمل الحمولة الأصغر ستتحرك أولاً، والأسطوانة الهيدروليكية التي تحمل الحمولة الأكبر ستتحرك أخيرًا.
من أجل مزامنة حركة الأسطوانة الهيدروليكية بحيث يتم رفع الحمولة بنفس السرعة عند أي نقطة، من الضروري استخدام صمام التحكم أو عنصر نظام الرفع المتزامن في النظام.
تصنيف الاسطوانات الهيدروليكية
من أجل تلبية الاستخدامات المختلفة للمحركات الرئيسية المختلفة، هناك أنواع عديدة من الأسطوانات الهيدروليكية.
وفقًا لاتجاه إمداد الزيت، يمكن تقسيمها إلى أسطوانة أحادية الفعل وأسطوانة مزدوجة الفعل. تقوم الأسطوانة-أحادية الفعل بإدخال الزيت ذو الضغط العالي-فقط إلى جانب واحد من الأسطوانة وتعتمد على قوى خارجية أخرى لعكس المكبس. تقوم الأسطوانة مزدوجة الفعل بتغذية زيت الضغط على جانبي الأسطوانة. يتم تحقيق الحركة الأمامية والخلفية للمكبس عن طريق الضغط الهيدروليكي.
وفقًا للهيكل، يمكن تقسيمها إلى أسطوانة المكبس، وأسطوانة المكبس، وأسطوانة التأرجح، وأسطوانة الأكمام التلسكوبية. وفقًا لشكل قضيب المكبس، يمكن تقسيمه إلى أسطوانة قضيب مكبس مفرد وأسطوانة قضيب مكبس مزدوج.
وفقًا للغرض الخاص للأسطوانة، يمكن تقسيمها إلى أسطوانة متسلسلة، وأسطوانة معززة، وأسطوانة سرعة، وأسطوانة متدرجة، وما إلى ذلك.
هذا النوع من الأسطوانات ليس أسطوانة بسيطة، ولكنه عبارة عن مزيج من الأسطوانات والمكونات الأخرى، لذلك من الناحية الهيكلية، يُطلق على هذا النوع من الأسطوانات أيضًا اسم الأسطوانة المركبة.
1. الاسطوانة الهيدروليكية التفاضلية
المبدأ التفاضلي للأسطوانة الهيدروليكية هو أن كلا الطرفين متصلان بخط أنابيب إمداد الزيت في نفس الوقت؛ يتم توصيل أحد الطرفين لأن مساحة قضيب المكبس أصغر من الطرف الآخر. يستخدم المبدأ التفاضلي لتحقيق الحركة.
عندما يتم تغذية تجويفين من أسطوانة مكبس ذات قضيب واحد إلى زيت الضغط في نفس الوقت، نظرًا لأن المساحة الفعالة للتجويف بدون قضيب أكبر من المساحة الفعالة للتجويف بدون قضيب، فإن قوة المكبس إلى اليمين تكون أكبر من قوة اليسار. ولذلك، يتحرك المكبس إلى اليمين ويمتد قضيب المكبس إلى الخارج. في نفس الوقت، يتم بثق الزيت الموجود في تجويف القضيب بحيث يتدفق إلى التجويف الخالي من القضبان، وبالتالي تسريع سرعة تمديد قضيب المكبس. تسمى طريقة الاتصال هذه للأسطوانة الهيدروليكية ذات قضيب المكبس الواحد بالاتصال التفاضلي. في التوصيل التفاضلي، تكون المساحة الفعالة للأسطوانة الهيدروليكية هي مساحة المقطع العرضي - لقضيب المكبس، وتكون سرعة الطاولة أكبر من سرعة التجويف بدون قضبان، بينما تقل قوة الخرج.
مبدأ العمل وتحليل هيكل مجموعة كاملة من الأسطوانات الهيدروليكية (عرض رسوم متحركة)
يعد الاتصال التفاضلي وسيلة فعالة لتحقيق حركة سريعة دون زيادة قدرة وقوة المضخة الهيدروليكية.
2. أسطوانة هيدروليكية ذات رافعة واحدة
تحتوي الأسطوانة الهيدروليكية ذات قضيب المكبس الواحد على قضيب مكبس في طرف واحد فقط. إنها أسطوانة هيدروليكية ذات مكبس واحد. يمكن لمنفذي دخول ومخرج الزيت A وB في كلا الطرفين تمرير زيت الضغط أو زيت العودة لتحقيق حركة في اتجاهين-، لذلك يطلق عليها أيضًا اسم الأسطوانة مزدوجة الفعل. عندما يتم استخدامه لتحقيق الحركة الترددية، يمكن إزالة جهاز التباطؤ، ولا توجد فجوة نقل، وتكون الحركة سلسة، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع في مختلف الأنظمة الهيدروليكية الميكانيكية.
سمات:
(1) مدخل الزيت بدون تجويف القضيب، عودة الزيت مع تجويف القضيب.
(2) مدخل الزيت مع تجويف القضيب، عودة الزيت بدون تجويف القضيب.
(3) التوصيل التفاضلي - يتم توصيل التجاويف اليمنى واليسرى ويتم تمرير زيت الضغط.
مقارنة بين أسطوانة قضيب واحد وثلاثة، كما هو موضح في الشكل أدناه:
مبدأ العمل وتحليل هيكل مجموعة كاملة من الأسطوانات الهيدروليكية (عرض رسوم متحركة)
3. اسطوانة مكبس قضيب واحد
مكبس أسطوانة المكبس ذات القضيب الواحد له طرف واحد فقط مع قضيب المكبس، لأن المساحة الفعالة للتجويف الأيسر والأيمن لأسطوانة المكبس ذات القضيب الواحد مختلفة، لذلك يتميز بما يلي: عندما لا يتغير ضغط السائل والتدفق Q بالتناوب في تجويفي الأسطوانة، فإن دفع الخرج F لأسطوانة المكبس في الاتجاهين الأيسر والأيمن ليس متساويًا، ومنفذ السرعة الترددية ليس هو نفسه، وكلما زاد قطر قضيب المكبس، زاد الفرق. ومع ذلك، عندما تكون كتلة الأسطوانة ثابتة وقضيب المكبس ثابتًا، فإن نطاق الحركة لطاولة العمل المقابلة يكون هو نفسه.
مبدأ العمل وتحليل هيكل مجموعة كاملة من الأسطوانات الهيدروليكية (عرض رسوم متحركة)
4. اسطوانة مكبس قضيب مزدوج
عادة ما تكون أقطار القضيب عند طرفي أسطوانة المكبس ذات القضيب المزدوج متساوية، وبالتالي فإن المساحة الفعالة للمكبس عند كلا الطرفين متساوية أيضًا. عندما تقوم غرفتا الأسطوانة بإدخال نفس التدفق وضغط السائل بالتناوب، فإن الحد الأقصى لسرعة الدفع والحركة المتولدة على المكبس متساويان أيضًا. ومع ذلك، عندما تكون كتلة الأسطوانة ثابتة وقضيب المكبس ثابتًا، يختلف نطاق الحركة لطاولة العمل المقابلة
يشبه هيكل أسطوانة المكبس ذات القضيب المزدوج هيكل الأسطوانة الهيدروليكية ذات القضيب المزدوج، والرمز الرسومي هو نفسه.
الأسطوانة الهيدروليكية ذات القضيب المزدوج عبارة عن أسطوانة هيدروليكية بها قضيب مكبس على جانبي المكبس، والتي يتم تشغيلها بشكل عام بواسطة ضغط هيدروليكي ثنائي الاتجاه ويمكنها تحقيق حركة ترددية ثابتة السرعة.
سمات:
(1) مدخل الزيت بدون تجويف القضيب، عودة الزيت مع تجويف القضيب.
(2) مدخل الزيت مع تجويف القضيب، عودة الزيت بدون تجويف القضيب.
(3) التوصيل التفاضلي - يتم توصيل التجاويف اليمنى واليسرى ويتم تمرير زيت الضغط.
مبدأ العمل وتحليل هيكل مجموعة كاملة من الأسطوانات الهيدروليكية (عرض رسوم متحركة)
5. أسطوانة تقوية الغاز-السائلة
تُعرف أسطوانة تعزيز الغاز-السائلة أيضًا باسم أسطوانة تعزيز السائل الغازية-، ويُشار إليها عمومًا باسم أسطوانة التعزيز. يتم عزل الزيت الهيدروليكي والهواء المضغوط بشكل صارم، ويتصل قضيب المكبس الموجود في الأسطوانة بأجزاء العمل ويبدأ تلقائيًا، وسرعة الحركة سريعة، وأكثر استقرارًا من ناقل الحركة الهوائي، وجهاز كتلة الأسطوانة بسيط، وتعديل الإخراج سهل، في نفس الظروف يمكن تحقيق القوة العالية للضغط الهيدروليكي، واستهلاك منخفض للطاقة، والهبوط الناعم لا يضر القالب. سهلة التركيب ويمكن تركيب أسطوانة معززة خاصة بأي زاوية تبلغ 360 درجة، وتشغل مساحة صغيرة، وتسبب مشاكل أقل دون ارتفاع درجة الحرارة، وعمر طويل، وضوضاء منخفضة -، ولها خصائص أساسية أخرى. يمكن للأسطوانة المعززة تحقيق القوة العالية للأسطوانة الهيدروليكية باستخدام ضغط الهواء العام، ولا يلزم وجود وحدة هيدروليكية. يمكن تقسيم الأسطوانات المعززة بشكل عام إلى: أسطوانات معززة الضغط المسبق، وأسطوانات معززة الضغط المباشر، وأسطوانات معززة الشوط القابلة للضبط، وأسطوانات معززة السحب المتزايدة، وأسطوانات معززة متوازية مدمجة، وأسطوانات معززة صغيرة، وأسطوانات معززة سريعة، وأسطوانات معززة لعزل النفط والغاز.
تردد العمل للأسطوانة المعززة، وفقًا للسكتات الدماغية المختلفة وأقطار الأسطوانة، هو بشكل عام 10 ~ 70 مرة / دقيقة.
وضع التشغيل: سرعة تشغيل مزدوجة -: 50 ~ 1000 مم / ثانية نطاق الإخراج: 1 ~ 100 طن نطاق التطبيق: علامات الختم، مقاطع الثني، تثقيب القوالب، تثقيب الفولاذ، اللحام باللمس، قولبة البثق، التسطيح والتقويم، التثبيت والتزوير، تشطيب الصفائح المعدنية، التجميع المحكم، التثبيت والربط، ختم المعدن.
6. أسطوانة هيدروليكية تلسكوبية
الأسطوانة الهيدروليكية التلسكوبية عبارة عن أسطوانة هيدروليكية مع قضيب مكبس تلسكوبي متعدد المراحل يمكنه الحصول على شوط عمل أطول، وتعرف الأسطوانة الهيدروليكية التلسكوبية أيضًا باسم الأسطوانة الهيدروليكية متعددة المراحل. تتكون الأسطوانة الهيدروليكية التلسكوبية من أسطوانتين هيدروليكيتين أو أكثر، وقضيب المكبس لأسطوانة المكبس الأولى هو أسطوانة أسطوانة المكبس الثانية.
عندما يدخل زيت الضغط من التجويف بدون قضيب، تبدأ الأسطوانة ذات أكبر مساحة فعالة للمكبس في التمدد، وعندما يصل الخط إلى النهاية، تبدأ الأسطوانة ذات ثاني أكبر مساحة فعالة للمكبس في التمدد. يتم تمديد ترتيب التمديد للهيدروليكي التلسكوبي من الكبير إلى الصغير، والذي يمكن أن يحصل على شوط عمل طويل. كلما كانت المساحة الفعالة للأسطوانة الممدودة أصغر، زادت سرعة التمديد. ولذلك، فإن سرعة التمديد بطيئة وسريعة، وينخفض الدفع الهيدروليكي المقابل من الكبير إلى الصغير؛ يعد قانون التغيير في الدفع والسرعة مناسبًا لمتطلبات آلات التحميل والتفريغ الأوتوماتيكية المختلفة للدفع والسرعة. يكون ترتيب التراجع بشكل عام من صغير إلى كبير، والطول المحوري للتراجع قصير، والمساحة صغيرة، والهيكل مضغوط. يتم استخدامه غالبًا في النظام الهيدروليكي لآلات البناء وآلات المشي الأخرى، مثل الرافعات والسيارات القلابة وما إلى ذلك.
7. اسطوانة الغطاس
أسطوانة المكبس هي شكل هيكلي للأسطوانة الهيدروليكية.
يمكن لأسطوانة ذات مكبس واحد أن تحقق اتجاهًا واحدًا فقط للحركة، والعكس يعتمد على القوة الخارجية، كما هو موضح في الشكل (أ) أدناه. من خلال دمج أسطوانتين ذات كباسين، كما هو موضح في الشكل ب، يمكن أيضًا تحقيق الحركة الترددية باستخدام الزيت المضغوط. عندما تتحرك أسطوانة المكبس، يتم توجيهها بواسطة غلاف التوجيه الموجود على رأس الأسطوانة، وبالتالي لا يلزم الانتهاء من الجدار الداخلي للأسطوانة. إنها مناسبة بشكل خاص للرحلات الطويلة. بالإضافة إلى ذلك، تنقسم أسطوانة المكبس إلى أسطوانة بمكبس شعاعي وأسطوانة بمكبس محوري.
