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Clasificación y fórmula básica de cálculo del cilindro hidráulico.

Clasificación

Según la forma de movimiento, los cilindros hidráulicos se pueden dividir en cilindros hidráulicos alternativos lineales y cilindros hidráulicos giratorios. De acuerdo con la dirección de suministro de aceite, se puede dividir en cilindros de simple efecto y cilindros de doble efecto. Según la estructura, se puede dividir en cilindro de pistón, cilindro de émbolo, cilindro telescópico, cilindro oscilante, cilindro de pistón de cremallera y cilindro de refuerzo. Según la forma del vástago del pistón, se puede dividir en un cilindro de vástago de pistón simple y un cilindro de vástago de pistón doble.

Continuación:

Fórmulas básicas para cilindros hidráulicos de vástago simple y cilindros hidráulicos de vástago doble ideales

Cilindro hidráulico de pistón

Los cilindros hidráulicos de tipo pistón se pueden dividir en dos formas estructurales: tipo de doble vástago y tipo de vástago simple, y hay dos formas de instalarlos: fijación del cilindro del cilindro y fijación del vástago del pistón.

Cilindro hidráulico de pistón de doble vástago

Ambos extremos del pistón del cilindro hidráulico de doble vástago tienen vástagos de pistón, que se pueden dividir en dos formas de instalación: cilindro fijo y vástago de pistón fijo, como se muestra en la figura.

Debido a que los diámetros de los dos vástagos del pistón del cilindro hidráulico de doble vástago son iguales, cuando el caudal de entrada y la presión del aceite son constantes, su velocidad de movimiento alternativo y empuje son iguales. Entonces la velocidad de movimiento V y el empuje F del cilindro son respectivamente:

Este cilindro hidráulico se usa a menudo en ocasiones que requieren la misma velocidad de movimiento alternativo.

Cilindro hidráulico de vástago simple

El pistón del cilindro hidráulico de vástago de pistón único solo tiene un vástago de pistón en un extremo, y el movimiento bidireccional del pistón puede obtener diferentes velocidades y fuerzas de salida. El diagrama esquemático y el método de conexión del circuito de aceite se muestran en la siguiente figura.

Cálculo de la velocidad y el empuje cuando la cavidad sin vástago entra en aceite:

Cálculo de la velocidad y el empuje cuando el aceite ingresa a la cavidad de la barra:

Comparación de los dos métodos de entrada de aceite anteriores:

Conexión diferencial: Cuando las dos cavidades del cilindro de pistón de una sola varilla se alimentan con aceite a presión al mismo tiempo (abajo). Dado que el área activa efectiva de la cámara sin vástago es mayor que la de la cámara con vástago, la fuerza que actúa hacia la derecha del pistón es mayor que la fuerza que actúa hacia la izquierda. Por lo tanto, el pistón se mueve hacia la derecha y el vástago del pistón se extiende hacia afuera. Al mismo tiempo, el aceite de la cavidad del vástago se exprime para que fluya hacia la cavidad sin vástago, lo que acelera la velocidad de extensión del vástago del pistón. Este método de conexión del cilindro hidráulico de vástago de pistón único se denomina conexión diferencial.

Cálculo de velocidad y empuje en conexión diferencial:

Cuando se conecta diferencialmente, el área efectiva del cilindro hidráulico es el área de la sección transversal del vástago del pistón, y la velocidad de movimiento durante la operación es mayor que la de la cámara sin vástago cuando se alimenta aceite, mientras que la fuerza de salida es menor. La conexión diferencial es una forma efectiva de lograr un movimiento rápido sin aumentar la capacidad y potencia de la bomba hidráulica.

Cilindro hidráulico de émbolo

Cuando la carrera del cilindro hidráulico de pistón es larga, el procesamiento es difícil, lo que aumenta el costo de fabricación. El cilindro hidráulico utilizado en algunas ocasiones no requiere control bidireccional, y el cilindro hidráulico de émbolo es un cilindro hidráulico de bajo costo que cumple con este requisito.

El cilindro del émbolo se compone de un cuerpo cilíndrico, un émbolo, un manguito guía, un anillo de sellado y un prensaestopas. El émbolo no toca la pared interna del cuerpo del cilindro, por lo que no es necesario terminar el orificio interno del cuerpo del cilindro, y la capacidad de fabricación es buena y el costo es bajo. El cilindro hidráulico del émbolo es de acción simple y su carrera de retorno debe completarse con otras fuerzas externas, como el peso propio o los resortes. Si se desea obtener un movimiento bidireccional, se pueden usar dos cilindros hidráulicos de émbolo en pares. Para reducir el peso del émbolo, a veces se convierte en un émbolo hueco. La siguiente figura.

Cilindro hidráulico oscilante

El cilindro hidráulico de giro puede lograr un movimiento de giro alternativo con un ángulo de menos de 360°. Debido a que puede generar un par de torsión directamente, también se le llama motor hidráulico oscilante. Existen principalmente dos formas estructurales: de hoja simple y de hoja doble. El cilindro hidráulico de giro de una hoja se compone principalmente del bloque del estator 1, el cuerpo del cilindro 2, el eje de giro 3, la hoja 4, las placas de soporte izquierda y derecha, las placas de cubierta izquierda y derecha y otras partes principales. El bloque del estator está fijo en el cuerpo del cilindro, y la paleta y el eje oscilante están conectados entre sí de forma fija. Cuando los dos puertos de aceite se alimentan sucesivamente con aceite a presión, la paleta impulsa el eje oscilante para que oscile hacia adelante y hacia atrás.

Al considerar la eficiencia mecánica, el par de salida del eje oscilante del cilindro de una sola paleta es el siguiente:

Continuación:

El ángulo de giro del cilindro hidráulico de giro de una hoja generalmente no supera los 280 º, y el ángulo de giro del cilindro hidráulico de giro de doble hoja generalmente no supera los 150 º. Cuando la presión de entrada y el flujo son constantes, el par de salida del eje oscilante del cilindro hidráulico oscilante de doble paleta es el doble que el del cilindro oscilante de una sola paleta con los mismos parámetros, y la velocidad angular oscilante es la mitad de la del cilindro hidráulico oscilante. monopaleta. El cilindro de giro tiene una estructura compacta y un gran par de salida, pero es difícil de sellar. Por lo general, solo se usa para oscilación recíproca, indexación o movimiento intermitente en sistemas de media y baja presión.

Cilindro hidráulico telescópico

Las características del cilindro hidráulico telescópico son: la carrera del vástago del pistón es larga y el tamaño de la estructura después de la contracción es pequeño, lo cual es adecuado para volquetes, brazos telescópicos de grúas, etc.

Cilindro hidráulico telescópico de simple efecto:

Cilindro hidráulico telescópico de doble efecto

Hay puertos de entrada y salida A y B en ambos extremos del cilindro. Cuando el aceite ingrese al puerto A y regrese aceite al puerto B, primero empuje el pistón principal para moverlo hacia la derecha. Cuando el pistón primario se desplaza hasta el final, el pistón secundario continúa moviéndose hacia la derecha bajo la acción del aceite a presión.

Continuación:

Cilindro de pistón de cremallera

El cilindro de pistón de cremallera está compuesto por un cilindro de pistón de doble efecto con un vástago de cremallera y un mecanismo de piñón y cremallera. El movimiento alternativo del pistón se convierte en la rotación alternativa del eje del piñón a través del mecanismo de cremallera y engranaje.