La hidraŭlika cilindro estas la aktuatoro de hidraŭlika sistemo, kaj ĝia projekta fidindeco rekte determinas la rendimenton kaj servodaŭron de la tuta sistemo. Ĉi tiu artikolo profunde esploras la kernajn principojn de la projektado de hidraŭlikaj cilindroj, komencante per ĝiaj ŝlosilaj komponantoj por provizi profundan analizon de kritikaj aspektoj kiel la projektaj esencaĵoj, elektokriterioj kaj decida kontrolo de la fabrikada toleremo de ĝiaj sigelaj kaj gvidaj sistemoj.
1. Funkciprincipo kaj Kernaj Komponantoj
Hidraŭlika cilindro estas esence aparato kiu konvertas hidraŭlikan energion en linian mekanikan energion. Ĝiaj ĉefaj komponantoj inkluzivas:
- Cilindra barelo:La kerna premujo, kava ŝtala tubo kun altkvalita interna surfaco.
- Piŝto kaj Piŝtstango:La potencotransmisiaj komponantoj, kiuj plenumas tien-reen-movon sub la ago de premita oleo.
- Finaj Ĉapoj (Kapo kaj Ĉapo):Sigelu la barelon kaj provizu gvidadon kaj muntajn interfacojn.
- Sigela Sistemo:La "savŝnuro" de la cilindro, respondeca pri la preventado de interna kaj ekstera elfluado.
- Gvida Sistemo:Certigas la koncentrecon de moviĝantaj partoj, eltenas radialajn ŝarĝojn kaj malhelpas metal-al-metalan kontakton.
Surbaze de la funkciigmetodo, cilindroj estas klasifikitaj kielUnu-Aganta(etendita per premo, retirita per ekstera forto aŭ gravito) aŭDuobla-Aganta(kaj etendo kaj retiriĝo estas kontrolataj per olepremo). Ĉi tiu fundamenta diferenco rekte influas la elekton de piŝtaj sigeloj.
2. La Hidraŭlika Sigela Sistemo: Funkcio, Selektado kaj Aranĝo
Sigeloj estas kategoriigitaj kiel "Dinamikaj" (inter partoj kun relativa moviĝo) kaj "Statikaj" (inter fiksitaj partoj).
2.1 Klarigo pri Ŝlosilaj Dinamikaj Sigeloj:
- Piŝta sigelo:La kritika dinamika sigelo malhelpanta internan elfluadon trans la piŝton.
- U-tasa sigelo:Unuefika sigelo; premo kaŭzas, ke la lipo disetendiĝas kaj kontaktas la kuniĝantajn surfacojn. Duoblefikaj cilindroj postulas du U-formajn tasojn instalitajn dors-al-dorse.
- Duobla-Efika Sigelo (Kunmetita Sigelo):Tipe konsistas el elastomera energiigilo kaj glita ringo (ekz., PTFE). PTFE ofertas tre malaltan frikcian koeficienton kaj longan servodaŭron, taŭgan por altrapidaj kaj altpremaj aplikoj. Altnivelaj versioj integraskontraŭ-eltrudaj ringojpor elteni ekstremajn premojn (ekz., 690 baroj).
- O-ringo kun rezervaj ringoj:Taŭga nur por malaltpremaj aplikoj (<100 baroj).Rezervaj ringojestas esencaj por malhelpi, ke la mola sigela materialo estu devigita en la komponentan interspacon sub alta premo — fenomeno konata kiel "eltruda fiasko".
- Bastona sigelo:La ĉefa sistemsigelo, situanta en la antaŭa finaĵo, kiu malhelpas premizitan oleon elflui al la atmosfero. Tipe unu-efika sigelo kiel U-forma sigelo.
- Bufro-sigelo:Metiita antaŭ la stangosigelo, ĝia celo ne estas provizi perfektan sigelon sed dampi prempikojn, tiel protektante la ĉefan stangosigelon kaj plilongigante ĝian vivdaŭron. Ĝi kutime estas farita el pli mola materialo ol la ĉefa sigelo.
- Viŝila Sigelo (Skrapilo):La unua defendlinio, situanta ĉe la plej ekstera flanko de la fina ĉapo. Ĝi skrapas malpuraĵojn de la piŝtstango dum ĝi retiriĝas, protektante ĉiujn internajn komponantojn.
2.2 Senmovaj Sigeloj:Uzata inter fiksaj konektoj (ekz., piŝtstango al piŝto, finĉapo al barelo), tipe O-ringoj.
2.3 Gvidringoj:Ilia funkcio estasgvidado, ne sigeladoFaritaj el malalt-frikciaj, eluziĝ-rezistaj materialoj (ekz., poliamido, PTFE), ili portas radialajn ŝarĝojn kaj malhelpas rektan metal-al-metalan kontakton. Piŝtoj ofte uzas gvidringojn ĉe ambaŭ finoj por optimuma stabileco.
3. Kritika Dezajna Parametro: Analizo de Eltruda Interspaco kaj Toleremo
Ĉi tio estas la esenco de cilindrodezajno kaj rekte difinas la vivdaŭron de la sigelilo.
- Eltruda Interspaco (E-Interspaco):La maksimuma permesita radiala libera spaco inter la piŝto kaj la cilindra kalibro (aŭ inter la piŝtstango kaj la finĉapo). Troa interspaco povas kaŭzi, ke la sigellipo eltrudiĝu en la interspacon sub alta premo, kondukante al permanenta difekto.
- Maksimuma Permesita E-Interspaco:Ĉi tiu valoro dependas de lasigela materialo, malmoleco, laborpremo kaj temperaturo, kaj devas esti akirita de la datenfolio de la sigelfabrikisto. Ekzemple, specifa sigelaĵo povas permesi 0,6 mm interspacon je 100 baroj, sed nur 0,2 mm je 350 baroj.
- Analizo de Toleremo en Praktiko:
- Difinu toleremojn de komponantoj: ekz., cilindra kalibro ofte estas H7, piŝtstango ofte estas f8.
- Konsideru la plej malbonan scenaron (Malplej Materiala Stato – MMS):Tio estas kiam la piŝto estas je sia plej malgranda diametro kaj la cilindra kalibro estas je sia plej granda.
- Retrokalkuli dezajnajn dimensiojn:Por certigi, ke la maksimuma ebla interspaco ne superas la E-interspacon, la minimuma permesita piŝtodiametro devas esti kalkulita surbaze de la maksimuma ebla borgrandeco. La fabrikadaj tolerancoj por la piŝto estas poste difinitaj laŭe.
4. Postuloj pri Fabrikado kaj Surfaca Traktado
- Cilindra Kalibro:La surfaca finpoluro devas esti Rz 0,4 – 2 μm, tipe atingita per honado aŭ rulpolurado.
- Piŝtstango:Surfaca finpoluro devas esti Ra 0.4 – 2 μm. Ĝi devas estikazhardita (Malmoleco ≥ 50 HRC, profundo 1,2-2,5 mm)kajmalmola kromo-tegita (20-30 μm)por certigi reziston al eluziĝo kaj korodo.
5. Ekzemplo de Dezajno kaj Aranĝa Logiko
Uzante duoblefikan cilindron kun 20-tuna kapacito kaj 100-bara laborpremo (diametro: 180mm, stango: 80mm) kiel ekzemplon:
- Selektado de Pistona Sigelo:Kost-efikaj kaj facile haveblaj U-tasaj sigeloj, instalitaj dors-al-dorse.
- Piŝta Gvido:Dediĉitaj piŝtaj gvidringoj estas lokitaj ĉe ambaŭ finoj de la piŝto, kun la sigeloj inter ili. Ĉi tiu aranĝo provizas optimuman gvidan stabilecon kaj certigas, ke la gvidringoj estas ĉiam lubrikitaj.
- Aranĝo de la bastonfinaĵo (de ekstere al interne):
- Viŝila Sigelo
- Bastona Sigelo
- Bufro-sigelo(ne strikte necesa en ĉi tiu ekzemplo, montrita por demonstraĵo)
- Ringo por gvidbastono
Konkludo
Sukcesa dezajno de hidraŭlikaj cilindroj estas sistema inĝenieristika procezo, kiu devas sekvi la jenan kerna logiko:
- Difinu Funkcikondiĉojn:Determinu premon, rapidon, ŝarĝon, medion, ktp.
- Preciza Selektado de Komponantoj:Elektu la taŭgajn sigelajn kaj gvidajn solvojn laŭ la kondiĉoj. Konsulti katalogojn kaj aplikajn gvidilojn de gravaj fabrikantoj (ekz., SKF, Parker) estas tre rekomendinda.
- Preciza Kalkulo:Faru rigoran tolerecan analizon por certigi, ke la "elstaraĵa interspaco" plenumas la postulojn sub ĉiuj fabrikadaj variaĵoj.
- Strikta Produktada Kontrolo:Specifu kaj certigu surfactraktadon kaj malmolecpostulojn por kritikaj komponantoj.
Per sisteme aplikado de ĉi tiuj principoj, oni povas desegni hidraŭlikajn cilindrojn, kiuj estas efikaj, fidindaj kaj longdaŭraj.
Afiŝtempo: 9-a de oktobro 2025