Zilindro hidraulikoa sistema hidrauliko baten eragingailua da, eta bere diseinuaren fidagarritasunak zuzenean zehazten du sistema osoaren errendimendua eta zerbitzu-bizitza. Artikulu honek zilindro hidraulikoen diseinuaren oinarrizko printzipioetan sakontzen du, bere osagai nagusietatik hasita, diseinuaren funtsezko elementuak, hautaketa-irizpideak eta zigilatze- eta gidaritza-sistemen fabrikazio-tolerantzien kontrol garrantzitsua bezalako alderdi kritikoen analisi sakona egiteko.
1. Funtzionamendu-printzipioa eta oinarrizko osagaiak
Zilindro hidraulikoa funtsean energia hidraulikoa energia mekaniko linealean bihurtzen duen gailu bat da. Bere osagai nagusiak hauek dira:
- Zilindro-upela:Presio-ontziaren nukleoa, barneko gainazal oso akabatuarekin altzairuzko hodi huts bat.
- Pistoia eta Pistoi-barra:Presiopean dagoen olioaren eraginpean joan-etorri mugimendua egiten duten potentzia transmisioko osagaiak.
- Amaierako tapoiak (burua eta tapoia):Zigilatu upela eta eman gida eta muntatzeko interfazeak.
- Zigilatzeko sistema:Zilindroaren "bizi-lerroa", barneko eta kanpoko isuriak saihesteaz arduratzen dena.
- Gida sistema:Mugitzen diren piezen kontzentrikotasuna bermatzen du, karga erradialak jasaten ditu eta metalen arteko kontaktua eragozten du.
Eragiteko metodoaren arabera, zilindroak honela sailkatzen dira:Ekintza bakarreko(presioak luzatuta, kanpoko indar edo grabitate batek uzkurtuta) edoEkintza bikoitzekoa(bai luzapena bai atzerapena olio-presioaren bidez kontrolatzen dira). Oinarrizko desberdintasun honek zuzenean eragiten du pistoi-junturen aukeraketan.
2. Zigilatzeko sistema hidraulikoa: funtzioa, hautaketa eta antolamendua
Zigiluak "dinamiko" (mugimendu erlatiboa duten piezen artean) eta "estatiko" (pieza finkoen artean) gisa sailkatzen dira.
2.1 Zigilu Dinamiko Gakoen Azalpena:
- Pistoi zigilua:Pistoiaren barne-ihesak eragozten dituen zigilu dinamiko kritikoa.
- U-kopako zigilua:Efektu bakarreko zigilua; presioak ezpaina zabaldu eta gainazalekin kontaktuan jartzea eragiten du. Efektu bikoitzeko zilindroek bi U kopa behar dituzte bata bestearen atzetik instalatuta.
- Zigilu bikoitza (zigilu konposatua):Normalean elastomerozko energizatzaile batez eta eraztun irristagarri batez (adibidez, PTFE) osatuta dago. PTFE-k marruskadura-koefiziente oso baxua eta zerbitzu-bizitza luzea eskaintzen ditu, abiadura handiko eta presio handiko aplikazioetarako egokia. Goi-mailako bertsioek integratzen duteestrusioaren aurkako eraztunakpresio muturrekoak jasateko (adibidez, 690 bar).
- O-eraztuna babeskopiko eraztunekin:Presio baxuko aplikazioetarako soilik egokia (<100 bar).Erreserbako eraztunakezinbestekoak dira zigilu-material biguna presio handiaren pean osagaiaren tartean sartu ez dadin —“estrusio-akatsa” bezala ezagutzen den fenomenoa—.
- Haga zigilua:Sistemaren zigilu nagusia, aurrealdeko tapoian kokatua, presiopean dagoen olioa atmosferara isurtzea eragozten duena. Normalean U formako zigilu bat bezalako ekintza bakarreko zigilua da.
- Buffer zigilua:Barra-zigiluaren aurretik kokatuta, bere helburua ez da zigilu perfektua ematea, baizik eta presio-puntak moteltzea, horrela barra-zigilu nagusia babestuz eta bere bizitza luzatuz. Normalean zigilu nagusia baino material bigunagoaz egina egoten da.
- Garbigailuaren zigilua (arraskagailua):Lehenengo defentsa-lerroa, muturreko tapoiaren kanpoko aldean kokatua. Pistoi-hagaxkatik kutsatzaileak kentzen ditu atzera egiten duen heinean, barneko osagai guztiak babestuz.
2.2 Zigilu estatikoak:Konexio finkoen artean erabiltzen da (adibidez, pistoi-barra pistoiarekin, mutur-tapoia upelarekin), normalean O-eraztunak.
2.3 Gida-eraztunak:Haien funtzioa dagidaritza, ez zigilatzeaMarruskadura gutxiko eta higadura-erresistenteak diren materialez eginda (adibidez, poliamida, PTFE), karga erradialak jasaten dituzte eta metalen arteko kontaktu zuzena eragozten dute. Pistoiek askotan gida-eraztunak erabiltzen dituzte bi muturretan egonkortasun optimoa lortzeko.
3. Diseinu-parametro kritikoa: Estrusio-tartearen eta tolerantziaren azterketa
Hau da zilindroaren diseinuaren funtsa eta zuzenean zehazten du zigiluaren bizitza.
- Estrusio-tartea (E-tartea):Pistoiaren eta zilindroaren zuloaren (edo pistoi-haga eta muturreko tapoiaren) arteko gehienezko erradial-tarte onargarria. Tarte handiegi batek zigilu-ezpaina tartean estrusatzea eragin dezake presio handipean, eta horrek behin betiko akatsa eragin dezake.
- Gehienezko E-tarte onargarria:Balio hau honen araberakoa dazigilu-materiala, gogortasuna, lan-presioa eta tenperatura, eta zigiluaren fabrikatzailearen datu-orritik lortu behar da. Adibidez, zigilu espezifiko batek 0,6 mm-ko tartea onar dezake 100 bar-etan, baina 0,2 mm-koa bakarrik 350 bar-etan.
- Tolerantzia-analisia praktikan:
- Definitu osagaien tolerantziak: adibidez, zilindroaren diametroa askotan H7 da, pistoiaren haga askotan f8.
- Demagun kasurik txarrena (Egoera Material Gutxienekoa – LMC):Hau da pistoia bere diametro txikienean dagoenean eta zilindroaren diametroa handiena.
- Diseinuaren neurriak atzera kalkulatu:Gehienezko tarteak E tartea gainditzen ez duela ziurtatzeko, pistoiaren gutxieneko diametro onargarria kalkulatu behar da gehienezko diametro-tamaina posiblearen arabera. Pistoiaren fabrikazio-tolerantziak horren arabera definitzen dira.
4. Fabrikazio eta gainazal tratamendu baldintzak
- Zilindroaren diametroa:Gainazalaren akabera Rz 0,4 – 2 μm izan behar da, normalean leuntzea edo arrabolarekin leuntzea lortuz.
- Pistoi-barra:Gainazalaren akaberak Ra 0.4 – 2 μm izan behar du.kateatua (Gogortasuna ≥ 50 HRC, sakonera 1,2-2,5 mm)etakromo gogorreko estaldura (20-30 μm)higadura eta korrosioarekiko erresistentzia bermatzeko.
5. Diseinu adibidea eta antolamendu logika
Adibide gisa 20 tonako edukiera eta 100 bar-eko lan-presioa duen efektu bikoitzeko zilindro bat erabiliz (Ziloa: 180 mm, Haga: 80 mm):
- Pistoi zigiluaren hautaketa:Kostu-eraginkorrak eta erraz eskuragarri dauden U formako zigiluak, bizkarrez bizkar instalatuta.
- Pistoiaren gidaritza:Pistoiaren bi muturretan gida-eraztun espezifikoak daude, zigiluak tartean dituztela. Antolamendu honek gidatze-egonkortasun optimoa eskaintzen du eta gida-eraztunak beti lubrifikatuta daudela ziurtatzen du.
- Haga-muturraren antolamendua (kanpotik barrura):
- Garbigailuaren zigilua
- haga zigilua
- Buffer zigilua(adibide honetan ez da guztiz beharrezkoa, erakustaldi gisa erakusten da)
- haga gida eraztuna
Ondorioa
Zilindro hidrauliko baten diseinu arrakastatsua ingeniaritza prozesu sistematikoa da, eta oinarrizko logika hauei jarraitu behar die:
- Funtzionamendu-baldintzak definitu:Zehaztu presioa, abiadura, karga, ingurunea, etab.
- Osagaien hautaketa zehatza:Aukeratu zigilatzeko eta gidatzeko irtenbide egokiak baldintzen arabera. Oso gomendagarria da fabrikatzaile nagusien (adibidez, SKF, Parker) katalogoak eta aplikazio gidak kontsultatzea.
- Kalkulu zehatza:Egin tolerantzia-analisi zorrotza "estrusio-tarteak" fabrikazio-aldaera guztien baldintzak betetzen dituela ziurtatzeko.
- Fabrikazio Kontrol Zorrotza:Osagai kritikoen gainazaleko tratamendua eta gogortasun-eskakizunak zehaztu eta ziurtatu.
Printzipio hauek sistematikoki aplikatuz, eraginkorrak, fidagarriak eta iraunkorrak diren zilindro hidraulikoak diseinatu daitezke.
Argitaratze data: 2025eko urriaren 9a