Cilindru cu tijă unilaterală și dublă acțiune

Cilindru hidraulic sau actuatorul liniar este un motor mecanic care este folosit pentru a furniza o forta unidirectionala pe o cursa de acelas tip. Acesta are multiple aplicatii in ingineria vehiculelor, aplicatii industriale cat si civile.

Cilindrii hidraulici isi primesc puterea de la lichidul de lucru sub presiune care consta adesea in ulei mineral. Acest echipament este compus din cilindru, in care un piston conectat la o tija efectueaza miscare de avans si retragere. Cilindrul este inchis la capete iar camerele sale sunt etansate intre ele de catre inele de cauciuc dispuse radial pe suprafata pistonului.

Exista diverse optiuni de montare a echipamentului studiat precum flanse, pivoti, articulatii „furca”(clevis), papuci (lugs). Tija pistonului are de asemenea atasate cuplaje de montare pentru a conecta cilindrul de obiectul/echipamentul care este tras/impins.

Cilindrul hidraulic este actuatorul sau partea motoare a unui sistem. Generatorul sistemului hidraulic este pompa care furnizeaza cu un debit fix sau regulat mediul de lucru, uleiul mineral, catre cilindru pentru a mobiliza pistonul. Pistonul impinge uleiul din cealalta camera inafara si catre rezervor. Daca presupunem ca uleiul intra in camera pe parcursul cursei de avans si ca presiunea uleiului in camera 2 sau in camera 1 este aproximativ 1, forta de presiune este egala cu cea a ariei sectiunii pistonului.

F=P∙A

Pe durata retragerii, daca uleiul este pompat din camera 1 inapoi in rezervor in aceleasi conditii ca si la avans, presiunea fluidului de lucru este :

P=F_p/(A_p∙A_r )

unde P este presiunea fluidului de lucru, Fp este forta de presiune, Ap este aria sectiunii pistonului, Ar este aria sectiunii tijei.

Componentele cilindrului hidraulic

• Cilindrul propriu-zis

Principala sa functie este mentinerea presiunii, fiind adesea executat dintr-un tub care este prelucrat in interior prin honuire pentru a obtine o rugozitate specifica unei suprafete oglinda.

• Capacul cindrului

Functia sa este sa inchida camera de presiune la unul din capete. Acesta este conectat la corp prin sudare, filetare, suruburi. Dimensiunea sa este determinata pe baza incarcarii la incovoiere, un o-ring este folosit intre el si cilindru pentru a etansa, exceptie face constructia prin sudare.

• Pistonul

Scopul acestuia este de a separa presiunea dintre cele doua camere. Pistonul este prelucrat cu niste caneluri pentru a permite potrivirea unor etansari. Aceste etansari pot fi de simpla actionare sau de dubla actionare, diferenta in presiune dintre cele doua parti ale pistonului determina pistonul sa avanseze sau sa se retraga. Pistonul este atasat cu tija prin filetare, sau cu suruburi pentru a transmite miscarea liniara.

• Tija piston

Tija pistonului este tipic o piesa dura, placata cu crom, executata din oxel roluit la rece. Aceasta conecteaza actuatorul hidraulic la echipamentul component al sistemului prin filet sau prin cuplaj elastic.

• Etansare de capat

Capacul de capat este dotat cu etansari pentru a preveni uleiul presurizat sa se scurga pe la interfata dintre capac si tija. Avantajul consta in retragerea si inlocuirea facila a elementului, aceasta etansare este alcatuita din alte etansari primare, secundare sau de tampon.

• Etansari de piston

Sunt considerate si proiectate pe presiunea de lucru, viteza, temperatura de operare, mediul de lucru si aplicatia cilindrului. Acestea sunt etansari de tip dinamic si pot fi atat de unica cat si de dubla actiune.

In general, etansarile din elastomeri precum cauciuc nitrilat, poliuretan sau alte materiale sunt cele mai indicate pentru mediile cu temperaturi joase in timp ce acelea din fluorocarbon sunt buna in medii cu temperaturi inalte. Anumite stergatoare sunt folosite pentru a elimina contaminanti precum umezeala, praf care pot cauza daune considerabile la peretii cilindrului, tijei, etansarilor sau a altor componente.

Exista in principal doua tipuri de constructii ale cilindrilor hidraulici care sunt folosite in industrie si anume : cilindri cu tiranti sau cilindri corp sudat.