Cilindrii hidraulici

I. CILINDRII HIDRAULICI

I.1 Obiective

După parcurgerea acestui capitol studentul trebuie să:

- Să explice caracteristicile constructive ale cilindrilor hidraulici;

- Să explice detaliat principiile de funcționare ale acestora;

- Să explice construcția diferitelor tipuri de cilindrii folosiți în sistemele hidraulice;

- Să calculeze parametrii de performanță (cum ar fi: sarcina limită, viteza și puterea) ai diferitelor tipuri de cilindrii;

- Să selecteze și să proporționeze cindrii pentru aplicații hidraulice;

- Să remedieze defecțiunile tehnice comune ale cilindrilor.

I.2 Considerații generale

Un sistem hidraulic se referă, în general, la mișcarea, prinderea și la aplicarea de forțe unui obiect. Obiectele care realizează acest lucru se numesc elemente de acționare. Acestea sunt componente care convertesc puterea hidraulică înapoi în putere mecanică. În funcție de mișcarea acestor elemente, se împart în:

- elemente circulare și

- elemente liniare.

Elementele de acționare circulare sunt motoarele hidraulice. Elementele de mișcare liniare, după cum implică și numele, mișcă sau aplică o forță unui obiect în linie dreaptă. Acestea sunt cunoscute ca cilindri hidraulici.

Cilindrii sunt elemente de acționare liniare a căror forță sau mișcare se aplică în linie dreaptă. Rolul lor este de a converti puterea hidraulică în putere mecanică. Pentru a completa un ciclu de rotație cilindrii hidraulici trebuie să se axtindă și să se retragă. Aplicațiile lor includ acțiuni de tragere, împingere, basculare și presare. Tipul de cilindru folosit, împreună cu schema sa, se bazează pe o aplicație anume. Cel mai simplu element de mișcare liniar este pistonul hidraulic din Figura 1.1. are doar o singură cameră cu fluid și exercită forță într-o singură direcție. Aceste pistoane sunt folosite pe scară largă în sisteme unde este nevoie de stabilitate lă greutăți mari. Acest tip de cilindrii sunt practici la curse lungi și sunt folosite la cricuri, lifturi etc.

Cilindrii hidraulici sunt clasificați în:

- cilindri cu acțiune simplă;

- cilindri cu acțiune dublă.

În continuare se vor analiza aceste două tipuri de cilindri în ceea ce privește proiectarea, construcția și folosirea practică.

I.3 Construcția

I.3.2 Cilindrul cu acțiune simplă

Cilindrul cu acțiune simplă este presurizat la un capăt, în timp ce celălalt este deschis în atmosferă sau într-un tanc. Sunt proiectați simplu și într-o așa manieră încât un dispozitiv asemănător unui arc îi retrage. În Figura 1.2 este reprezentată cea mai simplă formă de cilindru cu acțiune simplă.

Figura 1.1 Pistonul hidraulic

Un cilindru cu acțiune simplă se compune dintr-un piston aflat într-o carcasă cilindrică, numită cilindru. La un capăt un capăt al pistonului este o tijă, care se extinde în exteriorul unuia dintre capetele cilindrului (capătul tijei). La celălalt capăt (capătul liber) este un orificiu pentru intrarea și ieșirea uleiului.

Figura 1.2 Cilindrul hidraulic cu acțiune simplă

Un cilindru cu acțiune simplă este presurizat la un capăt, și de aceea poate exercita forța doar în direcția de extindere pe măsură ce lichidul intră prin capătul liber al cilindrului. Celălalt capăt se află în atmosferă sau într-un bazin, cu alte cuvinte acești cilindri nu se destind hidraulic. Această destindere se obține folosind gravitația sau incluzând un arc la capătul tijei.

Forța aplicată de piston depinde atât de suprafața acestuia cât și de presiunea aplicată. Această forță se poate calcula folosind ecuația următoare:

,

unde F este forța aplicată (kgf sau N), P este presiunea (psi sau Pa) și r este raza cilindrului (picioare sau metri).