Quanto ne sai sulla tenuta dei cilindri idraulici?

Cilindri idrauliciottenere il movimento in avanti e all'indietro dello stelo variando la pressione su entrambi i lati. Tuttavia, l'olio idraulico è presente nelle camere sinistra e destra del cilindro idraulico. Come può il pistone nel cilindro idraulico mantenere sia il movimento che le prestazioni di tenuta richieste dell'attrezzatura?

Classificazione dei cilindri idrauliciI cilindri idraulici sono disponibili in molti tipi:

(1) In base alla modalità di azione, i cilindri idraulici sono suddivisi in due categorie principali: a semplice effetto e a doppio effetto. In un cilindro idraulico a semplice effetto, il movimento in una direzione è ottenuto dalla pressione idraulica, mentre il movimento inverso si basa sulla gravità o sulla forza della molla. In un cilindro idraulico a doppio effetto, il movimento in entrambe le direzioni si basa sulla pressione idraulica.

(2) In base alle diverse pressioni operative, i cilindri idraulici possono essere ulteriormente suddivisi in cilindri idraulici a media pressione, bassa pressione, medio-alta pressione e alta pressione. • Per le macchine utensili vengono generalmente utilizzati cilindri idraulici a media e bassa pressione, con una pressione nominale di 2,5 MPa~6,3 MPa; per i veicoli da costruzione e gli aerei che richiedono dimensioni ridotte, leggerezza e rendimento elevato, vengono utilizzati principalmente cilindri idraulici a media e alta pressione, con una pressione nominale di 101 MPa ~ 16 MPa;

Per le presse idrauliche e macchinari simili, la maggior parte utilizza cilindri idraulici ad alta pressione, con una pressione nominale di 25 MPa~315 MPa.

(3) In base ai diversi tipi strutturali, i cilindri idraulici sono anche classificati in tipo a pistone, a stantuffo, a oscillazione, a telescopico, ecc. Tra questi, i cilindri idraulici a pistone sono i più utilizzati. I cilindri idraulici del tipo a pistone hanno diverse strutture e modalità di movimento, come stelo singolo e stelo doppio, tipo fisso con cilindro e tipo fisso con stelo.

Come perde il cilindro idraulico?

Come fuoriesce l'olio idraulico in acilindro idraulico? Quando un cilindro idraulico è in funzione, la pressione all'interno della cavità è molto superiore alla pressione all'esterno della cavità (pressione atmosferica); la pressione nella cavità di ingresso dell'olio è molto più elevata della pressione nella cavità di ritorno dell'olio. Pertanto, l'olio potrebbe fuoriuscire attraverso la connessione di parti fisse (un percorso), come la connessione tra il cappuccio terminale e il cilindro, e lo spazio tra le parti relativamente mobili (un altro percorso). Come mostrato nel diagramma qui sotto. Le perdite esterne non solo provocano perdite di olio e influiscono sull'ambiente, ma rappresentano anche un pericolo di incendio. Le perdite interne causeranno il riscaldamento dell'olio, ridurranno l'efficienza volumetrica del cilindro idraulico e di conseguenza peggioreranno le prestazioni di funzionamento del cilindro idraulico. Pertanto, le perdite dovrebbero essere ridotte al minimo.

Come mostrato nello schema, i cilindri idraulici possono perdere olio idraulico, soprattutto attraverso il collegamento e il gioco. Questo può essere riassunto in cinque categorie principali:

(1) Problemi con la scelta degli anelli di tenuta: con lo sviluppo della tecnologia idraulica, il design e la struttura dei dispositivi di tenuta sono diventati più diversificati e emergono costantemente nuovi materiali di tenuta. I tipi comuni di anelli di tenuta includono anelli antipolvere, anelli di tipo YX, anelli di tipo U, guarnizioni combinate di tipo V, anelli Glyd, guarnizioni a gradini e anelli di guida di supporto, ecc., che vengono selezionati principalmente dalle unità di progettazione e produzione e generalmente non ci sono problemi. Per ragioni di costo, i materiali di tenuta comunemente utilizzati in loco sono in genere gomma nitrilica, poliuretano poliestere e gomma in tessuto, che sono materiali di bassa qualità e spesso non soddisfano i requisiti di affidabilità di tenuta a lungo termine. Pertanto, il miglioramento dei materiali di tenuta è fondamentale per migliorare le prestazioni di tenuta e prolungare la durata dei cilindri idraulici.

(2) Stoccaggio degli anelli di tenuta: le guarnizioni idrauliche vengono solitamente conservate in grandi quantità. Il personale in loco deve standardizzare e sistematizzare la manutenzione e lo stoccaggio per identificare tempestivamente i problemi ed evitare l'utilizzo di anelli di tenuta invecchiati o deteriorati.

(3) Installazione di sigillatura: rafforzare la formazione tecnica del personale in loco. Durante l'installazione, assicurarsi che il cilindro idraulico e gli anelli di tenuta siano puliti per evitare graffi o un'installazione errata. Prestare attenzione alle tecniche di installazione per i diversi tipi di anelli di tenuta.

(4) Anello di tenuta e adattamento della scanalatura: la qualità delle prestazioni di tenuta dipende non solo dall'anello di tenuta stesso, ma anche dall'adattamento tra l'anello di tenuta e la scanalatura e tra l'anello di tenuta e la superficie sigillata. Se sono presenti errori nelle dimensioni di lavorazione della scanalatura o usura sul corpo del cilindro o sul tirante, le dimensioni dell'anello di tenuta devono essere adattate alle dimensioni effettive dell'assemblaggio. Se la superficie sigillata è graffiata o troppo ruvida, deve essere riparata o sostituita.

(5) Problemi di tenuta tra l'ingresso/uscita dell'olio e il tubo dell'olio idraulico: l'uso a lungo termine dei tubi dell'olio idraulico può portare all'invecchiamento e a una tenuta insufficiente nell'accoppiamento tra l'ingresso/uscita e il tubo dell'olio, con conseguenti perdite di olio.

Metodi di tenuta per cilindri idraulici

I metodi di tenuta comuni per i cilindri idraulici includono la sigillatura degli spazi e la sigillatura dell'anello.

(1) La sigillatura degli spazi, come mostrato nella Figura 1, si basa su uno spazio molto piccolo tra le parti in movimento relativo per garantire la tenuta. Sul pistone del cilindro idraulico sono ricavate diverse scanalature anulari (generalmente 0,5 x 0,5 mm). La loro funzione è duplice: in primo luogo, ridurre l'area di contatto tra il pistone e la parete del cilindro; in secondo luogo, grazie alla pressione dell'olio nelle scanalature anulari, il pistone viene posizionato al centro, riducendo l'attrito tra il pistone e la parete del cilindro causato dalla pressione laterale, e quindi riducendo le perdite. Questo metodo di tenuta presenta un basso attrito ma scarse prestazioni di tenuta e richiede un'elevata precisione di lavorazione. È adatto per applicazioni con dimensioni ridotte, bassa pressione ed elevata velocità di movimento. Il valore del gioco può essere 0,02~0,05 mm.

(2)Anelli di tenutapossono essere utilizzati sia per componenti stazionari (statici) che mobili (dinamici) e sono attualmente i dispositivi di tenuta più utilizzati nei sistemi idraulici. Gli anelli di tenuta sono realizzati in gomma resistente agli oli (negli ultimi anni è stato utilizzato anche nylon o altri materiali per migliorare la resistenza all'usura). Gli anelli di tenuta sono generalmente realizzati a forma di O, a Y, a V, a L, a J, a Y, ecc. Presentano una serie di vantaggi come facilità di produzione, praticità d'uso, tenuta affidabile e funzionamento affidabile a varie pressioni.

① Guarnizioni O-ringsono un tipo di elemento di tenuta a sezione circolare e sono ampiamente utilizzati. Le guarnizioni O-ring sono installate nelle scanalature e deformate sotto la pressione dell'olio, facendole aderire saldamente alla scanalatura e allo spazio per ottenere un effetto di tenuta. Le prestazioni di tenuta aumentano con l'aumentare della pressione. I suoi vantaggi sono struttura semplice, fabbricazione facile, buone prestazioni di tenuta e basso attrito; il suo svantaggio è che sotto alta pressione... 

② Guarnizioni ad anello a Y In circostanze normali, le guarnizioni ad anello a Y possono essere installate direttamente nella scanalatura senza un anello di supporto per ottenere un effetto di tenuta. Tuttavia, in situazioni con grandi variazioni di pressione e velocità di scorrimento elevate, è necessario utilizzare un anello di supporto per fissare la guarnizione. I suoi vantaggi includono una forte adattabilità.

③ Le guarnizioni a V vengono utilizzate principalmente nei cilindri idraulici con basse velocità di movimento. Sono costituiti da anelli di supporto, anelli di tenuta e anelli di pressione di varie forme. Queste guarnizioni hanno un'ampia area di contatto e buone prestazioni di tenuta, ma anche un elevato attrito.

④ Le guarnizioni Yx hanno una sezione trasversale ridotta e una struttura semplice; la loro lunghezza è più del doppio della loro larghezza. Pertanto, anche senza anello di supporto, la guarnizione non si torcerà né rotolerà nella scanalatura. I labbri interni ed esterni del sigillo hanno lunghezze diverse. Il labbro corto è il labbro di lavoro, a contatto con la superficie di tenuta, con conseguente basso attrito radente, buona resistenza all'usura e lunga durata. Il labbro lungo ha un'interferenza maggiore con la superficie non in movimento, con conseguente elevata resistenza all'attrito. Ciò conferisce alla guarnizione a Y una buona stabilità e compensa l'usura. Questa struttura fornisce buone prestazioni di tenuta sia in ambienti ad alta che a bassa pressione e in movimenti ad alta velocità. Pertanto, i sigilli a forma di Yx sono attualmente ampiamente utilizzati. (a Y, a V, a Y...) La tenuta degli O-ring è ottenuta attraverso l'azione dell'olio sotto pressione, che serra i loro labbri contro la superficie di tenuta. Una maggiore pressione dell'olio si traduce in una migliore tenuta. Durante l'uso, prestare attenzione alla direzione di installazione per garantire che si aprano sotto pressione.

Perdita del cilindro idraulico

È l'ideale per acilindro idrauliconon perdere assolutamente olio idraulico? Molte persone credono che le perdite di olio idraulico nei cilindri idraulici presentino molti inconvenienti, quindi non sarebbe meglio eliminare tutte le perdite? In realtà non è così. Se non ci fossero perdite, il movimento alternativo dell'asta del pistone all'interno del cilindro non porterebbe fuori l'olio, con conseguente attrito a secco e un impatto negativo sulle prestazioni e sulla durata del cilindro. Inoltre, è impossibile ottenere una tenuta assoluta in un cilindro idraulico. Il movimento alternativo dello stelo trascina inevitabilmente una certa quantità di olio. Tuttavia, questa perdita deve essere ridotta al minimo. Pertanto, le guarnizioni idrauliche devono avere perdite estremamente basse, eccellenti prestazioni di tenuta e migliorare automaticamente il loro effetto di tenuta con l'aumento della pressione dell'olio idraulico. Anche in ambienti di lavoro difficili come alta pressione e alta temperatura, la perdita delle guarnizioni idrauliche non dovrebbe aumentare in modo significativo.

Riepilogo

Il cilindro idraulico è l'attuatore di un sistema idraulico e un componente importante del sistema. La qualità della tenuta del cilindro idraulico influisce direttamente sulle prestazioni di lavoro e sull'efficienza dell'intero sistema. Pertanto, dobbiamo garantire che il cilindro idraulico abbia buone prestazioni di tenuta.