유압 실린더 구조의 원칙, 분류, 적용 및 유지 관리 가이드

 

유압 시스템의 핵심 작동 요소로서, 유압 실린더는 유압 에너지를 기계 에너지로 변환하여 선형 왕복 운동 또는 스윙을 달성합니다.그것의 간단한 구조, 안정적인 작동, 강한 하중 운반 능력으로, 그것은 건설 기계, 금속 장비, 자동차 제조 및 다른 분야에서 널리 사용됩니다.이 문서에서는 유압 실린더의 구성 구조, 유형 분류, 선택 매개 변수 및 일반적인 결함 솔루션을 체계적으로 분석합니다.

 

I.유압 실린더의 작동 원리와 핵심 부품

파스칼의 원리에 따라 유압 실린더는 피스톤을 구동하여 닫힌 중공에서 유압 오일의 압력 변화를 통해 이동하고 추력과 인력을 출력합니다.핵심 구성요소는 다음과 같습니다.

1.실린더 배럴 및 엔드 커버: 고강도 이음새 없는 강철 파이프로 만들어졌으며 내부는 정밀하게 연마되었습니다.끝 덮개와 함께, 그들은 밀봉된 중공을 형성합니다.주요 재료는 No. 45 강철 (고압 환경용) 또는 No. 20 강철 (저압 시나리오용) 으로 압력 내성과 서비스 수명을 보장합니다.

2.피스톤 및 피스톤 로드: 피스톤은 유압 에너지를 기계 에너지로 변환하고, 피스톤 로드는 외부 메커니즘에 전력을 전달합니다.그들은 종종 No. 35 / 45 강철 또는 마모 저항 주철로 만들어지고 표면은 45 - 55 HRC 의 경도로 고주파 경화로 처리되어 마모 저항을 향상시킵니다.

3.밀봉 시스템: 오일 누출 및 오염물질의 침입을 방지하기 위해 먼지 씰, 가이드 슬리브 및 다단계 씰이 포함됩니다.밀봉 재료는 작동 온도 (- 30 ° C ~ 120 ° C) 및 매체 호환성 (광유 및 물 기반 유체와 같은) 에 따라 선택해야합니다.

4.버퍼링 디바이스 : 스로틀 구멍이나 가변 횡단면을 설계하여 피스톤 끝의 운동 에너지를 열 에너지로 변환하여 충격 소음을 줄입니다.버퍼를 구성하면 실린더 본체의 서비스 수명을 30% 이상 연장할 수 있습니다.

5.배기 밸브: 일반적으로 실린더 본체의 가장 높은 지점에 위치하여 시스템 크롤링이나 압력 변동을 방지하기 위해 오일과 혼합된 공기를 배출하는 데 사용됩니다.

 

II.유압 실린더의 4 가지 주요 분류와 적용 시나리오

1.피스톤 유압 실린더

- 싱글 피스톤 로드 유형: 1 방향 하중 시나리오 (예: 공작 기계 공급 시스템) 에 적합하며, 추력 범위는 5 - 500 톤입니다.

- 이중 피스톤 - 로드 유형: 양방향 일정한 속도 움직임을 위해 설계되었으며, 사출 성형 기계의 금형 클램프 장치에 주로 사용됩니다.

2. Telescopic Hydraulic Cylinder (伸缩형 유압 실린더)

3 단계 이상의 슬리브 구조로, 연장된 길이는 수축 상태의 5 배에 도달할 수 있습니다.덤프 트럭 리프트 및 소방 사다리 등 공간이 제한된 시나리오에서 사용됩니다.

3.플런저 실린더

플런저와 실린더 배럴 사이에 일치하는 요구 사항이 없습니다.유압 리프팅 플랫폼과 같은 긴 스트로크 (> 10 m) 의 수직 리프팅에 특히 적합합니다.

4.스윙 유압 실린더

단일 / 이중 블레이드 구조는 최대 20, 000 N · m 의 토크 출력으로 270 ° 이내에 스윙을 달성 할 수 있습니다.그것은 선박의 스티어링 기어와 로봇 관절에 사용됩니다.

 

III.주요 선택 매개변수 및 설계 사양

1.압력 등급 : ISO 표준에 따르면 16 MPa (가벼운 의무), 25 MPa (중간 의무) 및 31. 5 MPa (중무 의무) 로 나뉘어 있습니다. 20% 의 안전 마진을 예약해야 합니다.

2.실린더 보어 - 피스톤 로드 지름 비율: 기존의 비율은 1. 33: 1 (추력 유형) 또는 2: 1 (속도 유형) 이며, 이는 출력 힘과 이동 속도에 직접적으로 영향을 미칩니다.

3.스트로크 정확도: 정밀 공작 기계에 사용되는 실린더의 경우 직선성 오차는 0. 05 mm / m 이내로 제어되어야합니다.변위 센서는 폐쇄 루프 제어를 위해 사용됩니다.

4.설치 방법 : 플랜지 유형 (반지름 하중 ≤ 10 kN), 귀걸이 유형 (스윙 각도 ± 15 °) 및 힌지 샤프트 유형 (다중 자유도 시스템) 을 포함합니다.

 

IV.일반적인 장애 진단 및 유지 관리 전략

1.외부 누출 처리 (External Leakage Treatment)

- 피스톤 로드의 스크래치: 로드 본체를 Cr 코팅 (0. 02 - 0. 05 mm 두께) 으로 교체합니다.

- 씰의 노화: 정기적으로 교체하십시오 (권장되는 주기는 2000 작업 시간입니다).

2.내부 누출 검사

- 피스톤 씰의 고장: 압력 테스트 방법으로 검출합니다.누출량이 5% 이상이면 즉시 유지보수가 필요합니다.

- 실린더 배럴의 변형: 레이저 칼리퍼를 사용하여 타원형을 탐지합니다 (이것이 0. 1 mm 이상인 경우, 연마 수리가 필요합니다).

3.구조적 손상을 방지하기

- 플랜지 골절: 응력 집중을 제거하기 위해 R - 각도 전환 (반지름 ≥ 5 mm) 을 최적화합니다.

- 실린더 바닥의 균열: 유한요소 분석을 사용하여 벽 두께를 최적화하여 피로 수명을 40% 향상시킬 수 있습니다.

4. Cavitation 보호

60 ° C 이하의 오일 온도를 제어하고, 좋은 탈포밍 특성을 가진 유압 오일을 선택하고, 오일 입구의 유동 속도를 1. 5 m / s 미만으로 유지하십시오.

 

v.기술혁신과 발전동향

현재 유압 실린더는 지능형으로 발전하고 있습니다.압력 / 온도 / 변위 센서가 통합된 지능형 실린더는 실시간으로 작동 상태를 모니터링하고 예측 유지보수 시스템은 고장 가동 중지 시간을 70% 까지 줄일 수 있습니다.나노 코팅 기술은 피스톤 로드의 마모 저항을 3 배로 늘리고 세라믹 - 매트릭스 복합 실린더 본체는 무게를 45% 줄이고 압력 내력 용량을 30% 증가시킵니다.

 

과학적인 선택, 표준화된 유지보수 및 기술 혁신을 통해 유압 실린더는 Industry 4. 0 시대에도 계속해서 대체할 수 없는 역할을 할 것입니다.사용자는 특정 작업 조건 매개변수에 따라 제품 사양을 일치시키고 장비 효율성을 극대화하기 위해 정기적 인 검사 시스템을 구축해야합니다.