상세한 설명 실린더 구조 및 작동 원리 : 핵심 구성 요소 및 작동 메커니즘

 

유압 시스템의 핵심 작동 요소로서 실린더의 구조 설계 및 작동 원리는 기계 장비의 전력 출력 효율성과 안정성에 직접적으로 영향을 미칩니다.이 문서에서는 원통의 구성 요소, 각 구성 요소의 기능 및 파스칼의 법칙에 기초한 작동 메커니즘을 체계적으로 분석합니다.

 

I.실린더의 주요 구조 구성요소

1.실린더 배럴 및 실린더 헤드

실린더 배럴은 실린더의 주요 구조이며, 일반적으로 이음새 없는 강철 파이프로 만들어집니다.내부 벽은 높은 표면 마감을 달성하기 위해 정밀하게 가공되어야 하며, 따라서 마찰을 줄이고 씰의 서비스 수명을 연장해야 합니다.실린더 헤드는 실린더 배럴의 양쪽 끝에 위치하고 볼트 또는 용접으로 고정되어 유압 오일을 보유하는 닫힌 중공을 형성합니다.

 

2.피스톤 및 피스톤 로드

피스톤은 실린더 배럴을 두 개의 독립적 인 챔버로 분할하고 유압 오일의 압력을 통해 왕복 움직임을 실현합니다.피스톤 로드의 한쪽 끝은 피스톤에 연결되어 있으며, 다른 한쪽 끝은 기계적 힘을 전달하기 위해 실린더 배럴 외부로 연장됩니다.피스톤 로드는 종종 고강도 강철로 만들어지며 표면은 탄화 및 경마, 단단한 크롬 도금과 같은 과정을 통해 마모 및 부식 저항을 향상시킵니다.

 

3.밀봉장치

밀봉 시스템은 다양한 종류의 밀봉으로 구성되어 있습니다.예를 들어, O - 링은 정적 밀봉 (실린더 헤드와 실린더 배럴 사이) 에 사용되며, Y - 자형 또는 U - 자형 씰은 피스톤과 피스톤 로드의 동적 밀봉에 사용됩니다.고무, 폴리우레탄 또는 불소 고무로 구성된 씰링 재료는 고압 환경에서 유압 오일이 누출되지 않도록 합니다.

 

4.버퍼링 및 소진 장치 (Buffering and Exhausting Devices)

고무 버퍼 패드 또는 스프링 버퍼와 같은 버퍼 장치는 피스톤의 고속 이동에 의해 생성되는 충격력을 흡수하기 위해 스트로크 끝에 설치됩니다.배기 장치는 일반적으로 상단에 설치된 배기 밸브로, 실린더의 잔류 가스를 배출하여 캐비티에 의한 유압 변동을 방지할 수 있습니다.

 

5.보조 구성요소

가이드 슬리브는 피스톤 로드의 이동 궤적을 지원하여 편향을 방지하며, 타이 로드는 고강도 사전 응력 강철으로 만들어 고압 하에서 실린더 구조의 무결성을 보장합니다.또한 오일 파이프, 유압 펌프 및 밸브와 같은 외부 구성 요소가 함께 작동하여 유압 오일의 수송 및 압력 제어를 완료합니다.

 

II.실린더의 작동 원리

실린더의 작동은 닫힌 액체에서 압력이 균일하게 전달되는 원리인 파스칼의 법칙에 기반합니다.유압 펌프가 실린더의 한 챔버에 유압 오일을 주입하면 압력이 피스톤 표면에 작용하여 피스톤을 다른 쪽으로 밀어 넣습니다.피스톤 로드가 연장되거나 수축되어 유압 에너지를 선형 기계적 운동으로 변환합니다.

- 단일 작용 실린더: 유압 오일은 피스톤을 한 방향으로만 밀어 넣고, 복귀 스트로크는 외부 하중이나 스프링 힘에 따라 달라집니다.그것은 일반적으로 잭과 같은 장비에 사용됩니다.

- 이중 액션 실린더: 방향 제어 밸브는 유압 오일이 두 챔버에 교차로 들어가도록 제어하여 피스톤 로드가 양 방향으로 적극적으로 움직일 수 있습니다.그것은 건설 기계와 공작 기계에 널리 사용됩니다.

 

피스톤의 이동 속도는 유압 오일의 유량과 챔버의 볼륨에 의해 공동으로 결정되며, 출력력은 오일 압력과 피스톤의 유효 면적에 비례합니다.예를 들어, 자동 용접 기계에서는 실린더가 유통 밸브를 통해 오일의 일방향 흐름을 제어하여 피스톤 로드가 연속적으로 작동하도록 강요합니다. 이중 로드 실린더는 제한된 공간에서 긴 스트로크 요구 사항을 충족시키기 위해 스티어링 기어에 사용됩니다.

 

III.주요 설계 및 성능 최적화

- 재료 선택: 실린더 배럴은 강도와 마모 저항을 모두 가져야합니다.피스톤 로드가 부식성 환경에 적응해야 할 경우 스테인레스 스틸을 선택할 수 있습니다.

- 버퍼링 디자인: 스로틀 구멍이나 조정 가능한 버퍼를 통해 동작 끝에 부드러운 감속을 수행하여 기계적 충격을 줄일 수 있습니다.

- 밀봉 체계 : 압력 수준에 따라 결합된 밀봉 형태를 선택하여 밀봉 성능과 마찰 손실을 모두 고려합니다.

 

정밀한 구조 설계와 유압 제어 기술을 결합하여 실린더는 고정밀과 높은 신뢰성의 선형 전력 출력을 달성하여 건설 기계 및 자동화 장비와 같은 분야에서 필수적인 핵심 구성 요소입니다.