JAK ZBUDOWANY JEST CYLINDER HYDRAULICZNY?

Cylinder hydrauliczny stanowi nieodłączny element układów, w których wykorzystywane są siłowniki hydrauliczne. To właśnie dzięki jego zastosowanie możliwe staje się generowanie dużych sił niezbędnych do wykonywania wielu zadań w środowisku przemysłowym. Jak zbudowany jest cylinder hydrauliczny? Jakie ma zastosowanie?

Jak zbudowany jest cylinder hydrauliczny?

Konstrukcja cylindra hydraulicznego zależy od jego przeznaczenia, jednak można wyróżnić zestaw komponentów, które pojawiają się w większości tego typu urządzeń. Podstawowym elementem jest obudowa, wewnątrz której odbywa się ruch cieczy roboczej oraz tłoka. Najczęściej do jej produkcji wykorzystuje się stal o wysokiej wytrzymałości, odpornej na działanie ciśnienia i kontakt z olejem hydraulicznym.

Wewnątrz cylindra znajduje się tłok, który pod wpływem ciśnienia cieczy wykonuje ruch posuwisty. W zależności od konstrukcji, tłok może działać jednostronnie lub dwustronnie. Zastosowanie konkretnego rozwiązania wpływa na to, czy zostanie zastosowana sprężyna zwrotna. Tłoczysko stanowi łącznik pomiędzy tłokiem a częścią roboczą maszyny i odpowiada jednocześnie za przekazywanie siły mechanicznej oraz umożliwia zamocowanie siłownika w określonym miejscu. W niektórych typach urządzeń klasyczny tłok zastępuje nurnik lub membrana, które również reagują na zmiany ciśnienia oleju hydraulicznego, inicjując ruch. Istotne znaczenie dla poprawnego działania ma również zastosowanie odpowiednich uszczelnień, umieszczanych zarówno w obrębie tłoka, jak i połączeń poszczególnych części. Ich zadaniem jest zapobieganie wyciekom i utrzymanie szczelności układu.

Niektóre siłowniki mogą być dodatkowo wyposażone w układy sterujące, pozwalające na regulację działania mechanizmu i precyzyjną kontrolę nad jego ruchem. Konstrukcję uzupełniają zakończenia w postaci stopy i dławnicy, które odpowiadają za stabilność montażu oraz zamknięcie całego systemu.

Jak działają cylindry hydrauliczne?

Cylindry hydrauliczne pełnią funkcję urządzeń wykonawczych, które charakteryzują się prostą zasadą działania i bezpieczną obsługą. Elementem roboczym znajdującym się wewnątrz korpusu z wytrzymałej stali, najczęściej stopowej, jest tłok, nurnik lub membrana. W przestrzeń roboczą wprowadzany jest olej o odpowiedniej lepkości, który pod wpływem działania pompy hydraulicznej trafia do komory cylindra.

Wzrost ciśnienia cieczy powoduje ruch posuwisty tłoka lub nurnika bądź odkształcenie membrany, co prowadzi do przekazania siły liniowej na odpowiedni element mechaniczny. Dzięki temu możliwe staje się przesunięcie narzędzia roboczego maszyny lub elementu pojazdu. W zależności od konstrukcji działanie może odbywać się w jednym kierunku lub w dwóch. 

W przypadku siłownika jednostronnego ruch powrotny tłoka następuje pod wpływem siły pochodzącej z zewnętrznego źródła, na przykład z grawitacji lub sprężyny. Przesunięcie tłoka odbywa się dzięki działaniu cieczy roboczej jedynie po jednej stronie, natomiast powrót następuje bez jej udziału. W siłownikach dwustronnych ciecz oddziałuje na obie strony tłoka, a kierunkiem przepływu steruje rozdzielacz. Tego rodzaju rozwiązania umożliwiają większą kontrolę nad ruchem i są bardziej uniwersalne pod względem zastosowania. Siłowniki dwustronnego działania mogą być wyposażone w tłoczysko z jednej lub z obu stron, co wpływa na równowagę sił i charakterystykę pracy. Wydajność układu zależy od takich parametrów jak średnica powierzchni suwu, ciśnienie robocze, długość skoku oraz prędkość przemieszczania się tłoka. Wszystkie te czynniki decydują o sile generowanej przez urządzenie oraz jego zdolności do przenoszenia obciążeń.

Jakie zastosowanie mają hydrauliczne cylindry?

Zastosowanie cylindrów hydraulicznych obejmuje wiele obszarów, np.przemysł, budownictwo czy motoryzacja. Wersje jednostronnego działania wspierają pracę maszyn w sektorach związanych z energetyką, górnictwem, hutnictwem i przemysłem stoczniowym. Modele dwustronnego działania pozwalają na szybkie cofnięcie suwu roboczego, co sprawdza się podczas wznoszenia konstrukcji mostowych czy fundamentów, a także w procesach wymagających przenoszenia znacznych obciążeń. Rozwiązania te znajdują zastosowanie w produkcji maszyn, ponieważ umożliwiają sterowanie ruchem elementów roboczych oraz podnoszenie i opuszczanie różnych komponentów w tych urządzeniach.

W środowisku przemysłowym działanie cylindrów wspomaga również funkcjonowanie linii produkcyjnych, pras hydraulicznych i mechanizmów zdalnego sterowania. Mowa między innymi o systemach otwierania bram czy ramionach koparek i żurawi. Oprócz standardowych rozwiązań stosowane są także cylindry specjalistyczne, np. modele łopatkowe, zębatkowe, śrubowe czy teleskopowe. Warianty zębatkowe są często spotykane w wyrobiskach górniczych. Cylindry hydrauliczne można znaleźć niemal wszędzie tam, gdzie zachodzi potrzeba działania pod dużym obciążeniem, między innymi w rolnictwie, robotach ziemnych, warsztatach, elektrowniach, kopalniach, zakładach obróbki metali, a także w infrastrukturze budowlanej i systemach podnośnikowych.