Co warto wiedzieć o siłownikach hydraulicznych?
Siłowniki hydrauliczne znajdują zastosowanie w wielu różnych dziedzinach - od pras hydraulicznych, przez pojazdy samochodowe, po maszyny budowlane i rolnicze. Służą przede wszystkim do zmieniania ciśnienia cieczy na energię mechaniczną. Są to wyspecjalizowane układy, które pracują przy bardzo dużych obciążeniach, więc zazwyczaj odznaczają się solidną budową i niezawodnym działaniem. Jak zbudowane są siłowniki hydrauliczne i w jaki sposób działają? Odpowiedzi na te pytania znajdziesz w naszym artykule.
Jak zbudowane są siłowniki hydrauliczne?
Często siłowniki hydrauliczne noszą nazwę cylindrów. Wewnątrz nich porusza się element wykonawczy urządzenia - tłok. Obecność korpusu jest niezbędna do tego, aby siłownik spełniał swoje zadania. Zwykle wykonuje się go z bardzo odpornego na działanie mechaniczne stopu, w związku z czym nie tylko chroni układ, ale pozwala również na utrzymanie wysokiego ciśnienia oleju.
Siłowniki hydrauliczne zamieniają energię powstającą w cieczy roboczej poddanej ciśnieniu na energię mechaniczną. Tłok wykonuje ruch posuwisty. Cieczami są najczęściej oleje o określonej gęstości, które odpowiednio skompresowane tworzą ciśnienie zamieniane na energię mechaniczną. Warto wspomnieć, że w siłownikach hydraulicznych oprócz cylindra i tłoka znajdują się również:
- tłoczyska, które są elementami realizującymi ruch posuwisto-zwrotny. Przenoszą energię mechaniczną z tłoka hydraulicznego na element roboczy w maszynie. Siłowniki hydrauliczne wyposażono w tłoczyska zawsze połączone z tłokiem pracującym w cylindrze. Tłoczyska mogą mieć powłokę chromową lub niklowo-chromową i różnego rodzaju końcówki: nakręcane lub wkręcane. Zaopatrzone są również w uszczelnienia wargowe symetryczne lub asymetryczne, które posiadają wzmocnione wargi, dodatkowe podparcie na średnicy wewnętrznej lub dodatkowe rowki smarne na średnicy wewnętrznej. Uszczelnienia wargowe na tłoczysku mogą być też wzmocnione tkaniną w części grzbietowej. Stosuje się także uszczelnienia z pierścieniem oporowym, pracujące w zespołach uszczelniających lub wieloelementowe pakiety tkaninowo-gumowe.
- sprężyny - w siłownikach jednostronnych zapewniają powrót tłoka do poprzedniego położenia,
- komory robocze - w cylindrach jednostronnych występują pojedyncze, natomiast w siłownikach dwustronnych podwójne.
Siłowniki hydrauliczne - rodzaje
Ze względu na sposób działania siłowniki hydrauliczne dzielimy na trzy najczęściej stosowane grupy:
Siłowniki hydrauliczne jednostronne
W siłownikach tego rodzaju ruch elementu roboczego odbywa się wyłącznie w jednym kierunku. Realizowany jest przy pomocy cieczy pod ciśnieniem i sprężyny, która pozwala tłokowi na powrót po wykonanej pracy i usunięcie cieczy z komory cylindra.
Siłowniki jednostronne można dodatkowo podzielić na następujące podkategorie:
- HAS/HHA - siłowniki jednostronne o nośności od 32 do 110 ton i maksymalnym ciśnieniu roboczym 700 bar. To urządzenia szeroko stosowane w przemyśle ciężkim.
- HSS - nośność w zakresie 4, 5 do 109 ton, siłowniki popularne w wielu branżach dzięki szerokiemu zakresowi ich nośności.
- HHS - siłowniki jednostronne, które szczególnie dobrze sprawdzają się we zastosowaniach związanych z podnoszeniem, naciąganiem czy też konserwacją. Znajdujące się w nich tłoki posiadają wydrążenia, które pozwalają na poprowadzenie kabli lub prętów.
Siłowniki dwustronne
W urządzeniach tych ruch elementu roboczego odbywa się w dwóch przeciwnych kierunkach. Na jego występowanie wpływ ma ciśnienie cieczy wewnątrz jednej z dwóch komór roboczych. Siłowniki dwustronne stosuje się szczególnie tam, gdzie potrzebny jest możliwie szybki ruch tłoka w kierunku powrotnym. Realizuje się go za pomocą hydrauliki przez otwór zasilający olejem. Siłowniki tego typu posiadają duże możliwości udźwigu - od 5 do nawet 1100 ton.
Siłowniki teleskopowe hydrauliczne
Siłowniki teleskopowe stosuje się, gdy standardowy suw roboczy siłownika okazuje się niewystarczający do wykonania zadania. Siłowniki teleskopowe są osadzane w chowających się kolejno częściach, a efekt działania tłoka rozkłada się na wiele idealnie dopasowanych pokryw znajdujących się w małej tulei głównej. Ponieważ większość tego typu siłowników hydraulicznych montuje się razem w tulei, która stanowi prawie 20% rzeczywistej długości roboczej, zapewniają one lepszy suw roboczy. Ze względu na swoje niewielkie rozmiary, siłowniki teleskopowe są stosowane wtedy, gdy nie ma możliwości użycia jednotłoczyskowego siłownika hydraulicznego.
Siłowniki teleskopowe działają na podobnej zasadzie jak siłowniki jednostronne i dwustronne. Główna różnica polega na tym, że w siłownikach teleskopowych tłok lub pokrywy są osadzone w kompaktowej obudowie wraz z innymi rurami.
Jak działa siłownik hydrauliczny?
Nośnikiem energii w siłownikach hydraulicznych jest ciecz o odpowiedniej gęstości w postaci oleju hydraulicznego. Za pomocą pompy medium to wtłacza się do komory, powodując przesuwanie się tłoka.
W siłownikach jednostronnych tłok przesuwa się w kierunku stopy, wykonując pracę, a jednocześnie ściskając sprężynę zwrotną. Kiedy osiągnie swój cel, sprężyna ulega rozprężeniu i powoduje cofnięcie się tłoka oraz wypchnięcie z komory oleju.
W siłowniku dwustronnym olej jest wtłaczany na przemian do jednej i do drugiej komory. W rezultacie nacisk na tłok posiada identyczną siłę w obu kierunkach. Umożliwia to precyzyjne kontrolowanie ruchu tłoka, a co za tym idzie - pracy obsługiwanego przez siłownik urządzenia.
Jakie parametry siłowników mają znaczenie?
Podejmując decyzję o wyborze siłownika hydraulicznego, należy wziąć pod uwagę jego najważniejsze parametry. Oto one:
| parametr | symbol | Jedn. miary |
|---|---|---|
|
średnica tłoka |
ø |
[mm] |
|
średnica tłoczyska |
ø |
[mm] |
|
skok maksymalny |
[mm] |
|
|
ciśnienie nominalne |
Pn |
[MPa, bar] |
|
prędkość przesuwu tłoka |
Vmax |
[m/s ] |
|
Zakres temperatur: - temp. czynnika roboczego - temp. otoczenia |
[C0] [C0] |
|
Siłowniki hydrauliczne stosowane w rolnictwie
Siłowniki hydrauliczne znajdują zastosowanie w rolnictwie z kilku powodów. Najważniejszy jest ten, że generują bardzo dużą moc, więc nadają się do wykorzystania wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba użycia wielkich sił do sprawnego działania sprzętów i maszyn. Siłowniki hydrauliczne między innymi wprowadzają w ruch elementy robocze w traktorach, poruszają lemieszami, podnoszą siewniki i opryskiwacze. Są powszechnie wykorzystywane do budowy i sprawnego działania ciągników oraz różnego rodzaju przyczep z mechanizmami wyładowczymi.
Prawidłowe działanie maszyny rolniczej zależy między innymi od zastosowania dobrze dobranego typu siłownika o odpowiednich parametrach. Siłowniki hydrauliczne w maszynach rolniczych posiadają wiele zalet:
- precyzja działania,
- prosta konstrukcja,
- łatwa obsługa,
- bezproblemowa wymiana uszkodzonych części.
Można nimi sterować w dowolny sposób, wykonywać rozmaite manewry, takie jak przyspieszanie, zwalnianie oraz zatrzymywanie urządzenia. Ważnym aspektem działania siłowników hydraulicznych jest również bezpieczeństwo eksploatacji. Nie ma w nich elementów elektrycznych, więc nie występuje niebezpieczeństwo powstania iskry podczas prac na polu.
Jak dbać o siłowniki hydrauliczne?
Siłowniki hydrauliczne wymagają odpowiedniego serwisowania i konserwacji. Oto kilka najważniejszych zasad:
- stosowanie odpowiedniego rodzaju oleju. Należy używać wyłącznie produktów, które są przeznaczone do urządzeń hydraulicznych. Inne ciecze mogą powodować uszkodzenia siłownika,
- systematyczna wymiana oleju na nowy,
- uzupełnianie braków oleju,
- odpowietrzanie układu hydraulicznego,
- nieprzekraczanie maksymalnego udźwigu urządzenia.
Awarie siłowników hydraulicznych najczęściej spowodowane są wyciekami płynu. Kiedy cylinder "poci się" w czasie pracy lub widoczne są inne oznaki przeciekania, należy wymienić w nim wszystkie uszczelki. Serwis przeprowadza specjalizowany zakład, a usługa nie jest specjalnie kosztowna.
W sklepie mizar.com.pl oferujemy wybór siłowników hydraulicznych i asortyment części zamiennych do hydrauliki siłowej.