Stūmoklinio koto cilindrai yra pagrindinės pavaros hidraulinėse ir pneumatinėse sistemose. Jie paverčia skysčio slėgio energiją į mechaninę energiją, todėl pasiekiamas linijinis grįžtamasis arba svyruojantis judėjimas. Jie plačiai naudojami inžinerinėse mašinose, automatikos įrangoje, aviacijos erdvėje ir kitose srityse. Jų veikimo principas pagrįstas Paskalio dėsniu ir skysčių mechanikos pagrindais. Slėgis keičiasi uždaros kameros pavaros stūmoklio judėjimo metu, o tai savo ruožtu skatina stūmoklio koto išėjimo jėgą ir poslinkį.
Pagrindinė struktūra ir komponentai
Stūmoklio koto cilindrą daugiausia sudaro cilindro cilindras, stūmoklis, stūmoklio kotas, sandarinimo įtaisas ir skysčio (dujų) įleidimo ir išleidimo angos. Cilindras yra cilindrinis slėginis-guolis su sandaria darbo kamera. Stūmoklis tiksliai įtaisytas į cilindrą, padalijant kamerą į strypo kamerą (įskaitant stūmoklio koto pusę) ir kamerą be strypo (pusę be stūmoklio koto). Stūmoklio kotas yra standžiai sujungtas su stūmokliu viename gale ir tęsiasi už cilindro išėjimo galia. Sandarinimo įtaisai (tokie kaip O-žiedai ir Y-žiedai) yra kontaktiniuose paviršiuose tarp stūmoklio ir cilindro bei tarp stūmoklio koto ir cilindro galvutės, kad būtų išvengta skysčio nutekėjimo ir palaikomas slėgis kameroje. Įleidimo ir išleidimo angos prijungiamos prie hidraulinio siurblio arba oro šaltinio, kad būtų galima valdyti kryptinį skysčio srautą.
Išsamus darbo principo paaiškinimas
Pagrindinė stūmoklio{0}}stiebo cilindro funkcija yra varyti stūmoklį per skysčio slėgio skirtumą. Kai aukšto slėgio skystis (hidraulinė alyva arba suslėgtos dujos) patenka į kamerą be strypų per įleidimo angą, slėgis kameroje be strypų padidėja, stūmoklis stumiamas link strypo kameros. Šio proceso metu skystis be strypų kameroje išspaudžiamas ir išleidžiamas per išleidimo angą. Kadangi stūmoklio plotas yra didesnis nei stūmoklio strypo skerspjūvio plotas (efektyvusis strypo kameros plotas yra mažesnis nei kameros be strypo), esant tokiam pačiam slėgiui, kamera be strypo sukuria didesnę trauką, prailgindama stūmoklio kotą ir veikdama didesnę tiesinę jėgą. Ir atvirkščiai, jei aukšto -slėgio skystis patenka į strypo kamerą ir skystis pašalinamas iš kameros be strypo, stūmoklis traukiasi link kameros be strypo ir atitrauks stūmoklio kotą.
Svarbu pažymėti, kad stūmoklio koto cilindro kryptį ir greitį lemia slėgis ir srautas įleidimo ir išleidimo angose: slėgis lemia išėjimo jėgos dydį (F=P × A, kur P yra kameros slėgis, o A yra efektyvusis plotas), o srautas (skysčio tūris, įtekančio/ištekančio per laiko vienetą) tiesiogiai veikia greitį (Qv/stūmoklio greitis, A, kur A) yra efektyvusis stūmoklio{2}}skerspjūvio plotas). Reguliuojant slėgį ir srautą per valdymo vožtuvų grupę (pvz., atbulinį vožtuvą arba droselio vožtuvą), galima tiksliai nustatyti stūmoklio koto padėtį, reguliuoti greitį ir pakeisti kryptį.
Tipiški taikymo scenarijai
Statybinėse mašinose ekskavatoriaus strėlių ištiesimas ir įtraukimas bei kasimas priklauso nuo suderinto kelių{0}}pakopų stūmoklių kotų ir cilindrų veikimo. Medžiagų stūmimo mechanizmuose automatizuotose gamybos linijose naudojami vieno -veikiantys cilindrai (tik į vieną pusę -skysčio įleidimo anga, o grįžtamieji smūgiai priklauso nuo spyruoklių arba išorinių jėgų), kad būtų užtikrinta efektyvi cirkuliacija. Aviacijos ir kosmoso pramonės didelio-tikslios padėties nustatymo platformose naudojami mažos-trinties, didelio{7}}sandarinimo servo stūmoklių strypai ir cilindrai, užtikrinantys tikslų mažų poslinkių valdymą. Be to, stūmoklių strypai ir cilindrai yra pagrindinės pavaros dėl savo patikimumo ir didelės keliamosios galios tokiose srityse kaip metalurgijos įrangos prisukamieji įtaisai{9} ir laivų inkarų įtraukimo ir išskleidimo sistemos.
Santrauka
Stūmoklio strypai ir cilindrai naudoja skysčio slėgį, kad paskatintų stūmoklio judėjimą, paverčiant hidraulinę arba pneumatinę energiją į valdomą linijinę mechaninę energiją. Jų veikimo principas iš esmės yra mechaninė pusiausvyra tarp slėgio skirtumo ir taikomo ploto. Dėl medžiagų mokslo pažangos (tokių kaip didelio -stipraus lydinio cilindrai ir mažos-trinties sandarinimo medžiagos) ir valdymo technologijų (pvz., elektro-hidraulinių proporcinių vožtuvų ir pažangių jutiklių grįžtamojo ryšio), šiuolaikiniai stūmoklių strypai ir cilindrai tobulėja link didelio tikslumo, ilgaamžiškumo ir mažo energijos suvartojimo pramoninei įrangai, nuolat {{5}palaikant didelę energijos suvartojimą.
