Labor nr 3 Hüdrosilindrid (1)

Hüdrosilindrid
Labortöö nr 4
Kasutusala:
Hüdrosilinder on hüdrosüsteemis asendamatu komponent, mille abil muudetaksee hüdroenergia mehaaniliseks energiaks. Erinevalt hüdro-mootorist, mille väljundiks on pöörlev liikumine, kasutatakse hüdrosilindreid kulgliikumise realiseerimiseks. Hüdrosilindrite tähtsamateks kasutus valdkondadeks on koormuste tõstmine ja langetamine, lukustus ja nihutus.
Tüübid:
1) ÜHEPOOLSE TOIMEGA SILINDRID
Vedruta ühepoolse toimega silinder -
Vedruta ühepoolse toimega silindris toimub kolvi liikumine ühes suunas hüdroenergia toimel, vastassuunas aga välise jõu mõjul. Ühepoolse toimega silindri korral räägitakse ühest kolvi efektiivsest pindalast
Sisemise piirajata ja piirajaga ühepoolse toimega silindrid
Vedruga ühepoolse toimega silinder -
Vedruga tagastuvaid ühepoolse toimega silindreid kasutatakse kohtades, kus puudub väline jõud kolvi viimiseks lähteasendisse. Vedru võib paikneda nii silindris kui ka väljaspool silindrit. Kuna vedruga saab realiseerida vaid piiratud jõudu ja liikumisulatust on vedru kasutusel vaid lühikestes silindrites nagu
Sisemise ja välise vedruga
ühepoolse toimega tõmbesilindrid
näiteks kinnitussilindrid.
2) ÜHEPOOLSE TOIMEGA SILINDRID
Kahepoolse toimega silindri korral toimub kolvi liikumine mõlemas suunas
töövedeliku toimel. Kahepoolse toimega silindrite korral räägitakse kahest
omavahel võrdsest või erineva suurusega kolvi efektiivsest pindalast.
Diferentsiaalsilinder (ühe kolvivarrega) -
Enamikes hüdrosüsteemides kasutatakse
Diferentsiaalsilinder
silindreid milledel on üks kolvivars (sele
6.4). Silindri nimetus tuleneb kolvi
erinevate poolte erinevast pindalast.
Seda pindalade suhet tähistatakse ϕ Sellistel silindritel on tänu kolvi erinevate poolte erinevatele pindaladele konstantse töörõhu korral tõukejõud kordaja ϕ võrra suurem kui tõmbejõud. Tänu kolvivarre mahule on erinevad ka silindripoolte ruumalad, mistõttu on erinevad ka kolvivarre sisse- ja väljaliikumise kiirused, kolvivarre väljaliikumiskiirus on väiksem kui kolvivarre sisseliikumiskiirus.
Sümmeetriline silinder (läbiva kolvivarrega) -
Sümmeetrilises silindris on kolvi erinevate poolte pindalad on võrdsed. Tänu sellele on konstantse töörõhu korral võrdsed kolvi poolt arendatavad erisuunalised jõud ja ka kolvi liikumiskiirused . Eritellimusel võidakse valmistada ka sümmeetrilisi silindreid, milledel on kolvivarte läbimõõdud erinevatel kolvi pooltel erinevad, ning nende silindrite kohta kehtib sama, mis diferentsiaal -silindri kohta
Sümmeetriline silinder
Erinevate kolvivartega sümmeetriline silinder
3) ERIKONSTRUKTSIOONIGA SILINDRID
Sageli tekib olukordi , kus standardsete ühe- ja kahepoolse toimega silindrite kasutamine on võimalik vaid eriliste lisakonstruktsioonide abil. Tüüpilisemad sellistest olukordadest on näiteks olukord, kui on vaja saavutada suurt kolvivarre liikumisulatust silindri minimaalse pikkuse juures või saavutada suuri jõude kolvi minimaalse läbimõõdu juures.
Tandemsilinder -
Kahepoolse toimega tandemsilindris on tegemist kahe silindriga, mis on
teineteisega seotud niimoodi , et teise
silindri kolvivars on läbi esimese silindri tagakaane seotud esimese silindri kolviga. Sellise konstruktsiooni korral silindrite kolbide efektiivsed pindalad summeeruvad, võimaldades arendada suuri jõude kolvi väikese diameetri korral.
Kahejärguline silinder
Kahejärgulised silindrid on kasutusel näiteks pressides. Sellistes silindrites juhitakse 1. järgus töövedeliku rõhk
Ühepoolse toimega kahejärguline silinder
Kahepoolse toimega kahejärguline silinder
ainult osale kolvi efektiivsest pindalast (nn. kiirliikumisega kolvivars), seda seni kuni ei vajata täisjõudu. 2. järgus aga
juhitakse töövedeliku rõhk kolvi
kogupindalale kasutades selleks
rõhuventiile või teekonnalüliteid koos juhtimissüsteemiga Kahepoolse toimega silindrites
toimub kolvivarre väljaliikumine samuti kui ühepoolse toimega silindrites. Kolvi tagastusliikumine toimub kui töövedelik juhitakse silindrisse liiteava B kaudu.
Amortisaatoritega hdrosilindrid
Selleks, et vähendada silindris tekkivaid lööke kolvi jõudmisel piirasenditesse varustatakse silindrid amortisaatoritega,
Amortisaatoritega kahepoolse toimega silinder
seda kas ühes või mõlemas piirasendis. Tänu amortisaatoritele toimub kolvi
liikumiskiiruse aeglustamine kolvilähenemisel piirasendisse.
Kolvivarre läbipaindumine
Suure kolvi liikumisulatusega silindrite kasutamisel tekib teatavaid probleeme. Nimelt tekib pikkade silindrite kasutamisel kolvivarre läbipaindumise oht. Silindri maksimaalse koormuse arvutamisel lähtutakse eeldusest, et kolvivart võib vaadelda kui peenikest elastset varrast ja kasutada selleks Euleri valemit.