Dołącz do czytelników
Brak wyników

Dodatek specjalny

16 marca 2021

NR 1 (Styczeń 2021)

Vademecum hydrauliki siłowej. Część 6.2 – elementy przetwarzające energię oleju pod ciśnieniem na pracę

0 93

Jak obiecałem na końcu poprzedniego artykułu z SUR 6(86)/2020, dzisiaj zajmiemy się silnikami liniowymi, czyli używając terminologii handlowej – siłownikami hydraulicznymi. Skąd nazwa silnik liniowy? Wynika to z charakterystyki pracy. O ile w silnikach hydraulicznych ruchu obrotowego efektem przetworzenia energii był moment obrotowy, czyli mówiąc najprościej – wirowanie wałka, to w silnikach liniowych otrzymujemy ruch roboczy prostoliniowy, którego wartość można wyrazić w kilogramach lub kiloniutonach. Ruch ten ma określony skok uzależniony od konstrukcji siłownika lub wymaganych parametrów. 

Na jakiej zasadzie działa siłownik?

Siłownik hydrauliczny w swoim działaniu wykorzystuje zjawisko rozchodzenia się ciśnienia w cieczach we wszystkich kierunkach, czego efektem jest dążenie cieczy do powiększenia objętości zbiornika, który wypełnia, na skutek parcia na ściany zbiornika pod wpływem siły zewnętrznej (prawo Pascala). Jeżeli jedna ze ścian zbiornika będzie ruchoma, to parcie wywierane na ścianę przez olej pod ciśnieniem spowoduje jej przesunięcie. Jeżeli ten ruch wykorzystamy do wykonania jakiejś pracy, wówczas możemy powiedzieć, że mamy do czynienia z siłownikiem hydraulicznym, ponieważ dokonaliśmy zamiany energii zawartej w oleju pod ciśnieniem na pracę.

Prawo Pascala: „Jeżeli na płyn (ciecz lub gaz) w zbiorniku zamkniętym wywierane jest ciśnienie zewnętrzne, to (pomijając ciśnienie hydrostatyczne) ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wszędzie jednakowe i równe ciśnieniu zewnętrznemu”. 

Wersja uproszczona: „Ciśnienie zewnętrzne wywierane na ciecz lub gaz znajdujące się w naczyniu zamkniętym rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach”.

Wyżej opisane zasady dotyczą wszystkich siłowników niezależnie od ich budowy i zastosowania. W tym artykule zajmiemy się siłownikami teleskopowymi. 

Możemy wyróżnić kilka rodzajów siłowników w zależności od ich cech konstrukcyjnych. Na potrzeby niniejszego tekstu, jako praktyk, dokonałbym takiego podziału:

  1. Siłowniki teleskopowe:
    - jednostronnego działania:
             - z powrotem grawitacyjnym lub innej siły zewnętrznej,
             - z powrotem wymuszonym sprężyną;
    - dwustronnego działania.
  2. Siłowniki tłokowe:
    - jednostronnego działania;
    - dwustronnego działania:
             - z jednostronnym tłoczyskiem,
             - z dwustronnym tłoczyskiem,
             - z programowalnym skokiem.
  3. Siłowniki nurnikowe
    - z powrotem grawitacyjnym lub innej siły zewnętrznej,
    - z powrotem wymuszonym sprężyną.

Siłownik jednostronnego działania to taki, w którym ruch roboczy wykonywany jest pod wpływem zasilania olejem odbywa się w jedną stronę, najczęściej w kierunku wysuwania tłoczyska lub teleskopu. Ruch odwrotny odbywa się pod wpływem siły zewnętrznej, najczęściej powiązanej z oddziaływaniem siły grawitacji ewentualnie z wykorzystaniem sprężyny. Najłatwiej go zidentyfikować po liczbie punktów przyłączeniowych. Siłownik jednostronnego działania ma zawsze jeden króciec przyłączeniowy. Dla dociekliwych dodam, że jeżeli siłownik dwustronnego działania wykorzystamy jako jednostronny, to wówczas będzie on miał dwa przyłącza.Siłownik dwustronnego działania to taki, w którym ruch wysuwania i wciągania tłoczyska lub teleskopu odbywa się pod wpływem działania strumienia oleju zasilającego siłownik. Na rys. 1 pokazano przekrój siłownika teleskopowego jednostronnego działania, którego budowa stanowi przykład najbardziej typowego rozwiązania zabudowy poszczególnych elementów składowych takich siłowników.


 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 1.Przekrój siłownika teleskopowego trzystopniowego 
z mocowaniem na przegubach kulistych. 1 – pierścień zgarniający typu Z, 2 – wkładka dystansowa, 3 – pierścień rozprężny, 4 – tuleja teleskopowa, 5 – korpus zewnętrzny, 6 – dno siłownika, 7 – kanał zasilający, 8 – wewnętrzny pierścień prowadzący, 9 – uszczelnienie teleskopu typ TTI, TTU, GER, 10 – zewnętrzny pierścień prowadzący, 11 – główka przegubu kulistego

Siłowniki teleskopowe ze względu na swoją budowę w trakcie pracy ulegają wyboczeniu. Wynika to ze sposobu prowadzenia jednego teleskopu w drugim. Rozstaw pierścieni prowadzących najczęściej nie przekracza 100 mm, co stanowi mniej niż 1/3-1/6 długości każdej sekcji teleskopu. Biorąc pod uwagę, że są dwie, trzy 
i więcej wysuwane sekcje, w naturalny sposób powstaje z nich łuk zawarty między miejscami podparcia siłownika. Jest to sytuacja normalna, która występuje zawsze w tego typu siłowniku. Ważne, aby wyboczenie nie przekroczyło wartości naprężeń spręży...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy