Hidrolik Silindire Giriş
Hidrolik silindir, hidrolik presin en önemli parçasıdır. Bir presleme işlemini gerçekleştirmek için gerekli kuvveti geliştirir. Silindir bir presin en önemli parçalarından biri olduğu için bu bölümde detaylı olarak tartışacağız.
8.1 Tanım:
– Hidrolik silindir, akışkanın enerjisini hareketli pistonun kinetik enerjisine dönüştüren pozitif deplasmanlı pistonlu bir hidrolik motordur. Başka bir deyişle hidrolik silindir, basınç halindeki sıvının enerjisini doğrusal mekanik kuvvet ve harekete dönüştüren bir cihazdır diyebiliriz.
8.1.1
Hidrolik Silindir Tipleri: Hidrolik silindirler iki geniş kategoride sınıflandırılabilir;
- Tek etkili silindirler.
- Çift etkili silindirler.
Tek etkili silindir, “Bir yönde yer değiştirmenin çalışma sıvısı basıncıyla ve diğer yönde dış kuvvetle olduğu silindir” olarak tanımlanabilir. Tek etkili silindir, yalnızca tek yönde güç darbesi alabilir. Yani yapısına bağlı olarak ya silindirin ileri strokunda ya da silindirin geri strokunda gerekli kuvveti geliştirebilir. Silindir strokunun üretken olmayan yönü, öz ağırlık (yerçekimi), yay, yardımcı silindir vb. gibi çeşitli yollarla elde edilir.
Çift etkili silindirler, sıvı basıncı ile ileri ve geri strokların çalıştırıldığı silindirlerdir. Çift hareketli silindir hem ileri hem de geri yönde güç darbesi geliştirebilir. Şekil 8.1’de, A portunda yağ beslendiğinde, silindir ileri yönde kuvvet geliştirecektir. Geri dönüş vuruşu, yerçekimi ve yay ile sağlanır. Şekil 1.2’de iken, A portundan yağ beslendiğinde, silindir ileri güç strokunu alacak ve B-portunda yağ beslendiğinde, silindir güç strokunu ters yönde alacaktır
1. Piston Mili:
Piston çubuğunun çapı hemen hemen piston çapına eşit olduğunda genellikle RAM olarak adlandırılır. Ancak genel olarak tüm büyük boyutlu piston çubuklarına “RAM” denir. Piston kolu, pistonda oluşan kinetik enerjiyi iş parçasına ileten mekanik bir elemandır. Piston kolu ve kılavuz burç arasında hidrolik sızdırmazlık gerektiğinden, çift etkili silindir olması durumunda enine kesiti daireseldir. Tek etkili silindirin ram tipinde, piston kolu da çapraz etkide daireseldir, piston kolu ile kılavuz burcu arasında sızdırmazlık gerekli olmayan piston tipi tek etkili silindirde, piston mili herhangi bir kesitte olabilir. Örneğin kilit somunu tipi tek etkili kriko durumunda, piston çubuğunun tüm uzunluğu boyunca diş vardır. Piston çubuğuna piston da denir. Silindirin her iki ucundan da uzayabilir, ve içi boş da olabilir. Piston kolu, diş açma, delikli cıvata tipi düzenleme veya oluk ve ayrık kaplin düzenlemesi vb. aracılığıyla diğer bileşenlere takılabilir.
2. Silecek Contası
Toz partiküllerinin silindire girmesini önlemek için kullanılırlar. Bu contalar çubuğu yumuşak bir şekilde sildiklerinde buna silecek contası, silindire toz partikülünün girmesini önlemek için piston çubuğunu sert ve kuvvetli bir şekilde ovduklarında ise “sıyırıcı” olarak adlandırılırlar.
3. Bez-Bush:
Salmastra burcu, salmastrayı tutmak, sıyırıcı contayı yerleştirmek ve piston koluna kılavuz sağlamak için kullanılır. İsteğe bağlı bir bileşendir; Guide-bush ile birleştirilebilir. Bu, kılavuz burcun ayrıca çubuk contasını, sıyırıcı contayı barındırabileceği ve piston çubuğuna kılavuz sağlayabileceği anlamına gelir. İmalatta kolaylık, doğru ölçü kontrolü ve daha güçlü tasarım için ayrı salmastra burcu sağladık. Kılavuz burçta oluk yapmak ve toleransı ve yüzey finişini korumak çok zordur, bu nedenle salmastra burcunu kullanarak contayı yerleştirmek için açık bir adım atıyor ve bu sorunu çözüyoruz. Kılavuz burç yumuşak çelikten yapılırken, kılavuz piston kolu yatak malzemesi gerektirir. Bu nedenle, yatak malzemesinden komple kılavuz burç yapmak yerine, kılavuz burçla karşılaştırıldığında boyut olarak daha küçük olan yatak malzemesinden salmastra burcu yapıyoruz ve bu nedenle paradan tasarruf ediyoruz. Şeritler ve burç, ayrı salmastra burcu yapmak yerine Kılavuz burcundaki piston rotuna kılavuz sağlamak için kullanılabilir. Ancak yatak malzemesinden yapılan salmastralı burçların sağladığı uzun kılavuzlar, ince ve kısa burçlara ve kılavuz burçlu şeritlere göre çok daha güçlü ve uzun ömürlüdür.
4. Çubuk Contaları:
Bunlara Gland mühürleri de denir. Piston kolunun çevresinden çalışma sıvısı veya hava sızıntısını önlemek için kullanılan bir cihazdır. Genellikle piston mili ile silindirin kılavuz burcu arasındaki sızıntıyı durdurmak için kullanılır.
5. Çıkarılabilir Kılavuz Burç (Kol Kılavuzu):
Bu, contalardan önce kılavuz burç içine yerleştirilir. Bu, Piston – Rod için ek kılavuz sağlar. Ayrıca kol kılavuzu veya yaka kılavuzu olarak da adlandırılır.
6. Kılavuz-Bush:
Ayrıca “Baş Uç”, “Çubuk uç”, “ön uç: veya “ön Yüz” (silindir) olarak da adlandırılır. Bu, dairesel alanı veya silindir delik alanı ile piston kolu alanı arasındaki diferansiyel alanı kaplayan bir silindir ucu mahfazasıdır. Uç kapatıcı işlevine ek olarak, silindir montajında, yağ deliği sağlamada, hava alma ve yastıklama düzenlemesinde ve piston koluna kılavuz sağlamada da kullanılabilir.
7. Yağ Bağlantı Noktası:
Bir bağlantı noktası, hidrolik veya pnömatik bileşendeki hava veya sıvı geçişinin dahili veya harici bir terminalidir. Hidrolik silindirde, basınçlı yağı beslemek için yağ portları sağlanmıştır. Dişli veya cıvatalı tip olabilir ve boyutu, bu yağ portlarının ve silindirin iç çapının düşünüldüğü yağ akışına bağlıdır.
8. Silindir-Tüp-Flanşlar:
Bunlar, silindir tüpünün dış çapına vidalanmış ve kaynaklanmış dairesel veya dikdörtgen halkalardır. Bu, silindirin ön ucuna sabitlendiğinde Ön Tüp-Flanş olarak adlandırılır. Silindir tipi Ön-Boru-Flanş montajlı olması durumunda, kılavuz burcun cıvatalanması ve silindir montajı için kullanılabilir. Silindirin arka ucuna (uç-tapa tarafı) sabitlendiğinde silindirin “Arka-Tüp-Flanş” olarak adlandırılır. Arka-Boru-Flanş montajlı silindir olması durumunda, Son Tapa ve silindir montajının cıvatalanması için kullanılabilir.
9. ‘O’ Yüzük: (O Ring)
Yuvarlak kesitli bir halkadır ve eşleşen bileşenler arasındaki sızıntıyı durdurmak için kullanılır.
10. Durdurucu Tüp:
Silindir uzun strokluyken ve tam uzamış durumdayken, piston kolunun burkulma veya silindirde herhangi bir hasar görme olasılığı varsa, piston kolu her zaman yeterince tutulur. Piston rotuna kılavuzluk sağlayan salmastra burcu ve piston birbirinden yeterince ayrı olacak ve eğilme ve burkulmaya karşı iyi konsol desteği sağlayacak şekilde silindirin içindedir. Piston ile kılavuz burç arasında serbestçe yüzen ve koçun tam strok yapmasını engelleyen bir boru parçasına durdurucu boru denir.
11. Hava Kanama-Kapalı-Port:
Silindirde hava sıkışabilir. Bu hava, yağdaki kavitasyonlardan ve havanın alınmasından veya silindirin montajı ve devreye alınması sırasında mevcut olan havadan kaynaklanabilir. Sıkışmış hava süngerimsi çalışma, sarsıntı ve silindir hareketinde kontrol kaybına neden olur. Sıkışan havayı çıkarmak için uç tapa ve kılavuz burçta her zaman tıkalı kalan küçük dişli delikler sağlanmıştır. Havayı boşaltmak için bu tapalar gevşetilerek havanın atmosfere kaçması sağlanır. Hava tamamen alındıktan sonra bu tapalardan yağ sızmaya başlar, ardından tapalar tekrar sıkılır. Yağ çıkana kadar havanın bu şekilde alınması işlemine kanama, bu amaçla sağlanan porta ise “hava tahliyesi-portu” adı verilir.
12. Ana Kabuk:
Aynı zamanda “silindir-tüp” veya “silindir-boru” veya “silindir-gövde” olarak da adlandırılır. Dairesel iç kesit alanına sahiptir. Basınç altındaki akışkanı alır, hapseder ve pistona veya rama yönlendirir, böylece akışkandaki basınç enerjisi, hareketli piston veya ramın kinetik enerjisine dönüştürülür. Silindir tüpünün enine kesit alanı, basınç altındaki akışkan nedeniyle oluşan radyal ve boylamasına gerilime karşı dayanıklıdır. Ayrıca koç veya piston için kılavuz sağlar.
13. Mühür Plakaları:
Bunlar, piston contasını piston üzerinde tutmak için kullanılan yuvarlak halkalar veya plakalardır.
14. Piston Contası:
Piston ile silindir tüpünün iç çapı arasında sızıntıyı önlemek için kullanılan hidrolik contalardır.
15. Piston:
Piston enine kesitte daireseldir. Ana gövdede kayar ve bir uçta (piston ucu) piston koluna kılavuzluk sağlar. Piston, silindir ile piston arasında sızıntıyı önlemek için hüküm ve araçlara sahiptir ve bu özelliğinden dolayı basınç altındaki akışkan bir yönden ana kabuğa girdiğinde, piston diğer yönde itme kuvveti alır. Bu nedenle sıvıdaki basınç enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesine yardımcı olur.
16. Kilit Somunu:
Piston çubuğundan pistonun kaybolmasını önlemek için bu kilit somunları sağlanmıştır.
17. Kılavuz-Yüzük:
Bunlar plastomerik malzemeden yapılmış düz halkalardır. Metal-metal temasını önlemek ve kılavuz görevi görmek için piston, kılavuz burç ve salmastra burcunda kullanılır. Kılavuz halkaların tüm mekanik özellikleri, yatak malzemesine benzer.
18. Yastıklama:
Hidrolik sistemin ihtiyacına göre piston kolu strok aralığında çok yüksek hızda hareket edebilir. Strokunu tamamladıktan sonra, piston aynı yüksek hızda kılavuz burç veya uç tapaya çarparsa tüm silindire zarar verir. Bu nedenle piston kolunun strokunu tamamlarken hızını azaltmak için piston ve uç kapaklarında özel düzenlemeler yapılmıştır. Piston veya piston çubuğunun bu yavaşlama işlemine yastıklama denir. Yastıklama, silindirden egzoz veya yağ dönüş hızının kısılmasıyla sağlanır. Yastıklama sabit tip veya değişken tip olabilir; Yastıklama düzenlemesi ile ilgili detaylar silindir tasarımında tartışılacaktır.
19. Son Fiş:
“Cap-End” “Cover – End” veya “Arka – End” (silindirin) olarak da adlandırılır bu, silindir delik alanını tamamen kaplayan bir silindir ucu muhafazasıdır. Uç kapağı sağlamanın yanı sıra, uç tapası silindir montajı, yağ deliği sağlanması, hava tahliyesi için düzenleme yapılması, yastıklama vb. amaçlar için de kullanılabilir. Hidrolik silindir için kullanılan terimler ve diğer maddeler hakkında daha fazla bilgi için lütfen yağ hidroliği ile ilgili yaklaşık 855 terimi tanımlayan IS:10416:1982’ye bakın.
8.2 Hidrolik Silindirlerin Sınıflandırılması
Temelde tek etkili silindir ve çift etkili silindir olmak üzere sadece iki tip hidrolik silindir vardır. Bu iki temel hidrolik silindir türü, endüstrinin gereksinimlerine, imalatta kolaylık, ekonomi ve görev döngüsüne göre birçok şekilde modifiye edilmiştir. Bazıları aşağıdaki gibi açıklanmıştır.
8.1.1 Hidrolik Silindirin Gövde Yapısına Göre Sınıflandırılması:
Yapısal olarak hidrolik silindirler beş kategoriye ayrılabilir.
- Kravat – Çubuk Yapısı.
- Dişli Yapı.
- Cıvatalı Yapı.
- Tek Parça kaynaklı yapı.
- Yukarıda belirtilen yapıların kombinasyonu ile Kostüm Yapı Silindiri.
8.2.2 Rot – Rot Yapısı:
Bu yapı türü en çok endüstride kullanılmaktadır. ISI standardı da genellikle bu tip yapılardan birine atıfta bulunur. Tüm bileşenler sadece işlenip bir araya getirildiğinden ve kaynak yapılmadığından. Bu nedenle planlama imalat, kalite kontrol, montaj ve bakım diğer inşaat türlerinden daha uygundur. Tüm bileşenleri bir arada tutmak için uzun bağlantı çubukları kullanıldığından, bunları sıkmak için özel özen gösterilmesi ve çalışma sırasında gevşemeye karşı koruma sağlanması gerekir. Standart valfler ve pompalar gibi bu tip silindirler de standart hidrolik bileşen olarak üretilir ve genel amaçlı ve takım tezgahı endüstrisinde düşük ila orta basınç ve düşük ila orta çalışma için kullanılır.
8.2.3 Dişli Yapı:
Bu yapı, rot konstrüksiyonuna benzer, ancak daha kompakt, daha güçlü ve imalat ve kalite kontrolünde daha fazla doğruluk ve özen gerektirir. Bu tasarımda her iki uç, aşağıdaki tasarımda gösterildiği gibi diş açılarak silindir boru ile birleştirilir. Bunlar orta ila ağır hizmet tipi operasyonlar için kullanılır ve hafriyat makinelerinde yaygın olarak kullanılır.
8.2.4 Cıvatalı Yapı:
Bu tip bir yapı, flanşların silindir borusuna kaynaklanmasını ve uç kapağın kaynaklı flanşa cıvatalanmasını içerir. Rot konstrüksiyonuna benzer şekilde bunlar da standart hidrolik bileşen olarak tasarlanıp üretilir ve endüstride yaygın olarak kullanılır.
8.2.5 Tek Parça – Kaynaklı Silindir:
Amortisöre benzer şekilde, bu tasarımda uç kapaklar ve silindir borusu birbirine kaynaklanmıştır. Bunlar ekonomiktir ancak tamir edilemez. Alçak basınç için kullanılanlar; tarım makineleri uygulaması.
8.2.6 Özel – Yapı Silindiri:
Bu silindir tipinde, ihtiyaca göre çeşitli yapı tipleri birbirine karıştırılır. En yaygın olarak kullanılan kombinasyonlardan biri, ön boru flanş montajlı kaynaklı başlık-uç kapak, cıvatalı başlık-uç kapaktır. Yüksek kapasiteli silindirin çelik döküm olması veya masif çelik dövme ile işlenmesi durumunda, uç kapağı ve ön flanş silindir borusunun ayrılmaz bir parçası olabilir. Hidrolik preste yaygın olarak kullanılan bu tip bir yapıya sahip silindir.
8.3 Hidrolik silindirin çalışma özelliklerine göre sınıflandırma
8.3.1 Tek Etkili Silindir:
Bu en basit silindir türüdür ve su hidroliğinin ortaya çıkmasından bu yana kullanılmaktadır. Bu silindir tipinde, piston kolu veya piston kolu öyle bir yapıya sahiptir ki, bunların bir yöndeki yer değiştirmeleri sıvı kuvvetiyle ve diğer yönde dış kuvvetle olur.
8.3.2 Çift Etkili Silindir:
Bu tip endüstride en çok kullanılan silindirdir. Bu tip tasarımda piston çubuğunun ileri ve ters yöndeki stroku, şekil 2.2’de gösterildiği gibi sıvı basıncından kaynaklanır.
8.3.3 Diferansiyel Silindir:
Piston çubuğunun (Ram) enine kesit alanı, çift etkili silindirin silindir deliğinin enine kesit alanının yarısı olduğunda, bu tür silindirlere Diferansiyel Silindir denir. Diferansiyel silindirler rejeneratif hidrolik devreye bağlandığında aynı (eşit) ileri ve geri dönüş hızını verir.
8.3.4 Çift Uçlu Çubuk Silindir:
Bu silindir tipinde piston kolu silindirin her iki ucundan da uzanır. Her iki uçtaki dairesel alan aynı olduğundan, ileri ve geri strokunda aynı hızla hareket eder. Bazen piston, iş parçasını veya başka bir makine elemanını içinden geçirmek için oyuk yapılır.
8.3.5 Teleskopik Silindir:
Bu tip silindir kısa gövdeden uzun strok sağlar. Toplam strok uzunluğu silindirin çökmüş uzunluğundan dört ila altı kat daha uzun olabilir. Teleskopik silindirler tek ve çift hareketlidir. Kuvvet çıkışı strok ile değişir. Tam piston alanı kullanıldığında ilk kademede maksimum kuvvet, strok sonunda ise minimum kuvvet elde ediyoruz.
8.3.6 Çok pozisyonlu Silindir:
Bu tip silindirler, iki veya daha fazla pistonu silindirlerin içinde hareket ettirerek özel hareket sağlar. Örneğin, aşağıdaki şemada gösterildiği gibi üç konumlu silindirde, kapak-uç-yağ portuna basınç uygulandığında, başlık-ucu piston-çubuk, kafa-uç-pistona karşı kuvvetler ve strokunun bir kısmına hareket ettirir (genellikle toplam seyahatinin yaklaşık yarısı).
Yağ basıncı, orta yağ portunu basınçlandırarak, baş-uç pistonunu başlık-uç çubuğundan ayırır ve baş-uç-pistonu tam uzamaya zorlar. Üç konumlu silindirler genellikle çok konumlu valfleri harekete geçirmek veya takım tezgahlarında vites değiştirmek için kullanılır.
8.3.7 Diyafram Silindiri:
Diyafram silindirleri, düşük sürtünme, piston boyunca sızıntı olmaması veya küçük basınç değişimlerine son derece hassas tepki gerektiren uygulamalar için hidrolik veya pnömatik hizmette kullanılır. Yağlama gerektirmedikleri ve kirletici yağ tozunu tüketmedikleri için gıda ve ilaç endüstrilerinde sıklıkla pnömatik aktüatörler olarak kullanılırlar. Şekilde gösterilen yaylı modeller ters yönde basınçlandırılmamalıdır, çünkü ters çevirmeler diyaframı katlayabilir ve ömrünü kısaltabilir. Çift diyaframlı çift etkili aktüatörler, her iki yönde basınç gerektiren uygulamalar için mevcuttur.
