Language
Country/Area
No result found
Die mysteriöse Kraft der Hydraulikzylinder: Warum werden sie mechanische Muskeln genannt?
Ein Hydraulikzylinder (auch linearer Hydraulikmotor genannt) ist ein mechanischer Aktuator, der durch einen Einweghub eine Kraft in eine Richtung erzeugt. Diese Technologie wird häufig im Fahrzeugbau, im Maschinenbau, bei Aufzügen und im Tiefbau eingesetzt und spielt eine Schlüsselrolle. Das Funktionsprinzip von Hydraulikzylindern ähnelt dem von Muskeln. Wenn das Hydrauliksystem einer Maschine aktiviert wird, ist der Hydraulikzylinder für die Bewegung verantwortlich. Daher wird er auch als „mechanischer Muskel“ bezeichnet.
Wie wird Energie in einem hydraulischen System in mechanische Bewegung umgewandelt?
Funktionsprinzip
Die Kraft eines Hydraulikzylinders stammt von unter Druck stehendem Hydrauliköl, einer Flüssigkeit, die sich nicht leicht komprimieren lässt. Die in Hydraulikzylindern am häufigsten verwendete Flüssigkeit ist Öl. Ein Hydraulikzylinder besteht aus einem Zylinder mit einem Kolben, der mit einer Stange verbunden ist, die sich im Zylinder hin und her bewegen kann. Das Zylinderrohr wird an einem Ende durch den Zylinderboden (auch Zylinderkopfhaube genannt) verschlossen, am anderen Ende befindet sich der Zylinderkopf (auch Stopfbuchse genannt), auch wenn die Kolbenstange aus dem Zylinder herausragt. Der Kolben ist mit Gleitringen und Dichtungen ausgestattet, die den Innenraum des Zylinders in zwei Kammern unterteilen, nämlich die Bodenkammer (Bodenseite) und die kolbenstangenseitige Kammer (Stangenseite/Kopfseite).
Beziehung zwischen Hydraulikpumpe und Hydraulikzylinder
Der Hydraulikzylinder ist der Aktuator oder „Motor“-Teil des Hydrauliksystems, während die Hydraulikpumpe der „Generator“ des Systems ist. Die Pumpe liefert einen festen oder geregelten Ölfluss zum Hydraulikzylinder, um den Kolben anzutreiben. Zu den üblichen Hydraulikpumpen zählen Handpumpen, luftbetriebene Pumpen und elektrische Pumpen.
Anwendungsbereich
Hydraulikzylinder werden häufig in Maschinen verwendet, die große Kräfte erfordern, wie z. B. Erdbewegungsmaschinen (Bagger, Löffelbagger, Traktoren usw.), um Komponenten wie Ausleger, Arme und Schaufeln anzuheben oder abzusenken. In der verarbeitenden Industrie kommen Hydraulikzylinder außerdem in Biegemaschinen, Blechscheren und beim Pressen von Spanplatten oder Sperrholz zum Einsatz.
Komponenten eines Hydraulikzylinders
Zylinder
Die Hauptfunktion des Zylinders besteht darin, den Druck im Zylinder aufrechtzuerhalten. Normalerweise aus poliertem, nahtlosem Stahlrohr hergestellt. Die Zylinderoberfläche ist glatt und verschleißfest und unterstützt die Funktion des Kolbens effektiv.
Zylinderboden oder -deckel
Die Hauptfunktion des Deckels besteht darin, ein Ende der Druckkammer zu verschließen und kann als Befestigungsteil des Zylinders verwendet werden. Normalerweise durch Schweißen, Gewindeschneiden oder Schrauben am Zylinderkörper befestigt.
Kolben
Der Kolben dient zur Trennung der Druckräume im Zylinder. Seine Konstruktion ermöglicht es dem Kolben, unter hohem Druck effektiv zu arbeiten.
Kolbenstange
Die Kolbenstange besteht aus kaltgewalztem Stahl mit Hartverchromung, ist mit dem Kolben verbunden und erstreckt sich vom Zylinderkopf bis zur Verbindung mit dem Werkstück.
Versiegelungsvorrichtung
Die Dichtungsvorrichtung dient dazu, das Austreten von Hydrauliköl entlang der Schnittstelle der Kolbenstange zu verhindern und spielt eine Schlüsselrolle in der Dichtungsnut im Zylinderkopf.
Anwendung verschiedener Dichtungsmaterialien
Für verschiedene Anwendungsszenarien eignen sich unterschiedliche Dichtungsmaterialien. Nylon, Polyurethan und Fluorkohlenwasserstoffe sind gängige Materialien. Sie halten unterschiedlichen hydraulischen Arbeitsdrücken und Temperaturen stand.
Funktionsaufbau eines Hydraulikzylinders
Hydraulikzylinder sind in einfachwirkender und doppeltwirkender Ausführung erhältlich. Einfachwirkende Zylinder sind im Allgemeinen wirtschaftlicher. Sie pumpen Flüssigkeit, um den Kolben auszufahren und ihn durch äußere Kraft oder Schwerkraft einzuziehen. Doppeltwirkende Zylinder haben an beiden Enden Öleinlässe, um das Ausfahren und Einfahren des Kolbens zu steuern.
Arten der Strukturgestaltung
Die strukturelle Konstruktion von Hydraulikzylindern wird hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: Zugstangentyp und Schweißtyp. Hydraulikzylinder mit Zugstange sind über solide Stahlstangen mit Gewinde mit den Endkappen verbunden, was Wartung und Service erleichtert; die geschweißte Ausführung hingegen verfügt über eine kompaktere Struktur und eignet sich für den Einsatz an Orten mit begrenztem Platz.
Die Bedeutung von Hydraulikzylindern im Schwermaschinenbau ist offensichtlich, doch wohin wird die zukünftige technologische Entwicklung diese Technologie führen?
