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O misterioso poder dos cilindros hidráulicos: por que eles são chamados de músculos mecânicos?
Um cilindro hidráulico (também chamado de motor hidráulico linear) é um atuador mecânico que fornece uma força em uma direção por meio de um curso unidirecional. Essa tecnologia é amplamente utilizada na engenharia de veículos, máquinas de fabricação, elevadores e engenharia civil, e desempenha um papel fundamental. O princípio de funcionamento dos cilindros hidráulicos é semelhante ao dos músculos. Quando o sistema hidráulico de uma máquina é ativado, o cilindro hidráulico é responsável por obter movimento, por isso é chamado de "músculo mecânico".
Como a energia em um sistema hidráulico é convertida em movimento mecânico?
Princípio de operação
A potência de um cilindro hidráulico vem do óleo hidráulico pressurizado, um líquido que não é facilmente comprimido. O líquido mais comumente usado em cilindros hidráulicos é o óleo. Um cilindro hidráulico consiste em um cilindro com um pistão conectado a uma haste que pode se mover para frente e para trás dentro do cilindro. O cilindro é fechado em uma extremidade pela base do cilindro (também chamada de tampa) e na outra extremidade está o cabeçote do cilindro (também chamado de glândula), mesmo que a haste do pistão se estenda do cilindro. O pistão é equipado com anéis deslizantes e dispositivos de vedação, que dividem o interior do cilindro em duas câmaras, a saber, a câmara inferior (extremidade da tampa) e a câmara lateral da haste do pistão (extremidade da haste/extremidade da cabeça).
Relação entre bomba hidráulica e cilindro hidráulico
O cilindro hidráulico é o atuador ou parte "motor" do sistema hidráulico, enquanto a bomba hidráulica é o "gerador" do sistema. A bomba fornece um fluxo fixo ou regulado de óleo ao cilindro hidráulico para empurrar o pistão. As bombas hidráulicas comuns incluem bombas manuais, bombas pneumáticas e bombas elétricas.
Âmbito de aplicação
Os cilindros hidráulicos são amplamente utilizados em máquinas que exigem altas forças, como equipamentos de movimentação de terra (escavadeiras, retroescavadeiras e tratores, etc.) para elevar ou abaixar componentes como lanças, braços e caçambas. Na indústria de manufatura, os cilindros hidráulicos também são usados em máquinas de dobrar, tesouras para chapas metálicas e na prensagem de aglomerados ou compensados.
Componentes de um cilindro hidráulico
Cilindro
A principal função do cilindro é conter a pressão dentro do cilindro. Geralmente feito de tubo de aço sem costura polido. A superfície do cilindro é lisa e resistente ao desgaste, suportando efetivamente a operação do pistão.
Fundo ou tampa do cilindro
A principal função da tampa é fechar uma extremidade da câmara de pressão e pode ser usada como parte de montagem do cilindro. Geralmente fixado ao corpo do cilindro por soldagem, rosqueamento ou parafusos.
Pistão
O pistão é usado para separar as áreas de pressão no cilindro. Seu design permite que o pistão opere efetivamente sob alta pressão.
Haste do pistão
A haste do pistão é feita de aço laminado a frio com revestimento de cromo duro, conectada ao pistão e se estende da cabeça do cilindro para se conectar à peça de trabalho.
Dispositivo de vedação
O dispositivo de vedação é usado para evitar o vazamento de óleo hidráulico ao longo da interface da haste do pistão e desempenha um papel fundamental na ranhura de vedação no cabeçote do cilindro.
Aplicação de vários materiais de vedação
Diferentes materiais de vedação são adequados para diferentes cenários de aplicação. Materiais de nylon, poliuretano e fluorcarbono são escolhas comuns. Eles podem suportar diferentes pressões e temperaturas de trabalho hidráulico.
Projeto de trabalho do cilindro hidráulico
Os cilindros hidráulicos estão disponíveis em projetos de ação simples e dupla. Cilindros de ação simples são geralmente mais econômicos. Eles bombeiam líquido para estender o pistão e retraí-lo por meio de força externa ou gravidade. Cilindros de ação dupla têm entradas de óleo em ambas as extremidades para controlar a extensão e a retração do pistão.
Tipos de Projeto Estrutural
O projeto estrutural dos cilindros hidráulicos é dividido principalmente em dois tipos: tipo tirante e tipo soldagem. Os cilindros hidráulicos de tirante são conectados às tampas por meio de hastes de aço roscadas sólidas, o que é conveniente para manutenção e serviço; enquanto o tipo soldado tem uma estrutura mais compacta e é adequado para uso em locais com espaço limitado.
A importância dos cilindros hidráulicos na construção de máquinas pesadas é evidente, mas para onde os futuros desenvolvimentos tecnológicos levarão essa tecnologia?
