油圧シリンダー 構造分析と選択ガイド ： 原理から応用までの包括的な解釈

 

油圧システムの中核執行部品として、油圧シリンダーは油圧エネルギーを機械エネルギーに変換する重要なタスクを担い、建設機械、産業機器、農業機械などの分野で広く使用されています。その動作原理は、密閉容積の変化に基づいています。閉じたキャビティ内の油圧油の圧力伝達によって、ピストンは直線または振動運動を達成するために駆動されます。本稿では ， 構造構成 ， 分類方法 ， 選択要因 ， メンテナンス要件の 4 つの側面から体系的な分析を行う。

 

I 。油圧シリンダのコア構造組成

1.シリンダーブロックアセンブリ

主な構造として、シリンダーバレルは通常、高強度シームレス鋼管で構成されています。摩擦抵抗を低減し、シール性能を向上させるために、内壁の精密加工 （ 研削や圧延加工など ） が必要です。フロントエンドカバーとリアエンドカバーは、フランジまたはねじで接続され、閉じた圧力チャンバーを形成します。材料は主に圧延鋼または鋳鉄で、高圧環境に耐えます。

 

2.ピストンアセンブリ

ピストンとピストンロッドの組み合わせは、動力伝送の中核ユニットです。ピストンは通常、鋳鉄または合金鋼で作られ、ねじ、ハーフリング、または溶接によってピストンロッドに固定されます。ピストンロッドの表面は、浸炭および焼入れ、クロムめっきなどによって処理されます。耐摩耗性および耐食性の両方で。

 

3.シーリングシステム

シール装置には、静的シール （ エンドカバーとシリンダーバレルの間など ） と動的シール （ ピストンとシリンダーバレルの間など ） の 2 種類があります。一般的に使用される材料は、ニトリルゴム、ポリウレタンなどです。高品質のシールは、油圧油の漏れを効果的に防止し、安定した圧力伝達を確保できます。

 

4.補助機器

- バッファ装置：スロットルバルブまたは可変開口設計により、ピストン速度はストロークの終わりに低減され、機械的衝突を回避します。

- 排気バルブ ： システムに混合された空気を排除し、動作中の振動やクローリング現象を排除します。

 

II 。油圧シリンダの分類と応用シナリオ

運動形態と構造の違いによると、油圧シリンダは 3 つの主要なカテゴリーに分けることができます。

1.ピストン油圧シリンダー

- シングルロッドタイプ：非対称推力要件 （ 工作機械送りシステムなど ） 、リターンストロークには外部荷重やバネ力が必要とされるシナリオに適しています。

- ダブルロッドタイプ ： 両端に対称的に力を出力し、クランプ装置やバランス機構に一般的に使用されます。

 

2.プランジャ油圧シリンダー

プランジャーは一方向に圧力を受けるだけで、リターンストロークを達成するために外部のメカニズムと協働する必要があります。長ストロークおよび高負荷のシナリオ （ 船舶ステアリングギアなど ） に適しています。

 

3.多段階望遠鏡式シリンダー

ネストスリーブ構造を使用し、限られた設置スペースで超長ストロークを達成できます。一般的にダンプトラックのリフトシステムに見られる。

 

III.油圧シリンダの選択のための重要なパラメータ

1.圧力定格：システムの動作圧力に応じて 16 MPa 、 25 MPa 、または 31.5 MPa の仕様を選択し、 20% の安全マージンを確保する必要があります。

2.設置フォーム：タイロッドタイプはコンパクトなスペースに適し、耳リングタイプは振動設置に便利であり、ヒンジシャフトタイプは回転機構に適しています。

3.ストロークとスピード：キャビテーションのリスクを回避するために、負荷移動距離とシステムの流量と組み合わせて、ピストンロッド直径とシリンダ直径の比率を計算します。

4.環境適応性 ： 腐食性環境では、ステンレス鋼のシリンダーブロックまたはニッケルめっき処理を使用することをお勧めします。高温作業条件では、フルオロゴムシールを使用する必要があります。

 

IV 。一般的な故障とメンテナンス戦略

1.シリンダー壁割れ ： これらは主に疲労応力の集中によって引き起こされます。フランジの遷移アークの応力分布を定期的にチェックします。

2.シール故障 ： 交換サイクルは 5000 作業時間を超えないことをお勧めします。取付け中にシールリングをねじたり傷したりしないでください。

3.キャビテーション損傷 ： 油圧油の清浄性を保ち （ NAS 8 レベル以下 ） 、油温を 50 ° C ± 10 ° C の範囲で制御します。

4.異常なバッファリング：スロットル穴の不純物を定期的に清掃し、バッファスリーブの摩耗を確認し、必要に応じてセラミック複合部品を交換します。

 

油圧シリンダを購入する際には、機器の負荷特性、動作周波数、環境条件を明確にし、圧力試験報告書や材料認証を提供するサプライヤーを優先する必要があります。科学的な選択とメンテナンスにより、油圧シリンダーの耐用年数を 30% 以上延長することができ、機器のダウンタイムのリスクを大幅に低減します。