詳細な説明 シリンダー 構造と動作原理 ： コアコンポーネントと動作メカニズム

 

油圧システムにおけるコア作動要素として、シリンダの構造設計と動作原理は、機械機器の出力効率と安定性に直接影響します。本稿では、シリンダの構成要素、各構成要素の機能、およびパスカルの法則に基づいて動作機構を体系的に分析します。

 

I 。シリンダーの主な構造部品

1.シリンダーバレルおよびシリンダーヘッド

シリンダーバレルは、通常シームレス鋼管で作られているシリンダーの主な構造です。高い表面仕上げを達成するために、内壁を精密に加工する必要があり、摩擦を低減し、シールの耐用年数を延ばします。シリンダーヘッドはシリンダーバレルの両端に位置し、ボルトまたは溶接によって固定され、油圧オイルを保持する閉じたキャビティを形成します。

 

2.ピストンとピストンロッド

ピストンはシリンダーバレルを 2 つの独立したチャンバーに分割し、油圧油の圧力で往復運動を実現します。ピストンロッドの一端はピストンに接続され、もう一端はシリンダーバレルの外側に延びて機械力を伝達します。ピストンロッドはしばしば高強度鋼製ででき、その表面は浸炭 · 焼入れ、硬質クロムめっきなどのプロセスによって処理され、耐摩耗性や耐食性を向上させます。

 

3.シーリング装置

シールシステムは、様々な種類のシールで構成されます。例えば、静的シール （ シリンダーヘッドとシリンダーバレルの間 ） には O リングが使用され、ピストンとピストンロッドの動的シールには Y 字または U 字のシールが使用されます。シール材には、ゴム、ポリウレタン、またはフッ素ゴムが含まれ、高圧環境下での油圧油の漏れを防止します。

 

4.バッファリングおよび排気装置

緩衝装置 （ ゴム緩衝パッドやスプリング緩衝器など ） は、ピストンの高速移動によって発生する衝撃力を吸収するために、ストロークの末尾に取り付けられます。排気装置は通常、キャビテーションによって引き起こされる油圧変動を回避するために、シリンダー内の残留ガスを排出することができる上部に取り付けられた排気バルブです。

 

5.補助部品の

ガイドスリーブは、偏向を防ぐためにピストンロッドの移動軌道をサポートします。タイロッドは、高圧下でのシリンダー構造の完全性を確保するために高強度プレストレスト鋼製です。さらに、オイルパイプ、油圧ポンプ、バルブなどの外部コンポーネントが協働して油圧油の輸送と圧力制御を完了します。

 

II 。シリンダーの作動原理

シリンダーの動作は、閉じた液体の中で圧力が均一に伝達されるというパスカルの法則に基づいています。油圧ポンプが油圧オイルをシリンダの片方のチャンバーに注入すると、圧力がピストンの表面に作用し、ピストンを反対側に移動させます。ピストンロッドは伸縮し、油圧エネルギーを線形機械運動に変換します。

- シングル — 作用シリンダー：油圧オイルはピストンを一方向に押すだけで移動し、戻りストロークは外部の負荷またはバネ力に依存します。ジャックなどの機器によく使用されます。

- 二重作用シリンダー ：方向制御弁は、油圧オイルを交互に 2 つのチャンバーに進入するように制御し、ピストンロッドを両方向に積極的に移動させることができます。建設機械や工作機械で広く使用されています。

 

ピストンの移動速度は、油圧油の流量とチャンバの容積によって共同で決定され、出力は油圧とピストンの有効面積に比例します。例えば、自動溶接機では、シリンダーが片方向バルブを通じたオイルの一方向流れを制御し、ピストンロッドが連続的な作業を行うように強制します。ステアリングギアには、限られたスペースで長ストロークの要件を満たすために二重ロッドシリンダーを使用します。

 

III.キー設計と性能最適化

- 材料選択 ： シリンダーバレルは強度と耐摩耗性の両方を備える必要があります。ピストンロッドが腐食性環境に適応する必要がある場合は、ステンレス鋼を選択できます。

- バッファリング設計 ： 機械的衝撃を低減するためにスロットルホールまたは調節可能なバッファによって、動きの終わりのスムーズな減速が達成されます。

- シーリング方式：シール性能と摩擦損失の両方を考慮して、圧力レベルに応じて複合シール形式を選択します。

 

精密な構造設計と油圧制御技術を組み合わせたシリンダーは、高精度 · 高信頼性の直線出力を実現し、建設機械やオートメーション機器などの分野で不可欠なコアコンポーネントとなっています。