Как работает гидравлический дровокол: цилиндр преобразует давление в силу

Большинство людей никогда не задумываются о гидроцилиндре, когда раскалывают кучу дров. Они переводят рычаг вперед, входят в устойчивый ритм и наблюдают, как стальной клин пронзает сучковатый дуб, словно мягкую сосну. За этим тихим и неустанным толчком стоит удивительно простое применение гидравлической энергии, а в основе этого лежит тот же компонент, который наш завод обрабатывает и собирает с 1988 года: гидравлический цилиндр. В этой статье мы подробно объясним, как работает гидравлический дровокол, и что делает цилиндр настоящей рабочей лошадкой машины.

Основной принцип: давление, умноженное на площадь.

Каждый гидравлический дровокол подчиняется принципу, впервые описанному Блезом Паскалем в семнадцатом веке: давление, приложенное к замкнутой жидкости, передается одинаково во всех направлениях. Гидравлическое масло почти несжимаемо, поэтому, когда насос нагнетает масло в цилиндр, оно давит на поверхность поршня с одинаковым давлением на каждый квадратный дюйм площади поверхности.

Таким образом, небольшой поршень насоса может создавать умеренную силу, воздействующую на масло, и то же самое давление, действующее на гораздо больший поршень цилиндра, создает гораздо большую выходную силу. Поршень с диаметром цилиндра четыре дюйма имеет площадь примерно 12,6 квадратных дюймов. При давлении 2500 фунтов на квадратный дюйм масло давит на него с силой почти 31 500 фунтов, то есть более 15 тонн. Вот и весь секрет гидравлического дровокола.

Ключевые компоненты гидравлического дровокола

Гидравлический дровокол – несложная машина, и его основные узлы можно пересчитать по пальцам:

• Гидравлический цилиндр: плунжер, который вталкивает бревно в клин или вталкивает клин в бревно.
• Насос: генерирует поток и давление масла, приводимый в движение газовым двигателем, электродвигателем или ВОМ трактора.
• Регулирующий клапан: направляет масло к выдвинутой или втянутой стороне цилиндра.
• Резервуар: удерживает гидравлическое масло и позволяет ему охлаждаться и выпускать воздух.
• Шланги и фитинги: переносят масло под давлением между компонентами.
• Клин и балка: инструмент для колки и стальная рама, поддерживающая бревно.

Цилиндр — это компонент, который фактически преобразует гидравлическое давление в механическую силу, поэтому размер его отверстия, длина хода, уплотнение и прочность штока определяют возможности дровокола больше, чем любой другой фактор.

Как гидравлический цилиндр поднимает тяжести

Внутри цилиндра поршень делит ствол на две камеры. Шток поршня проходит через одну торцевую крышку, что означает, что в одной камере есть шток, а в другой нет. Когда масло попадает в порт со стороны штока, оно толкает поршень к концу крышки и втягивает шток. Когда масло попадает в порт со стороны крышки, оно прижимается ко всей поверхности поршня и вытягивает шток с максимальной силой.

Цилиндр, поршень, шток, торцевые крышки и уплотнения должны работать вместе под давлением, которое обычно достигает 2500–3000 фунтов на квадратный дюйм. Ствол обычно представляет собой хонингованную бесшовную стальную трубку, поршень имеет компенсационные кольца и уплотнение поршня, а шток твердо хромирован, поэтому он может скользить через сальник, не затягивая грязь и не теряя жидкость.

Цилиндры одностороннего и двустороннего действия

В большинстве гидравлических дровоколов используется цилиндр двойного действия, то есть давление масла приводит в движение клин в обоих направлениях. В некоторых небольших недорогих дровоколах используется цилиндр одностороннего действия с пружинным или гравитационным возвратом.

Для более подробного ознакомления с дизайном посетите нашу страницу гидроцилиндры двойного действия . В дровоколах работа двойного действия дает оператору активный обратный ход, что заметно сокращает время цикла.

Цикл разделения, шаг за шагом

1. Масло забирается из резервуара и подается под давлением насосом.
2. Регулирующий клапан перемещается в выдвинутое положение, направляя масло в отверстие на конце крышки цилиндра.
3. Поршень и шток выдвигаются, прижимая бревно к клину.
4. Клин раскалывает бревно при повышении давления, и цикл продолжается до тех пор, пока оператор не отпустит клапан.
5. Клапан смещается во втягивающееся положение, направляя масло в порт на стороне штока и возвращая масло со стороны крышки в резервуар.
6. Клин отходит назад, расколотые куски падают, и загружается следующее бревно.

Сила, давление и тоннаж делителя

Номинал сплиттера обычно указывается в тоннах. Чтобы рассчитать теоретическую силу цилиндра, умножьте давление на площадь поршня: сила в фунтах равна давлению в фунтах на квадратный дюйм, умноженному на площадь в квадратных дюймах. Пятидюймовый диаметр ствола при давлении 2500 фунтов на квадратный дюйм дает около 49 000 фунтов, или 24,5 тонны. Реальная производительность немного ниже, поскольку уплотнения и трение поглощают немного энергии, поэтому производители с хорошей репутацией оценивают свои машины консервативно.

Гидравлический пресс-цилиндр с высокопрочной сталью и хромированным плунжером Этот цилиндр создан для прессования с большими усилиями, в нем используется кованая сталь и износостойкая направляющая, позволяющая выдерживать боковые нагрузки. Его конструкция поддерживает расчеты сил, описанные выше, что делает его надежным эталоном для гидравлики разделительного типа. Просмотреть продукт →

Поскольку отверстие, шток и уплотнения являются несущим сердечником дровокола, цилиндр дровокола должен быть изготовлен из высокопрочной стали с правильно обработанными отверстиями и стержнем, который не будет сгибаться под боковой нагрузкой. Та же инженерная дисциплина применима и к другим приложениям, требующим больших усилий, поэтому цилиндры, созданные для гидравлических прессов, имеют одинаковый корпус и технологию уплотнений и часто могут пережить машины, которые они обслуживают.

Конфигурации сплиттера: горизонтальный, вертикальный и навесной на трактор.

Горизонтальные сплиттеры являются наиболее распространенными. Цилиндр расположен на одном конце длинной балки, и оператор кладет бревно на балку между клином и домкратом. Вертикальные расколы ориентируют цилиндр вертикально, чтобы клин прижимался к бревну, лежащему на подставке; эта конструкция подходит для очень тяжелых патронов, которые трудно поднять. Автономные дровоколы оснащены собственным двигателем и насосом, а дровоколы, установленные на тракторе, работают от гидравлической системы трактора.

В любой гидравлической конфигурации цилиндр получает одно и то же масло под высоким давлением и обеспечивает одинаковый надежный толчок. Единственными реальными отличиями являются рама, привод насоса и рабочее положение.

Обеспечение надежности разделителя бревен

Дровоколы работают на открытом воздухе, часто в грязи, снеге и опилках, поэтому цилиндру приходится нелегко. Наиболее распространенными проблемами являются:

• Низкий уровень масла или воздух в системе, что приводит к рывкам или замедлению работы поршня.
• Изношенные уплотнения, которые позволяют маслу течь мимо поршня и уменьшают силу раскалывания.
• Потертый или ржавый хромированный стержень, который может разрушить уплотнение за несколько часов работы.
• Грязный сапун или возвратный фильтр, ограничивающий поток масла.

Простые привычки предотвращают большинство этих проблем. Поддерживайте уровень масла в чистоте, протирайте шток перед каждым использованием и своевременно заменяйте изношенные уплотнения качественными. комплект уплотнений гидроцилиндра . Базовое обновление уплотнения вполне доступно большинству владельцев, и оно может восстановить работоспособность уставшего сплиттера за полдня.

Выбор подходящего цилиндра для работы

Лучший дровокол — тот, который соответствует вашей древесине, вашему графику и вашему телу. Перед покупкой обратите внимание на время цикла, тоннаж и удобство транспортировки. Для строителей, арендных автопарков и ремонтных мастерских более важным вопросом является то, откуда возьмется следующий баллон.

Запасной делительный цилиндр должен соответствовать исходному диаметру цилиндра, ходу поршня, диаметру штока, размерам отверстий и типу монтажа. Вот почему производители, которые самостоятельно контролируют обработку, сварку и герметизацию, стремятся производить цилиндры, которые подходят правильно и служат долго. На ферме дровокол обычно окружен другим гидравлическим оборудованием, таким как погрузчики, конвейеры и машины для подачи корма, и технология цилиндров всех них удивительно схожа.

Гидравлический цилиндр сельскохозяйственной техники с комбинированным уплотнением и встроенным клапаном В этом цилиндре, предназначенном для сельскохозяйственной техники, используется составное уплотнение для снижения воздействия давления и встроенный клапан для экономии места. Оно подходит для окружающих гидравлических систем, таких как погрузчики и конвейеры, обеспечивая устойчивость к коррозии и экономичность. Просмотреть продукт →