Válec

Pro francouzské komuny z Loire (departement) : viz VERIN (Loire)

K vytvoření mechanického pohybu se používá pneumatický nebo hydraulický válec, který se skládá z válcové trubky (válce), ve které pohyblivá část, zvaná píst , odděluje objem válce do dvou od sebe izolovaných komor. Jeden nebo více otvorů umožňuje zavést nebo evakuovat tekutinu do jedné nebo druhé komory a tím pohybovat pístem.

K pístu je připevněna tuhá tyč, která umožňuje přenos síly a posunutí. Obecně je prut chráněn proti vnějším agresím úpravou zvyšující tvrdost povrchu. V závislosti na provozních podmínkách se vyrábějí vhodné povlaky na bázi chromu , niklu a chromu nebo keramiky.

Těsnění mezi komorami válce nebo mezi tělem a tyčí je dosaženo těsněními . Tato funkce je zásadní, protože bude charakterizovat účinnost a životnost válce. Válec bude zvláště chráněn před riziky zavádění znečištění prutem instalací těsnění stěrače.

Vedení zajišťují nosiče vyrobené z materiálů s nízkým třením ( bronz , kompozitní materiály atd.). Jejich volba bude záviset na kapalině a charakteristikách zatížení a rychlosti válce.

Použití šroubovací matice nebo elektrický válec se skládá z mechanismu šroub-matice.

Typy

Existuje mnoho typů zvedáků. Vyznačují se pracovní kapalinou (hydraulické válce, pneumatické válce), svým působením (jednočinný nebo jednočinný, dvojčinný nebo dvojitý, rotační) nebo jinými charakteristikami (válce s oválnou komorou, tyč s dvojitým válcem, kabelové zvedáky, teleskopické zvedáky atd. ).

Pneumatický válec se používá s tlakovým vzduchem mezi 2 a 10 bar v obecné použití.

Jednoduchá implementace, je velmi běžná v průmyslových automatizovaných systémech.

Standardní válce se liší podle jejich otvorů a jejich kompaktnosti, ke kterým lze přidat různé možnosti: univerzální montáž, protirotační tyč, čistá místnost.

Válce jsou také definovány podle jejich funkce: blokovací zařízení, se stolem, vedené, s protirotační tyčí a bez tyče.

Pro specifické aplikace nabízejí speciální válce různá přizpůsobení: otočná příruba, zarážka, sinusoida, nízká rychlost, nízké tření, vysoká přesnost, z nerezové oceli, 3 polohy, separátory.

Hydraulický válec přeměňuje hydraulickou energii (tlak, průtok) na mechanickou energii (síla, rychlost). Používá se s tlakovým olejem, při běžném použití až do 350 barů. Dražší, používá se pro větší úsilí a přesnější (a snadněji regulovatelné) rychlosti, které může vyvinout.

Ruční šroub-matice zvedák , zvedák tyč je spirálová šroub (vedený v otáčení) poháněný maticí (pevné v překladu). Matice je ovládána pákou nebo šnekovým šroubovým systémem , který otočením způsobí, že se tyč pohybuje nahoru nebo dolů.

jsou elektrické válce produkují podobný pohyb, ale s pomocí šroubu, matice systému ( odkaz spirálovitou vodicí dráhu ), matice je poháněn elektromotorem.

Vlastnosti

Válec se vyznačuje svým zdvihem, průměrem svého pístu a tlakem, který dokáže přijmout:

zdvih odpovídá délce posunu, který má být zajištěn;
vyvinutá síla závisí na tlaku kapaliny a průměru pístu.

Síla vyvinutá zvedákem je : ${\ displaystyle F = P \ cdot S}$

F je rozvinutá síla vyjádřená v newtonech ;
P je tlak vyjádřený v pascalech ;
S je oblast aplikace tlaku vyjádřená v metrech čtverečních,

${\ displaystyle S = \ pi \ cdot R ^ {2}}$ s R poloměr pístu v metrech.

V automatizaci se také používají praktické jednotky : F v da N , P v barech a S v cm 2 . Obvykle také používáme F v N , P v MPa a S v mm 2 .

Výstupní rychlost pístu je závislá na ploše pístu a toku vstupující kapaliny hnací komory: ${\ displaystyle V = {\ frac {Q} {S}}}$

V rychlost v m / s
Q objemový průtok v m 3 / s .
S aplikační povrch (povrch pístu) v m 2 .

Produkt plochy pístu vynásobený zdvihem udává kapacitu válce ; odpovídá objemu kapaliny potřebné k výstupu z celé pístní tyče.

Zkontrolujeme štíhlost prutu, aby nedošlo k vybočení při tlačení. U velkých válců s dlouhým zdvihem se používají duté tyče dodávané s olejem, aby se snížilo riziko vzpěru.

Jednočinný válec (VSE)

Jednočinný válec pracuje pouze v jednom směru (často ve směru táhla). Tlak je dodáván pouze do jediného napájecího otvoru, který pohání píst v jednom směru, k jeho návratu dochází působením pružiny nebo vnější silou (často u hydrauliky).

Tato technologie se používá hlavně u zdvihacích zařízení stožárů. Použití jednočinných válců je také velmi běžné v hydraulických lisech . Umožňují vyvinout velmi důležité úsilí. Poté jsou spojeny s válci menších sekcí, což umožňuje dosáhnout rychlého přiblížení nebo rychlosti návratu. Velkoplošné ventily umožňují rychlé plnění nebo vyprazdňování válců a jsou přímo připojeny k nádrži, která se často nachází pod zatížením.

Dvojčinný válec (VDE)

Dvojčinný válec má dva pracovní směry. Má dva přívodní porty a tlak je vyvíjen střídavě na každou stranu pístu, což způsobuje, že se pohybuje v jednom směru a poté v druhém. Bude zkontrolováno, že válec nebude vystaven účinkům násobení tlaku, které by mohly způsobit jeho prasknutí na straně jeho tyče.

V souvislosti se servoventilem nebo proporcionálním regulačním ventilem, jakož i snímačem polohy nebo tlakovými čidly, se z válce stane servoválce. Tento akční člen se používá ve všech servomechanismech.

Válce jsou často vybaveny tlumiči nárazů na konci zdvihu, které zabraňují nárazu pístu.

Servo válec

Je to otrokářský válec. Je vybaven buď proporcionálním regulačním ventilem nebo servoventilem a jedním nebo více senzory. V závislosti na svém výkonu bude vybaven těsněními s nízkým třením nebo hydrodynamickými ložisky, nebo dokonce hydrostatickými ložisky pro nejúčinnější. Odezva servoválce závisí na jeho rozměrech, na palubní hmotnosti, na kvalitě ovládacího zařízení, na délce napájecích obvodů. Dnešní digitální regulátory zlepšují odezvu hydraulických servosystémů.

Síla vyvinutá servoválcem závisí na výsledných tlacích ve dvou komorách. Ty vytvářejí antagonistické síly a jsou způsobeny tlakovými poklesy generovanými ovládacím členem, který valí tekutinu.

Teleskopický válec

Stejně jako teleskopická anténa má tento zvedák v sobě vložené různé tyče, které umožňují rozložením dosáhnout objektů relativně daleko (deset metrů).

Tlak, obecně olej, tlačí velký píst, který, když dosáhne konce svého zdvihu, uvede olej do komunikace s druhým válcem otvorem. Pro zpětný tok má kapalina stejnou cestu (jedná se o jednočinný válec).

Používají se hlavně tehdy, když se zmenší objem v klidu:

jsou sklápěče jsou běžně vybaveny pro materiály vykládání (písek, zemina, odpady);
se zvedáky , že výtahy .

Rotační válec

Rotační válce spadají do dvou kategorií:

ty, které převádějí lineární pohyb na rotaci za účelem vytvoření točivého momentu. Jsou složeny z válcového tělesa obsahujícího dva písty spojené osou ozubnice, která je v záběru s pastorkem, který se otáčí pohybem této osy.

Úhel otáčení výstupního hřídele (nebo otvoru ) se mění s délkou stojanu;

ty, které jsou přímo napájeny paletou s rotačním systémem, ale mohou být také s pastorkem a hřebenem. Píst je nedílnou součástí výstupního hřídele a může se otáčet v úhlu, který může činit až 270 °.

Pružný válec

Nebo nafukovací válec ; jedná se o válce obecně nafouknuté vzduchem, ale pro specifické aplikace je možné použít vodu, olej, glykol pro jeho nemrznoucí kvalitu. Tyto válce, nazývané také airbagy, se skládají pouze z gumového tělesa nebo jsou upevněny mezi dvěma kovovými přírubami. Jejich mechanické funkce jsou velmi rozmanité:

velmi snadná rozměrová výroba polštářů (od 100 do 1000 mm na každou stranu) nebo jakéhokoli jiného tvaru;
materiál vyrobený z vulkanizované tkaniny;
malá tloušťka a menší objem;
snadné přizpůsobení a vysoká zdvihací síla (tlak až 7 až 8 barů), rovnoměrně rozložený tlak;
vhodné pro všechny typy potřeb: zvedání, lisování, pohyb, tlačení, tlumení ( pneumatické tlumiče ).

Jejich technologická jednoduchost je činí široce používanými nejen v průmyslu (zvedací stůl a různé manipulace), ale také v záchranných a záchranných sektorech (zvedání objemných předmětů).

Multiplikátor tlaku

Píst odděluje dvě komory válce. Průřez komory na straně tyče je zmenšen. Zvedák tedy bude mít poměr řezu. Jeden bude schopen využít tohoto rozdílu průřezu k provedení násobení tlaku. Potom bude stačit podat celou část a obnovit vyšší tlak v hodnotě poměru na straně tyče.

Tento princip se používá pro hydrauliku, pneumatiku a mnoho dalších kapalin.

Válec bez tyče

Jedná se o pneumatické válce, jejichž výhodou je menší objem. Tyto zvedáky mohou mít velké tahy. Jsou široce používány v přenosových a robotických systémech. Tento typ aktuátoru, odlišný od konvenčních válců, se stále více používá v automatizovaných systémech. Má významné výhody, zejména při manipulaci s relativně lehkými částmi na velké vzdálenosti, protože eliminuje riziko vybočení tyčí konvenčních válců.

Plynové zvedáky

Plynová pružina , přesněji nazývaná plynová pružina , je utěsněná trubice obsahující stlačený plyn, ve které se pohybuje píst spojený s vnějškem pomocí tyče. Tyto válce obsahují malé množství maziva pro správnou funkci tyče.

V závislosti na použití a požadovaném úsilí jsou zvedáky víceméně kalibrovány, aby sloužily jako protizávaží pro otevírání a zavírání dveří, zavazadlových prostorů, kapot motoru, zadních výklopných dveří atd. , motorová vozidla.

Ve stavebnictví se používají pro ovládání poklopů pro odvod kouře nebo různých krytů, které by vyžadovaly příliš mnoho fyzického úsilí.

V nábytku jsou malé plynové zvedáky pro otevírání a zavírání dveří, které se otevírají nahoru.

Speciální válce

Speciální válce jsou válce, které lze použít buď jako jednočinné nebo jako dvojčinné válce.

Jsou vyráběny na vyžádání a obvykle nejsou na skladě.

Průřez

Velikost otvoru válce se vztahuje k vnitřnímu průměru válce. Válec s velkou velikostí díry vytváří větší objem na jednotku délky než válec s malou velikostí díry. Válec s velkou velikostí díry vyžaduje více oleje, aby se píst pohyboval ve stejné vzdálenosti od válce s malou velikostí díry. Proto se při daném průtoku válec s velkou velikostí díry pohybuje pomaleji než válec s malou velikostí díry. Účinnou částí válce je oblast části pístu a těsnění pístu, na kterou tlačí olej. Protože jeden konec tyče je připevněn k pístu (spodní strana) a protilehlý konec sahá ven z válce (strana tyče), je účinná část na straně tyče menší než účinná část na spodní straně. Olej nemůže tlačit proti povrchu pístu, který je zakrytý tyčí. Objem oleje potřebného k naplnění tyče válce je menší než objem oleje potřebného k naplnění spodní strany válce. Proto se pro danou rychlost toku tyč zatahuje (zatažení tyče) rychleji, než když se vysune (výstup z tyče).

Poznámky a odkazy

Jednoduchá hydraulika, „ Hydraulický válec “, Jednoduchá hydraulika , nedatováno ( číst online , přístup k 11. března 2021 ).