A munkahenger részei
|
Elem
|
Megjegyzés
|
1
|
véghelyzet-csillapítás (itt nem állítható)
|
kis átmérőjű furat, melyen keresztül a közeg áramlása fojtást szenved, ezzel a dugattyú mozgását a véghelyzet közelében lefékezi
|
2
|
tömítés
|
megakadályozza a két kamra között a közeg szivárgását
|
3
|
csúszógyűrű
|
- a dugattyú megvezetésére szolgál
- puha fém, esetleg teflon
- finoman megmunkált külső palást
|
4*
|
henger, előlap és hátlap
|
|
5*
|
dugattyúrúd
|
- a dugattyú mozgását közvetíti a működtetendő berendezés felé
- felülete finoman megmunkált
|
6
|
ajakos tömítés
|
tömítés alakja olyan, hogy a közeg nyomása ráfeszíti a tömítendő felületre
|
7
|
szennylehúzó gyűrű
|
a dugattyúrúd felületére kívülről rákerülő szennyeződések ellen véd
|
8
|
csúszógyűrű
|
- dugattyúrúd megvezetésére szolgál
- finoman megmunkált felület és puhább anyagminőség jellemzi
|
9
|
első kamra
|
ha e kamra nyomása nagyobb, akkor a dugattyúrúd balra mozog
|
10*
|
dugattyú
|
- a henger belső terének felosztása
- a dugattyúrúd keresztmetszeténél nagyobb felület biztosítása
|
11
|
állandó mágnes
|
a házra kívülről szerelt érzékelők számára jelzi a dugattyú helyzetét
|
12
|
hátsó kamra
|
ha e kamra nyomása nagyobb, akkor a dugattyúrúd jobbra mozog
|
13
|
menetes furat
|
- itt áramlik be és ki a közeg
- menetes csatlakozás
|
2.5MN-os egyoldali működtetésű nyomóhenger
*: fő elem, nem minden munkahengernél található meg mind a három elem (például van henger dugattyúrúd nélkül is).
Igen nagy erőt kifejtő egyoldali működtetésű hidraulikus munkahengerek esetén, a dugattyú lehet egyben a nagy átmérőjű dugattyúrúd is. ennél a kialakításnál a tömítő karmantyú és a vezetőgyűrű is a hengerben helyezkedik el.
A munkahenger működési elve
Egy pneumatikus munkahenger belseje mozgás közben
A munkahenger belsejébe áramló közeg nyomási energiája a dugattyú felületére nyomást gyakorol, majd az ebből származó erő (F=P*A) azt mozgásba hozza. A dugattyú mozgásának iránya attól függ, hogy melyik oldalról lesz nagyobb ez az erő, természetesen a mozgás irányával szemben levő kamra tartalmát hagyni kell kifele áramolni.
Az egyoldali dugattyúrúd kivezetéses munkahenger esetén a dugattyú felülete a dugattyúrúd felőli oldalon kisebb (a dugattyúrúd által lefedett keresztmetszet miatt), ha tehát a két kamara nyomása azonos, akkor a dugattyúrúd kifele mozog. A különböző felület jól használható, mivel vannak olyan esetek amikor csak az egyik irányban fontos a kifejtett erő nagysága (pl. prések, ahol csak a nyomás kifejtése fontos, a visszahúzás csak annyira, hogy elemelkedjen a munkadarabtól), a differenciál munkahenger pedig pontosan kétszer akkora erőt tud kifejteni a dugattyú kifele mozgása közben, mint a másik irányban.
A dugattyúrúd nélküli és az átmenő dugattyúrudas munkahengerek esetén a nyomás által kifejtett erő mindkét irányban (az azonos felület miatt) azonos.
A munkahengerek csoportosítása
- Működtető közeg szerint:
- Lökethossz szerint: (L: lökethossz, D: dugattyúrúd átmérője)
- Kis löketű (L / D < 1)
- Normál löketű (L / D < 15-30)
- Nagy löketű (L / D > 30)
- Létrehozott mozgás alapján:
- Véghelyzet-csillapítás szerint:
- Véghelyzet-csillapítás nélküli: nincs beépített fékezés a dugattyú véghelyzete környékén. Ezeknél a hengereknél fontos, hogy a vezérlésnél gondoskodjunk a véghelyzeteknél történő lassításról. Általában olcsó munkahengerek.
- Véghelyzet-csillapításos: a véghelyzet előtt egy kis szakaszon a közeg áramlási keresztmetszete korlátozódik, ennek köszönhetően fékként működik.
- Állítható: a fojtást állítani lehet, általában tűszelepes. Könnyebben optimalizálható a kívánt szempontokhoz
- Nem állítható: szerkezetileg kialakított, nincs lehetőség állításra
- Működtetés szerint:
- Egyoldali: csak az egyik mozgásirányba működtethető a közeg nyomásával, a másik mozgásirányt vagy belső, például rugó erő, vagy külső például gravitációs erő, súlyerő biztosítja.
- Kétoldali: mindkét mozgásirányba működtethető
- Speciális kivitelek, felépítések szerint:
- Dugattyúrúd mechanikus rögzítési lehetőséggel: ennek szükségessége lehet például szállítási okok vagy egyéb üzemen kívüli állapotok
- Hőálló: nagyon magas, vagy nagyon alacsony hőmérsékleti tartományokra optimalizálva
- Korrózióálló: erős korrózió elleni védelemmel ellátott hengerek. A tömítések jobban zárnak, dugattyúrúd és a hengertest anyaga ellenáll a lúgos vagy savas kémhatásoknak, oxidációnak, ide tartozik például az eső elleni védelem is.
- stb.
- Vezérelhetőség szerint:
- Vezérelhető
- Nem vezérelhető, például véghelyzet-csillapító, ütköző, sebesség és erő korlátozó
A hidraulikus és a pneumatikus munkahengerek összehasonlítása
|
Pneumatikus munkahenger
|
Hidraulikus munkahenger
|
Ár
|
olcsóbb |
drágább
|
Kifejthető erő
|
kisebb erők |
nagyobb erők
|
Megállítható tetszőleges helyzetben?
|
- típustól függően lehetséges
- kisebb erők tartására alkalmas
- maximum 0,1 mm-es pontosság
|
- igen
- erő tartására alkalmas
- akár μm -es pontosság
|
Egyenletes mozgási sebesség
|
- nem
- terheléstől és típustól erősen függ
|
igen
|
Méretek
|
kisebb, egészen kis méretek
|
többnyire robusztus méret
|
Kenés
|
- gyors, gyakori mozgások esetén szükséges
- levegőbe porlasztott olaj
|
kenés a hidraulika olaj által biztosított
|
Működtető közeg és jellemzői
|
- sűrített levegő
- kis nyomás (4-16 bar)
- szükség szerint olajporlasztással
- nem jelent veszélyt sem az azt használóra sem a környezetre
|
- hidraulika olaj
- nagy nyomás (20-400+ bar)
- veszélyes az azt használóra és a környezetre egyaránt
- csatlakozók rugós visszacsapó szeleppel szerelve
- erős burkolatú házak
- működés közben nem szabad szerelni sem a csatlakozó csöveket leválasztani!
|
Alkalmazási terület
|
- gyártósorokon: például csomagolás, válogatás, stb.
- kisebb terheléseknél légrugóként
- építőiparban: légkalapács
|
- gépiparban: prések, élhajlítók, lemezollók, stb.
- építőipari gépeknél: daruk, anyagmozgató gépek, markolók, stb.
- zsilip kapuknál
|
Dugattyú hasznos felülete a dugattyúrúd keresztmetszetéhez képest
|
sokszoros
|
többnyire minimális a dugattyúrúd felőli oldalon
|
Dugattyúrúd anyaga
|
- változó, többnyire acél
- lehet akár alumínium vagy műanyag is
|
szinte minden esetben ötvözött, felületkezelt acél
|
üzemi hőmérséklet-tartomány
|
- rosszabb, mint a hidraulikus munkahengereké
- szerkezetileg kell megoldani a hűtést, fűtést
- munkaközeg nem használható hőközlésre vagy hőelvonásra
|
- jó, széles hőmérséklet-tartomány
- a munkaközeg jó hővezető, hőközlésre és hőelvonásra alkalmas
|
Karbantartás
|
- gyors mozgások miatt gyakrabban szükséges (tömítések kopása)
- többnyire olcsó és egyszerű
|
- ritkábban van szükség rá
- a tömítések kismértékű áteresztése sem jelent "jelentős hibát", mivel többnyire a dugattyú tömítései kopnak el, és csak a kifejtett erő csökken a kamrák közötti közegátáramlás miatt
- többnyire (nagyon) drága és nem egyszerű
|
Típusok
A munkahengerek felépítése a pneumatikus és a hidraulikus munkahengereknél igen hasonló, az eltérés többnyire a működtető közeg fizikai tulajdonságából adódik.
A típusok felosztása és jellemzőik
- Vezérelhető hengerek:
- dugattyúrudas hengerek: (legelterjedtebb típus)
- létezik szabványos és egyedi változata is
- véghelyzetek száma szerint:
- nincs meghatározható véghelyzete (például légkalapács)
- két állású
- három állású
- 4 állású (pl. két munkahenger a hátlapjukon egymáshoz szerelve)
- átmenő dugattyúrudas munkahenger (kétoldali dugattyúrúd kivezetéses)
- tömör dugattyúrudas
- dugattyúrúd átmenő furattal (folyadékok, gázok és vákuum szállítására)
- teleszkóphenger
- a dugattyúrúd több részből áll, melyek egymásba illeszkednek
- nagy lökethossz, és a lökethosszhoz képest kis hosszúság jellemzi
- hidraulikában használatos, általában hidraulikus emelőszerkezetekben használják
- membrán hengerek:
- pneumatikában használják, jellemzői: nagy erők kifejtésére alkalmas, lapos kivitelű, egyoldali működtetésű, nagyon kicsi lökethossz jellemzi (legfeljebb a dugattyúrúd átmérőjének a fele)
- általában tárgyak megfogására, befogására használják
- dugattyúrúd nélküli hengerek:
- mechanikus csatlakozással
- a dugattyú és a mozgató rész között szalag tartja a kapcsolatot
- a dugattyúrúd közvetlenül van egybeépítve a mozgatott résszel
- mágneses csatlakozással: a mozgatott rész és a dugattyú között mágneses erő tartja a kapcsolatot. Jól pozicionálható és egyszerű szerkezeti felépítés jellemzi.
- tömlőhengerek:
- pneumatikában használják, az átmérő és a hossz arányának függvényében húzó- vagy nyomó erő kifejtésére alkalmas:
- húzó erő kifejtésére alkalmas, akkor ha a palást felülete nagyobb mint az átmérő által meghatározott felület (a nyomás a palást falán fejti ki a hatását)
- nyomó erő kifejtése esetén pont fordított a felületek aránya, vagyis a palást felülete kisebb, mint az átmérő által meghatározott felület.
- forgató vagy átrakó hengerek:
- fogaskerék-fogasléces:
- jellemzők:
- elfordulás szöge: párszor 360°
- a dugattyúrúd mint fogasléc funkcionál, amely meghajtja a fogaskereket
- fogaskerék méretétől, fogszámától és a dugattyú felületétől függően nagy nyomatékok leadására is képes
- a tengely lehet átmenő furatos is (vákuum számára)
- lamellás:
- Jellemzői: az elfordulás szöge többnyire nem haladja meg a 270°-ot, de a felépítésből adódóan mindenképpen kevesebb mint 360°; dugattyú helyett lamella (lapát) van, amely a kihajtott tengelyhez van rögzítve, és azzal együtt forog; a tengely lehet átmenő furatos is (pl. vákuum számára); többnyire munkadarabok vákuumos átrakására használják.
- Nem vezérelhető hengerek:
- véghelyzet-csillapító, ütköző
- jellemzően pneumatikában használt elem
- sebesség- és erő korlátozó
- jellemzően pneumatikában használt elem
A munkahenger rögzítése
A beépítés módjának helyes megválasztása nagyon fontos. Nem helyes megválasztás esetén a munkahengeren járulékos erők és nyomatékok léphetnek fel, melyek hatása a mozgó alkatrészek találkozásánál idő előtti kopások formájában jelentkezik. Ez jobb esetben csak a tömítések idő előtti elkopását vonja maga után, rosszabb esetben a hengertest belső fala, a dugattyú, a dugattyúrúd és a csúszó csapágyak idő előtti elhasználódását vagy akár a mozgó elemek befeszülését is eredményezheti.
Rögzítés a hengertesten
Merev rögzítés:
- A hengertest szabadságfokai teljesen korlátozottak, ha ezt a megoldást választjuk, akkor gondoskodni kell:
- a dugattyúrúd és a mozgatott elem közötti kapcsolat szabadságáról, vagy
- a mozgatott elem minél tökéletesebb megvezetéséről
|
|
|
|
rögzítés az előlapnál
|
rögzítés a középső részen
|
rögzítés a hátlapnál
|
rögzítés az elő- és hátlapon
|
Csuklós rögzítés:
- Lehetséges mozgások:
- a csap tengelye körül forgás
- gömbcsukló esetén még a gömbi középpont körül bármely irányba történő kismértékű elfordulás
|
|
|
rögzítés a középső részen
|
rögzítés a hátlapnál
|
rögzítés a hátlapnál gömbcsuklósan
|
A dugattyúrúd és a mozgatott elem között
Merev rögzítés:
- A dugattyúrúd és a mozgatott elem között nincs elmozdulási lehetőség
-
Csuklós rögzítés:
- A dugattyúrúd és a mozgatott elem között
- tengelyirányú forgás
- gömbcsukló esetén még a gömbi középpont körül bármely irányban történő kismértékű elforgás
|
|
rögzítés csuklósan
|
rögzítés gömbcsuklósan
|
Fizikai egybeépítés nélkül:
- A dugattyúrúd csak löki vagy húzza a mozgatott elemet, szoros fizikai kapcsolat nincs
-
Külső hivatkozások