Zilindro hidraulikoak osagai garrantzitsuenak dira industria aplikazio askotan, higidura eta indar lineal indartsua sortzeko duten gaitasunagatik ezaguna. Oso erabiliak dira makineria astunetan, industria-ekipoetan eta hainbat sistema automatikoetan.
Zilindro hidraulikoen lan printzipioa fluidoen dinamikan eta presioan oinarritzen da, indar handia, zehaztasuna eta fidagarritasuna behar dituzten zereginak eginez.
Artikulu honetan, zilindro hidraulikoen funtzionamendu korapilatsuak aztertuko ditugu, beren funtsezko osagaiak, funtzionamendu printzipioak eta beren errendimendua eragiten duten faktoreak ardatz hartuta.
Zilindro hidraulikoak nola funtzionatzen duten ulertzeko, ezinbestekoa da funtsezko osagaiak ezagutzea:
cilindro upela: zilindro upela zilindro hidraulikoaren gorputz nagusia da, pistoia eta fluido hidraulikoa. Ingurune zigilatua eskaintzen du, fluidoak presioa sortzea eta pistoia mugitzeko aukera ematen duena.
Piston: pistoia zilindro upelaren barruan egokitzen den osagai sendo eta zilindrikoa da. Barrualdea bi bereizten da bi ganberetan banatzen du, txapela amaiera (buruaren amaiera) eta haga amaiera (beheko muturra). Pistoia presio hidraulikoa higidura linealean bihurtzeaz arduratzen da.
Piston Rod: Pistoi hagaxka pistoiari lotuta dago eta zilindro upeletik hedatzen da. Pistonek sortutako higidura lineala kanpoko karga edo makineriara transmititzen du.
end Caps: amaierako txapelak zilindro upelaren muturrak zigilatzen dituzten estalkiak dira. Jario hidraulikoa zilindrotik ihes egitea eta barne osagaiak babestea ekiditen dute.
Seals: zigiluak osagai kritikoak dira fluido hidraulikoak pistoiaren eta zilindro-upelaren artean ihes egitea ekiditen dutenak, baita pistoi hagaxka eta amaierako txapelak ere. Kalitate handiko zigiluek zilindro hidraulikoaren eraginkortasuna eta iraupena bermatzen dituzte.
Hydraulic Ports: Zilindro hidraulikoek normalean bi portu dituzte, bata upelaren mutur bakoitzean. Portu horiek likido hidraulikoa zilindroan sartu eta ateratzeko aukera ematen dute, pistoiaren mugimendua kontrolatuz.
Zilindro hidrauliko baten operazio baten muinean Pascalen legea da, fluidoen mekanikaren oinarrizko printzipioa. Pascalen legeak dio presioa mugatutako fluido bati aplikatzen zaionean, norabide guztietan berdin transmititzen dela. Printzipio honek sistema hidraulikoen oinarria da, indarra anplifikatzeko eta energia hidraulikoa lan mekaniko bihurtzeko aukera emanez.
Zilindro hidraulikoa fluido hidraulikoaz betetako upel zilindriko baten barruan dagoen pistoi batek osatzen du. Presiozko fluidoa zilindroan sartzen denean, pistoiaren gainean jokatzen du, pistoia norabide lineal batean mugitzen duen indarra sortuz. Sortutako indarra fluidoaren presioaren eta pistoiaren azalera proportzionala da. Mugimendu lineal hau pistoi hagaxka transmititzen da, eta horrek lan egiten du, esaterako, altxatzea, bultzatzea edo karga bat ateratzea.
Zilindro hidrauliko baten funtzionamendua hainbat fasetan banatu daiteke:
Prozesua ponpa hidrauliko batekin hasten da eta horrek presioa sortzen du fluido hidraulikoa zilindroan sartuz portuetako baten bidez. Fluidoa, normalean olioa, ulertezina da, eta horrek presioa transmititu dezake bolumen-aldaketa garrantzitsurik gabe. Presiozko fluidoa zilindroan sartzen denean, pistoiaren gainean jokatzen du, pistoia eta erantsitako pistoi hagaxka mugitzen dituen indarra sortuz.
Pistoiaren mugimendua zilindro upel barruan pistoiaren gaineko presio diferentzialak zehazten du. Fluido hidraulikoa ganberan sartzen denean pistoiaren alde batean (adibidez, txanoa amaitzen da), pistoia kontrako aldera bultzatzen du (adibidez, hagaxkaren amaiera), pistoi hagaxka luzatuz. Alderantziz, fluidoa kontrako ganberan sartzen denean, pistoia alderantzizko norabidean bultzatzen du, pistoi hagaxka atzera eginez.
Pistoiak sortutako indar zenbatekoa formula erabiliz kalkulatzen da: "Force = Presio × Pistoi eremua"
Non:
Pressure fluidoen presio hidraulikoa da, normalean Pascals (PA) edo kilo hazbete karratuko (PSI) neurtuta.
PSTON gunea fluido hidraulikoen jarduten duen pistoiaren azalera da, metro koadroetan (m²) edo hazbete karratuetan (in²) neurtuta.
Zenbat eta presio handiagoa izan eta pistoiaren eremua handiagoa izan, orduan eta indar handiagoa izan dezake zilindroak.
Pistoiaren mugimenduaren norabidea eta abiadura kontrolatzen dira fluido hidraulikoen fluxua zilindroan eta kanpotik erregulatuz. Normalean balbula hidraulikoak erabiliz lortzen da, likidoa ganbera egokiarekin zuzendu eta emaria doitzeko. Fluxu-tasa kontrolatuz, pistoiaren mugimenduaren abiadura zehatz-mehatz arautu daiteke.
Sistema hidrauliko konplexuagoetan, balbula proportzionalak edo servo balbulak zilindroaren higiduraren kontrol fina lortzeko erabiltzen dira, kokapen zehatza eta funtzionamendu egokia ahalbidetuz.
Zilindro hidraulikoak antzezpen bakarreko edo ekintza bikoitz gisa diseinatu daitezke, aplikazioaren eskakizunen arabera:
1.Single-jarduerako zilindroak: antzezpen bakarreko zilindroetan, fluido hidraulikoa pistoiaren alde batean aplikatzen da, norabide bakarrean mugitzea (normalean luzapena). Erretrazioa kanpoko indar batek lortzen du, hala nola, grabitatea, udaberria edo kargaren pisua. Ertz bakarreko zilindroak normalean norabide bakarrean behar diren aplikazioetan erabiltzen dira.
2. Zilindroak antzeztutako zilindroak: Zilindro bikoitzek fluidoen portuen bi aldeetan dituzte pistoiaren bi aldeetan, fluidoak alde batera aplikatu ahal izateko. Horri esker, zilindroak bi norabideetan indarra sortzeko aukera ematen du, aldakortasun eta kontrol handiagoa eskainiz. Zilindro bikoitzeko zilindroak biderekzio mugimenduak behar dituzten aplikazioetan erabiltzen dira, hala nola, makineria industrialetan, automobilgintzako sistemetan eta eraikuntzako ekipoetan.
Zilindro hidrauliko baten errendimenduak hainbat faktoreren eragina du, besteak beste:
Sisteman erabilitako fluido hidraulikoen kalitateak funtsezko eginkizuna du zilindroaren errendimenduan. Kutsatutako edo degradatutako fluidoak zilindroaren osagaietan higadura eta malkoak eragin ditzake, eraginkortasun, ihesak eta sistemaren porrota murriztea. Ezinbestekoa da kalitate handiko fluido hidraulikoa erabiltzea eta aldizka mantentzea zilindro hidraulikoaren iraupena eta errendimendua bermatzeko.
Likido hidraulikoaren presioak eta fluxu-tasak zuzenean zilindro hidraulikoaren indarrean eta abiaduran eragina dute. Presio altuagoak indar handiagoa lortzen du, eta emaria pistoiaren mugimenduaren abiadura zehazten du. Aplikazioaren presio eta fluxu tasa egokia hautatzea funtsezkoa da errendimendu optimoa lortzeko.
Zigiluak ezinbestekoak dira likido hidraulikoak ihesak saihesteko eta zilindroak bere presioa mantentzen duela ziurtatzeko. Zigilu higatuak edo kaltetuak fluidoen galera, eraginkortasun murriztua eta zilindro hutsegiteak ekar ditzakete. Sistema hidraulikoaren osotasuna mantentzeko beharrezkoak dira zigiluak eta ordezkatzea.
Zilindro hidraulikoaren lerrokatze egokia ezinbestekoa da funtzionamendu egokia egiteko. Misalizazioak higadura irregularra eragin dezake pistoian eta zigiluetan, ihesak eta errendimendu murriztua eragin ditzake. Instalazio eta funtzionamenduan lerrokatze zuzena bermatzea, higadura goiztiarra prebenitzen eta zilindroaren bizitza luzatzen laguntzen du.
Ingurune eragileak, tenperatura, hezetasuna eta kutsatzaileen esposizioa barne, zilindro hidrauliko baten errendimenduan eragina izan dezake. Muturreko tenperaturak fluido hidraulikoak biskositatea degradatu edo aldatzea eragin dezake, zilindroaren eraginkortasunean eragina izan du. Ingurune gogorretan, babes neurri osagarriak beharrezkoak izan daitezke zilindroa babesteko eta bere errendimendua mantentzeko.
Zilindro hidraulikoak funtsezko osagaiak dira sistema mekaniko eta industrial askotan, mugimendu hidraulikoaren aplikazioaren bidez mugimendu eta indar lineal indartsuak eskainiz. Haien operazioa fluidoen dinamikaren oinarrizko printzipioetan oinarritzen da, energia hidraulikoak lan mekaniko bihurtzeko lan egiten duten funtsezko osagaiak ditu. Zilindro hidraulikoak nola funtzionatzen duten ulertzea, haien errendimendua eragiten duten faktoreak eta haien aplikazio ezberdinak funtsezkoak dira sistema hidraulikoen diseinuan, mantentze edo funtzionamenduan parte hartzen duten edonorentzat. Indar handia eta higidura zehatza sortzeko duten gaitasunarekin, zilindro hidraulikoek ingeniaritza eta industria teknologia modernoaren ardatz izaten jarraitzen dute.
