أنواع الأسطوانات - في المجالات الهندسية والصناعية، يتم اختيار الأسطوانات بشكل شائع لتوليد الحركة من خلال تراكم الغاز المضغوط. وبطبيعة الحال، يختلف نوع الأسطوانة المطلوبة حسب التطبيق والصناعة. نظرًا لكيفية عمل المعدات، يُشار إلى المحركات أيضًا باسم الأسطوانات.
ما هي الاسطوانة؟
المكون الأخير للأجهزة الميكانيكية التي تعمل بالهواء المضغوط أو الهواء المضغوط-هو الأسطوانة، والتي تسمى أحيانًا أسطوانة هوائية. الأسطوانة عبارة عن آلة تقوم بتحويل الهواء المضغوط إلى طاقة ميكانيكية. يتم إنشاء الحركة الخطية أو الدوارة بواسطة هذه الطاقة الميكانيكية. في الأنظمة الهوائية، تعمل الأسطوانات الهوائية كمحركات. ومن ثم، يطلق عليها المحركات الخطية الهوائية. ويضمن التحديد الصحيح للأسطوانة نجاح التطبيق على المدى الطويل-ويعمل على تحسين أداء الماكينة بشكل عام. قم بالزيارة هنا لفهم مبادئ أنواع الأسطوانات الهوائية الرئيسية.
هذه المكونات الأساسية هي:
· غطاء -منفذ النهاية (A)
· القضيب (ب)
· منفذ نهاية القضيب-(C)
· المكبس (د)
· البرميل (هـ)
· قضيب المكبس (F)
مبدأ الاسطوانات
يتم تحويل طاقة ضغط الهواء المضغوط إلى طاقة ميكانيكية من خلال الأسطوانات على شكل حركة خطية أو دوارة. يمكن للأسطوانات الهوائية أن تتحمل ضغوطًا تتراوح من 5 إلى 20 بار.
ما هي أنواع الاسطوانات؟
تنقسم الأسطوانات الشائعة إلى ثلاث فئات رئيسية:
· أسطوانات -مفردة المفعول
· أسطوانات مزدوجة المفعول-.
· اسطوانات تلسكوبية
نناقش أدناه وظائف هذه الأنواع الثلاثة الشائعة من الأسطوانات. ولكل منها تطبيقات مميزة، لذلك سيتم تحديد الأسطوانة الأكثر ملاءمة لمهمة معينة وفقًا لمتطلبات المشروع المحددة.
أسطوانة فاعلة-مفردة
بالمقارنة مع الأسطوانات-المزدوجة، فإن الأسطوانات المفردة-تؤثر بقوة على أحد طرفي المكبس فقط. توجد هذه المحركات بشكل شائع في محركات الاحتراق الداخلي، مثل محركات السيارات، حيث تقوم قوة خارجية (مثل الزنبرك أو الحمل الخارجي) بدفع المكبس في الاتجاه المعاكس لتوليد الحركة. تُستخدم الأسطوانات-المفردة أيضًا في المضخات والأسطوانات الهيدروليكية للمساعدة في المهام الثقيلة-مثل رفع الأشياء الكبيرة.
يتحمل جانب واحد فقط من المكبس ضغط العمل المحدد. تعمل قوة خارجية، مثل الزنبرك الداخلي، في اتجاه واحد للتحكم في الحركة وإعادتها إلى حالتها الطبيعية.
أنواع-الأسطوانات الفعالة
يتم تصنيف الأسطوانات -المفردة إلى نوع الدفع-نوع السحب-استنادًا إلى آلية التشغيل الخاصة بها.
1. اضغط على -اكتب أسطوانة التمثيل الفردية-
يتم دفع المكبس خارج الاسطوانة بواسطة الهواء المضغوط. عندما يتحرر الضغط، يعيد الزنبرك المكبس إلى موضعه الأصلي.
2. اسحب-اكتب أسطوانة التمثيل المفردة-
يدخل الهواء المضغوط إلى الاسطوانة لسحب المكبس. ومع تدفق الهواء المضغوط عبر المنفذ، يبدأ المكبس الموجود داخل الأسطوانة في التراجع. يقع منفذ الضغط في نهاية الاسطوانة.
اسطوانات تلسكوبية
تأتي الأسطوانات التلسكوبية، والتي تسمى أحيانًا بالقضبان التلسكوبية، في تكوينات -ثنائية المفعول ومفردة-. إنها تتميز بقضيب مكبس يتحول إلى مكبس مجزأ عند تنشيطه، مما يتيح وصولاً أكبر. تُستخدم الأسطوانات التلسكوبية بشكل متكرر في التطبيقات التي تتطلب الحد الأدنى من الضغط.
تأتي الأسطوانات التلسكوبية في إصدارات -مفردة المفعول ومزدوجة المفعول-، ويتم استخدامها عادةً في التطبيقات الهيدروليكية التي تتضمن التعامل مع الأحمال الثقيلة-. نادرًا ما تُستخدم الأسطوانات التلسكوبية الهوائية في-الرافعات الثقيلة والشاحنات القلابة والتطبيقات المشابهة. وفي هذه المقالة، تم تصنيفها إلى الإصدارات التالية:
· قضيب-أسطوانات السحب
· شفة-مثبتة
· قطعة واحدة- ملحومة
· نهاية مترابطة
1. قضيب - سحب الأسطوانات
يتم استخدام أسطوانات السحب- في العديد من التطبيقات بغض النظر عن الحمل: ثقيل، أو متوسط، أو خفيف.
عندما يكون هناك خطر تعرض الأسطوانة لقوى تصادم أو أحمال صدمات، فقد أثبتت تصميمات سحب القضيب أنها توفر حماية أفضل للأسطوانة من التلف مقارنةً بالتصميمات البديلة.
2. اسطوانات نوع شفة
هذه أسطوانات للخدمة الشاقة-تشبه أنواع قضبان الربط-.
يمكن للموردين تهيئتها كشفة أمامية، أو شفة خلفية، أو شفة أمامية-خلفية وفقًا لمتطلباتك.
3. قطعة واحدة - ملحومة
يتم صب الجسم بشكل متكامل في هذا الشكل، مع نهايات إما ملحومة أو مجعدة.
4. نهايات مترابطة
في هذا التكوين، يتم ربط طرفي الأنبوب خارجيًا أو داخليًا.
-اسطوانات التمثيل المزدوجة
تعمل الأسطوانات -المزدوجة المفعول على جانبي المكبس، حيث يتحكم عنصر واحد في الشوط الخارجي وآخر يتحكم في الشوط الداخلي. في حين أن المكابس-أحادية المفعول أكثر شيوعًا في محركات الاحتراق الداخلي، فإن المكابس-المزدوجة سائدة في محركات الاحتراق الخارجي مثل المحركات البخارية. وذلك لأن الأسطوانات المزدوجة المفعول - تولد القوة من طرفي المكبس.
يتم تطبيق ضغط عمل محدد على جانبي الاسطوانة. يمارس الهواء المضغوط القوة في اتجاهين على قضيب مكبس الأسطوانة. يتم تصنيف الأسطوانات - المزدوجة المفعول بناءً على مبادئ التشغيل الخاصة بها. تشمل هذه الأنواع:
· من خلال-اسطوانات القضيب
· وسادة-أسطوانات النهاية
· الاسطوانات الترادفية
· اسطوانات التأثير
· اسطوانات الكابلات
· الأسطوانات الدوارة أو الدوارة
1. من خلال-أسطوانات القضيب
في هذا التكوين، يمتد قضيب المكبس من طرفي المكبس. وهذا يضمن تساوي القوة والسرعة على جانبي الاسطوانة.
2. وسادة-أسطوانات النهاية
في هذا التكوين، يتميز المكبس بمقدمة وسادة عند أحد الطرفين أو كليهما، مما يتيح تباطؤًا معتدلًا بالقرب من نهاية الشوط.
يمكن استخدام الحواجز المطاطية لامتصاص الصدمات ومنع المكبس من الاصطدام بالغطاء النهائي.
3. الاسطوانات الترادفية
في هذا الترتيب، يتم توصيل أسطوانتين على التوالي لمضاعفة القوة التي تنتجها الأسطوانة.
4. اسطوانة التأثير
تم تصميم قضيب المكبس خصيصًا لتسريع القوة أو إحداث تأثير في هذا التطبيق.
5. اسطوانة الكابل
في هذا التكوين، يتم استبدال قضيب المكبس بكابلات متصلة بكلا طرفي الأسطوانة. تُعرف أيضًا باسم الأسطوانة الخالية من القضبان، ويتم استخدامها في التطبيقات التي تتطلب ضربات طويلة.
وهذا يوفر ميزة توفير المساحة عند تركيب الاسطوانة. تكلفة البوصة من السكتة الدماغية منخفضة نسبيًا.
6. اسطوانة دوارة أو دوارة
في هذا الترتيب، يتم توفير الحركة الخطية بواسطة قضيب مكبس ذو شكل دوار يعمل على تعشيق ترس دودي.
مواصفات لأنواع مختلفة من الاسطوانات
فيما يلي بعض المواصفات التي يجب مراعاتها عند طلب الأسطوانات:
· قطر قضيب المكبس
· تتحمل
· تركيب التكوين
· سكتة دماغية
· قوة الإخراج عند أقصى ضغط
· نطاق الضغط
· درجة حرارة التشغيل القياسية
· التخزين المؤقت (في أحد طرفي الاسطوانة أو كليهما)
تطبيقات أنواع مختلفة من الاسطوانات
· بالنسبة للتطبيقات البسيطة، استخدم -أسطوانات مفردة.
· بالنسبة لتطبيقات التحميل المعقدة والثقيلة-، استخدم أسطوانات مزدوجة المفعول-.
·تولد الأسطوانات العاملة-المفردة القوة في اتجاه واحد فقط.
·تُستخدم الأسطوانات-المزدوجة الفعل عند الحاجة إلى قوة كبيرة في كلا الاتجاهين.
كيفية اختيار اسطوانة؟
يعتمد نوع الأسطوانة المستخدمة على التطبيق، وسيكون الشكل والمواد والحجم المحدد مناسبًا للمهمة. عند اختيار المواد للأسطوانات، يجب أن تؤخذ بعض الاعتبارات في الاعتبار. على سبيل المثال، إذا كان التطبيق يتطلب تشغيل الآلات في درجات حرارة عالية، فيجب أخذ الأسطوانات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بعين الاعتبار.