Siłowniki hydrauliczne w maszynach budowlanych: zasada działania, podział i dobór

Czym są siłowniki hydrauliczne?

Nie ma wątpliwości, że siłownik stanowi jeden z najważniejszych elementów maszyny budowlanej wyposażonej w układ hydrauliczny. Od stanu tego podzespołu w dużej mierze zależy wydajność danego sprzętu.

Dlatego tak istotne jest, aby prawidłowo dobrać siłownik do maszyny, co niedoświadczonej osobie może sprawić sporo problemów. W naszym poradniku wyjaśniamy, jaki jest podział siłowników hydraulicznych. Przypominamy też zasadę działania tego podzespołu oraz podpowiadamy, co decyduje o jego sprawności.

Budowa i zasada działania siłownika hydraulicznego

Siłownik hydrauliczny bywa potocznie nazywany tłokiem lub cylindrem. Choć nie są to prawidłowe określenia, to zdradzają one szczegóły budowy tego podzespołu, który składa się z kilku elementów, a najważniejsze z nich to właśnie tłok, cylinder oraz tłoczysko.

Wśród głównych zalet można wymienić przede wszystkim stosunkowo prostą budowę i łatwy sposób sterowania, a także możliwość szybkiej naprawy w przypadku awarii. Duże znaczenie ma również fakt, że eksploatacja jest stosunkowo bezpieczna, gdyż nie grozi powstaniem iskry.

Zasada działania jest dość prosta - jego praca polega na przetwarzaniu ciśnienia cieczy roboczej w energię mechaniczną. Proces ten odbywa się za pomocą tłoka, nurnika lub innego urządzenia (membrana).

Najczęściej występującym rodzajem jest siłownik tłokowy, w którym długość wysuwu jest ograniczona długością tłoczyska.

Wtłaczana do przestrzeni roboczej jest ciecz (zazwyczaj jest to zagęszczony olej hydrauliczny) co powoduje ruch tłoczyska, który z kolei generuje ruch kolejnych elementów w maszynie. To właśnie dzięki takiej konstrukcji porusza się np. ramię koparki.

Dobór siłownika do maszyny absolutnie nie może być przypadkowy. Musimy tutaj uwzględnić takie kryteria, jak ciśnienie pracy, długość drogi przesuwu, warunki pracy, sposób mocowania czy parametry pompy wyporowej. Zdecydowanie najlepszym rozwiązaniem jest posiłkowanie się wytycznymi producenta danej maszyny, które zawierają pełną specyfikację.

Siłowniki hydrauliczne stosowane są w niezliczonej ilości maszyn rolniczych, leśniczych, budowlanych czy szeroko pojętym przemyśle - muszą się charakteryzować bardzo wysoką wydajnością oraz odpornością na skrajnie trudne warunki pracy.

Jest to jeden z głównych powodów, dla których zalecamy sięganie po markowe podzespoły, a nie najtańsze zamienniki. Proste siłowniki hydrauliczne stosowane są również w przedmiotach codziennego użytku, jak np. w sterowanych zdalnie mechanizmach bram, okien i drzwi.

Klasyfikacja siłowników hydraulicznych

W maszynach stosuje się przeróżne siłowniki. Podział tych podzespołów jest dość szeroki i uwzględnia wiele aspektów Najbardziej ogólny dotyczy rozróżnienia ze względu na ruch prostoliniowy oraz obrotowy – w pierwszym przypadku występuje podział na:

• Siłownik jednostronnego działania – suw odbywa się w jednym kierunku, natomiast w przeciwnym kierunku ruch organu roboczego odbywa się siłą napiętej sprężyny lub siłą grawitacji podnoszonego elementu;
• Siłownik dwustronnego działania – nie stosuje się w nim sprężyny, ruch roboczy odbywa się w przeciwstawnych kierunkach. Występują dwie komory, które doprowadzają czynnik roboczy;

Podstawowa różnica pomiędzy oboma typami polega więc na tym, że w pierwszym przypadku ruch powrotny jest wymuszony, natomiast w drugim jest kontrolowany.
Kolejny podział dotyczy tego, jaki element wykonuje ruch – wyróżniamy więc modele z nieruchomym cylindrem oraz nieruchomym tłokiem.

Dodatkowo siłowniki dzielimy na zasilane zewnętrznie i wewnętrznie.

Warto również wspomnieć o podziale ze względu na sposób produkcji. Wyróżniamy zatem jednostki standardowe, które są produkowane w oparciu o ustalony schemat, jak również niestandardowe, produkowane na zamówienie, z reguły według konkretnych wytycznych.

Uszczelnienia: bardzo ważny element siłownika hydraulicznego

Sprawność siłownika w głównej mierze jest uzależniona od stanu zastosowanych w nim uszczelnień, a nieszczelności znacząco obniżają jego wydajność. Jeśli zauważymy jakikolwiek wyciek, siłownik powinien jak najszybciej trafić do specjalistycznego warsztatu, w którym zostaną wymienione uszczelniania.

Taką procedurę zaleca się też w przypadku zakupu używanego podzespołu – nie warto na tym oszczędzać i lepiej od razu wymienić komplet uszczelnień, by mieć święty spokój i gwarancję bezawaryjnej pracy podzespołu.

Uszczelnienia stosowane w siłownikach hydraulicznych dzielą się głównie na statyczne (stosowane do uszczelniania elementów statycznych) oraz ruchowe (występują między elementami pozostającymi w interakcji względem siebie).

Sporą popularnością na rynku cieszą się także pierścienie samouszczelniające, których odkształcanie ma bezpośredni związek z działaniem cieczy roboczej (im wyższe ciśnienie, tym większy docisk).

Decydując się na zakup używanego siłownika pamiętajmy, aby zwrócić uwagę na konstrukcję podzespołu – jeśli jest sztywna i mocna, to siłownik będzie działać długo i bezawaryjnie. Dobór i montaż podzespołu, zwłaszcza używanego, warto natomiast zlecić specjalistycznej firmie.