Niestandardowy cylinder hydrauliczny musi robić więcej niż po prostu pasować do maszyny. Musi generować wystarczającą siłę, poruszać się przez pełny zakres pracy, radzić sobie z szczytami ciśnienia i utrzymywać wyrównanie pod obciążeniem. Jeśli jedna część specyfikacji jest błędna, cylinder może przeciekać, wygiąć się, zużywać się zbyt szybko lub nie być w stanie poruszyć obciążenia.

Dlatego jasna specyfikacja jest pierwszym krokiem do niezawodnego cylindra. Pomaga również producentowi niestandardowych cylindrów hydraulicznych wybrać odpowiednią rurociąg, trzon tłoka, uszczelki, porty i elementy mocowania.

Ten przewodnik wyjaśnia główne punkty, które należy zdefiniować przed zamówieniem niestandardowego lub OEM cylindra hydraulicznego.

Zacznij od aplikacji

Przed wyborem średnicy i głębokości pociągu opisz, co cylinder musi robić. Dostawca potrzebuje zrozumienia maszyny, a nie tylko wymiarów cylindra.

Zacznij od tych pytań:

· Co cylinder ma podnosić, pchać, ciągnąć, zaciskac, pochylać lub kierować?

· Jaki jest normalne obciążenie?

· Jaki jest najwyższy możliwy obciążenie?

· Czy obciążenie zmienia się podczas ruchu?

· Jak szybko cylinder powinien się wydłużać i zwracać?

· Ile cykli wykona w godzinę?

· Czy będzie narażony na uderzenia, wibracje, pył, sól, wodę lub wysoką temperaturę?

· Czy cylinder jest używany w pomieszczeniach czy na zewnątrz?

· Ile miejsca jest dostępne, gdy cylinder jest otwarty i zamknięty?

Na przykład cylinder używany w prasie hydraulicznej ma inne potrzeby niż ten używany w dźwigie mobilnym. Prasa może potrzebować sztywnego mocowania flanszowego i wolnej, kontrolowanej siły. Natomiast dźwig może potrzebować mocowania pivotowego, które podąża za ruchem wiosła.

Jasny opis aplikacji pozwala producentowi stworzyć projekt cylindra hydraulicznego na podstawie rzeczywistych warunków pracy.

Oblicz wymaganą średnicę cylindra

Średnica cylindra to wewnętrzny średnicę rurociągu. Steruje ona powierzchnią tłoka i, w rezultacie, siłą, którą cylinder może generować.

Podstawowa formula to:

Siła = Ciśnienie × Powierzchnia tłoka

Dla siły wydłużania użyj pełnej powierzchni tłoka. Dla siły zwracania odejmij powierzchnię trzonu tłoka, ponieważ trzon zajmuje część obszaru roboczego.

Jednak teoretyczna siła nie jest taka sama jak siła dostępna w maszynie. Tarcie, straty ciśnienia, opór uszczelki i zmieniające się kąty obciążenia mogą zmniejszyć ostateczny wydajnik. Dlatego włącz odpowiedni margines projektowy.

Jako prosty przykład, załóżmy, że maszyna potrzebuje 100 kN siły pchającej, a ciśnienie robocze wynosi 20 MPa. Teoretyczna powierzchnia tłoka to:

100 000 N ÷ 20 000 000 Pa = 0,005 m²

To odpowiada średnicy około 80 mm. Jednak średnica 80 mm pozostawia mało miejsca na straty ciśnienia lub dodatkowe obciążenie. Dlatego ostateczny projekt może użyć większej standardowej średnicy po sprawdzeniu pełnego systemu przez producenta.

Cylinder hydrauliczny heavy duty często potrzebuje szerszego marginesu bezpieczeństwa, ponieważ może być narażony na obciążenia uderzeniowe, nierówną podłogę lub nagłe zmiany ciśnienia.

Podczas określania średnicy podaj:

· Wymaganą siłę wydłużania

· Wymaganą siłę zwracania

· Normalne ciśnienie robocze

· Maksymalne ciśnienie systemu

· Oczekiwane straty ciśnienia

· Pożądany margines bezpieczeństwa

Nie wybieraj średnicy tylko na podstawie nominalnego ciśnienia pompy. Zamiast tego użyj ciśnienia, które dociera do cylindra podczas normalnej pracy.

Zdefiniuj poprawną długość pociągu

Pociąg to odległość, jaką trzon tłoka porusza się z pozycji całkowicie zamkniętej do pozycji całkowicie otwartej. Powinien obejmować pełny ruch roboczy bez zmuszania cylindra do uderzenia w wewnętrzne zapięcia końcowe.

Najpierw zmierz wymagany ruch w punktach mocowania cylindra. Nie używaj ruchu wiaderka, platformy, ostrza lub ramienia maszyny jako pociągu cylindra. Łączniki mogą zmienić stosunek ruchu.

Następnie sprawdź oba wymiary montażowe:

· Długość zwrócona, często nazywana długością zamkniętą

· Długość wydłużona, często nazywana długością otwartą

Miejsce staje się ważniejsze przy określaniu cylindra hydraulicznego o długim pociągu. Wraz ze wzrostem pociągu trzon tłoka jest bardziej skłonny do wygięcia lub zginania pod obciążeniem pchającym. Długie cylindry mogą również potrzebować większego wsparcia prowadnicowego.

Możliwe rozwiązania obejmują:

· Większy średnicę trzonu tłoka

· Rurę zapięciową do zwiększenia odległości łożysk

· Silniejsze materiały trzonu i rurociągu

· Inną pozycję mocowania

· Zewnętrzne prowadnice dla poruszającego się obciążenia

· Projekt teleskopowy, gdy miejsce zamknięte jest ograniczone

Cylinder powinien poruszać obciążenie, ale nie powinien działać jako główna szyna prowadnicowa maszyny. Zewnętrzne prowadnice powinny kontrolować boczny ruch, gdy to możliwe.

Wybierz ciśnienie robocze i testowe

Ciśnienie robocze to ciśnienie, z którym cylinder radzi sobie podczas normalnego użycia. Maksymalne ciśnienie to najwyższe krótkotrwałe ciśnienie, które może wystąpić. Ciśnienie testowe jest używane podczas inspekcji w celu potwierdzenia wytrzymałości i szczelności gotowego cylindra.

Te wartości nie powinny być traktowane jako ta sama liczba.

Dla każdego projektu podaj:

· Normalne ciśnienie robocze

· Szczytowe ciśnienie

· Ustawienie zaworu bezpieczeństwa hydraulicznego

· Oczekiwane skoki ciśnienia

· Wymagane ciśnienie testowe

· Częstotliwość cykli i czas pracy

Szczyty ciśnienia mogą wystąpić, gdy obciążenie zatrzymuje się szybko, zawór zamyka się lub maszyna uderza w przeszkodę. Chociaż te szczyty mogą trwać tylko krótko, mogą uszkodzić uszczelki, porty, spawania i mocowania cylindra.

Na przykład seria cylindrów SB-Y1 Shellppon obsługuje ciśnienia robocze od 16 do 25 MPa z niestandardowymi opcjami średnicy, pociągu i mocowania. Dla większych obciążeń Shellppon dostarczył również cylindry 35 MPa dla dużego projektu podnoszenia w porcie.

Prawidłowa klasyfikacja ciśnienia musi obejmować zarówno stabilną pracę, jak i krótkotrwałe uderzenia. Dlatego omów pełny obwód hydrauliczny z producentem zamiast podawać tylko ciśnienie pompy.

Wybierz rozmiar trzonu tłoka dla obciążenia i stabilności

Trzon tłoka przenosi siłę od tłoka do maszyny. Jego średnica wpływa na siłę zwracania, wytrzymałość, odporność na zginanie i żywotność uszczelki.

Trzon pod napięciem jest głównie ograniczony przez wytrzymałość materiału. Jednak trzon pod ściskaniem może zginąć przed osiągnięciem pełnej wytrzymałości materiału. To ryzyko wzrasta wraz z:

· Dłuższym pociągiem

· Mniejszą średnicą trzonu

· Większą siłą pchającą

· Mocowaniem pivotowym

· Złym wyrównaniem

· Obciążeniem bocznym

· Długą odległością między punktami wsparcia

Z tego powodu cylinder hydrauliczny o długim pociągu często potrzebuje większego trzonu niż krótki cylinder o tej samej średnicy i ciśnieniu.

Powierzchnia trzonu również ma znaczenie. Chromowanie twarde jest szeroko używane, ponieważ zapewnia gładką, odporną na zużycie powierzchnię dla uszczelki trzonu. Jednak aplikacje morskiej, górniczej i chemicznej mogą potrzebować dodatkowej ochrony przed korozją lub stali nierdzewnej.

Poproś producenta o sprawdzenie zginania trzonu, obciążenia łożyska, wykończenia powierzchni, twardości i odporności na korozję jako część projektu cylindra hydraulicznego.

Wybierz odpowiedni styl mocowania

Mocowanie cylindra kontroluje, jak siła przekazywana jest do ramy maszyny. Zły moc może tworzyć obciążenie boczne, wygiąć trzon lub nałożyć naprężenia na rurociąg cylindra.

Popularne opcje mocowania obejmują:

· Mocowanie flanszowe: Przydatne do pras i stałych maszyn z prostymi obciążeniami osiowymi.

· Mocowanie stopowe: Zapewnia sztywne wsparcie dla sprzętu przemysłowego