Користувацький гідравлічний циліндр повинен не лише вміщатися в машину. Він повинен створювати достатню силу, рухатися по всьому робочому діапазону, витримувати піки тиску та залишатися вирівняним під навантаженням. Якщо одна частина специфікації неправильна, циліндр може течти, згинатися, зношуватися занадто швидко або не зможе перемістити навантаження.

Тому чітка специфікація є першим кроком до надійного циліндра. Вона також допомагає виробнику користувацьких гідравлічних циліндрів вибрати правильну ствол, шток поршня, упаковки, з'єднувачі та елементи кріплення.

Цей посібник пояснює основні моменти, які потрібно визначити перед замовленням користувацького або OEM гідравлічного циліндра.

Розпочніть з застосування

Перш ніж вибирати діаметр ствола або ход, опишіть, що повинен робити циліндр. Постачальник повинен розуміти машину, а не лише розміри циліндра.

Розпочніть з цих питань:

· Що циліндр піднімає, штовхає, тягне, затисує, нахиляє або керує?

· Яке нормальне навантаження?

· Яке найвище можливе навантаження?

· Змінюється ли навантаження під час руху?

· Як швидко повинен выдвигатися та втягуватися циліндр?

· Скільки циклів він завершуватиме за годину?

· Чи буде він піддаватися удару, вібрації, пилу, солі, воді або високій температурі?

· Циліндр використовується в приміщенні чи на відкритому повітрі?

· Скільки місця доступно, коли циліндр відкритий та закритий?

Наприклад, циліндр, який використовується на гідравлічному пресі, має інші потреби, ніж той, що використовується на мобільному крані. Пресу може знадобитися жорстке кріплення фланцем та повільна контрольована сила. На відміну від цього, крану може знадобитися кріплення на повороті, яке слідує за рухом стрели.

Чіткий опис застосування дозволяє виробнику розробити конструкцію гідравлічного циліндра з урахуванням реальних робочих умов.

Розрахуйте необхідний діаметр ствола циліндра

Діаметр ствола циліндра – це внутрішній діаметр ствола. Він контролює площу поршня і, як наслідок, силу, яку може створювати циліндр.

Основна формула:

Сила = Тиск × Площа поршня

Для сили выдвиження використовуйте повну площу поршня. Для сили втягування відніміть площу штоку поршня, оскільки шток займає частину робочої площі.

Однак теоретична сила не така ж сама, як сила, доступна в машині. Тертя, втрати тиску, опір упаковок та зміна кутів навантаження можуть зменшити кінцевий вихід. Тому включіть відповідний конструкційний запас.

Як простий приклад, припустимо, що машина потребує 100 кН сили штовхування, а робочий тиск – 20 МПа. Теоретична площа поршня:

100 000 Н ÷ 20 000 000 Па = 0,005 м²

Це відповідає діаметру ствола приблизно 80 мм. Однак діаметр 80 мм залишає мало місця для втрат тиску або додаткового навантаження. Тому кінцева конструкція може використовувати більший стандартний діаметр ствола після того, як виробник перевірить всю систему.

Тяжкий гідравлічний циліндр часто потребує більшого безпечного запаса, оскільки він може стикатися з ударними навантаженнями, нерівною землею або рапідними змінами тиску.

При специфікації діаметра ствола надайте:

· Необхідна сила выдвиження

· Необхідна сила втягування

· Нормальний робочий тиск

· Максимальний тиск системи

· Очікувані втрати тиску

· Ж бажаний безпечний запас

Не вибирати діаметр ствола лише на основі номінального тиску насоса. Замість цього використовуйте тиск, який досягає циліндра під час нормальної роботи.

Визначте правильну довжину ходу

Хід – це відстань, на яку рухається шток поршня від повністю закритого положення до повністю відкритого. Він повинен охоплювати весь робочий хід без примусового натискання циліндра на його внутрішні кінцеві упори.

Спочатку виміряйте необхідний рух в точках кріплення циліндра. Не використовуйте хід ковша, платформи, леза або рукава машини як хід циліндра. Зв'язки можуть змінити коефіцієнт ходу.

Далі перевірте обидва розміри установки:

· Довжина втягування, часто звана закритим довжиною

· Довжина выдвиження, часто звана відкритим довжиною

Місце стає важливішим при специфікації циліндра з довгим ходом. Зі збільшенням ходу шток поршня стає більш схильним до згинання або вигину під навантаженням штовхування. Довгі циліндри також можуть потребувати більше направляючих опор.

Можливі рішення включають:

· Більший діаметр штоку поршня

· Трубу-упор для збільшення відстані між підшипниками

· Сильніші матеріали штоку та ствола

· Іншу позицію кріплення

· Зовнішні направляючі для рухомого навантаження

· Телескопічну конструкцію, коли місце для закриття обмежене

Циліндр повинен переміщати навантаження, але не повинен виступати як основна направляюча рейка машини. Зовнішні направляючі повинні контролювати бічний рух, коли це можливо.

Виберіть робочий та тестовий тиск

Робочий тиск – це тиск, який циліндр витримує під час нормального використання. Максимальний тиск – це найвищий короткочасний тиск, який може виникнути. Тестовий тиск використовується під час перевірки для підтвердження міцності та герметичності готового циліндра.

Ці значення не слід розглядати як одна й та сама цифра.

Для кожного проекту надайте:

· Нормальний робочий тиск

· Пік тиску

· Налаштування гідравлічного клапану запобігання перетиску

· Очікувані спайки тиску

· Необхідний тестовий тиск

· Частота циклів та час роботи

Піки тиску можуть виникати, коли навантаження швидко зупиняється, клапан закривається або машина натикається на перешкоду. Хоча ці піки можуть тривати лише короткий час, вони можуть пошкодити упаковки, з'єднувачі, зварні шви та кріплення циліндра.

Наприклад, серія циліндрів Shellppon SB-Y1 підтримує робочі тиски від 16 до 25 МПа з користувацькими діаметрами ствола, ходами та варіантами кріплення. Для більш важких навантажень Shellppon також постачив циліндри 35 МПа для великого проекту підйому в порту.

Правильний рейтинг тиску повинен охоплювати як стійку роботу, так і короткочасні удари. Тому обговоріть всю гідравлічну схему з виробником, а не давайте лише тиск насоса.

Розмірніть шток поршня для навантаження та стабільності

Шток поршня передає силу від поршня до машини. Його діаметр впливає на силу втягування, міцність, стійкість до вигину та термін служби упаковок.

Шток під натягом в основному обмежений міцністю матеріалу. Однак шток під стисненням може вигинатися до того, як матеріал досягне своєї повної міцності. Цей ризик зростає з:

· Довшим ходом

· Меншим діаметром штоку

· Високою силою штовхування

· Кріпленням на повороті

· Поганим вирівнюванням

· Бічним навантаженням

· Довшою відстанню між точками опори

З цієї причини циліндр з довгим ходом часто потребує більшого штоку, ніж короткий циліндр з тим же діаметром ствола та тиском.

Поверхня штоку також має значення. Хромоване покриття широко використовується, оскільки воно забезпечує гладку, стійку до зносу поверхню для упаковки штоку. Однак морські, гірничі та хімічні застосування можуть потребувати додатного захисту від корозії або нержавіючої сталі.

Попросіть виробника перевірити вигин штоку, навантаження на підшипники, поверхневу обробку, твердість та стійкість до корозії як частину розробки гідравлічного циліндра.

Виберіть правильний стиль кріплення

Кріплення циліндра контролює, як сила передається в раму машини. Неправильне кріплення може створити бічне навантаження, згинати шток або накладати навантаження на ствол циліндра.

Поширені варіанти кріплення включають: