Пошкодження збирання гідравлічного циліндра: Причини, рішення та ключові технічні керівництва

Якість збирання гідравлічного циліндра безпосередньо впливає на надійність експлуатації та термін служби — подряпини, зіткнення та технічні розуміння є поширеними проблемами. У цій статті аналізуються причини пошкоджень під час збирання, пропонуються практичні рішення та пояснюються ключові технології, такі як диференційне з'єднання та розрахунок буферного тиску, для мінімізації ризиків.

1. Причини пошкоджень під час збирання гідравлічного циліндра та відповідні рішення

1.1 Подряпини, викликані збиранням компонентів

Компоненти гідравлічного циліндра, такі як поршень та головка циліндра, мають високу якість, великий розмір та високу інерцію. Навіть з допомогою підйомного обладнання зазначене зазор при збиранні є малим, і примусове встановлення неминуче. В результаті кінець поршня або головки циліндра може зіткнутися з внутрішньою поверхнею стінки циліндра, що легко викликає подряпини.

Рішення:

Для малосерійних, малих за розміром виробів: Під час встановлення використовувати спеціальні інструменти для збирання.

Для важких, громіздких та великих гідравлічних циліндрів: Лише обережна та обережна операція може запобігти таким пошкодженням.

1.2 Подряпини, викликані контактом з вимірювальним приладом

Для вимірювання внутрішнього діаметра гідравлічних циліндрів зазвичай використовують розгінні штангеноміри. Вимірювальні контакти вставляють в отвір циліндра та ковзають вздовж стінки — більшість цих контактів виготовлені з високоносного твердого сплаву. Зазвичай видовжені подряпини, викликані вимірюванням, є неглибокими та незначними, не впливаючи на точність роботи. Однак, якщо вимірювальна головка налаштована неправильно або в контакт вбудовані тверді частинки, виникнуть більш серйозні подряпини.

Рішення:

Перед використанням калібрувати довжину вимірювальної головки.

Надати конічну захисну стрічку на внутрішню поверхню стінки циліндра (тільки в місці вимірювання), щоб уникнути прямого контакту між вимірювальним приладом та стінкою циліндра.

Незначні подряпини, викликані вимірюванням, зазвичай можна видалити за допомогою зворотної сторони старого наждачного тканини або паперу.

2. Диференційне з'єднання гідравлічного циліндра з одним поршневим штоком

Для гідравлічного циліндра з одним поршневим штоком метод з'єднання, при якому дві камери (камера без штоку та камера з штоком) з'єднані між собою та одночасно підключені до трубопроводу подачі мастила гідравлічного циліндра, називається диференційним.

Характеристики:

Сила тяги зменшується, тоді як швидкість збільшується.

Коли ефективна робоча площа камери без штоку вдвічі перевищує площу камери з штоком (тобто діаметр поршня D = √2d, де d — діаметр поршневого штоку), швидкість диференційного з'єднання вдвічі вища, ніж при недиференційному з'єднанні, а сила тяги зменшується вдвічі.

3. Буферизація гідравлічного циліндра: функція, принцип роботи та розрахунок тиску

Функція та конкретний принцип роботи буферного пристрою гідравлічного циліндра легко зрозуміти; основна складність полягає в розрахунку буферного тиску, особливо максимального буферного тиску.

3.1 Джерела енергії, що поглинаються під час буферизації

Коли гідравлічний циліндр буферизується, три типи енергії поглинаються камерою зворотного тиску (буферною камерою) після гальмування:

① Гідравлічна енергія (Ep): Ep = p₁A₁Lc

p₁ = Тиск високопressureної камери

A₁ = Ефективна площу, що піддається тиску, високопressureної камери

Lc = Довжина буферної камери зворотного тиску

② Кінетична енергія (Em): Em = mv²/2

m = Загальна маса всіх рухомих деталей

v = Швидкість рухомих деталей

③ Енергія зворотного тертя (Ef): Ef = FfLc

Ff = Зворотна сила тертя

3.2 Розрахунок буферного тиску

Ці три типи енергії — особливо кінетична — за дуже короткий час перетворюються в тиск рідини в камері зворотного тиску (E₂), що призводить до підвищення тиску в камері зворотного тиску та формування буферного тиску.

Загальна механічна енергія високопressureної камери (E₁) є сумою трьох типів енергії, і E₁ = Ep + Em - Ef = E₂ = Pc·Ac·Lc, де:

Ac = Ефективна площу, що піддається тиску, камери зворотного тиску

Pc = Буферний тиск

Отже, буферний тиск Pc = E₁/(AcLc).

3.3 Характеристики буферного тиску та максимального буферного тиску

Для буферних пристроїв з регульованою дроселлю демпфування під час буферизації є фіксованим. На початку гальмування швидкість рухомих деталей є найвищою (і згодом поступово зменшується), тому початковий удар під час гальмування також є найбільшим (і згодом поступово послаблюється). Тобто під час буферизації гальмівний буферний тиск змінюється від великого до малого і не є фіксованим значенням.

Значення Pc є теоретичним середнім значенням, отриманим з точки зору перетворення енергії, відомим як середній буферний тиск. Максимальний буферний тиск виникає в момент початку гальмування, коли швидкість рухомих деталей є найвищою. Припускаючи, що тиск, перетворений з кінетичної енергії рухомих деталей, зменшується лінійно, максимальний ударний тиск (максимальний буферний тиск, Pcmax) може приблизно дорівнювати сумі середнього буферного тиску та тиску, перетвореного з кінетичної енергії рухомих деталей.

Критичний вимога: При перевірці міцності циліндра необхідно гарантувати, що максимальна ударна сила менша за тестовий тиск матеріалу циліндра.