Dimenzioniranje blaženja hidravličnega cilindra: Kako nadzorovati pojemek ob koncu giba in tlačne skoke

I. Težava: zakaj se visokohitrostni cilindri utrujajo od končnih pokrovčkov

Ko je ahidravlični cilinderpremakne večtonski mehanizem s hitrostjo nad 0,1 do 0,2 m/s (4 do 8 in/s), s čimer se ta masa nenadoma ustavi ob končni kapici cilindra, povzroči ogromen uničujoč udarec.

Mnogi načrtovalci opreme domnevajo, da nastavitev razbremenilnega ventila glavnega sistema na 3000 psi ščiti celoten pogon. V resnici, ko bat prečka primarno izhodno odprtino in vstopi v območje blazine, ima ujeto olje samo eno majhno pot za izhod v sili: kalibriran igelni ventil ali natančno odprtino.

Če je geometrija blazine premajhna ali nepravilno nastavljena, lahko ujeti pojemalni tlak za sulico blazine zlahka naraste na 6.000 do 10.000+ psi (400 do 700 barov) za nekaj milisekund.

V tisočih ciklih ti siloviti prehodni tlaki povzročijo:

• Počeni zadnji pokrovi cilindrov in zlomljene varjene prirobnice
• Pregorela tesnila uvodnice glave in deformirana držala brisalcev
• Raztegnjene vezne palice in kronično iztiskanje O-tesnila
• Narezane ali narezane blazine za sulice in parne puše

II. kakoHidravlični cilinderDela za blaženje

Notranja hidravlična blazina pretvarja kinetično energijo premikajoče se mase (poleg stalne pogonske sile črpalke) v toploto tako, da potisne ujeto količino olja skozi omejeno odprtino v kratkem gibu pojemka sc (običajno 20 do 40 mm ali 0,75 do 1,5 in).

Pravilno zasnovan sklop blazine vključuje tri glavne mehanske elemente:

1. Blazinasta sulica (ali bat):Natančno strojno obdelana štrlina na batu, ki zapre glavno odprtino za tekočino, ko ta vstopi v votlino končnega pokrova.
2. Nastavljiv igelni ventil:Merilna odprtina, ki vzdrževalcem omogoča natančno nastavitev pretoka izpušnih plinov na podlagi dejanskih hitrosti delovnega cikla in viskoznosti olja.
3. Kontrolni ventil za prosti pretok:Vzmetena krogla ali loputa, ki omogoča popoln neomejen pretok v valj med obračanjem giba, kar zagotavlja takojšnjo hitrost odcepa brez zamika.

Postopni izračun energije in tlaka blazine Če želite ugotoviti, ali lahko notranja blazina varno prenese vašo obremenitev, ne da bi presegla prag razpoka ali utrujenosti cilindra, izračunajte skupno energijo, ki jo je treba absorbirati:

1. korak: Izračunajte kinetično energijo gibajoče se mase

                                                                                  Ek = ½ m v²

kje:

m = skupna gibljiva masa (vključno z batom, drogom, priključki in zunanjim tovorom v kg ali lb)

v = največja hitrost v trenutku, ko se blazinasto kopje zatakne v votlino (m/s ali in/s)

2. korak: Dodajte pogonsko delo med pojemkom

Če se pretok črpalke nadaljuje med pojemkom, sistemski tlak še naprej potiska bat čez hod blazine sc:

                                                               Wprop = Fprop × sc = (Psys × Apiston) × sc

kje:

Psys = tlak pogonskega sistema (Pa ali psi)

Apiston = efektivna površina pogonske strani (m² ali in²)

sc = efektivna dolžina blazine (m ali in)

3. korak: Skupna energija za absorpcijo

                                                                        Etotal = Ek + Wprop ± Wgravitacija

(Prištejte ali odštejte gravitacijsko delo m g sc sinθ, če se premikate navpično ali po klancu).

4. korak: Izračunajte povprečni ujeti tlak blazine

Zahtevana povprečna sila pojemka Fdec je:

                                                                                  Fdec = Etotal / sc

Nastali povprečni hidravlični tlak znotraj komore blazine Pcushion je:

                                                                              Pblazina = Fdec / Blazina

Pri čemer je Acushion obročasto območje ujetega oljnega stolpca v žepu blazine (Abore − Aspear ali Arod).

Inženirsko pravilo: Najvišji prehodni tlak med začetnim vstopom kopja običajno doseže 1,5 do 2,2 × izračunanega povprečnega tlaka blazine. Če izračunana konica preseže 1,5-krat najvišji nazivni tlak utrujenosti jeklenke, je potreben zunanji sorazmerni ventil za pojemek ali daljša blazina po meri.

III. Pogoste napake na terenu, ki uničijo oblazinjene jeklenke

1. Popolnoma privijte igelni ventil (ničelni pretok): Operaterji, ki poskušajo odpraviti hrup ob koncu giba, včasih popolnoma zaprejo igelni ventil. To ustvari popolno hidravlično zaporo v žepu blazine, ki potiska olje mimo zračnosti kopja in piha tesnila žleze glave.

2. Ignoriranje vodoravne vztrajnosti pri prosto kotalečih se vozičkih: načrtovalci računajo le pogonski tlak in pozabljajo na kinetično energijo 10-tonskega kotalečega se vozička. Tudi pri nizkem tlaku bo visoka vztrajnost zdrobila notranjo blazino.

3. Uporaba standardnih blazin z vodno-glikolnim ali visokoviskoznim hladnim oljem: Gostejše tekočine ali ognjeodporne tekočine z nizko viskoznostjo bistveno spremenijo pretok skozi merilno iglo, kar povzroči resen nadtlak med jutranjimi zimskimi zagoni.

4. Zanemarjanje odzračevanja tekočine: Gobasto, zračno olje, ki vstopi v blazino, se stisne kot vzmet, kar povzroči poskakovanje, dizelsko gorivo in neenakomerno zaviranje.

IV. Kaj poslati pri dimenzioniranju oblazinjenih jeklenk po meri

Ko od HCIC zahtevate izdelane oblazinjene jeklenke, zagotovite:

• Skupna gibljiva masa (vključno s palico cilindra in nameščenim orodjem)
• Profil delovne hitrosti (enakomerna hitrost, pospešek in hitrost približevanja)
• Razpoložljive omejitve dolžine giba blazine
• Vrsta delovne tekočine, območje delovne temperature in nastavitev varnostnega ventila sistema
• Usmerjenost namestitve (vodoravno, navpično navzgor, navpično navzdol ali nagibni lok)

V. Zavrnitev odgovornosti glede tehničnih omejitev in inženiringa

Zgoraj predstavljeni izračuni blazin zagotavljajo temeljne ocene velikosti na podlagi mehanike togega telesa. Dejanski najvišji dinamični tlaki so odvisni od volumskega modula hidravličnega olja, kapacitivnosti voda, koeficientov praznjenja odprtine igle in odzivnih časov ventila. Končne načrte opreme je treba preveriti s preskušanjem tlačnih pretvornikov in simulacijo prehodnega stanja.*

VI. Posvetujte se s HCIC za rešitve za blazine po meri

HCIC inženirji po meri izdelujejo industrijske in mobilne hidravlične cilindre s prilagojenimi profili blazine za aplikacije z velikimi udarci po vsem svetu.