Hidraulinio cilindro amortizatoriaus dydžio nustatymas: kaip valdyti eigos pabaigos lėtėjimą ir slėgio šuolius

I. Problema: kodėl didelės spartos cilindrai kenčia nuo nuovargio dangtelio

Kai ahidraulinis cilindrasjudina kelių tonų mechanizmą didesniu nei 0,1–0,2 m/s (4–8 colių/s) greičiu, o masė staigiai sustos prieš cilindro galinį dangtelį, sukelia didžiulį destruktyvų smūgį.

Daugelis įrangos projektuotojų mano, kad pagrindinio sistemos apsauginio vožtuvo nustatymas iki 3000 psi apsaugo visą pavarą. Iš tikrųjų, kai stūmoklis praeina pro pirminį išėjimo angą ir patenka į pagalvėlės zoną, įstrigusi alyva turi tik vieną mažytį išsivadavimo kelią: kalibruotą adatinį vožtuvą arba tikslią angą.

Jei pagalvėlės geometrija yra per maža arba netinkamai sureguliuota, už pagalvėlės ieties įstrigęs lėtėjimo slėgis kelias milisekundes gali lengvai pakilti iki 6000–10 000+ psi (400–700 barų).

Per tūkstančius ciklų šie stiprūs slėgio pereinamieji įvykiai sukelia:

• Įtrūkę cilindrų galiniai dangteliai ir sulaužyti suvirinti flanšai
• Išpūstos galvutės riebokšlių sandarikliai ir deformuoti strypų valytuvų laikikliai
• Ištemptos vairo traukės ir nuolatinis cilindro sandarinimo žiedo išspaudimas
• Dygliuotos arba nupjautos pagalvėlės ietys ir poravimosi įvorės

II. KaipHidraulinis cilindrasAmortizavimo darbai

Vidinė hidraulinė pagalvė paverčia judančios masės kinetinę energiją (plius nuolatinę siurblio varomąją jėgą) per trumpą lėtėjimo eigą sc (paprastai 20–40 mm arba 0,75–1,5 colio) išstumdama įstrigusį alyvos tūrį per ribotą angą.

Tinkamai suprojektuotą pagalvėlių komplektą sudaro trys pagrindiniai mechaniniai elementai:

1. Pagalvėlės ietis (arba stūmoklis):Tiksliai apdirbta stūmoklio iškyša, kuri uždaro pagrindinį skysčio angą, kai jis patenka į galinio dangtelio ertmę.
2. Reguliuojamas adatinis vožtuvas:Dozavimo anga, leidžianti techninės priežiūros technikai tiksliai sureguliuoti išmetamųjų dujų srautą pagal faktinį darbo ciklo greitį ir alyvos klampumą.
3. Atbulinės eigos laisvo srauto atbulinis vožtuvas:Spyruoklinis rutulys arba sklendė, leidžianti visiškai nevaržomai tekėti į cilindrą eigos apsisukimo metu, užtikrinant greitą atitrūkimo greitį be vėlavimo.

Žingsnis po žingsnio pagalvėlės energijos ir slėgio apskaičiavimas Norėdami nustatyti, ar vidinė pagalvė gali saugiai atlaikyti jūsų apkrovą neviršijant cilindro sprogimo ar nuovargio slenksčio, apskaičiuokite bendrą sugertiną energiją:

1 veiksmas: apskaičiuokite judančios masės kinetinę energiją

                                                                                  Ek = ½ m v²

Kur:

m = bendra judančioji masė (įskaitant stūmoklį, strypą, priedus ir išorinę naudingąją apkrovą kg arba lb)

v = didžiausias greitis tuo momentu, kai pagalvėlė ietis įsijungia į ertmę (m/s arba in/s)

2 veiksmas: pridėkite varomąjį darbą lėtėjimo metu

Jei siurblio srautas tęsiasi lėtėjimo metu, sistemos slėgis ir toliau stumia stūmoklį per pagalvėlės eigą sc:

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

Kur:

Psys = slėgis važiavimo sistemoje (Pa arba psi)

Stūmoklis = vairavimo pusės efektyvus plotas (m² arba in²)

sc = efektyvus pagalvėlės ieties ilgis (m arba in)

3 veiksmas: bendra absorbuojama energija

                                                                        Iš viso = Ek + Wprop ± Wgravitacija

(Pridėkite arba atimkite gravitacijos darbą m g sc sinθ, jei judate vertikaliai arba ant nuolydžio).

4 veiksmas: apskaičiuokite vidutinį įstrigusios pagalvės slėgį

Vidutinė reikalinga lėtėjimo jėga Fdec yra:

                                                                                  Fdec = Etotal / sc

Gautas vidutinis hidraulinis slėgis pagalvės kameroje Pcushion yra:

                                                                              Pagalvėlė = Fdec / Acushion

Kur Acushion yra įstrigusios alyvos kolonėlės žiedinė sritis pagalvėlės kišenėje (Abore − Aspear arba Arod).

Techninė nykščio taisyklė: didžiausias trumpalaikis slėgis pradinio ieties įvedimo metu paprastai siekia 1,5–2,2 × apskaičiuoto vidutinio pagalvės slėgio. Jei apskaičiuota smailė viršija 1,5 karto didžiausią cilindro vardinį nuovargio slėgį, reikalingas išorinis proporcingas lėtėjimo vožtuvas arba ilgesnė pagalvėlė.

III. Dažnos lauko klaidos, kurios sunaikina pagalvinius cilindrus

1. Adatos vožtuvo atsukimas iki galo (nulinis srautas): operatoriai, bandantys pašalinti pabaigos eigos triukšmą, kartais visiškai uždaro adatos vožtuvą. Tai sukuria visišką hidraulinį užraktą pagalvėlės kišenėje, verčiant alyvą pro ieties tarpą ir pūsti galvutės riebokšlių sandariklius.

2. Laisvai riedančių vežimėlių horizontalios inercijos nepaisymas: dizaineriai skaičiuoja tik važiavimo slėgį ir pamiršta 10 tonų sveriančio vežimėlio kinetinę energiją. Net esant žemam slėgiui, didelė inercija sutraiškys vidinę pagalvę.

3. Standartinių pagalvėlių su vandeniu ir glikoliu arba didelio klampumo šalto aliejaus naudojimas: tirštesni skysčiai arba mažo klampumo ugniai atsparūs skysčiai žymiai pakeičia srautą per dozavimo adatą, todėl ryte žiemos metu paleidžiamas didelis slėgis.

4. Nepaisymas skysčių deaeracijos: kempinė, gazuota alyva, patekusi į pagalvėlę, susispaudžia kaip spyruoklė, sukeldama atšokimą, dyzeliną ir nepastogų lėtėjimą.

IV. Ką siųsti nustatant pagal užsakymą pagamintų cilindrų dydį

Prašydami HCIC sukonstruotų pagalvėlių cilindrų, pateikite:

• Bendra judanti masė (įskaitant cilindro strypą ir sumontuotus įrankius)
• Veikimo greičio profilis (pastovus greitis, pagreitis ir artėjimo greitis)
• Galimi pagalvėlės smūgio ilgio apribojimai
• Darbinio skysčio tipas, darbinės temperatūros diapazonas ir sistemos apsauginio vožtuvo nustatymas
• Montavimo orientacija (horizontali, vertikaliai aukštyn, vertikaliai žemyn arba pakreipiama lanka)

V. Techninės ribos ir inžinerijos atsisakymas

Aukščiau pateikti pagalvėlės skaičiavimai pateikia pagrindinius dydžio įvertinimus, pagrįstus standaus korpuso mechanika. Faktinis didžiausias dinaminis slėgis priklauso nuo hidraulinės alyvos tūrio modulio, linijos talpos, adatos angos išleidimo koeficientų ir vožtuvo reakcijos laiko. Galutinės įrangos konstrukcijos turėtų būti patikrintos atliekant slėgio keitiklio bandymus ir pereinamojo laikotarpio modeliavimą.*

VI. Dėl individualiai sukurtų pagalvėlių sprendimų kreipkitės į HCIC

HCIC inžinieriai pagal užsakymą gamina pramoninius ir mobilius hidraulinius cilindrus su pritaikytais pagalvėlės profiliais, skirtus didelio poveikio darbams visame pasaulyje.