A cilindru hidraulicpoate rula fără probleme pe cea mai mare parte a cursei sale și totuși poate deteriora o mașină la sfârșitul cursei. Defecțiunea apare adesea ca o lovitură puternică, un cadru vibrant, un vârf de presiune, un știft de montare slăbit sau o etanșare care începe să curgă mai devreme decât se aștepta.
Problema nu este de obicei că cilindrul nu are forță. Este că masa în mișcare nu a fost decelerată într-un mod controlat înainte ca pistonul să ajungă la capacul de capăt.
Amortizarea cilindrului hidraulic este metoda de inginerie folosită pentru a reduce acel impact final. O pernă creează o cale de curgere restricționată aproape de sfârșitul cursei. Pe măsură ce pistonul intră în zona de pernă, uleiul este forțat să treacă prin restricție. Rezistența rezultată absoarbe o parte din energia în mișcare și încetinește pistonul înainte de contactul mecanic.
Acea explicație este simplă. Designul corect nu este. O pernă prea deschisă poate permite pistonului să lovească capacul. O pernă prea restrictivă poate crea un vârf de presiune, căldură excesivă sau o întârziere inacceptabilă a ciclului. Setarea corectă depinde de viteză, sarcină, vâscozitatea uleiului, presiune, temperatură, montaj și circuitul complet.
O pernă nu face cilindrul „moale” peste tot în cursă. Acționează numai în timpul părții finale de extindere, retragere sau ambele, în funcție de designul cilindrului.
Perna controlează trei evenimente conectate:
Dacă una dintre aceste trei condiții este ignorată, ajustarea devine încercare și eroare. Operatorul poate închide supapa cu ac pentru a elimina impactul, doar pentru a crea o problemă de presiune în altă parte.
Sarcina care se apropie de sfârșitul cursei transportă energie cinetică. Într-o formă simplificată:
undemeste masa efectivă în mișcare șiveste viteza pistonului la începutul decelerației.
Pătratul vitezei contează. Dacă viteza crește, energia care trebuie controlată crește mai repede decât viteza în sine. Un cilindru care se deplasează de două ori mai repede nu are nevoie pur și simplu de o capacitate de amortizare de două ori mai mare; energia în mișcare poate fi de aproximativ patru ori mai mare atunci când masa efectivă este neschimbată.
Acesta este motivul pentru care o pernă care funcționează pe un banc de testare neîncărcat poate eșua atunci când cilindrul este conectat la un braț, glisier, plată sau structură de ridicare. Mașina adaugă masă în mișcare și poate adăuga, de asemenea, gravitație, energie mecanică stocată și schimbarea pârghiei.
Calculul este doar o primă verificare. Echipamentul real necesită, de asemenea, să fie luate în considerare efectele frecării, direcția sarcinii, aerul prins, compresibilitatea uleiului și răspunsul supapei.
Un aranjament comun de perne folosește o suliță sau un manșon de pernă care intră într-un orificiu potrivit în capacul de capăt. Mișcarea pistonului închide calea normală de întoarcere și lasă un pasaj controlat mai mic pentru ulei.
Secvența este în mod normal:
- Pistonul se deplasează prin cursa principală cu restricție relativ scăzută.
- Sulița pernei intră în cavitatea capacului de capăt.
- Zona de evacuare a uleiului disponibilă scade.
- Contrapresiunea crește pe partea de pernă a pistonului.
- Pistonul decelerează înainte de contactul mecanic.
- Aproape de sfârșitul cursei, o supapă de reținere sau o cale de bypass permite o mișcare mai rapidă în direcția opusă, în funcție de proiect.
Geometria trebuie să fie curată și concentrică. O suliță deteriorată, o cavitate contaminată sau un spațiu incorect modifică zona de curgere. Cilindrul se poate amortiza în mod neuniform chiar și atunci când reglajul extern nu sa mișcat.
O pernă reglabilă permite tehnicianului să modifice restricția pentru a se potrivi mașinii. Este util atunci când sarcina, temperatura uleiului sau viteza ciclului se modifică. Nu este permisă operarea în afara cilindrului și a circuitului.
O procedură practică de ajustare ar trebui să urmeze o secvență controlată:
Utilizați poziția de pornire aprobată pentru reglarea pernei. Nu începeți cu dispozitivul de reglare complet închis. O trecere complet restricționată poate genera o creștere a presiunii înainte ca operatorul să înțeleagă ce se întâmplă.
Dacă proiectarea mașinii permite acest lucru, testați mișcarea cu viteză redusă și fără personal inutil în apropierea structurii în mișcare. Confirmați direcția de mișcare, locația sfârșitului cursei și metoda de oprire de urgență disponibilă.
Înregistrați setarea originală. Faceți o mică schimbare, repetați aceeași mișcare și observați impactul, timpul de oprire, comportamentul presiunii și temperatura. Dacă operatorul modifică împreună debitul pompei, reglarea pernei și sincronizarea supapelor, rezultatul nu poate fi urmărit dintr-o singură cauză.
Extinderea și retragerea nu au întotdeauna aceeași sarcină efectivă. Un cilindru vertical poate fi asistat de gravitație într-o direcție și opus de gravitație în cealaltă. O pernă care este acceptabilă în timpul extensiei poate fi prea agresivă în timpul retragerii.
| Simptom de câmp | Cauza posibilă de investigat | Prima verificare |
|---|---|---|
| Lovitură puternică la cursă maximă | Perna prea deschisă, perna nu se cuplează, viteză excesivă | Confirmați angajarea pernei și marcajele de contact ale capacului de capăt |
| Mișcare finală lentă | Restricție prea strânsă, ulei rece, cale de curgere subdimensionată | Comparați temperatura și presiunea uleiului în timpul amortizarii |
| Creșterea presiunii în apropierea cursei finale | Restricție excesivă, aer blocat, răspuns slab de eliberare a circuitului | Monitorizați presiunea cu punctul de testare și evaluarea corecte |
| Comportament diferit la cald | Vâscozitatea uleiului se modifică odată cu temperatura, scurgerile interne sau sensibilitatea setarii | Repetați testul la temperatura de funcționare stabilă |
| Perna funcționează într-o singură direcție | Pernă unilaterală, problemă cu supapa de reținere sau sarcină inegală | Inspectați ambele circuite de pernă și direcția sarcinii |
| Bătăiala rămâne după reglare | Poate fi implicată degajarea mecanică sau mișcarea cadrului | Inspectați știfturile, bucșele, suporturile și opritoarele dure |
Tabelul este un ghid de depanare, nu un diagnostic. Același simptom poate avea mai multe cauze. Un cilindru nu trebuie modificat înainte ca cauzele de la mașină să fi fost verificate.
O pernă nu poate compensa un circuit de control neadecvat. Următoarele elemente pot modifica comportamentul la sfârșitul cursei:
Dispozitivul de control al debitului determină cât de repede se apropie cilindrul de zona pernei. Aranjamentele de intrare și de ieșire se comportă diferit atunci când sarcina este depășită. Alegerea corectă depinde de direcția sarcinii și de riscul de mișcare necontrolată.
Când rezistența pernei crește, presiunea poate crește rapid. Supapa de siguranță trebuie să protejeze circuitul fără a permite pistonului să se oprească în mod imprevizibil. Setarea, răspunsul și locația supapei trebuie revizuite cu valoarea nominală a presiunii cilindrului.
Sarcinile verticale sau suspendate pot necesita un aranjament de control al sarcinii. O pernă este un dispozitiv de decelerare; nu este un substitut pentru o funcție de susținere a sarcinii sau de contrabalansare proiectată corespunzător.
Aerul poate face mișcarea finală elastică, zgomotoasă și inconsecventă. Înainte de a evalua perna, purjați sistemul conform procedurii mașinii și verificați dacă intră aer pe partea de aspirație sau un nivel scăzut al rezervorului.
Restricția este afectată de vâscozitatea fluidului. O setare stabilită cu ulei rece se poate comporta diferit după ce mașina atinge temperatura de funcționare. Punerea în funcțiune ar trebui să includă o verificare a ciclului de încălzire, nu doar un test de primă pornire.
Când comandați un cilindru hidraulic personalizat, următoarele date trebuie trimise producătorului cilindrului:
- Masă efectivă în mișcare
- Viteza necesară înainte de zona de pernă
- Direcția sarcinii de extindere și retragere
- Cursa si lungimea pernei disponibile
- Presiune de lucru și de vârf
- Tipul de fluid hidraulic și domeniul de temperatură
- Debitul pompei și aranjarea supapelor
- Stilul de montare și condițiile de aliniere
- Timpul de ciclu necesar
- Indiferent dacă este necesară amortizarea la extensie, retragere sau ambele
Un desen ar trebui să identifice locația pernei, accesul la reglare, poziția portului, dimensiunile de montare și orice opritor mecanic. „Cu pernă” nu este o specificație inginerească completă.
Dacă o mașină a funcționat cu impact repetat la sfârșitul cursei, inspectați mai mult decât etanșarea cilindrului. Verifica:
- Știfturi de montare la capătul tijei și la capătul capacului
- Bucșe și alezaje pentru șanț
- Suporturi de montaj sudate
- Opritoare mecanice
- Conexiuni pentru furtunuri și cleme de tub
- Dreptatea tijei cilindrului și starea suprafeței
- Marcaje ale capacului de capăt în jurul cavității pernei
- Înregistrări ale temperaturii și presiunii uleiului
O oprire puternică transferă energie în întreaga structură. Înlocuirea cilindrului fără a corecta un bolț slăbit, suportul nealiniat sau setarea incorectă a supapei poate muta defecțiunea la următoarea unitate de înlocuire.
Unele mașini au nevoie de o soluție diferită. Dacă sarcina trebuie să se oprească în mai multe poziții, controlul proporțional extern, frânarea hidraulică sau un circuit dedicat de control al mișcării pot fi mai potrivite. Dacă cilindrul este utilizat ca opritor structural, poate fi necesar să fie reproiectat un opritor mecanic, în loc să ceară pernei să absoarbă o sarcină anormală.
Întrebarea corectă nu este „Poate perna cilindrului să ascundă impactul?” Este „Unde ar trebui să fie controlată energia în mișcare și cum va demonstra sistemul că este controlată în mod constant?”
Amortizarea cilindrului hidraulic este o mică parte a unui cilindru, dar se află în punctul în care mișcarea devine forță. Proiectarea corectă începe cu masa și viteza în mișcare, apoi continuă prin geometria pernei, restricția debitului, protecția circuitului, temperatură și alinierea mașinii.
Pentru un proiect OEM sau de înlocuire, furnizați încărcătura reală, viteza, cursa, presiunea, uleiul și datele de montaj. Un producător de cilindri poate revizui apoi cerințele de pernă ca parte a ansamblului hidraulic complet, în loc să o trateze ca o opțiune standard.
Dacă cilindrul dvs. lovește puternic la sfârșitul cursei, trimiteți desenul cilindrului, presiunea de funcționare, debitul, cursa, viteza ciclului și o scurtă descriere a sarcinii. HCIC poate revizui specificațiile cilindrului și condițiile de aplicare înainte de a cita un design de înlocuire sau personalizat.
