Dacă utilizați mașini mobile – fie că este vorba despre o remorcă de basculantă, un încărcător agricol, un braț aerian sau un compactor de deșeuri – probabil că ați văzut cum se întâmplă acest lucru:
Se instalează un cilindru nou-nouț. Presiunea de funcționare se încadrează cu mult în valoarea nominală a pompei. Uleiul hidraulic este curat. Cu toate acestea, în câteva sute de cicluri, ștergătorul tijei se mestecă, bucșa presetupei este înțepată pe o parte și lichidul hidraulic picură pe lângă garnitura principală a tijei.
Primul instinct este deseori să dai vina pe producătorul de sigilii sau să presupunem o cromare proastă. Dar când dărâmați cilindrul, semnul indicator este aproape întotdeauna același: uzură puternică pe o parte a bucșei presetupei tijei, cuplată cu uzura din partea opusă a inelului de uzură a pistonului.
Acesta nu este un vârf de presiune sau un defect de etanșare. Aceasta este sarcina laterală - și la cursa maximă, este ucigașul numărul unu al cilindrilor hidraulici.
Cilindrii hidraulici sunt proiectați pentru a furniza împingere și tragere liniară de-a lungul axei lor centrale. Nu sunt grinzi structurale de sprijin. Cu toate acestea, în mașinile din lumea reală, modificările de geometrie, flexiunea șasiului, alinierea greșită a știfturilor și sarcinile neuniforme introduc în mod constant forțe laterale.
Iată realitatea mecanică:
1. Spațiul rulmentului se micșorează la extinderea completă: Când tija cilindrului este complet retrasă, distanța dintre rulmentul pistonului și bucșa presetupei din față este maximă. Cilindrul are un suport intern puternic.
2. Multiplicatorul efectului de pârghie: pe măsură ce cilindrul se extinde până la extinderea completă, pistonul se apropie din ce în ce mai mult de glandul frontal. Distanța internă dintre cei doi lagăre de susținere (portul de rulment) devine foarte scurtă, în timp ce brațul de moment extern (tija extinsă) devine foarte lungă.
3. Presiune de contact severă: Chiar și o forță laterală modestă de 200 lb la ochiul tijei creează un moment de încovoiere masiv. Cu o distanță scurtă de rulment, forțele de reacție interioare dintre tijă și bucșa presetupei pot crește în mii de lire sterline pe inch pătrat, zdrobind pelicula de ulei de lubrifiere și usturând.
Un tub de oprire este un manșon intern din oțel sau aluminiu plasat peste tija pistonului în interiorul cilindrului, între piston și capul presetupei din față.
Împiedică fizic pistonul să se deplaseze până la capul din față la cursa maximă.
Oprind pistonul cu câțiva centimetri înainte de a ajunge la glandă, tubul de oprire se blochează într-o distanță minimă de rulment.
Fără un tub de oprire: Un cilindru de cursă de 60 de inci la extensie completă poate lăsa doar 3 până la 4 inci între lagărele pistonului și glandei.
Cu un tub de oprire de 6 inchi: distanța minimă a rulmentului la extensie completă crește la 9 sau 10 inci, reducând tensiunea de contact internă și armarea tijei cu mai mult de jumătate.
În hidraulica standard industrială și mobilă (urmând liniile directoare de inginerie NFPA și ISO), un tub de oprire este recomandat cu tărie ori de câte ori cursa efectivă depășește 40 de inchi (aproximativ 1.000 mm) sau când cilindrul funcționează orizontal cu suport de știft sau știft.
Ghidul de bază pentru mărimi:
1. Cursă sub 40 inchi: lungimea rulmentului standard este, în general, suficientă pentru cicluri de lucru moderate, cu condiția ca alinierea să fie adevărată.
2. Peste 40 inchi de cursă: adăugați 1 inch de tub de oprire pentru fiecare 10 inchi de cursă peste 40 inci
Dacă proiectați o mașină nouă sau depanați defecțiunile pe teren, utilizați această listă de verificare în 4 pași:
Suporturile rigide pentru picior sau suporturile cu flanșă nu pot tolera nicio aliniere unghiulară greșită. Dacă cadrul mașinii dvs. se îndoaie în timpul funcționării (de exemplu, o benă de basculantă care se răsucește sub o sarcină neuniformă cu pietriș), treceți la suporturi sferice pentru rulmenți sau la șuruburi pivotante. Rulmenții sferici permit auto-alinierea cu 3° până la 5°, împiedicând fixarea tijei în glandă.
O tijă subțire se deviază sub compresia coloanei înainte de a se prinde complet. Dacă deformarea depășește 0,002" până la 0,005" pe picior de cursă, va distorsiona buza de etanșare. Creșterea unui diametru standard al tijei (de exemplu, de la 1,50" la 1,75" sau 2,00") crește dramatic modulul secțiunii și rezistența la îndoire.
Contactul metal-metal standard duce la uzură instantanee odată ce sarcina laterală trece peste pelicula de ulei. Inelele de uzură compozite de înaltă calitate (cum ar fi nailonul umplut cu sticlă, rășina fenolică sau bronzul fosforic) absorb impactul lateral și înglobează microparticule fără a deforma tija de crom.
În timpul asamblarii inițiale a mașinii, verificați dacă ambii știfturi de montare sunt strict paraleli. Un decalaj unghiular de 1 milimetru pe o deschidere de 4 picioare poate genera sute de kilograme de preîncărcare laterală continuă chiar înainte ca cilindrul să ridice orice sarcină utilă.
Când solicitați un design personalizat de cilindru hidraulic sau o revizuire de înlocuire pentru aplicații cu sarcină laterală mare, furnizarea acestor detalii cheie va accelera verificarea inginerească:
Mediu de operare și ciclu de funcționare: presiune maximă de lucru (PSI/bar), frecvența ciclului, sarcini de împingere/tragere.
Tipul de montare și centrele știfturilor: dimensiunile pin-la-pin retractate și extinse, diametrele știfturilor și dacă sunt necesari rulmenți sferici. Forțe laterale cunoscute sau unghiulare
Alinierea greșită: așteptările privind deviația cadrului, sarcinile vântului sau punctele de balamale decalate. Simptome actuale de defecțiune: Dacă înlocuiți un cilindru existent, distribuiți fotografii cu tija pistonului uzată, bucșa presetupei și buzele de etanșare.
