Ако работите с мобилна машина – независимо дали е самосвално ремарке, селскостопански товарач, въздушна стрела или компактор за отпадъци – вероятно сте виждали това да се случва:
Монтира се чисто нов цилиндър. Работното налягане е в рамките на мощността на помпата. Хидравличното масло е чисто. И все пак, в рамките на няколкостотин цикъла, чистачът на пръта се сдъвква, втулката на сальника е набраздена от едната страна и хидравличната течност капе покрай основното уплътнение на пръта.
Първият инстинкт често е да се обвини производителят на уплътнението или да се приеме лошо хромирано покритие. Но когато счупите цилиндъра, издайническият белег е почти винаги един и същ: силно износване от едната страна на втулката на пръта, съчетано с износване от противоположната страна на износващия пръстен на буталото.
Това не е скок на налягането или дефект на уплътнението. Това е странично натоварване — и при пълен ход, това е убиецът номер едно на хидравличните цилиндри.
Хидравличните цилиндри са проектирани да доставят линейно натискане и теглене по централната си ос. Те не са структурни носещи греди. Въпреки това, в машините в реалния свят, промените в геометрията, огъването на шасито, разместването на щифтовете и неравномерните натоварвания постоянно въвеждат странични сили.
Ето я механичната реалност:
1. Обхватът на лагера се свива при пълно разтягане: Когато прътът на цилиндъра е напълно прибран, разстоянието между лагера на буталото и втулката на предния сальник е максимално. Цилиндърът има силна вътрешна опора.
2. Мултипликатор на ливъридж: Докато цилиндърът се издига до пълно разтягане, буталото се приближава все по-близо и по-близо до предната жлеза. Вътрешното разстояние между двата опорни лагера (обхватът на лагера) става много късо, докато рамото на външния момент (удълженият прът) става много дълго.
3. Силен контактен натиск: Дори скромна странична сила от 200 lb в ухото на пръта създава огромен огъващ момент. При малък обхват на лагера вътрешните реакционни сили между пръта и втулката на сальника могат да достигнат хиляди паунда на квадратен инч, смачквайки филма на смазочното масло и дразнейки
Спирачната тръба е вътрешна стоманена или алуминиева втулка, поставена върху буталния прът вътре в цевта на цилиндъра, между буталото и главата на предния сальник.
Той физически предотвратява движението на буталото по целия път напред до предната глава при пълен ход.
Чрез спиране на буталото няколко инча преди да достигне уплътнението, спирателната тръба се заключва в минимален лагерен обхват.
Без спирателна тръба: 60-инчов ходов цилиндър при пълно удължаване може да остави само 3 до 4 инча между лагерите на буталото и сальника.
С 6-инчова ограничителна тръба: Минималният обхват на лагера при пълно удължаване се увеличава до 9 или 10 инча, намалявайки вътрешното контактно напрежение и наклона на пръта с повече от половината.
В стандартната промишлена и мобилна хидравлика (следвайки инженерните указания на NFPA и ISO), силно се препоръчва спирателна тръба, когато ефективният ход надвишава 40 инча (приблизително 1000 mm) или когато цилиндърът работи хоризонтално със скоби или щифтове.
Основните указания за оразмеряване:
1. Под 40 инча ход: Стандартният обхват на лагера обикновено е достатъчен за цикли с умерено натоварване, при условие че центровката е вярна.
2. Над 40 инча ход: Добавете 1 инч ограничителна тръба за всеки 10 инча ход над 40 инча
Ако проектирате нова машина или отстранявате повреди на място, използвайте този контролен списък в 4 стъпки:
Твърдите опори на краката или фланцовите опори не могат да понасят никакво ъглово отклонение. Ако рамката на вашата машина се огъва по време на работа (напр. самосвално тяло се усуква под неравномерно натоварване от чакъл), преминете към опори със сферични лагери или въртящи се скоби. Сферичните лагери позволяват 3° до 5° самоподравняване, предотвратявайки закрепването на пръта в жлезата.
Тънък прът се отклонява при натиск на колоната, преди да се огъне напълно. Ако деформацията надвишава 0,002" до 0,005" на фут ход, това ще изкриви устната на уплътнението. Преместването с един стандартен диаметър на пръта (напр. от 1,50" до 1,75" или 2,00") драстично увеличава модула на сечението и устойчивостта на огъване.
Стандартният контакт метал-метал води до мигновено натъртване, щом страничният товар премине през масления филм. Висококачествените композитни износващи се пръстени (като напълнен със стъкло найлон, фенолна смола или фосфорен бронз) абсорбират страничния удар и вграждат микрочастици, без да издълбават хромирания прът.
По време на първоначалното сглобяване на машината проверете дали двата монтажни щифта са строго успоредни. 1-милиметър ъглово отместване през 4-футов обхват на щифта може да генерира стотици паунда непрекъснато странично предварително натоварване дори преди цилиндърът да повдигне някакъв полезен товар.
Когато поискате персонализиран дизайн на хидравличен цилиндър или преглед на замяна за приложения с високо странично натоварване, предоставянето на тези ключови подробности ще ускори инженерната проверка:
Работна среда и работен цикъл: Максимално работно налягане (PSI/бар), честота на цикъла, натоварвания при натискане/дърпане.
Тип монтаж и центрове на щифтове: прибрани и удължени размери между щифтовете, диаметри на щифтовете и дали са необходими сферични лагери. Известни странични сили или ъглови сили
Неправилно подравняване: Очаквания за деформация на рамката, натоварвания от вятър или изместени шарнирни точки. Текущи симптоми на повреда: Ако сменяте съществуващ цилиндър, споделете снимки на износения бутален прът, втулката на сальника и устните на уплътнението.
