Кастомный гидравлический цилиндр должен делать больше, чем просто помещаться в машину. Он должен развивать достаточную силу, перемещаться по всему рабочему диапазону, выдерживать пики давления и оставаться выровненным под нагрузкой. Если одна из спецификаций неверна, цилиндр может течь, изгибаться, изнашиваться слишком быстро или не справиться с перемещением нагрузки.

Поэтому четкая спецификация — первый шаг к надежному цилиндру. Она также помогает производителю кастомных гидравлических цилиндров выбрать правильный ствол, поршневой шток, уплотнения, патрубки и монтажные детали.

Этот гид пошагово объясняет основные моменты, которые нужно определить перед заказом кастомного или OEM гидравлического цилиндра.

Начните с приложения

Прежде чем выбрать диаметр и ход, опишите, что должен делать цилиндр. Поставщик needs to understand the machine, not just the cylinder dimensions.

Начните с этих вопросов:

· Что будет поднимать, толкать, тянуть, зажимать, наклонять или управлять цилиндр?

· Какова нормальная нагрузка?

· Какова максимально возможная нагрузка?

· Будет ли нагрузка изменяться во время движения?

· Как быстро должен выдвигаться и втягиваться цилиндр?

· Сколько циклов он будет выполнять в час?

· Будет ли он подвергаться ударам, вибрации, пыли, соли, воде или высокой температуре?

· Цилиндр используется в помещении или на открытом воздухе?

· Какое пространство доступно, когда цилиндр открыт и закрыт?

Например, цилиндр, используемый на гидравлическом прессе, имеет другие потребности, чем тот, который используется на мобильном кране. Пресс может потребовать жесткой фланцевой монтажа и медленной управляемой силы. Напротив, кран может потребовать шарнирного крепления, которое следует за движением стрелы.

Четкое описание приложения позволяет производителю разработать проект гидравлического цилиндра с учетом реальных рабочих условий.

Рассчитайте необходимый диаметр цилиндра

Диаметр цилиндра — это внутренний диаметр ствола. Он контролирует площадь поршня и, как следствие, силу, которую может развивать цилиндр.

Основная формула:

Сила = Давление × Площадь поршня

Для силы выдвижения используйте полную площадь поршня. Для силы втягивания вычтите площадь поршневого штока, поскольку шток занимает часть рабочей площади.

Однако теоретическая сила не совпадает с силой, доступной на машине. Трение, потеря давления, сопротивление уплотнений и изменение углов нагрузки могут снизить итоговый выход. Поэтому включите подходящий проектный запас.

Как простой пример, предположим, что машина нуждается в толкающей силе 100 кН, а рабочее давление — 20 МПа. Теоретическая площадь поршня:

100 000 Н ÷ 20 000 000 Па = 0,005 м²

Это соответствует диаметру около 80 мм. Однако диаметр 80 мм оставляет мало места для потерь давления или добавочной нагрузки. Поэтому окончательный проект может использовать больший стандартный диаметр после того, как производитель проверит всю систему.

Тяжелый гидравлический цилиндр часто нуждается в большем запасе безопасности, потому что он может столкнуться с ударными нагрузками, неровной землей или внезапными изменениями давления.

При указании диаметра предоставьте:

· Требуемая сила выдвижения

· Требуемая сила втягивания

· Нормальное рабочее давление

· Максимальное давление системы

· Ожидаемые потери давления

· Желаемый запас безопасности

Не выбирайте диаметр только на основе номинального давления насоса. Вместо этого используйте давление, которое достигает цилиндра во время нормальной работы.

Определите правильную длину хода

Ход — это расстояние, на которое перемещается поршневой шток из полностью закрытого положения в полностью открытое. Он должен покрывать весь рабочий ход без принуждения цилиндра к его внутренним конечным упорам.

Сначала измерьте требуемое перемещение в точках монтажа цилиндра. Не используйте ход ковша, платформы, лопасти или плеча машины как ход цилиндра. Связки могут изменить соотношение хода.

Далее проверьте оба монтажных размера:

· Длина втянутого состояния, часто называемая закрытой длиной

· Длина выдвинутое состояния, часто называемая открытой длиной

Пространство становится более важным при указании длинного хода гидравлического цилиндра. По мере увеличения хода поршневой шток становится более склонным к изгибу или искривлению под толкающей нагрузкой. Длинные цилиндры также могут потребовать больше направляющей поддержки.

Возможные решения включают:

· Больший диаметр поршневого штока

· Трубу-упор для увеличения расстояния между подшипниками

· Прочнее материалы штока и ствола

· Другую позицию монтажа

· Внешние направляющие для движущейся нагрузки

· Телескопический дизайн, когда ограничено закрытое пространство

Цилиндр должен перемещать нагрузку, но не должен выступать в роли основного направляющего рейка машины. Внешние направляющие должны контролировать боковое движение, когда это возможно.

Выберите рабочее и испытательное давление

Рабочее давление — это давление, которое цилиндр выдерживает во время нормального использования. Максимальное давление — это наибольшее кратковременное давление, которое может возникнуть. Испытательное давление используется во время проверки для подтверждения прочности и герметичности готового цилиндра.

Эти значения не должны рассматриваться как одно и то же число.

Для каждого проекта предоставьте:

· Нормальное рабочее давление

· Пиковое давление

· Настройка гидравлического предохранительного клапана

· Ожидаемые всплески давления

· Требуемое испытательное давление

· Частота циклов и время работы

Пики давления могут возникать, когда нагрузка останавливается быстро, клапан закрывается или машина сталкивается с препятствием. Хотя эти пики могут длиться только короткое время, они могут повредить уплотнения, патрубки, сварки и крепления цилиндра.

Например, серия цилиндров SB-Y1 Shellppon поддерживает рабочие давления от 16 до 25 МПа с кастомными диаметром, ходом и вариантами монтажа. Для более высоких нагрузок Shellppon также поставил цилиндры 35 МПа для крупного портового подъемного проекта.

Правильный рейтинг давления должен покрывать как стабильную работу, так и кратковременные удары. Поэтому обсудите всю гидравлическую схему с производителем, а не только давление насоса.

Подберите размер поршневого штока для нагрузки и стабильности

Поршневой шток передает силу от поршня к машине. Его диаметр влияет на силу втягивания, прочность, устойчивость к искривлению и срок службы уплотнений.

Шток под растяжением в основном ограничен прочностью материала. Однако шток под сжатием может искривиться до того, как материал достигнет полной прочности. Это риск увеличивается с:

· Большим ходом

· Меньшим диаметром штока

· Большей толкающей силой

· Шарнирным монтажом

· Плохим выравниванием

· Боковой нагрузкой

· Большим расстоянием между точками поддержки

По этой причине длинный ход гидравлического цилиндра часто нуждается в более крупном штоке, чем короткий цилиндр с тем же диаметром и давлением.

Поверхность штока также важна. Твердая хромированная плёнка широко используется, потому что она обеспечивает гладкую, износостойкую поверхность для уплотнения штока. Однако морские, горные и химические приложения могут потребовать дополнительной защиты от коррозии или нержавеющей стали.

Попросите производителя проверить искривление штока, нагрузку на подшипники, поверхностную обработку, твердость и устойчивость к коррозии как часть проекта гидравлического цилиндра.

Выберите правильный стиль монтажа

Монтаж цилиндра контролирует, как сила передается в раму машины. Неправильная опора может создать боковую нагрузку, изогнуть шток или создать напряжение на стволе цилиндра.

Общие варианты монтажа включают:

· Фланцевой монтаж: Подходит для прессов и фиксированных машин с прямым осевым нагрузкой.

· Понтоный монтаж: Обеспечивает жесткую поддержку для промышленного оборудования и гидравлических агрегатов.

· Клешневое монтаж: Позволяет цилиндру поворачиваться при движении связки машины.

· Шарнирный монтаж: