Doğru Hidrolik Silindir Seçimi için 12 İpucu

Hidrolik silindirler, doğrusal hareket ve kuvvet oluşturmak için sıvı basıncını ve akışını kullanır ve hem presler ve plastik kalıplama makineleri gibi endüstriyel makinelerde hem de ekskavatörler ve maden kamyonları gibi mobil ekipmanlarda iyi çalışırlar. Ve pnömatik, mekanik veya elektrikli doğrusal hareket sistemleriyle karşılaştırıldığında, hidrolikler daha basit, daha dayanıklı olabilir ve önemli ölçüde daha fazla güç yoğunluğu sunar.

Hidrolik silindirler, çok çeşitli uygulama ihtiyaçlarını karşılamak için etkileyici bir dizi tip ve boyutta mevcuttur. Maksimum performans ve güvenilirlik için doğru silindiri seçmek çok önemlidir. İşte bir iş için en iyisini seçmek, boyutlandırmak ve çalıştırmak için 12 pratik ipucu.

Seçim konuları

1. Doğru silindir tipini seçin. Endüstriyel uygulamalar için iki temel hidrolik silindir tasarımı, rot ve kaynaklı silindirlerdir.

Rot silindirleri, ek güç ve stabilite için silindir muhafazasının dışında yüksek mukavemetli dişli çelik bağlantı çubukları kullanır. ABD’de bu en yaygın silindir tipidir. 3.000 psi maksimum çalışma basıncı ile sınırlı olma eğiliminde olmalarına rağmen, plastik makineleri ve takım tezgahları gibi çoğu genel endüstriyel uygulamada kullanılırlar. Silindirler NFPA standartlarına göre üretilmiştir, bu da boyutlarının ve basınç derecelendirmelerinin bu standarda göre yapılmış diğer silindirlerle değiştirilebilir olmasını sağlar.

Kaynaklı veya hadde tipi silindirler , doğrudan uç kapaklarına kaynaklanmış veya cıvatalanmış bir namluya sahip ağır hizmet tipi bir muhafazaya sahiptir ve bağlantı çubuğu gerektirmez. 5.000 psi veya daha yüksek basınçlar için tasarlanmış olup, genellikle presler, çelik fabrikaları ve zorlu ortamlar ve geniş sıcaklık dalgalanmaları olan açık deniz ayarları gibi daha sağlam uygulamalarda tercih edilirler.

ABD OEM’lerinin aksine, Avrupalı ​​üreticiler neredeyse tüm genel endüstriyel uygulamalarda tipik olarak değirmen tipi silindirler kullanır. (Ayrıca bağlantı çubuklu silindirler kullanırlar, ancak genellikle 160 bar’a (2.350 psi) kadar olan daha düşük basınçlı işler için.) Bununla birlikte, tasarım nedeniyle, bağlantı çubuklu silindirler değirmen tipi silindirlerden daha ucuzdur – yaygınlaşmasının bir başka nedeni ABD’de kullanmak

Ayrıca silindirlerin genellikle özelleştirildiğini de unutmayın. NFPA silindir standartları boyutları, basınç derecelerini, montaj tipini vb. belirler; bunlar standart katalog ürünleridir. Bununla birlikte, özel makineler tasarlayan mühendislerin, belirli bir uygulamaya uyacak şekilde özel montajlar, port boyutları veya konfigürasyonları ile genellikle standartlardan sapmaları gerekir. ABD’de satılan silindirlerin yaklaşık %60’ı katalog ürünleriyken, %40’ı benzersiz gereksinimleri olan değiştirilmiş ürünlerdir.

2. Uygun montajları seçin. Montaj yöntemleri de silindir performansında önemli bir rol oynamaktadır. Silindir montaj yöntemi öncelikle silindir gövdesinin sabit mi yoksa döner mi olduğuna bağlıdır.

Sabit silindirler için, silindirin merkez hattındaki sabit bağlantılar genellikle düz hatlı kuvvet aktarımı ve minimum aşınma için en iyisidir. Farklı varyasyonlar arasında genellikle flanşlı montajlar tercih edilir. Yükler silindir üzerinde merkezlenir ve karşıt kuvvetler dikdörtgen veya yuvarlak flanşlarda eşit olarak dengelenir. Güçlü ve katıdırlar, ancak yanlış hizalamaya karşı çok az toleransları vardır. Uzmanlar, itme yükleri için kapak ucu montajlarını ve çekme yükleri için çubuk ucu montajlarını önermektedir.

Merkez hattı pabuçları ayrıca merkez hattı üzerindeki kuvveti emer, ancak daha yüksek basınçlarda veya şok koşullarında hareketi önlemek için pabuçları sabitlemek için dübel pimleri gerektirir.

Yana monteli veya ayaklı silindirlerin kurulumu ve bakımı nispeten kolaydır, ancak ofset yükler oluştururlar. Silindir bir yüke kuvvet uygularken, takozlar bir bükülme momenti yaşar ve potansiyel olarak aşınma ve yıpranmayı artırır. Ağır yükleme, uzun stroklu, küçük çaplı silindirleri kararsız hale getirme eğilimindedir.

Yan ve ayak bağlantılarının iyi hizalanması ve aynı düzlemde olması ve yükün desteklenmesi ve yönlendirilmesi gerekir. Aksi takdirde, yanlış hizalamadan kaynaklanan yan yükler silindir aşınmasına ve conta sızıntılarına neden olur. Mühendisler ayrıca cıvatalar üzerindeki kesme kuvvetleriyle de ilgilenmelidir. Kuvvetlerin potansiyel olarak montaj cıvatalarını kesmesini önlemek için ayakların arkasına bir dübel veya kesme pimi ve kama yuvası ekleyin. Ekstra destek için gerekirse, baş ve kapak uçlarındakilere ek olarak silindir orta bölümüne başka bir ayak montajı seti ekleyin.

3. Silindir gövdesi hareket ettiğinde doğru pivot bağlantılarını seçin. Pivot bağlantıları, silindir merkez hattı üzerindeki kuvveti emer ve bir silindirin hizasını tek bir düzlemde değiştirmesine izin verir. Yaygın tipler arasında çatal, muylu ve küresel yataklar bulunur.

Çatal takozları herhangi bir yönde kullanılabilir ve genellikle kısa stroklar ve küçük ila orta çaplı silindirler için önerilir. Silindir mühendisleri, kaymalı yataklılara göre mafsal yataklı mafsalları tercih eder, çünkü bunlar biraz daha fazla yanlış hizalamaya izin verir ve bu nedenle biraz daha affedicidir. Bununla birlikte, bir arka çatal üzerinde küresel bir yatak kullanılıyorsa, küresel çubuk gözü gibi kendi etrafında dönen bir çubuk ucu ataşmanı da önerirler. Kombinasyon, herhangi bir yan yüklemeyi veya olası yanlış hizalamayı telafi etmeye yardımcı olur.

Trunnion montajları baş, orta ve arka montajlı versiyonlarda gelir. Orta muylu tasarımı, tasarımcılara biraz daha fazla esneklik sunduğu için muhtemelen en yaygın olanıdır. Uygulamanın gerektirdiği şekilde tam olarak silindir orta bölümünde veya herhangi bir yerde öne veya arkaya doğru belirtilebilirler. Ancak bir kez belirtildiğinde, montaj ayarlanamaz.

Boyutlandırma konuları

Tüm silindir tipleri için önemli parametreler strok, delik çapı, çubuk çapı ve basınç derecesini içerir.

4. Piston kolu çapı kritiktir. Hidrolik tasarımdaki belki de en yaygın hata, piston çubuğunun yeterince belirtilmemesidir, bu da silindiri strese, aşınmaya ve arızaya daha yatkın hale getirir. Piston kolu çapları 0,5 ila 20 inç arasında değişebilir, ancak mevcut yükler için boyutlandırılmalıdır. Bir itme uygulamasında, çubuğun bükülmesini veya bükülmesini önlemek için, Euler hesaplamalarına dayalı olarak çubuk çapını uygun şekilde boyutlandırmak son derece önemlidir.

Gerekli kuvveti oluşturmak için bir silindir tasarlarken, çubuğun boyutlandırılması her zaman ilk düşüncedir. Oradan geriye doğru çalışın ve mevcut basınç için delik boyutunu belirleyin vb.

5. Çubuğun bükülmesini önleyin. Uzun stroklu silindirlerde, tamamen uzatılmış bir çubuk kendi ağırlığı altında bükülebilir. Aşırı bükülme, keçelerde ve yataklarda aşınmaya ve hasara yol açar. Hatta pistonu deliğin içine sokabilir, bu da silindirin iç yüzeyine zarar verebilir ve zarar verebilir. Çubuk sapması asla 1 ila 2 mm’yi geçmemelidir.

Bükülme veya yanlış hizalanma riski taşıyan silindir çubukları ek desteğe ihtiyaç duyar. Strok uzunluğuna bağlı olarak, aşırı aşınmayı ve kırmayı önlemek için silindirin yatak alanını artıran bir durdurma borusu gerekebilir. Mühendisler ayrıca gücü artıran daha büyük çaplı bir çubuk da düşünebilirler. Ancak bu aynı zamanda kiloyu arttırır ve kendi kendini yenilgiye uğratabilir, bu yüzden matematiği dikkatli bir şekilde yapın. Aşırı durumlarda, kullanıcıların rot için eyer tipi yatak gibi harici mekanik destek eklemesi gerekebilir.

6. Darbe yüklerine dikkat edin. Bir yükü itmek veya çekmek için gereken mesafe olan strok uzunluğu, bir inçten daha az ile birkaç fit veya daha fazla arasında değişebilir. Ancak silindir uzadığında veya geri çekildiğinde, pistonun dibe vurmadığından ve strok sonunda darbe yükleri oluşturmadığından emin olun. Mühendislerin çeşitli seçenekleri vardır: Yükü strok sonuna doğru yavaşlatmak için dahili yastıklar ekleyin; silindirin dibe çökmesini önleyen harici bir mekanik durdurucu ekleyin; veya akışı hassas bir şekilde ölçmek ve yükü güvenli bir şekilde yavaşlatmak için orantısal valf teknolojisini kullanın.

7. Delik çapını çalışma basıncına göre tartın. Belirli bir miktarda kuvvet üretmek için mühendisler, düşük basınçlarda çalışan büyük çaplı silindirler belirleyebilir veya bunun tersi de geçerlidir. Genel olarak, daha yüksek basınçlarda ancak daha küçük silindirlerle çalışan sistemler daha uygun maliyetlidir. Ayrıca faydalar çağlayan. Daha küçük silindirler daha az akış gerektirir ve buna karşılık daha küçük pompalar, hatlar, valfler vb. Birçok kurulum, daha yüksek basınçlara geçerek genel bir maliyet düşüşü görüyor.

Bununla birlikte, silindirler, varyasyonları hesaba katmak için hem nominal (standart) basınç hem de test basıncı için derecelendirilir. Sistemler asla bir silindirin nominal nominal tasarım basıncını aşmamalıdır.

8. Bir güvenlik faktörü ekleyin. Tasarım hesaplamaları gerekli olmakla birlikte, gerçek dünyadaki işlemler teorik sonuçlardan farklıdır. Her zaman tepe yüklerin ek kuvvet gerektireceğini varsayın. Temel kural, yük için gerekenden %20 daha fazla tonaj derecesine sahip bir silindir seçmektir. Bu, yükten kaynaklanan sürtünme, hidrolikteki verimlilik kayıpları, nominal sistem basıncının altındaki gerçek basınç, silindir keçeleri ve yataklarındaki kayma çubuğu vb. gibi kayıpları telafi eder.

İşletim hususları

Strok ve kuvvet gibi silindir parametreleri, makine gereksinimlerine uygun olmalıdır, ancak bu, zorluğun yalnızca yarısıdır. Bir silindirin nihai başarısını belirlemede çevresel ve çalışma talepleri de önemli bir rol oynar.

9. Mühürleri işle eşleştirin. Contalar muhtemelen bir hidrolik sistemin en savunmasız yönüdür. Uygun contalar sürtünmeyi ve aşınmayı azaltabilir ve hizmet ömrünü uzatabilir, yanlış conta ise arıza sürelerine ve bakım sorunlarına yol açar. Muhtemelen söylemeye gerek yok, ancak conta malzemesinin sıvı ile uyumlu olduğundan emin olun. Çoğu hidrolik, bir tür mineral yağ kullanır ve standart Buna-N contaları iyi çalışma eğilimindedir. Ancak fosfat esterleri gibi sentetik sıvıları içeren uygulamalar Viton contaları gerektirir. Poliüretan ayrıca su glikol gibi yüksek su bazlı sıvılarla da uyumsuzdur.

Sıvı ne olursa olsun, temiz tutun. Sıvıdaki kontaminasyon ve kir, contalara zarar verir. Ayrıca namlunun içini de çizebilir ve sonunda silindiri mahvedebilir.

Çalışma sıcaklıkları 300° F’yi aşarsa, standart Buna-N nitril kauçuk contalar arızalanabilir. Viton sentetik kauçuk contalar genellikle 400° F’ye kadar olan sıcaklıklara ve daha da yüksek florokarbon contalara dayanır. Şüpheye düştüğünüzde, koşulların ilk göründüğünden daha kötü olacağını varsayın.

10. Bir bez tahliyesi ekleyin. Muhtemelen silindir arızalarının %90’ı contalardan kaynaklanmaktadır. Bu, mühendisler zamanla aşındıkça ve değiştirilmesi gerektiğinden sıvı, basınç, ortam ve uygulama için uygun contaları belirtse bile geçerlidir. Çoğu uzman, genellikle uygun olmayan bir zamanda arızayı beklemek yerine, contaların periyodik olarak bakımının yapılmasını önerir.

Tüpler, bakımı zorlaştıran erişilmesi zor yerlerde bulunuyorsa veya sızıntılar ürünlere zarar verecek veya maliyetli arıza sürelerine neden olacaksa, “boşaltma rakorlu” silindirler sipariş edin. Bu, birincil ve ikincil contalar arasında silindir kapağına işlenmiş özel bir bağlantı noktasıdır; veya birincil ve çubuk silecek arasında. Ardından, birincil çubuk contası bozulmaya ve sızmaya başlarsa, yağ contayı atlar ve salmastra tahliye portundan dışarı akar – genellikle boru yoluyla bir toplama şişesine. Normalde boş şişede yağ birikirse, bu, contaların aşındığını ve yakında değiştirilmesi gerekeceğinin görsel bir göstergesidir.

Silindirler genellikle, yağın çubuk ucundan sızmasını geçici olarak önleyen ve bakım personeline onarım planlaması için zaman veren ikincil bir çubuk contasına veya çift dudaklı bir çubuk sıyırıcıya sahiptir.

11. Malzemeleri izleyin. Silindir kapağı, taban ve yatak için kullanılan metal türü önemli bir fark yaratabilir. Çoğu silindir, çubuk yatakları için SAE 660 bronz ve birçok uygulama için yeterli olan kafalar ve tabanlar için orta dereceli karbon çeliği kullanır. Ancak, çubuk yataklar için 65-45-12 sfero döküm gibi daha güçlü malzemeler, zorlu endüstriyel görevler için önemli bir performans avantajı sağlayabilir.

Ayrıca aşırı sıcaklıkları da göz önünde bulundurun. Silindir bileşenlerinde kullanılan tipik karbon çelikleri genellikle yaklaşık –5 ila 200°F için uygundur. Örneğin 0°F’nin oldukça altındaki kutup koşullarında, standart çelik kırılgan hale gelebilir ve alternatif malzemeler gerektirebilir.

12. Çubuğu koruyun. Piston kolu dış ortamla buluştuğu için su, tuzlu hava, aşındırıcı maddeler ve diğer zararlı maddelerden gelen saldırılara karşı dayanıklı olmalıdır. Genel endüstriyel uygulamalarda, krom kaplamalı karbon çeliği normdur. Ancak deniz hidroliği gibi ıslak veya yüksek nemli ortamlarda, çoğu piston kolu için krom kaplamalı 17-4PH paslanmaz çelik kullanılır. Bazı silindir üreticileri özel koruyucu kaplamalar sunar. Örneğin Bosch Rexroth, aşırı korozyon koruması ve yüksek aşınma direnci için çubuklara uygulanan tescilli bir termal sprey kaplama veya plazma kaynaklı kaplama olan Enduroq’u sunar. Zorlu ortamlarda, tipik olarak özel büyük çaplı, uzun stroklu silindirler için kullanılır.

Kirli, aşındırıcı koşullar için mühendisler, koruyucu çubuk botlarla bir aşk/nefret ilişkisine sahiptir. Çubuğun üzerine bir körük takmak, aksi takdirde çubuğa ve sonunda contalara zarar verebilecek kir, metal talaşları ve diğer dış kontaminasyonu dışarıda tutar. Ancak, bagaj delinir veya yırtılırsa, kir içeri çekilir ve dışarı çıkmayabilir, bu da hiç çizme olmamasından daha kötüdür. Bakım personeli, silindirin hasar görmesini hızlandırabilecek aşınmış veya yırtılmış botları rutin olarak kontrol etmelidir.

Kaynak: https://www.fluidpowerworld.com/twelve-tips-better-cylinder-selection/

Yorum yapın