Teleskopski hidraulični cilindar: kako funkcioniše 3-fazno stepenovanje

Шта је телескопски хидраулични цилиндар?

Телескопски хидраулични цилиндар је вишестепени актуатор изграђен од две до пет концентричних цеви које клизе једна у другу, тако да дугачки радни ход стаје у кратко скупљено паковање. Не постоји једна клипњача: свака цев је фаза, и свака фаза делује као цијев за ону која је унутра.

Угнежђење је смисао. Приколици за депоновање којима је потребно 1.300 мм (51 инча) подизања може имати 500 мм (20 инча) испод лежаја, где би једностепени цилиндар захтевао шипку дугог хода. Трофазна јединица се скупља на отприлике једну трећину своје продужене дужине под истим притиском. Цена је структурална: свака фаза је танкозидна цев, тако да је пут оптерећења дужи и вођење деликатније.

• Спој цев — основна фаза, портована, са носачем.
• Средње чауре — унутрашње брушене, свака је буре.
• Завршни клизач — најмања фаза, чврста или дебелозидна.
• Комплет за заптивке и водиче — поставља сваку чауру, садржи чистач и заптивку.

Како се телескопски цилиндар протеже у фазама?

Екстензија је строго секвенцијална: највећа фаза се креће прва, а свака каснија фаза почиње тек када претходна дође до крајњег положаја. Ниједан контролни вентил не производи овај редослед — ефикасна површина то чини.

Уље које улази у основни порт делује на пуну површину прве фазе. Највећа површина значи највећу силу и, за дати проток, најмању брзину. Када та фаза удари о свој зауставни прстен, исти притисак делује на прстен друге фазе: мања површина, мања сила, већа брзина. Образец се понавља све док се најмања фаза не извуче.

1. Уље улази у основни порт и пуни запремину испод највеће фазе.
2. Фаза 1 се продужава са читавим угнежђеним стеком испред себе; ништа друго се не креће.
3. Фаза 1 достиже свој зауставни прстен и притисак се преноси на следећи прстен.
4. Фаза 2 се протеже брже и са мање силе, носећи преостале фазе.
5. Завршна фаза достиже врх. Укупан ход је збир хода сваке фазе, умањен за преклапање вођења.

Повлачење је обрнуто: оптерећење потискује фазе, најмања прва, а уље се враћа кроз исти порт. Због тога једнострука јединица мора бити монтирана са шипком према горе — без гравитације нема повратну силу.

Зашто сила пада и брзина расте како се фазе продужавају

Сила је једнака притиску помноженом са ефективном површином; брзина је једнака протоку подељеном са истом површином. Како се фазе продужавају, површина се смањује, тако да сила опада и брзина расте, увек у обрнутом односу.

То није мана коју треба уклонити — то је оно што производ чини корисним. Напуњено тело за депоновање је најтеже при откачању, када је оптерећење збијено и геометрија даје најмању механичку предност, а управо тада фаза 1 даје вршну силу. После отприлике 30° нагиба гравитација помаже, а мале брзе фазе завршавају депоновање.

Две последице следе. Никада не одређујте величину само на основу укупне силе: проверите да ли се оптерећење и даље креће са најмањом фазом. А ако је потребна велика сила на крају хода, одредите једностепени или клизачни цилиндар.

Једноструко или двоструко дејство: који дизајн одговара?

Једноструке јединице се протежу хидраулички и повлаче под оптерећењем или гравитацијом, користећи један порт. Двоструке јединице додају други порт и круг за повлачење, тако да могу повући фазе унутра против отпора.

Гравитација одлучује. Свака вертикална апликација са тежином изнад цилиндра — тела за депоновање, приколице за депоновање, поклопци отвора — одговара једнострукој јединици: једноставнијој, јефтинијој, са мање заптивки. Хоризонталне осе или кретање где повлачење обавља стварни посао захтевају двоструко дејство.

Трећа опција за хоризонтални рад је једнострука јединица са спољном повратном опругом или противтегом. Она преноси сложеност из круга у структуру машине, тако да је одлука на нивоу машине.

Које заптивке и водичи спречавају пропуштање фаза?

Сваки интерфејс фазе носи заптивку шипке, чистач и прстен за ношење, а та тројка одређује радни век више него било који други фактор. Трофазни цилиндар има три таква интерфејса, под истим притиском, али различитим клизним условима.

Сваки елемент има један посао. Заптивка шипке, обично од полиуретана за отпорност на екструзију, држи границу притиска. Прстен за ношење, обично пуњен ПТФЕ-ом или фенолом, носи бочно оптерећење и држи чауру концентричном како се заптивка никада не би стискала. Чистач струже прљавштину са улазне површине пре него што дође до ивице заптивке — у раду на каменолому овај део чини више за дуговечност него сама заптивка.

Завршна обрада површине је друга половина. Буше се брусе на отприлике 0,2–0,4 µm Ра; изложене чауре су тврдо хромиране на 20–30 µm на 800–1.000 HV. Превише грубо абразивно троши заптивку, превише глатко не може задржати уљни филм. Један детаљ који се често занемарује при набавци: средње чауре морају бити брушене изнутра према стандарду бурета, јер су то оне. Добављач који бруси само спољну цев испоручује цилиндар који цури у другој фази.

Шта узрокује квар телескопских цилиндара на терену?

Већина кварова се своди на четири узрока: контаминирано уље, бочно оптерећење, екструзија заптивке услед прекомерног притиска и оштећење од удараца изложене чауре. Сва четири су предвидива, а три се могу спречити одржавањем, а не редизајном.

• Контаминирано уље — честице мигрирају у најтежи положај, заптивку фазе, абразивно троше заптивку и чауру. Повратни филтер од 10 µm и планиране промене уља уклањају већину ризика.
• Бочно оптерећење — продужени стек је дуга конзола; бочна сила од поремећеног зглоба се множи кроз фазе и појављује се као квар прстена за ношење и љуштење хрома.
• Прекомерни притисак — сигурносни вентил постављен изнад границе екструзије заптивке деформише ивицу на зазору заптивке. Не квари се одједном; деформише се, цури, а затим квари.
• Оштећење од удараца — најмања фаза живи изван бурета, тако да један ударац каменом отвара корозивну рупу коју ниједан чистач не може очистити.

Симптоми обично именују узрок. Померање под држањем значи унутрашње прелажење у било којој фази која носи оптерећење; пауза на прелазу фазе указује на савијену чауру или истрошен водич; постепено продужавање са затвореним вентилом указује на цурење повратног вентила узводно.

Где се користе телескопски цилиндри?

Телескопски цилиндри се појављују где год дугачки равни ход мора стати у паковање прекратко да би га садржао. Дизајн се бира првенствено због геометрије, а другог због силе.

Највећа примена је депоновање: камиони за депоновање, приколице за депоновање и приколице за пренос отпада подижу тело кроз 45–60° са цилиндром испод пода. Трофазна јединица затворене дужине испод 600 мм (24 инча) даје ход који би иначе захтевао цилиндар дупло дужи од шасије. Остале употребе укључују маказе и подизне платформе, где фазе достижу висину без јарбола; поклопци бродских отвора, које покреће хоризонтална двострука јединица; компресори отпада, где дуги потисни ход мора стати у фиксни оквир; и стезни уређаји, где кратка затворена висина поједностављује омотач машине.

Како одредити спецификације телескопског цилиндра?

Почните од геометрије машине и криве оптерећења, а затим дозволите да оне одреде број фаза — никада обрнуто. Добављач који добије број фаза пре криве оптерећења даје понуду за нешто што ради на папиру, а застоји на терену.

Шест података одлучују о дизајну; без њих није могућа тачна понуда:

1. Затворена дужина доступна у омотачу за монтажу, у мм.
2. Ход у тачки оптерећења, и да ли се наводи геометријски или цилиндарски ход.
3. Крива оптерећења — сила при откачању, средњем подизању и потпуном продужавању, са моментном руком на свакој позицији.
4. Радни притисак, и да ли узводни сигурносни вентил штити заптивке.
5. Оријентација монтаже и тип: вертикална једнострука, хоризонтална двострука или нагнута зглобна монтажа.
6. Радни циклус: циклуси дневно, циљ чистоће уља, доминантни механизам трошења.

Три комерцијална тачке такође треба решити. Затражите листу пречника фаза, а не само буре, јер сила завршне фазе ограничава примену. Питајте који стандард монтажа следи, ИСО 6020/2 или цртеж купца. И потврдите шта обухвата испитивање притиском: јединица која је тестирана само у основној фази није тестирана у фази која цури.