A гідроциліндрможе працювати плавно протягом більшої частини свого ходу і все одно пошкодити машину в кінці руху. Несправність часто проявляється сильним стуком, вібрацією рами, стрибком тиску, ослабленим монтажним штифтом або ущільненням, яке починає протікати раніше, ніж очікувалося.
Зазвичай проблема не в тому, що циліндр не має сили. Він полягає в тому, що рухома маса не сповільнилася контрольованим чином до того, як поршень досягне торцевої кришки.
Гідравлічна амортизація циліндра – це інженерний метод, який використовується для зменшення цього остаточного впливу. Подушка створює обмежений шлях потоку в кінці ходу. Коли поршень входить у зону амортизації, масло витісняється через обмеження. Результуючий опір поглинає частину енергії руху і сповільнює поршень перед механічним контактом.
Це пояснення просте. Правильний дизайн не є. Занадто відкрита подушка може дозволити поршню вдаритися об кришку. Надто обмежувальна подушка може спричинити стрибок тиску, надмірне нагрівання або неприйнятну затримку циклу. Правильне налаштування залежить від швидкості, навантаження, в'язкості масла, тиску, температури, монтажу та повного контуру.
Подушка не робить циліндр «м'яким» скрізь у ході. Він діє лише під час кінцевої частини висування, втягування або обох, залежно від конструкції циліндра.
Подушка контролює три пов’язані події:
Якщо одна з цих трьох умов ігнорується, коригування стає методом проб і помилок. Оператор може закрити голчастий клапан, щоб усунути удар, лише для того, щоб створити проблему тиску в іншому місці.
Вантаж, що наближається до кінця ходу, несе кінетичну енергію. У спрощеному вигляді:
деm– ефективна рухома маса іv– швидкість поршня на початку гальмування.
Квадрат швидкості має значення. Якщо швидкість збільшується, енергія, яку необхідно контролювати, зростає швидше, ніж сама швидкість. Циліндр, який рухається вдвічі швидше, не потребує просто подвійної амортизації; енергія руху може бути приблизно в чотири рази більшою, якщо ефективна маса не змінюється.
Ось чому подушка, яка працює на ненавантаженому випробувальному стенді, може вийти з ладу, коли циліндр приєднаний до стріли, ковзання, плити або підйомної конструкції. Машина додає рухому масу, а також може додати силу тяжіння, накопичену механічну енергію та змінний важіль.
Розрахунок є лише першою перевіркою. Реальне обладнання також потребує врахування ефектів тертя, напрямку навантаження, захопленого повітря, стисливості масла та реакції клапана.
У звичайній конструкції амортизації використовується амортизаційний спис або втулка, що входить у відповідний отвір у торцевій кришці. Рух поршня закриває нормальний зворотний шлях і залишає менший контрольований прохід для масла.
Послідовність зазвичай така:
- Поршень проходить основний хід з відносно низьким обмеженням.
- Спис подушки входить у порожнину торцевої кришки.
- Доступна площа виходу масла зменшується.
- Протитиск підвищується на стороні подушки поршня.
- Поршень сповільнюється перед механічним контактом.
- Ближче до кінця шляху зворотний клапан або перепускний шлях дозволяють швидше рухатися в протилежному напрямку, залежно від конструкції.
Геометрія повинна бути чистою і концентричною. Пошкоджений спис, забруднена порожнина або неправильний зазор змінює площу потоку. Тоді циліндр може амортизуватися нерівномірно, навіть якщо зовнішнє регулювання не зрушилося.
Регульована подушка дозволяє техніку змінювати обмеження відповідно до машини. Це корисно, коли змінюється навантаження, температура масла або швидкість циклу. Забороняється працювати за межами номіналів циліндра та схеми.
Практична процедура регулювання має відбуватися в контрольованій послідовності:
Використовуйте затверджене вихідне положення для регулювання подушки. Не починайте з повністю закритим регулятором. Повністю обмежений прохід може спричинити підвищення тиску до того, як оператор зрозуміє, що відбувається.
Якщо конструкція машини це дозволяє, перевірте рух на зниженій швидкості та без непотрібного персоналу поблизу рухомої конструкції. Підтвердьте напрямок руху, місце кінця ходу та доступний метод екстреної зупинки.
Запишіть початкове налаштування. Зробіть невелику зміну, повторіть той самий рух і спостерігайте за ударом, часом зупинки, поведінкою тиску та температурою. Якщо оператор разом змінює потік насоса, регулювання подушки та фази газорозподілу клапанів, результат не може бути пов’язаний з однією причиною.
Розгинання і втягування не завжди мають однакове ефективне навантаження. Вертикальному циліндру може сприяти гравітація в одному напрямку і протилежність гравітації в іншому. Подушка, прийнятна під час висування, може бути занадто агресивною під час втягування.
| Польовий симптом | Можлива причина для розслідування | Перша перевірка |
|---|---|---|
| Сильний стукіт при повному ході | Подушка занадто відкрита, подушка не фіксується, надмірна швидкість | Перевірте зачеплення подушки та позначки контакту торцевої кришки |
| Повільний завершальний рух | Занадто щільне обмеження, холодне масло, занижений шлях потоку | Порівняйте температуру і тиск масла під час амортизації |
| Стрибок тиску біля кінця ходу | Надмірне обмеження, повітря в пастці, погана реакція розвантаження ланцюга | Контролюйте тиск із правильною контрольною точкою та номіналом |
| Різна поведінка в гарячому стані | В'язкість масла змінюється залежно від температури, внутрішнього витоку або чутливості налаштування | Повторіть тест при стабільній робочій температурі |
| Подушка працює тільки в одному напрямку | Одностороння подушка, проблема із зворотним клапаном або нерівне навантаження | Перевірте обидва контури подушки та напрямок навантаження |
| Стук залишається після регулювання | Можуть бути задіяні механічний зазор або рух рами | Огляньте шпильки, втулки, кріплення та жорсткі упори |
Таблиця є посібником з усунення несправностей, а не діагностикою. Один і той же симптом може мати кілька причин. Не слід модифікувати циліндр до того, як будуть перевірені причини з боку машини.
Подушка не може компенсувати невідповідну схему керування. Наступні елементи можуть змінити поведінку в кінці інсульту:
Пристрій контролю потоку визначає, наскільки швидко циліндр наближається до зони подушки. Вхідний і вихідний механізми поводяться по-різному, коли навантаження перевищується. Правильний вибір залежить від напрямку навантаження та ризику неконтрольованого руху.
Коли опір подушки зростає, тиск може швидко зрости. Запобіжний клапан повинен захищати контур, не дозволяючи поршню непередбачувано зупинятися. Налаштування, реакцію та розташування клапана слід переглянути разом із номінальним тиском у балоні.
Для вертикальних або підвішених вантажів може знадобитися система контролю навантаження. Подушка - це пристрій уповільнення; це не є заміною належним чином розробленої функції утримання вантажу або функції противаги.
Повітря може зробити кінцевий рух пружним, шумним і непослідовним. Перш ніж оцінювати подушку, видаліть повітря з системи відповідно до процедури машини та перевірте, чи не проникає повітря з боку всмоктування чи низький рівень у резервуарі.
На обмеження впливає в'язкість рідини. Параметри, встановлені за допомогою холодної олії, можуть працювати інакше після того, як машина досягне робочої температури. Введення в експлуатацію повинно включати перевірку теплого циклу, а не лише випробування під час першого запуску.
При замовленні гідроциліндра на замовлення необхідно надіслати виробнику циліндра наступні дані:
- Ефективна рухома маса
- Необхідна швидкість перед зоною подушки
- Напрямок навантаження розгинання і втягування
- Хід і доступна довжина подушки
- Робочий і піковий тиск
- Тип гідравлічної рідини та діапазон температур
- Подача насоса та розташування клапанів
- Стиль монтажу та умови вирівнювання
- Необхідний час циклу
- Чи потрібна амортизація при висуненні, втягуванні або обох
На кресленні має бути вказано розташування подушки, доступ до регулювання, положення порту, монтажні розміри та будь-який механічний упор. «З подушкою» не є повною технічною специфікацією.
Якщо машина працювала з повторюваними ударами в кінці робочого ходу, перевірте не тільки ущільнення циліндра. перевірити:
- Штифти кріплення на кінці штока та на кінці
- Втулки та отвори для скоб
- Зварні кріпильні кронштейни
- Механічні кінцеві упори
- З'єднання шлангів і хомути для труб
- прямолінійність штока циліндра та стан поверхні
- Марки торцевої кришки навколо порожнини подушки
- Записи температури та тиску масла
Жорстка зупинка передає енергію на всю конструкцію. Заміна циліндра без виправлення ослабленого штифта, невідрегульованого кронштейна або неправильного налаштування клапана може лише перенести несправність на наступний блок заміни.
Деякі машини потребують іншого рішення. Якщо вантаж повинен зупинятися в кількох положеннях, зовнішнє пропорційне керування, гідравлічне гальмування або спеціальний контур керування рухом може бути більш придатним. Якщо циліндр використовується як структурний упор, можливо, доведеться переробити механічний упор, а не змушувати подушку поглинати ненормальне навантаження.
Правильне запитання не таке: «Чи може подушка циліндра приховати удар?» Це «Де слід контролювати рухову енергію, і як система доведе, що вона контролюється послідовно?»
Амортизація гідравлічного циліндра є невеликою частиною циліндра, але вона знаходиться в точці, де рух стає силою. Правильна конструкція починається з рухомої маси та швидкості, а потім продовжується через геометрію подушки, обмеження потоку, захист контуру, температуру та вирівнювання машини.
Для проекту OEM або заміни надайте дані про фактичне навантаження, швидкість, хід, тиск, мастило та монтажні дані. Потім виробник циліндрів може переглянути вимоги до подушки як частину повної гідравлічної збірки замість того, щоб розглядати її як стандартну опцію.
Якщо ваш циліндр сильно вдаряється в кінці ходу, надішліть креслення циліндра, робочий тиск, швидкість потоку, хід, швидкість циклу та короткий опис навантаження. HCIC може переглянути специфікацію циліндра та умови застосування, перш ніж запропонувати заміну або нестандартний дизайн.
