Bagaimana cara menentukan model silinder hidrolik?

Tentukan tekanan sistem

Pemilihan tekanan tergantung pada beban (F), jenis peralatan, ruang yang tersedia, dan biaya. Tekanan yang tidak mencukupi meningkatkan ukuran aktuator, membuang bahan dan membatasi fleksibilitas instalasi, sementara tekanan yang berlebihan meningkatkan tuntutan pada bahan, penyegelan, dan presisi, meningkatkan biaya.
Peralatan tetap (misalnya, mesin perkakas) biasanya menggunakan tekanan lebih rendah untuk efisiensi biaya, sedangkan mesin bergerak (misalnya, ekskavator) memilih tekanan lebih tinggi untuk menghemat ruang dan meningkatkan kepadatan daya.

Untuk pemilihan spesifik, silakan merujuk ke tabel berikut:

Pilih tekanan desain silinder hidrolik sesuai dengan beban:

Pilih tekanan desain aktuator hidrolik sesuai dengan jenis host:

Seleksi Awal Diameter Silinder D/Diameter Batang

Setelah tekanan desain dipilih, yaitu P diketahui, dan ukuran beban F juga diketahui, rumus digunakan untuk mendapatkan S, area gaya, dan kemudian diameter silinder dihitung berdasarkan area gaya:
Gaya dorong F1 = A1×P1×β Tarik F2 = A2×P2×β
A1: Area tekanan piston sisi dorong cm², A1 = π/4D² = 0.785D²
A2: Area tekanan piston sisi tarik cm², A2 = π/4 (D² - d²) = 0.785 (D² - d²)
D: Diameter dalam silinder hidrolik, yaitu diameter piston cm
d: Diameter batang piston cm
P1: Tekanan aksi sisi dorong kgf/cm²
P2: Tekanan aksi sisi tarik kgf/cm²
β: Tingkat beban

Catatan: 1. Output aktual dari silinder hidrolik lebih rendah dari output teoritis. 2. Nilai tingkat beban β adalah 80% dalam kasus gaya inersia kecil dan 60% dalam kasus gaya inersia besar.

Contoh: Jika output silinder hidrolik adalah 1000 kg dan tekanan aktuasi adalah 70kgf/cm², berapa diameter dalam silinder hidrolik?

Jawaban: Output F = 1000kg, tekanan aktuasi P = 70kgf/cm², faktor beban β = 0.8, F1 = A1×P1×β, A1 = F1/(P1×β) = 1000/ (70×0.8)= 17.86cm², A1 = π/4D² = 0.785D², jadi D² = 17.86/0.785 = 22.75cm², D = √22.75 = 4.8cm = 48mm, jadi diameter dalam silinder adalah 50mm.

Anda juga dapat memilih dari tabel berikut:

Menurut prinsip pemilihan:

1. Rujuk tekanan desain aktuator hidrolik sesuai dengan jenis host, umumnya ≤21Mpa;
2. Diameter silinder harus kecil untuk mengurangi biaya;
3. Pilih ukuran standar silinder, ingat rumus: P = 4F/π D

Kemudian pilih diameter batang 

P ≤10Mpa, d = 0.5D

P = 12.5 ~ 20Mpa, d = 0.56D

P > 20Mpa, d = 0.71D

alt. Piston Silinder Hidrolik

Pilih Langkah 

Menurut persyaratan desain keseluruhan peralatan atau sistem perangkat, tentukan metode instalasi dan langkah S. Prinsip penentuan spesifik adalah sebagai berikut

1. Langkah S = langkah kerja maksimum aktual Smax + margin langkah △S;

Margin langkah △S = margin langkah △S1 + margin langkah △S2 + margin langkah △S3.

2. Prinsip untuk menentukan margin langkah △S

Tentukan gaya pemasangan dan langkah S per desain sistem:

S = Smax + △S (△S=△S1+△S2+△S3)

Komponen △S:

△S1: Toleransi manufaktur

△S2: Toleransi posisi awal

△S3: Toleransi posisi akhir

(Minimalkan △S untuk silinder yang dibuffer)

3.Verifikasi stabilitas untuk stroke yang terlalu panjang

4.Penuhi persyaratan stroke minimum

Pilih Metode Instalasi

Metode instalasi silinder mengacu pada bentuk di mana silinder terhubung ke peralatan. Setelah metode instalasi ditentukan, ukuran instalasi ditentukan.

Prinsip untuk menentukan metode instalasi:

(1) Instalasi Flange (flange ujung, flange tengah, flange ekor)

Pemasangan silinder hidrolik tetap cocok untuk aplikasi di mana gaya sejajar dengan pusat dukungan. Posisi pemasangan (kepala/tengah/ekor) tergantung pada tekanan kompresi (dorong) atau tarik (tarik): kompresi lebih disukai flange ekor/tengah, tarik merekomendasikan flange kepala/tengah. Pemilihan akhir harus mempertimbangkan desain struktural dan stabilitas lentur dalam kasus kompresi stroke panjang.

alt. Flange Silinder Hidrolik

(2) Instalasi engsel

Pemasangan silinder hidrolik mencakup jenis clevis ekor (tunggal/ganda) dan jenis trunnion ujung/tengah/ekor, cocok untuk gerakan jalur melengkung dalam bidang tetap. Untuk operasi sudut, torsi sebanding dengan lengan tuas penghubung dan sudut pivot.

a) Pemasangan Clevis (Clevis Tunggal/Ganda, Clevis Tunggal/Ganda yang Dilas)

Pemasangan clevis tunggal adalah konfigurasi pivoting yang paling umum, cocok untuk gerakan busur ±3°. Bantalan bola dapat digunakan di kedua ujungnya (perhatikan batas beban). Clevis ganda memungkinkan gerakan sudut penuh tetapi memerlukan tindakan anti-buckling untuk aplikasi dorong stroke panjang.

b) Pemasangan Trunnion (Kepala/Tengah/Ekor)

Trunnion tengah adalah standar, memungkinkan posisi seimbang berat. Pin trunnion menahan beban geser saja – gunakan blok bantalan panjang penuh di dekat wajah bahu untuk meminimalkan tegangan lentur. Aplikasi trunnion ekor mencerminkan clevis ganda. Trunnion kepala cocok untuk batang yang lebih kecil; batasi stroke hingga ≤5×diameter bore untuk mengelola beban overhung.

alt. Basis Silinder Hidrolik

(3) Instalasi tripod (tripod depan dan belakang, tripod kiri dan kanan, tripod las)
Silinder yang dipasang dengan kaki cocok untuk instalasi tetap di mana bidang pemasangan diimbangi dari garis tengah silinder. Konfigurasi ini menghasilkan momen miring selama operasi. Penahan struktural yang tepat dan panduan beban sangat penting untuk mencegah beban samping yang berlebihan pada batang piston. Tersedia dalam varian pemasangan kaki ujung dan kaki samping.

Pemilihan Buffer Ujung

Kondisi kerja berikut harus mempertimbangkan memilih buffer dua ujung atau satu ujung:

1. Ketika piston silinder hidrolik berjalan sepanjang seluruh stroke dan kecepatan bolak-baliknya lebih besar dari 100mm/s, buffer dua ujung harus dipilih.
2. Ketika piston silinder hidrolik memiliki kecepatan bolak-balik satu arah lebih besar dari 100mm/s dan berjalan hingga akhir stroke, buffer satu ujung atau dua ujung harus dipilih.
3. Kondisi kerja spesifik lainnya.

Pemilihan Jenis dan Diameter Port

1. Jenis port minyak: tipe ulir internal, tipe flange, dan jenis khusus lainnya. Pemilihan ditentukan oleh metode koneksi dari pipa penghubung dalam sistem.
2. Prinsip pemilihan diameter port minyak: Di bawah kondisi bahwa laju aliran media dalam pipa penghubung antara sistem dan silinder hidrolik diketahui, laju aliran media melalui port minyak umumnya tidak lebih dari 5m/s. Pada saat yang sama, perhatikan faktor rasio laju aliran untuk menentukan diameter port minyak.

Silinder Hidrolik Dengan Katup

1. Mempertahankan tekanan: Katup pembalik tipe katup geser memiliki kebocoran celah dan hanya dapat mempertahankan tekanan untuk waktu yang singkat. Ketika ada persyaratan untuk mempertahankan tekanan, katup satu arah yang dikendalikan secara hidrolik dapat ditambahkan ke sirkuit minyak, dan keketatan penutupan katup kerucut dapat digunakan untuk mempertahankan tekanan sirkuit minyak untuk waktu yang lama.
2. "Dukungan" silinder hidrolik: Dalam silinder hidrolik vertikal, karena kebocoran katup geser dan pipa, piston dan batang piston dapat meluncur turun di bawah gravitasi piston dan batang piston. Menghubungkan katup satu arah yang dikendalikan secara hidrolik ke sirkuit minyak ruang bawah silinder hidrolik dapat mencegah bagian yang dapat bergerak seperti piston silinder hidrolik dan slider meluncur turun.
3. Mengunci silinder hidrolik: Ketika katup pembalik berada di posisi tengah, dua katup satu arah yang dikendalikan secara hidrolik tertutup, yang dapat menutup rapat minyak di dua ruang silinder hidrolik. Pada saat ini, piston tidak dapat bergerak karena gaya eksternal.

alt. Blok Katup Silinder Hidrolik

Kondisi Kerja Spesifik Untuk Pemilihan Kondisi

(1) Media Kerja

Media standar adalah minyak mineral. Untuk media lainnya, pertimbangkan dampaknya terhadap segel dan kompatibilitas material. Direkomendasikan: ISO VG 32/46 minyak hidrolik anti-aus. Suhu operasi optimal: 20-55°C (operasi dilarang di bawah 15°C atau di atas 70°C; gunakan pemanas/pendingin sesuai kebutuhan). Ganti minyak setiap 1-6 bulan dengan pembersihan tangki. Jaga kebersihan minyak untuk mencegah penyumbatan filter, kebisingan, dan keausan pompa.

(2) Suhu Lingkungan Atau Media

Suhu media kerja normal adalah -20°C hingga +80°C. Jika suhu kerja melebihi ini, perhatian harus diberikan pada efeknya terhadap sistem penyegelan, sifat material dari berbagai komponen dan pengaturan sistem pendingin serta kondisi lainnya.

(3) Akurasi Operasi Tinggi

Untuk servo atau silinder hidrolik lainnya dengan persyaratan tekanan awal rendah seperti tekanan menengah dan tinggi, perhatian harus diberikan pada dampaknya terhadap sistem penyegelan, sifat material dari setiap komponen dan desain detail.

(4) Tanpa Kebocoran

Untuk silinder hidrolik dengan persyaratan pemeliharaan tekanan tertentu, perhatian harus diberikan pada dampaknya terhadap sistem penyegelan, sifat material dari setiap komponen dan kondisi lainnya.

(5) Tekanan Dan Kecepatan Kerja, Kondisi Kerja seperti:

a) Sistem tekanan menengah dan rendah, kecepatan gerak piston ≥70-80mm/s

b) Tekanan menengah dan tinggi, sistem tekanan tinggi, kecepatan gerak piston ≥100-120mm/s, perhatian harus diberikan pada dampaknya terhadap sistem penyegelan, sifat material dari setiap komponen, struktur sambungan dan akurasi pencocokan.

(6) Lingkungan kerja getaran frekuensi tinggi: perhatian harus diberikan pada dampaknya terhadap faktor-faktor seperti sifat material dari setiap komponen, struktur sambungan dan desain detail.

(7) Lingkungan kerja suhu rendah atau terkontaminasi, kondisi kerja seperti:

a) Lingkungan debu tinggi;

b) Lingkungan semprotan air, kabut asam atau kabut garam.

Perhatian harus diberikan pada dampaknya terhadap sistem penyegelan, sifat material dari setiap komponen, perlakuan permukaan batang piston dan perlindungan produk.

Pemilihan Kualitas Segel

Ada kondisi kerja spesifik dan persyaratan kualitas yang ditentukan seperti disebutkan di atas. Konsekuensi dari kegagalan sistem penyegelan silinder hidrolik sangat serius (seperti mempengaruhi keselamatan, sulit diganti, kerugian ekonomi besar, dll.). Untuk persyaratan khusus seperti sistem penyegelan silinder hidrolik untuk ekspor, disarankan agar insinyur profesional dari pabrikan merekomendasikan penggunaan kualitas penyegelan terkenal dengan pertukaran yang baik dan mudah diperoleh berdasarkan kondisi kerja.

alt. Segel Silinder Hidrolik

Opsi Fitur Lainnya

Katup Pembuangan

Tergantung pada posisi kerja silinder hidrolik, biasanya dipasang di titik tertinggi di mana udara akhirnya berkumpul di dua ruang ujung. Setelah udara dikeluarkan, ini dapat mencegah merayap, melindungi segel, dan memperlambat penurunan kualitas minyak.

Port Kebocoran

Dalam lingkungan kerja di mana kebocoran minyak sangat dilarang, karena panjang langkah silinder hidrolik atau kondisi kerja tertentu, minyak menumpuk di belakang cincin debu selama operasi bolak-baliknya. Untuk mencegah kebocoran setelah operasi jangka panjang, port kebocoran harus dipasang di lokasi di mana minyak menumpuk.

Kesimpulan

Memilih silinder hidrolik yang tepat memerlukan penyeimbangan beban, tekanan, langkah, dan faktor lingkungan. Dengan mengikuti panduan ini—dari ukuran bore hingga konfigurasi pemasangan—Anda dapat mengoptimalkan kinerja, mengurangi waktu henti, dan memperpanjang masa pakai layanan.