Hoe bepaal je het model van een hydraulische cilinder?

Bepaal de systeemdruk

Drukselectie hangt af van belasting (F), apparaattype, beschikbare ruimte en kosten. Onvoldoende druk vergroot de actuator, verspilt materialen en beperkt installatieflexibiliteit, terwijl overmatige druk de eisen aan materialen, afdichting en precisie verhoogt, wat de kosten verhoogt.
Vaste apparatuur (bijv. werktuigmachines) gebruikt doorgaans lagere druk voor kostenefficiëntie, terwijl mobiele machines (bijv. graafmachines) kiezen voor hogere druk om ruimte te besparen en de vermogensdichtheid te verhogen.

Voor specifieke selectie, raadpleeg de volgende tabel:

Selecteer de ontwerpdruk van de hydraulische cilinder volgens de belasting:

Selecteer de ontwerpdruk van de hydraulische actuator volgens het hosttype:

Initiële Selectie Van Cilinderdiameter D/Stangdiameter

Nadat de ontwerpdruk is geselecteerd, dat wil zeggen, P is bekend, en de belastinggrootte F is ook bekend, wordt de formule gebruikt om S, het krachtgebied, te verkrijgen en vervolgens wordt de cilinderdiameter berekend op basis van het krachtgebied:
Druk F1 = A1×P1×β Trek F2 = A2×P2×β
A1: Duwzijde zuigerdrukgebied cm², A1 = π/4D² = 0.785D²
A2: Trekzijde zuigerdrukgebied cm², A2 = π/4 (D² - d²) = 0.785 (D² - d²)
D: Hydraulische cilinder binnendiameter, d.w.z. zuigerdiameter cm
d: Zuigerstangdiameter cm
P1: Druk aan de duwzijde kgf/cm²
P2: Trekzijde werkdruk kgf/cm²
β: Belastinggraad

Opmerking: 1. De werkelijke output van de hydraulische cilinder is lager dan de theoretische output. 2. De belastinggraad β waarde is 80% in het geval van kleine traagheidskracht en 60% in het geval van grote traagheidskracht.

Voorbeeld: Als de hydraulische cilinderuitvoer 1000 kg is en de werkdruk 70kgf/cm², wat is de binnendiameter van de hydraulische cilinder?

Antwoord: Uitvoer F = 1000kg, werkdruk P = 70kgf/cm², belastingfactor β = 0.8, F1 = A1×P1×β, A1 = F1/(P1×β) = 1000/ (70×0.8)= 17.86cm², A1 = π/4D² = 0.785D², dus D² = 17.86/0.785 = 22.75cm², D = √22.75 = 4.8cm = 48mm, dus de binnendiameter van de cilinder is 50mm.

U kunt ook selecteren uit de volgende tabel:

Volgens het selectieprincipe:

1. Raadpleeg de ontwerpdruk van de hydraulische actuator volgens het hosttype, over het algemeen ≤21Mpa;
2. De cilinderdiameter moet klein zijn om de kosten te verlagen;
3. Selecteer de standaardmaat van de cilinder, onthoud de formule: P = 4F/π D

Selecteer vervolgens de stangdiameter 

P ≤10Mpa, d = 0.5D

P = 12.5 ~ 20Mpa, d = 0.56D

P > 20Mpa, d = 0.71D

alt. Hydraulische Cilinder Zuiger

Selecteer Slag 

Volgens de eisen van het algehele ontwerp van de apparatuur of het apparaat, bepaal de installatiemethode en slag S. De specifieke bepalingsprincipes zijn als volgt

1. Slag S = werkelijke maximale werkingsslag Smax + slagmarge △S;

Slagmarge △S = slagmarge △S1 + slagmarge △S2 + slagmarge △S3.

2. Principes voor het bepalen van slagmarge △S

Bepaal de montagewijze en slag S volgens het systeemontwerp:

S = Smax + △S (△S=△S1+△S2+△S3)

△S componenten:

△S1: Productietolerantie

△S2: Startpositie tolerantie

△S3: Eindpositie tolerantie

(Minimaliseer △S voor gebufferde cilinders)

3. Controleer de stabiliteit voor te lange slagen

4. Voldoen aan minimale slagvereisten

Selecteer Installatiemethode

De installatiemethode van de cilinder verwijst naar de vorm waarin de cilinder is verbonden met de apparatuur. Nadat de installatiemethode is bepaald, wordt de installatiemaat bepaald.

De principes voor het bepalen van de installatiemethode:

(1) Flensinstallatie (eindflens, middenflens, staartflens)

Vaste montage van hydraulische cilinders is geschikt voor toepassingen waarbij de kracht uitgelijnd is met het steunpunt. De montagepositie (kop/centrum/staart) hangt af van druk- (duw) of trekspanning (trek): druk geeft de voorkeur aan staart/centrumflens, trek raadt kop/centrumflens aan. De uiteindelijke selectie moet zowel het structurele ontwerp als de buigstabiliteit in gevallen van lange slagcompressie in overweging nemen.

alt. Hydraulische Cilinder Flens

(2) Scharnierinstallatie

Montage van hydraulische cilinders omvat staartklauw (enkel/dubbel) en eind-/midden-/staarttuimeltypes, geschikt voor gebogen padbeweging in een vast vlak. Voor hoekbewerkingen is het koppel evenredig met de hefboomarm en de zwenkhoek.

a) Klauwbevestiging (Enkele/Dubbele Klauw, Gelaste Enkele/Dubbele Klauw)

Enkele klauwbevestiging is de meest voorkomende zwenkconfiguratie, geschikt voor ±3° boogbeweging. Sferische lagers kunnen aan beide uiteinden worden gebruikt (let op belastingslimieten). Dubbele klauw maakt volledige hoekbeweging mogelijk, maar vereist anti-knikmaatregelen voor toepassingen met lange slagdruk.

b) Tuimelmontage (Kop/Midden/Staart)

Middentuimel is standaard, waardoor gewichtsgebalanceerde positionering mogelijk is. Tuimelstiften weerstaan alleen afschuifbelastingen - gebruik volledige lagerblokken nabij schoudervlakken om buigspanning te minimaliseren. Staarttuimeltoepassingen spiegelen dubbele klauw. Koptuimel is geschikt voor kleinere stangen; beperk de slag tot ≤5×boordiameter om overhangende belastingen te beheersen.

alt. Hydraulische Cilinder Basis

(3) Driepootinstallatie (voor- en achterdriepoot, linker- en rechterdriepoot, lasdriepoot)
Voetgemonteerde cilinders zijn geschikt voor vaste installaties waarbij het montagevlak is verschoven van de cilinderhartlijn. Deze configuratie genereert een kantelmoment tijdens de werking. Goede structurele verankering en belastinggeleiding zijn cruciaal om overmatige zijdelingse belastingen op de zuigerstang te voorkomen. Verkrijgbaar in eindvoet- en zijvoetmontagevarianten.

Keuze van Eindbuffer

De volgende werkomstandigheden moeten overwegen om een buffer aan beide uiteinden of aan één uiteinde te kiezen:

1. Wanneer de hydraulische cilinderzuiger de gehele slag doorloopt en de heen-en-weergaande snelheid groter is dan 100 mm/s, moet een buffer aan beide uiteinden worden gekozen.
2. Wanneer de hydraulische cilinderzuiger een eenrichtingssnelheid heeft van meer dan 100 mm/s en aan het einde van de slag komt, moet een buffer aan één of beide uiteinden worden gekozen.
3. Andere specifieke werkomstandigheden.

Selectie Van Poorttype en Diameter

1. Oliepoorttype: intern schroefdraadtype, flenstype en andere speciale types. De selectie wordt bepaald door de verbindingsmethode van de verbindingsleiding in het systeem.
2. Principe van oliepootdiameterselectie: Onder de voorwaarde dat de mediumstroomsnelheid in de verbindingsleiding tussen het systeem en de hydraulische cilinder bekend is, is de mediumstroomsnelheid door de oliepoort over het algemeen niet meer dan 5 m/s. Let tegelijkertijd op de stroomsnelheidsverhoudingsfactor om de oliepoortdiameter te bepalen.

Hydraulische Cilinder Met Klep

1. Handhaving van druk: Schuifklep-type omkeerkleppen hebben spleetlekkage en kunnen slechts korte tijd druk handhaven. Wanneer er een vereiste is om druk te handhaven, kan een hydraulisch bediende terugslagklep aan het oliecircuit worden toegevoegd, en de dichtheid van de kegelklep kan worden gebruikt om de druk van het oliecircuit gedurende lange tijd te handhaven.
2. "Ondersteuning" van de hydraulische cilinder: In een verticale hydraulische cilinder, door lekkage van de schuifklep en de pijp, kunnen de zuiger en de zuigerstang naar beneden schuiven onder de zwaartekracht van de zuiger en de zuigerstang. Het aansluiten van de hydraulisch bediende terugslagklep op het oliecircuit van de onderste kamer van de hydraulische cilinder kan voorkomen dat de beweegbare delen zoals de hydraulische cilinderzuiger en de schuif naar beneden schuiven.
3. Vergrendeling van de hydraulische cilinder: Wanneer de omkeerklep in de middenpositie staat, zijn de twee hydraulisch bediende terugslagkleppen gesloten, waardoor de olie in de twee kamers van de hydraulische cilinder strak kan worden afgedicht. Op dit moment kan de zuiger niet bewegen door externe kracht.

alt. Hydraulische Cilinder Klepblok

Specifieke Werkcondities Voor Conditiekeuze

(1) Werkmedium

Standaardmedium is minerale olie. Voor andere media, overweeg hun impact op afdichtingen en materiaalcompatibiliteit. Aanbevolen: ISO VG 32/46 anti-slijtage hydraulische olie. Optimale bedrijfstemperatuur: 20-55°C (bedrijf verboden onder 15°C of boven 70°C; gebruik indien nodig verwarmers/koelers). Vervang olie elke 1-6 maanden met tankreiniging. Handhaaf olieschoonheid om filterverstopping, geluid en pomp slijtage te voorkomen.

(2) Omgevings- of Mediumtemperatuur

De normale werkmediumtemperatuur is -20°C tot +80°C. Als de werktemperatuur dit overschrijdt, moet er aandacht worden besteed aan de effecten op het afdichtingssysteem, materiaaleigenschappen van verschillende componenten en koelsysteeminstellingen en andere omstandigheden.

(3) Hoge Bedrijfsnauwkeurigheid

Voor servo of andere hydraulische cilinders met lage startdrukvereisten zoals middel- en hogedruk, moet er aandacht worden besteed aan de impact op het afdichtingssysteem, materiaaleigenschappen van elk onderdeel en gedetailleerd ontwerp.

(4) Nul Lek

Voor hydraulische cilinders met specifieke drukbehoeften, moet er aandacht worden besteed aan de impact op het afdichtingssysteem, materiaaleigenschappen van elk onderdeel en andere omstandigheden.

(5) Werkdruk en Snelheid, Werkcondities zoals:

a) Middel- en lagedruksysteem, zuigerterugloopsnelheid ≥70-80mm/s

b) Middel- en hogedruk, hogedruksysteem, zuigerterugloopsnelheid ≥100-120mm/s, er moet aandacht worden besteed aan de impact op het afdichtingssysteem, materiaaleigenschappen van elk onderdeel, verbindingsstructuur en pasnauwkeurigheid.

(6) Hoogfrequente trillingswerkomgeving: er moet aandacht worden besteed aan de impact op factoren zoals materiaaleigenschappen van elk onderdeel, verbindingsstructuur en gedetailleerd ontwerp.

(7) Lage temperatuur bevriezing of vervuilde werkomgeving, werkcondities zoals:

a) Hoog stofomgeving;

b) Waterspray, zuurmist of zoutmist omgeving.

Er moet aandacht worden besteed aan de impact op het afdichtingssysteem, materiaaleigenschappen van elk onderdeel, oppervlaktebehandeling van de zuigerstang en bescherming van het product.

Selectie van Afdichtingskwaliteit

Er zijn specifieke werkomstandigheden en gespecificeerde kwaliteitseisen zoals hierboven vermeld. De gevolgen van het falen van het afdichtingssysteem van de hydraulische cilinder zijn ernstig (zoals het beïnvloeden van de veiligheid, moeilijk te vervangen, grote economische verliezen, enz.). Voor speciale vereisten zoals het afdichtingssysteem van de hydraulische cilinder voor export, wordt aanbevolen dat de professionele ingenieurs van de fabrikant aanbevelen om bekende afdichtingskwaliteiten te gebruiken met goede uitwisselbaarheid en gemakkelijke inkoop op basis van de werkomstandigheden.

alt. Hydraulische Cilinder Afdichting

Andere Kenmerkopties

Uitlaatklep

Afhankelijk van de werkpositie van de hydraulische cilinder, wordt deze normaal ingesteld op het hoogste punt waar de lucht zich uiteindelijk ophoopt in de twee eindkamers. Nadat de lucht is afgevoerd, kan het kruipen voorkomen, de afdichting beschermen en de verslechtering van de olie vertragen.

 Lekpoort

In een werkomgeving waar olielekkage strikt verboden is, vanwege de lange slag van de hydraulische cilinder of bepaalde werkomstandigheden, hoopt de olie zich op achter de stofring tijdens zijn heen-en-weergaande beweging. Om lekkage na langdurige werking te voorkomen, moet er een lekkagepoort worden ingesteld op de locatie waar de olie zich ophoopt.

Conclusie

Het selecteren van de juiste hydraulische cilinder vereist het balanceren van belasting, druk, slag en omgevingsfactoren. Door deze richtlijnen te volgen—van boringgrootte tot montageconfiguraties—kun je de prestaties optimaliseren, stilstandtijd verminderen en de levensduur verlengen.