วิธีการกำหนดรุ่นของกระบอกไฮดรอลิก

กำหนดความดันของระบบ

การเลือกความดันขึ้นอยู่กับโหลด (F), ประเภทอุปกรณ์, พื้นที่ที่มีอยู่, และต้นทุน ความดันที่ไม่เพียงพอจะเพิ่มขนาดของตัวกระตุ้น ทำให้สิ้นเปลืองวัสดุและจำกัดความยืดหยุ่นในการติดตั้ง ในขณะที่ความดันที่มากเกินไปจะเพิ่มความต้องการในวัสดุ, การปิดผนึก, และความแม่นยำ เพิ่มต้นทุน
อุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ (เช่น เครื่องมือเครื่องจักร) มักใช้ความดันต่ำกว่าเพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย ในขณะที่เครื่องจักรเคลื่อนที่ (เช่น รถขุด) เลือกใช้ความดันสูงกว่าเพื่อประหยัดพื้นที่และเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน

สำหรับการเลือกเฉพาะเจาะจง โปรดดูตารางต่อไปนี้:

เลือกความดันการออกแบบของกระบอกสูบไฮดรอลิกตามโหลด:

เลือกความดันการออกแบบของตัวกระตุ้นไฮดรอลิกตามประเภทของโฮสต์:

การเลือกเบื้องต้นของเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ D/เส้นผ่านศูนย์กลางแกน

หลังจากเลือกความดันการออกแบบแล้ว นั่นคือ P เป็นที่ทราบแล้ว และขนาดโหลด F ก็เป็นที่ทราบแล้ว สูตรจะถูกใช้เพื่อให้ได้ S พื้นที่แรง และจากนั้นคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของกระบอกสูบตามพื้นที่แรง:
แรงดัน F1 = A1×P1×β แรงดึง F2 = A2×P2×β
A1: พื้นที่ความดันด้านดันของลูกสูบ ซม.², A1 = π/4D² = 0.785D²
A2: พื้นที่ความดันด้านดึงของลูกสูบ ซม.², A2 = π/4 (D² - d²) = 0.785 (D² - d²)
D: เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของกระบอกสูบไฮดรอลิก, คือ เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกสูบ ซม.
d: เส้นผ่านศูนย์กลางของแกนลูกสูบ ซม.
P1: ความดันการกระทำด้านดัน กก./ซม.²
P2: ความดันการกระทำด้านดึง กก./ซม.²
β: อัตราการโหลด

หมายเหตุ: 1. กำลังขับจริงของกระบอกสูบไฮดรอลิกต่ำกว่ากำลังขับทางทฤษฎี 2. ค่าอัตราการโหลด β คือ 80% ในกรณีที่แรงเฉื่อยต่ำและ 60% ในกรณีที่แรงเฉื่อยสูง

ตัวอย่าง: หากกำลังขับของกระบอกสูบไฮดรอลิกคือ 1000 กก. และความดันการกระตุ้นคือ 70กก./ซม.² เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของกระบอกสูบไฮดรอลิกคือเท่าใด?

คำตอบ: กำลังขับ F = 1000กก., ความดันการกระตุ้น P = 70กก./ซม.², ปัจจัยโหลด β = 0.8, F1 = A1×P1×β, A1 = F1/(P1×β) = 1000/ (70×0.8)= 17.86ซม.², A1 = π/4D² = 0.785D², ดังนั้น D² = 17.86/0.785 = 22.75ซม.², D = √22.75 = 4.8ซม. = 48มม., ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของกระบอกสูบคือ 50มม.

คุณยังสามารถเลือกจากตารางต่อไปนี้:

ตามหลักการเลือก:

1. อ้างอิงความดันการออกแบบของตัวกระตุ้นไฮดรอลิกตามประเภทโฮสต์ โดยทั่วไป ≤21Mpa;
2. เส้นผ่านศูนย์กลางของกระบอกสูบควรมีขนาดเล็กเพื่อลดต้นทุน;
3. เลือกขนาดมาตรฐานของกระบอกสูบ จำสูตร: P = 4F/π D

จากนั้นเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของแกน

P ≤10Mpa, d = 0.5D

P = 12.5 ~ 20Mpa, d = 0.56D

P > 20Mpa, d = 0.71D

alt. ลูกสูบกระบอกสูบไฮดรอลิก

เลือกช่วงชัก

ตามข้อกำหนดของการออกแบบโดยรวมของอุปกรณ์หรือระบบอุปกรณ์ กำหนดวิธีการติดตั้งและช่วงชัก S หลักการกำหนดเฉพาะมีดังนี้

1. ช่วงชัก S = ช่วงชักการทำงานสูงสุดจริง Smax + ขอบช่วงชัก △S;

ขอบช่วงชัก △S = ขอบช่วงชัก △S1 + ขอบช่วงชัก △S2 + ขอบช่วงชัก △S3.

2. หลักการในการกำหนดขอบช่วงชัก △S

กำหนดรูปแบบการติดตั้งและช่วงชัก S ตามการออกแบบระบบ:

S = Smax + △S (△S=△S1+△S2+△S3)

△S ส่วนประกอบ:

△S1: ความคลาดเคลื่อนในการผลิต

△S2: ค่าเผื่อจุดเริ่มต้น

△S3: ค่าเผื่อจุดสิ้นสุด

(ลด △S สำหรับกระบอกสูบที่มีบัฟเฟอร์)

3. ตรวจสอบความเสถียรสำหรับระยะชักที่ยาวเกินไป

4. ตรงตามข้อกำหนดระยะชักขั้นต่ำ

เลือกวิธีการติดตั้ง

วิธีการติดตั้งกระบอกสูบหมายถึงรูปแบบที่กระบอกสูบเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ หลังจากกำหนดวิธีการติดตั้งแล้ว ขนาดการติดตั้งจะถูกกำหนด

หลักการในการกำหนดวิธีการติดตั้ง:

(1) การติดตั้งหน้าแปลน (หน้าแปลนท้าย หน้าแปลนกลาง หน้าแปลนท้าย)

การติดตั้งกระบอกไฮดรอลิกแบบคงที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่แรงสอดคล้องกับศูนย์กลางการรองรับ ตำแหน่งการติดตั้ง (หัว/กลาง/ท้าย) ขึ้นอยู่กับแรงอัด (ดัน) หรือแรงดึง (ดึง): แรงอัดชอบหน้าแปลนท้าย/กลาง แรงดึงแนะนำหน้าแปลนหัว/กลาง การเลือกสุดท้ายควรพิจารณาทั้งการออกแบบโครงสร้างและความเสถียรในการดัดในกรณีการบีบอัดระยะยาว

หน้าแปลนกระบอกไฮดรอลิกทางเลือก

(2) การติดตั้งบานพับ

การติดตั้งกระบอกไฮดรอลิกประกอบด้วยตลับลูกปืนท้าย (เดี่ยว/คู่) และประเภทตลับลูกปืนท้าย/กลาง/ท้าย เหมาะสำหรับการเคลื่อนที่ในเส้นทางโค้งในระนาบคงที่ สำหรับการทำงานเชิงมุม แรงบิดจะแปรผันตามแขนคันโยกและมุมหมุน

ก) การติดตั้งตลับลูกปืน (ตลับลูกปืนเดี่ยว/คู่ ตลับลูกปืนเดี่ยว/คู่แบบเชื่อม)

การติดตั้งตลับลูกปืนเดี่ยวเป็นการกำหนดค่าการหมุนที่พบมากที่สุด เหมาะสำหรับการเคลื่อนที่แบบโค้ง ±3° สามารถใช้ตลับลูกปืนทรงกลมที่ปลายใดก็ได้ (โปรดทราบขีดจำกัดการรับน้ำหนัก) ตลับลูกปืนคู่ช่วยให้เคลื่อนไหวได้เต็มช่วง แต่ต้องใช้มาตรการป้องกันการงอสำหรับการใช้งานแรงผลักระยะยาว

ข) การติดตั้งตลับลูกปืน (หัว/กลาง/ท้าย)

ตลับลูกปืนกลางเป็นมาตรฐาน ช่วยให้สามารถวางตำแหน่งได้อย่างสมดุล ตลับลูกปืนทนต่อแรงเฉือนเท่านั้น – ใช้บล็อกแบริ่งแบบเต็มความยาวใกล้กับหน้าบ่าเพื่อลดความเครียดจากการดัด การใช้งานตลับลูกปืนท้ายสะท้อนให้เห็นถึงการใช้ตลับลูกปืนคู่ ตลับลูกปืนหัวเหมาะสำหรับแกนขนาดเล็ก จำกัดระยะชักไม่เกิน 5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบเพื่อจัดการกับภาระที่ยื่นออกมา

ฐานกระบอกไฮดรอลิกทางเลือก

(3) การติดตั้งขาตั้งกล้อง (ขาตั้งกล้องหน้าและหลัง ขาตั้งกล้องซ้ายและขวา ขาตั้งกล้องเชื่อม)
กระบอกสูบติดตั้งเท้าเหมาะสำหรับการติดตั้งแบบคงที่ที่ระนาบการติดตั้งถูกชดเชยจากเส้นศูนย์กลางของกระบอกสูบ การกำหนดค่านี้สร้างโมเมนต์การเอียงระหว่างการทำงาน การยึดโครงสร้างที่เหมาะสมและการแนะนำโหลดมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดภาระด้านข้างที่มากเกินไปบนแกนลูกสูบ มีให้เลือกในรูปแบบการติดตั้งเท้าปลายและเท้าด้านข้าง

การเลือกบัฟเฟอร์ปลาย

สภาพการทำงานต่อไปนี้ควรพิจารณาเลือกบัฟเฟอร์สองด้านหรือบัฟเฟอร์ด้านเดียว:

1. เมื่อกระบอกไฮดรอลิกวิ่งตลอดระยะชักทั้งหมดและความเร็วในการเคลื่อนที่ไปกลับมากกว่า 100 มม./วินาที ควรเลือกบัฟเฟอร์สองด้าน
2. เมื่อกระบอกไฮดรอลิกมีความเร็วในการเคลื่อนที่ไปกลับทางเดียวมากกว่า 100 มม./วินาที และวิ่งไปจนสุดระยะชัก ควรเลือกบัฟเฟอร์ที่ปลายด้านเดียวหรือสองด้าน
3. สภาพการทำงานเฉพาะอื่นๆ

การเลือกประเภทและเส้นผ่านศูนย์กลางของพอร์ต

1. ประเภทพอร์ตน้ำมัน: ประเภทเกลียวภายใน ประเภทหน้าแปลน และประเภทพิเศษอื่นๆ การเลือกจะถูกกำหนดโดยวิธีการเชื่อมต่อของท่อเชื่อมต่อในระบบ
2. หลักการเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางพอร์ตน้ำมัน: ภายใต้เงื่อนไขที่อัตราการไหลของตัวกลางในท่อเชื่อมต่อระหว่างระบบและกระบอกไฮดรอลิกเป็นที่ทราบกันดี อัตราการไหลของตัวกลางผ่านพอร์ตน้ำมันโดยทั่วไปไม่เกิน 5 ม./วินาที ในขณะเดียวกัน ให้ใส่ใจกับปัจจัยอัตราส่วนอัตราการไหลเพื่อกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางพอร์ตน้ำมัน

กระบอกไฮดรอลิกพร้อมวาล์ว

1. การรักษาความดัน: วาล์วเปลี่ยนทิศทางแบบเลื่อนมีการรั่วไหลของช่องว่างและสามารถรักษาความดันได้ในระยะเวลาสั้นๆ เมื่อมีความต้องการในการรักษาความดัน สามารถเพิ่มวาล์วทางเดียวที่ควบคุมด้วยไฮดรอลิกในวงจรน้ำมัน และสามารถใช้ความแน่นของการปิดวาล์วกรวยเพื่อรักษาความดันของวงจรน้ำมันเป็นเวลานาน
2. "การรองรับ" ของกระบอกไฮดรอลิก: ในกระบอกไฮดรอลิกแนวตั้ง เนื่องจากการรั่วไหลของวาล์วเลื่อนและท่อ ลูกสูบและแกนลูกสูบอาจเลื่อนลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของลูกสูบและแกนลูกสูบ การเชื่อมต่อวาล์วทางเดียวที่ควบคุมด้วยไฮดรอลิกเข้ากับวงจรน้ำมันของห้องล่างของกระบอกไฮดรอลิกสามารถป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ เช่น ลูกสูบกระบอกไฮดรอลิกและสไลเดอร์เลื่อนลง
3. การล็อกกระบอกไฮดรอลิก: เมื่อวาล์วเปลี่ยนทิศทางอยู่ในตำแหน่งกลาง วาล์วทางเดียวที่ควบคุมด้วยไฮดรอลิกทั้งสองจะปิด ซึ่งสามารถปิดผนึกน้ำมันในห้องทั้งสองของกระบอกไฮดรอลิกได้อย่างแน่นหนา ในขณะนี้ ลูกสูบไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เนื่องจากแรงภายนอก

alt. บล็อกวาล์วกระบอกไฮดรอลิก

เงื่อนไขการทำงานเฉพาะสำหรับการเลือกเงื่อนไข

(1) สื่อการทำงาน

สื่อมาตรฐานคือน้ำมันแร่ สำหรับสื่ออื่นๆ ให้พิจารณาผลกระทบต่อซีลและความเข้ากันได้ของวัสดุ แนะนำ: น้ำมันไฮดรอลิกป้องกันการสึกหรอ ISO VG 32/46 อุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสม: 20-55°C (ห้ามใช้งานต่ำกว่า 15°C หรือสูงกว่า 70°C; ใช้เครื่องทำความร้อน/เครื่องทำความเย็นตามความจำเป็น) เปลี่ยนน้ำมันทุก 1-6 เดือนพร้อมทำความสะอาดถัง รักษาความสะอาดของน้ำมันเพื่อป้องกันการอุดตันของตัวกรอง เสียงรบกวน และการสึกหรอของปั๊ม

(2) อุณหภูมิแวดล้อมหรือสื่อ

อุณหภูมิสื่อการทำงานปกติคือ -20°C ถึง +80°C หากอุณหภูมิการทำงานเกินกว่านี้ ต้องให้ความสนใจกับผลกระทบต่อระบบซีล คุณสมบัติของวัสดุของส่วนประกอบต่างๆ และการตั้งค่าระบบระบายความร้อนและเงื่อนไขอื่นๆ

(3) ความแม่นยำในการทำงานสูง

สำหรับกระบอกไฮดรอลิกเซอร์โวหรืออื่นๆ ที่มีความต้องการแรงดันเริ่มต้นต่ำ เช่น แรงดันปานกลางและสูง ต้องให้ความสนใจกับผลกระทบต่อระบบซีล คุณสมบัติของวัสดุของแต่ละส่วนประกอบ และการออกแบบรายละเอียด

(4) การรั่วไหลเป็นศูนย์

สำหรับกระบอกไฮดรอลิกที่มีข้อกำหนดการรักษาแรงดันเฉพาะ ต้องให้ความสนใจกับผลกระทบต่อระบบซีล คุณสมบัติของวัสดุของแต่ละส่วนประกอบ และเงื่อนไขอื่นๆ

(5) แรงดันและความเร็วในการทำงาน เงื่อนไขการทำงานเช่น:

a) ระบบแรงดันปานกลางและต่ำ ความเร็วการเคลื่อนที่กลับของลูกสูบ ≥70-80mm/s

b) ระบบแรงดันปานกลางและสูง ระบบแรงดันสูง ความเร็วการเคลื่อนที่กลับของลูกสูบ ≥100-120mm/s ต้องให้ความสนใจกับผลกระทบต่อระบบซีล คุณสมบัติของวัสดุของแต่ละส่วนประกอบ โครงสร้างการเชื่อมต่อ และความแม่นยำในการจับคู่

(6) สภาพแวดล้อมการทำงานที่มีการสั่นสะเทือนความถี่สูง: ต้องให้ความสนใจกับผลกระทบต่อปัจจัยต่างๆ เช่น คุณสมบัติของวัสดุของแต่ละส่วนประกอบ โครงสร้างการเชื่อมต่อ และการออกแบบรายละเอียด

(7) สภาพแวดล้อมการทำงานที่มีน้ำแข็งหรือปนเปื้อนที่อุณหภูมิต่ำ เงื่อนไขการทำงานเช่น:

a) สภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นสูง

b) สภาพแวดล้อมที่มีการพ่นน้ำ หมอกกรด หรือหมอกเกลือ

ต้องให้ความสนใจกับผลกระทบต่อระบบซีล คุณสมบัติของวัสดุของแต่ละส่วนประกอบ การเคลือบผิวของก้านลูกสูบ และการป้องกันผลิตภัณฑ์

การเลือกคุณภาพของซีล

มีเงื่อนไขการทำงานเฉพาะและข้อกำหนดคุณภาพที่ระบุไว้ข้างต้น ผลที่ตามมาของความล้มเหลวของระบบซีลของกระบอกไฮดรอลิกนั้นร้ายแรง (เช่น ส่งผลต่อความปลอดภัย ยากต่อการเปลี่ยนแปลง ความสูญเสียทางเศรษฐกิจขนาดใหญ่ ฯลฯ) สำหรับข้อกำหนดพิเศษ เช่น ระบบซีลของกระบอกไฮดรอลิกสำหรับการส่งออก ขอแนะนำให้วิศวกรมืออาชีพของผู้ผลิตแนะนำการใช้คุณภาพซีลที่มีชื่อเสียงที่มีการเปลี่ยนแปลงได้ดีและง่ายต่อการจัดหาตามเงื่อนไขการทำงาน

alt. ซีลกระบอกไฮดรอลิก

ตัวเลือกคุณสมบัติอื่นๆ

วาล์วระบาย

ขึ้นอยู่กับตำแหน่งการทำงานของกระบอกไฮดรอลิก โดยปกติจะตั้งไว้ที่จุดสูงสุดที่อากาศสะสมในห้องปลายทั้งสอง หลังจากที่อากาศถูกปล่อยออกมาแล้ว สามารถป้องกันการคลาน ปกป้องซีล และชะลอการเสื่อมสภาพของน้ำมัน

พอร์ตการรั่วไหล

ในสภาพแวดล้อมการทำงานที่ห้ามการรั่วไหลของน้ำมันอย่างเคร่งครัด เนื่องจากระยะชักยาวของกระบอกไฮดรอลิกหรือเงื่อนไขการทำงานบางอย่าง น้ำมันจะสะสมอยู่หลังวงแหวนกันฝุ่นระหว่างการทำงานกลับไปกลับมา เพื่อป้องกันการรั่วไหลหลังจากการทำงานระยะยาว ต้องตั้งพอร์ตการรั่วไหลที่ตำแหน่งที่น้ำมันสะสม

สรุป

การเลือกกระบอกไฮดรอลิกที่เหมาะสมต้องมีการปรับสมดุลระหว่างโหลด แรงดัน ระยะชัก และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม โดยการปฏิบัติตามแนวทางเหล่านี้—จากการกำหนดขนาดรูเจาะไปจนถึงการกำหนดค่าการติดตั้ง—คุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพ ลดเวลาหยุดทำงาน และยืดอายุการใช้งาน