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How to Design Hydraulic Cylinder

La combinazione di cilindro idraulico e meccanismo

Per la situazione in cui la forma di movimento del meccanismo di lavoro principale della macchina è più complicata, il idraulico actuator can be organically matched with other mechanisms to form a hydraulic mechanical working mechanism to meet the activity requirements. For hydraulic motors and swing hydraulic motors, the working mechanism can be driven to move through the gear mechanism and the screw nut mechanism. For hydraulic cylinders, the working mechanism can be driven in horizontal, vertical, and inclined directions. The schematic diagram and characteristics are shown in 1-1. How to Design Hydraulic Cylinder

Diagram of a hydraulic cylinder

Combination working structure of common hydraulic cylinders How to Design Hydraulic Cylinder

1. Meccanismo di azionamento diretto

Feature: The piston rod of hydraulic cylinder 1 is directly connected with moving object 2, and the hydraulic cylinder drives the moving object to make horizontal reciprocating linear. How to Design Hydraulic Cylinder

Surface grinder table, combined machine tool power sliding table reciprocating motion, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

Caratteristica: l'asta del pistone del cilindro idraulico 1 è direttamente collegata all'oggetto in movimento 2 e il cilindro idraulico aziona l'oggetto in movimento per eseguire un movimento lineare alternativo verticale.

Press slider and ejector device, hydraulic elevator lifting device, harvester header lifting, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

Caratteristica: l'asta del pistone del cilindro idraulico 1 è direttamente collegata all'oggetto in movimento 2 e il cilindro idraulico aziona l'oggetto in movimento per eseguire un movimento lineare alternativo in una direzione inclinata.

Mining and metallurgical machinery, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

2. Force-increasing clamping mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Caratteristica: l'asta del pistone del cilindro idraulico verticale 1 è collegata al meccanismo della biella 2 e il pezzo 4 viene bloccato in direzione orizzontale dal morsetto 3 e viene utilizzato un cilindro idraulico con una spinta minore per ottenere una forza di serraggio maggiore , e la forza di bloccaggio varia con il pezzo bloccato Variazioni di dimensione.

Machine tool fixtures, manipulators, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

3. Telescopic extension mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Feature: The piston rod of the horizontal hydraulic cylinder 1 is connected with the connecting rod mechanism 2, and the horizontal movement of the hydraulic cylinder is converted into vertical lifting movement of platform 3, which can expand the range and increase speed. How to Design Hydraulic Cylinder

Lifting stage, large-stroke scissor telescopic frame, automobile maintenance lifting platform, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

4. Pulley lifting mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Feature: Hydraulic cylinder 1 is installed obliquely, and its piston rod is connected with the steel cable 2 wound on pulley 3 to realize the lifting movement of lift 4. How to Design Hydraulic Cylinder

Hoist, blast furnace feeding device. How to Design Hydraulic Cylinder

5. Swing mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Caratteristica: L'asta del pistone del cilindro idraulico 1 è collegata al meccanismo a bilanciere 2 che converte il movimento telescopico del cilindro idraulico nell'oscillazione del bilanciere.

Construction machinery, construction machinery working mechanism. How to Design Hydraulic Cylinder

6. Rack-gear mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Caratteristica: l'asta del pistone del cilindro idraulico 1 è collegata alla cremagliera 2 per convertire il movimento lineare alternativo del cilindro idraulico nel movimento rotatorio dell'ingranaggio 3.

Intermittent feeding mechanism, feeding mechanism. How to Design Hydraulic Cylinder

7. Sector gear-rack mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Caratteristica: L'asta del pistone del cilindro idraulico 1 collegata all'estremità è collegata all'ingranaggio del settore 2 per convertire il movimento lineare alternativo orizzontale del cilindro idraulico nel movimento lineare alternato verticale della cremagliera 3.

Short-stroke working device. How to Design Hydraulic Cylinder

8. Linear motion mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Caratteristica: Lo stelo del cilindro idraulico 1 è collegato al sistema di stelo 2, che converte il movimento verticale del cilindro idraulico in movimento lineare alternativo orizzontale bidirezionale regolabile positivo e negativo.

Periodic motion mechanisms in various types of machinery. How to Design Hydraulic Cylinder

9. Moving cam mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Feature: The piston rod of hydraulic cylinder 1 is connected to the moving cam 2, which can make follower 3 perform vertical reciprocating motion according to the predetermined motion law under the cam drive. The structure is simple and compact, and the required cam profile can be easily obtained by CNC machine tools. How to Design Hydraulic Cylinder

Automatic feeding device, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

10. Tension and compression clamping mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Caratteristica: L'asta del pistone del cilindro idraulico 1 è collegata con la camicia conica 2 e il bloccaggio è realizzato allungando il movimento dell'asta del pistone.

Machine tool fixtures, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

11. Double-cylinder rigid synchronization mechanism How to Design Hydraulic Cylinder

Caratteristica: i circuiti dell'olio dei due cilindri idraulici 1 sono collegati in parallelo e le loro bielle stabiliscono un collegamento rigido attraverso l'elemento rigido 2 per ottenere la sincronizzazione dello spostamento.

Press, blast furnace feeder, planter fertilizer box lifting device, harvester header, etc. How to Design Hydraulic Cylinder

Calcolo dei parametri del cilindro idraulico

Domanda 1: Calcolo dei parametri di movimento

• The movement of the main engine’s actuators can be represented by the displacement cycle diagram (L-t), the velocity cycle diagram (v-t), and the overall machine working cycle diagram, to analyze the movement law. How to Design Hydraulic Cylinder

Diagramma del ciclo di spostamento Come progettare un cilindro idraulico

• Figure 2-1 is a hydraulic cylinder displacement cycle diagram of a hydraulic machine. The ordinate L represents the displacement of the piston, the abscissa t represents the time from the start of the piston to the return to the original position, and the slope of the curve represents the movement speed of the piston. Figure 2-1 clearly shows that the working cycle of a hydraulic press is composed of six stages: fast down, decelerated down, compression, pressure retention, pressure relief, slow return, and fast return. How to Design Hydraulic Cylinder

Diagramma del ciclo di velocità

Analisi dei parametri di movimento

• The movement of the main engine’s actuators can be represented by the displacement cycle diagram (L-t), the velocity cycle diagram (v-t), and the overall machine working cycle diagram, to analyze the movement law. How to Design Hydraulic Cylinder

Diagramma del ciclo di spostamento

• It is a hydraulic cylinder displacement cycle diagram of a hydraulic machine. The ordinate L represents the displacement of the piston, the abscissa t represents the time from the start of the piston to the return to the original position, and the slope of the curve represents the movement speed of the piston. Figure 2-1 clearly shows that the working cycle of a hydraulic press is composed of six stages: fast down, decelerated down, compression, pressure retention, pressure relief slow return, and fast return. How to Design Hydraulic Cylinder

Diagramma del ciclo di velocità

• According to the working cycle diagram of the whole machine, the stroke or speed of the actuator, and the acceleration change law, the speed cycle diagram (v-t or v-L) of the actuator can be calculated and drawn. According to the characteristics of the movement form of the hydraulic cylinder in the project, it can be summarized as three types. How to Design Hydraulic Cylinder

• È il diagramma del ciclo di velocità dei tre tipi di movimento del cilindro idraulico.

• Come mostrato dalla linea continua 1 in Figura 1-2, il cilindro idraulico inizia a muoversi con un'accelerazione uniforme, quindi si sposta a velocità costante e infine decelera fino al punto finale; come mostrato dalla linea tratteggiata 2 in Figura 2-2, la prima metà della corsa totale del cilindro idraulico è eseguita Eseguire un movimento di accelerazione uniforme e infine eseguire un movimento di decelerazione uniforme e i valori di accelerazione sono uguali; come mostrato nella doppia linea 3 in Figura 2-2, il cilindro idraulico si muove con una piccola accelerazione durante la maggior parte della corsa totale, quindi decelera uniformemente fino a fine corsa. Le curve a tre velocità in figura non solo mostrano chiaramente le leggi di movimento dei tre tipi di cilindri idraulici ma mostrano anche le caratteristiche dinamiche delle tre condizioni di lavoro.

Schema del ciclo di lavoro dell'intera macchina Come progettare un cilindro idraulico

• In a complex system with multiple hydraulic actuators, the actuators usually work in cycles according to a certain program. Therefore, it is necessary to reasonably arrange the working sequence and working time of each actuator according to the working mode and productivity of the host and draw the working cycle diagram of the whole machine. How to Design Hydraulic Cylinder

Domanda 2: Calcolo della forza di carico massima del cilindro idraulico

• For the actuators that drive the working mechanism of the machine tool, the focus is on the time relationship between the load and each working condition; for the actuators that drive the working mechanism of the construction machinery, the focus is on the gravity at each position, and the load diagram uses the position as a variable. The external load of hydraulic actuators includes three types: working load, friction load, and inertial load. How to Design Hydraulic Cylinder

• Figure 1-1 shows the calculation diagram of the hydraulic cylinder, where Fe is the external working load acting on the piston rod, Fm is the seal of the hydraulic cylinder (between the piston and the inner wall of the cylinder, and between the piston rod and the guide sleeve on the cylinder head The internal sealing resistance of the seal).  How to Design Hydraulic Cylinder

Carico di lavoro Fe

• Il carico di lavoro ha carico di resistenza (il carico che è opposto alla direzione di movimento e impedisce il movimento, chiamato anche carico positivo) e carico di sovraccarico (il carico che favorisce il movimento nella stessa direzione di movimento, chiamato anche carico negativo). I carichi di lavoro comuni dei cilindri idraulici includono gravità, forza di taglio, forza di compressione e così via. Il carico di resistenza è positivo e il carico di sovraccarico è negativo.

Carico di attrito meccanico FF

• Friction load refers to the mechanical friction resistance load to be overcome when the hydraulic actuator drives the working mechanism. There are two types of static friction load and dynamic friction load. How to Design Hydraulic Cylinder

• Carico di attrito meccanico Ff; per le macchine utensili, è la resistenza di attrito del binario di guida. Binario di guida piatto. La resistenza all'attrito del binario di guida piatto varia con il modo in cui è posizionato il binario di guida.
• Guide piatte posizionate orizzontalmente (vedi Figura 1-2)
• Static friction resistance How to Design Hydraulic Cylinder
• Ffs-us(G＋Fn) How to Design Hydraulic Cylinder
• Resistenza all'attrito dinamico
• Ffd=ud(G + Fn) How to Design Hydraulic Cylinder
• Guide piatte posizionate obliquamente (vedi Figura 1-2)
• Resistenza all'attrito statico
• Ffs—us (Gcosβ+Fn) How to Design Hydraulic Cylinder
• Resistenza all'attrito dinamico
• Ffd=pd(Gcosβ＋Fn)
• Binario di guida a forma di V (vedere la Figura 1-3).
• Static friction resistance How to Design Hydraulic Cylinder
• Ffs-us(G + Fn)/sin(a/2)
• Resistenza all'attrito dinamico
• Fd=ud(G＋Fn )/ sin(a /2) How to Design Hydraulic Cylinder
• Nella formula, G—gravità delle parti mobili, N;
• Fn——La componente verticale del carico di lavoro sulla rotaia di guida, N;
• β——Inclination angle of the plane guide rail, (°); How to Design Hydraulic Cylinder
• α——The included angle of the V-shaped guide rail, (°); How to Design Hydraulic Cylinder
• Us, coefficienti di attrito Ud-statico e dinamico, selezionati in base al materiale e alle proprietà della superficie di attrito. Generalmente, per le guide scorrevoli, us=0.1~0.2, Ud=0.05~0.12 (valore grande a bassa velocità e valore piccolo ad alta velocità); per il binario di guida a rotolamento, Ud=0,003~0,02 [ghisa a sfera (colonna) assume il valore maggiore, Acciaio a rullo assume il valore minore]; per binario di guida idrostatico in ghisa, Ud=0,005.

Domanda 3: Controllo dell'area effettiva del cilindro idraulico

• The effective working area of the hydraulic cylinder affects the thrust and speed of the hydraulic system. Therefore, the effective working area calculated according to the load must be checked according to the speed to verify that it can meet the requirements of the minimum stable flow of the throttle or speed control valve. The minimum operating speed of the system is required. After the effective working area meets the minimum working speed requirements of the hydraulic system, it needs to be rounded to ensure that standard sealing elements can be used. How to Design Hydraulic Cylinder

• For example, for hydraulic cylinders with a very low working speed, such as the feed cylinder of a precision boring combined machine tool, after calculating the size of the cylinder according to the load force. How to Design Hydraulic Cylinder
• Minimum working speed check cylinder size, How to Design Hydraulic Cylinder
• A≥q min/v min How to Design Hydraulic Cylinder How to Design Hydraulic Cylinder
• Where A is the effective working area of the hydraulic cylinder, m2; V min’; How to Design Hydraulic Cylinder
• The minimum working speed of the hydraulic cylinder, m/s;q min; How to Design Hydraulic Cylinder
• The minimum stable flow of the system, m3/s, the throttle speed control system depends on the minimum stable flow of the flow control valve; How to Design Hydraulic Cylinder
• Il sistema di controllo della velocità volumetrica dipende dalla portata minima stabile della pompa variabile e il campione viene controllato in base alla selezione del componente.
• If the effective area after verification cannot meet the minimum working speed requirement, the cylinder’s size must be determined at the minimum stable speed. How to Design Hydraulic Cylinder

Domanda 4: Compilare i diagrammi delle condizioni di lavoro dei cilindri idraulici o dei motori idraulici

• The working condition diagram includes a pressure cycle diagram (p-t diagram or p-L diagram), a flow cycle diagram (q-t diagram or q-L diagram), and a power cycle diagram. Diagram (P-t diagram or P-L diagram), which reflects the pressure, flow, and power requirements and changes of a hydraulic system in a cycle. How to Design Hydraulic Cylinder

• The situation and the location of the peak are the basis for drawing up hydraulic systems, comparing schemes, adjusting or modifying design parameters for equalizing power distribution, and selecting and designing hydraulic components. p-t diagram (or p-L diagram). How to Design Hydraulic Cylinder

• According to the final size of the actuator structure, according to the actual load, it can be calculated that the hydraulic actuator is in its action. How to Design Hydraulic Cylinder

• The working pressure at each stage of the cycle is shown in Figure 1-5 and then drawn into a p-t diagram (or p-L diagram). How to Design Hydraulic Cylinder

• Se più attuatori lavorano contemporaneamente nel sistema, il diagramma qt (o diagramma qL) di ciascun attuatore deve essere impilato.
• Inoltre, disegna il diagramma qt totale (o diagramma qL) del sistema;
• P-t diagram (or P-L diagram); How to Design Hydraulic Cylinder
• P-t diagram (or P-L diagram) can be drawn from the p-t; How to Design Hydraulic Cylinder
• Graph (or p-L graph) and q-t graph (or q-L graph) root; How to Design Hydraulic Cylinder
• According to the hydraulic power, P=pq plotted.How to Design Hydraulic Cylinder

• La Figura 1-6 è un esempio di diagramma delle condizioni di lavoro di un cilindro idraulico. Il diagramma delle condizioni di lavoro del cilindro idraulico è quello di selezionare altri elementi nel sistema. Componenti e circuiti idraulici di base, per la stesura dell'impianto idraulico; Sia il sistema che il confronto degli schemi giocano un ruolo importante.

• The maximum pressure and maximum flow in the working condition diagram determine the maximum working pressure and the maximum working pressure of hydraulic components such as hydraulic pumps and hydraulic valves. Maximum working flow. How to Design Hydraulic Cylinder

• The main parameter values of the hydraulic system determined according to the working condition diagram reflect the rationality of the original design parameters and are the main parameters of the system. The revision and finalization provided the basis. How to Design Hydraulic Cylinder

• By analyzing the change law of pressure and flow in each stage of the working condition diagram, the hydraulic circuit and oil can be selected reasonably. The structural form of the source, a perfect hydraulic system plan is drawn up. When the actuator in the hydraulic system is a hydraulic motor, because the hydraulic motor is a series of design products, this step becomes an option. Determine the working pressure p, displacement Vm, maximum speed max, and maximum flow max of the hydraulic motor, and then perform rounding to determine the specifications of the hydraulic motor. As for drawing the pressure diagram, flow diagram, and power diagram of the hydraulic motor according to the load and speed, it is the same as that of the:How to Design Hydraulic Cylinder

Domanda 5: Calcolo della lunghezza del cilindro del cilindro idraulico

Calcolo della lunghezza del cilindro idraulico

• La lunghezza del cilindro L1 del cilindro idraulico è determinata dalla lunghezza massima della corsa di lavoro più vari requisiti strutturali, vale a dire.
• L1=L+B+A+M +C How to Design Hydraulic Cylinder
• In the formula, L is the maximum working stroke of the piston;How to Design Hydraulic Cylinder
• B-Piston width, generally (0.6~1)D;How to Design Hydraulic Cylinder
• A-Lunghezza della guida dell'asta del pistone, prendere (0,6~1,5)D;
• M-La lunghezza di tenuta dello stelo del pistone è determinata dal metodo di tenuta;
• C-Other lengths.How to Design Hydraulic Cylinder

Attenzione al problema

• Generally, the length of the cylinder should not exceed 20 times the inner diameter. In ensuring that the conditions of movement stroke and load force can be met. Next, the outline size of the hydraulic cylinder should be reduced as much as possible.How to Design Hydraulic Cylinder

• Problemi speciali dei cilindri idraulici lunghi ad alta pressione. Quando la lunghezza del cilindro idraulico è particolarmente grande e la pressione di esercizio è elevata, dovrebbe essere adottata una struttura speciale per garantire la deformazione del cilindro idraulico. Non troppo grosso. La soluzione specifica consiste nell'installare un anello di rinforzo al centro del tubo del cilindro idraulico, come mostrato nella Figura 1-7.

• Calculation of minimum guide length of hydraulic cylinderHow to Design Hydraulic Cylinder
• When the piston rod is fully extended, the distance from the midpoint of the piston bearing surface to the midpoint of the sliding surface of the guide sleeve is called the minimum guide length H (Figure 1-8). For general hydraulic cylinders, the minimum guide length should meet the following formula: How to Design Hydraulic Cylinder
• HL /20+D/2
• Dove L è la corsa massima di lavoro del cilindro idraulico, m;
• D-Inner diameter of cylinder, m. How to Design Hydraulic Cylinder
• La lunghezza A della superficie di scorrimento del manicotto di guida generale, quando D<80mm, prende A=(0.6~1.0)D; quando D>80mm, prendi A=(0.6~1.0)d.

• The width B of the piston, take B=(0.6~1.0)D. To ensure the minimum guide length, it is not appropriate to increase A and B excessively. It is best to install a spacer K between the guide sleeve and the piston. The spacer width C is determined by the required minimum guide length, namely: How to Design Hydraulic Cylinder

• L'uso di distanziali può non solo garantire la lunghezza minima della guida, ma anche migliorare la versatilità del manicotto di guida e del pistone.

Attenzione al problema

• La lunghezza della guida dell'asta del pistone non deve essere troppo piccola. Se la lunghezza della guida è troppo piccola, la flessione iniziale (deflessione causata dal gioco) del cilindro idraulico aumenterà, il che influirà sulla stabilità del cilindro idraulico. Pertanto, nella progettazione deve essere garantita una lunghezza minima della guida. La lunghezza A del manicotto di guida varia generalmente con le dimensioni del cilindro idraulico e il tipo e lo scopo della tenuta dello stelo del pistone, ma la dimensione generale dovrebbe essere maggiore di 0,6 volte il diametro dello stelo del pistone per garantire una stabilità sufficiente del pistone asta, come mostrato nella Figura 1-9 mostrato.

•  The guide sleeve of the high-speed and long-stroke hydraulic cylinder should adopt a special structure. For hydraulic cylinders with a speed greater than 1000mm/s and a stroke greater than 4000mm, local overheating caused by high-speed action will cause significant wear of the guide sleeve and the appearance of metal powder. This not only requires forced lubrication on the surface of the guide sleeve from the structural point of view but also requires special treatment such as high-frequency quenching on the surface of the piston rod. At the same time, hydrostatic bearings may also be considered. How to Design Hydraulic Cylinder

Domanda 6: Determinazione della tolleranza della forma e della posizione del cilindro

• The cylinder must ensure the necessary shape and position tolerances. To ensure that the hydraulic cylinder has a lower starting pressure and does not occur “unusual” during movement, sufficient attention should be paid to the shape and position tolerance of the cylinder. How to Design Hydraulic Cylinder

• In circostanze normali, la rotondità e l'errore di cilindricità del diametro del cilindro non possono essere maggiori della metà della tolleranza del diametro del cilindro.

• L'eccentricità circolare dell'estremità del cilindro rivolta verso l'asse del cilindro non è superiore a 0,04 mm per 100 mm.

• L'errore di posizione del foro dell'orecchino del cilindro idraulico del tipo a orecchino rispetto all'asse della canna del cilindro non è superiore a 0,03 mm.

• La tolleranza della posizione dell'asse del perno del cilindro idraulico del tipo a perno non è superiore a 0,1 mm e l'errore di perpendicolarità non è superiore a 0,1 mm sulla lunghezza di 100 mm.

• L'errore di rettilineità dell'asse del cilindro non è superiore a 0,03 mm per una lunghezza di 500 mm.

Domanda 7: Calcolo dei parametri del pistone

Calcolo della lunghezza del pistone

• Although the piston is not expected to bear radial force from the perspective of design thinking, due to the limitation of the actual structure, the piston of the hydraulic cylinder. How to Design Hydraulic Cylinder

• It is inevitable to bear a considerable part of the radial external force; for this reason, the length of the piston of the hydraulic cylinder must be appropriate, generally, 0.6 to 1.0 times the outer diameter of the piston, to increase the guiding effect of the piston and increase the supporting surface area, to reduce wear, The purpose of improving the service life of the hydraulic cylinder, as shown in Figure 1-10. How to Design Hydraulic Cylinder

Viene determinata la tolleranza di forma e posizione del pistone.

• The quality of the hydraulic cylinder largely depends on the quality of the piston, so the machining of the piston should be required to have sufficient precision geometric tolerances. Generally speaking, the error of the outer diameter of the piston, the roundness of the inner hole, and the cylindricity cannot be greater than half of its dimensional tolerance; the tolerance of the concentricity of the outer diameter of the piston to the inner hole and the sealing groove should be within 0.02mm. How to Design Hydraulic Cylinder

Determinazione della tolleranza della forma e della posizione dello stelo del pistone

• Generalmente, la tolleranza di rettilineità dello stelo del pistone deve essere inferiore a 0,02 mm/100 mm; la rotondità e le altre tolleranze di precisione geometrica non sono maggiori dell'esterno.

• 1/2 della tolleranza del diametro; la tolleranza di concentricità tra il diametro dell'albero e il cerchio esterno che corrisponde al foro interno del pistone non è superiore a 0,01~0,02 mm; il pistone è installato.

• The perpendicularity tolerance between the shaft shoulder and the axis of the piston rod is not more than 0.04mm/100mm. How to Design Hydraulic Cylinder

Progettazione della struttura del cilindro idraulico

Domanda 1: problema con la struttura di connessione dell'estremità del cilindro 

1. Connessione flangiata

Connessione flangiata all'estremità del cilindro, come mostrato in Figura 1-11. Il blocco cilindri della Figura 1-11 (a) e della Figura 1-11 (b) è un tubo di acciaio e il metodo di saldatura finale; Figura 1-11 (c) il corpo del cilindro è un tubo di acciaio con estremità spessa in titanio; Figura 1-11 (d) il corpo del cilindro è forgiato o fuso, questa struttura è la più utilizzata e il suo vantaggio è che la struttura è relativamente semplice; In lavorazione; facile da caricare e scaricare; ad alta resistenza, in grado di resistere ad alta pressione.

Attenzione al problema

Il peso è maggiore della connessione filettata ma minore della connessione tirante; il diametro esterno è maggiore.

2. Connessione filettatura esterna

La connessione filettata esterna dell'estremità del cilindro è mostrata nella Figura 1-12.

3. Connessione filettatura interna

La connessione con filettatura interna all'estremità del cilindro è mostrata nella Figura 1-13. Il vantaggio è che il peso è piccolo e il diametro esterno è piccolo.

Attenzione al problema

• Strumenti speciali dovrebbero essere usati quando la struttura finale è complicata. Quando si avvita l'estremità, è possibile ruotare l'anello di tenuta, come mostrato nella Figura 1-13 (a).
• Quando il coperchio terminale e la canna del cilindro sono collegati da una filettatura (filettatura interna del cilindro, filettatura esterna del coperchio terminale), prestare particolare attenzione a non danneggiare l'anello di tenuta durante il processo di assemblaggio. Ciò richiede che il diametro della punta della filettatura interna sulla canna del cilindro sia maggiore del diametro esterno dell'anello di tenuta posto sul coperchio terminale. In caso contrario, l'anello di tenuta verrà danneggiato durante il processo di assemblaggio del coperchio terminale, come mostrato nella Figura 1-14 (a).
• Poiché non è possibile afferrare il punto di pressione iniziale dell'anello di tenuta dopo essere entrato nella canna del cilindro, è necessario lavorare un'adeguata zona di transizione di guida all'estremità della filettatura interna sulla canna del cilindro per evitare danni all'anello di tenuta durante il processo di assemblaggio, poiché mostrato nella Figura 1-14 (b) Mostrato.

4. Connessione ad anello elastico esterno

La connessione dell'anello elastico esterno all'estremità del cilindro, come mostrato nella Figura 1-15, presenta i vantaggi di un peso inferiore rispetto alla connessione del tirante, della struttura compatta e delle dimensioni ridotte.

Attenzione al problema

Il diametro esterno del corpo del cilindro deve essere lavorato e la scanalatura del semianello indebolisce il corpo del cilindro e lo spessore della parete del corpo del cilindro deve essere ispessito di conseguenza.

5. Connessione ad anello elastico interno

La connessione ad anello elastico all'estremità del corpo del cilindro, come mostrato nella Figura 1-16, presenta i vantaggi di una struttura compatta e leggera.

Attenzione al problema

Durante l'installazione, l'estremità è più profonda nel cilindro e l'anello di tenuta potrebbe essere graffiato dal bordo dell'ingresso dell'olio.

6. Collegamento del tirante

La connessione del tirante all'estremità del cilindro è mostrata nella Figura 1-17. Questo meccanismo è ampiamente utilizzato. I vantaggi sono che il corpo del cilindro è facile da lavorare, facile da installare e scaricare e la struttura è versatile.

Attenzione al problema

• Il peso è relativamente grande e le dimensioni complessive sono relativamente grandi.
• La struttura a tiranti dovrebbe essere evitata per i cilindri idraulici lunghi. Quando la lunghezza del cilindro idraulico è maggiore di 1500～2000 mm, le strutture dei tiranti non devono essere adottate. Sebbene il cilindro idraulico a tirante abbia le caratteristiche di buona fabbricabilità e prestazioni di manutenzione, a causa dell'azione della pressione idraulica, è facile allungare il tirante e causare perdite, come mostrato nella Figura 1-18.
• I cilindri idraulici con struttura a tiranti non devono essere utilizzati in ambienti di lavoro gravosi. Nelle occasioni in cui le condizioni di utilizzo sono sfavorevoli e l'anello di tenuta e il manicotto di guida dello stelo del pistone devono essere sostituiti frequentemente e l'attrezzatura che utilizza il cilindro idraulico non consente la rimozione del cilindro idraulico, il cilindro idraulico non deve adottare una struttura a tiranti. Il motivo è che quando si sostituisce l'anello di tenuta e il manicotto di guida dell'asta del pistone del cilindro idraulico del tirante, è necessario rimuovere prima il cilindro idraulico, quindi rimuovere i quattro tiranti prima della sostituzione, il che è molto scomodo. In questo caso, utilizzare La struttura del carotiere è migliore.

7. Saldatura

L'estremità del cilindro è saldata come mostrato nella Figura 1-19. I suoi vantaggi sono la struttura semplice e le dimensioni ridotte.

Attenzione al problema

• Il corpo del cilindro può essere deformato; il diametro interno del cilindro dopo la saldatura non è idoneo al ritrattamento, ed è localmente indurito.
• Il cordone di saldatura finale dovrebbe trovarsi a una certa distanza dalla superficie di lavoro del cilindro idraulico. Quando si utilizza il cilindro idraulico con saldatura finale, la distanza tra la parte da saldare e la superficie di lavoro del cilindro idraulico non deve essere inferiore a 20 mm, come mostrato nelle Figure 1-20. Ciò è dovuto al fatto che la superficie interna della canna del cilindro idraulico dopo la saldatura dell'estremità, ovvero la superficie di lavoro non viene più elaborata dopo la saldatura e il processo di saldatura causerà la deformazione della canna del cilindro in una certa misura. Se la distanza è troppo ravvicinata, la forza di attrito del cilindro idraulico aumenterà o addirittura si bloccherà quando si avvicina alla fine.

8. Collegamento del filo di acciaio

Il collegamento in filo d'acciaio all'estremità del corpo del cilindro, come mostrato nella Figura 1-21, presenta i vantaggi di un meccanismo semplice, leggero e di piccole dimensioni.

Attenzione al problema

• È scomodo da montare e smontare e il filo è difficile da montare e smontare.
• Quando non vi sono particolari requisiti sulle dimensioni e sul peso del macchinario fisso, si consiglia di adottare la forma di un meccanismo di connessione a flangia o tirante.
• Quando ci sono requisiti speciali per le dimensioni e il peso del macchinario mobile, si consiglia di adottare la forma di una flangia, una filettatura esterna o un meccanismo di connessione ad anello elastico esterno.

Domanda 2: Selezione del materiale del corpo del cilindro

I materiali del corpo del cilindro sono comunemente usati tubi in acciaio senza saldatura di 20 acciaio, 35 rubi e 45 rubinetti. Il corpo del cilindro idraulico la cui temperatura di esercizio è inferiore a -50 deve essere in acciaio 35 e acciaio 45 e deve essere bonificato. Il corpo del cilindro saldato all'estremità è realizzato in acciaio 35, che viene prelavorato meccanicamente e quindi bonificato. Il corpo del cilindro non saldato ad altre parti utilizza acciaio 45 bonificato. I materiali del corpo del cilindro sono utili anche per acciaio forgiato, acciaio fuso e lega di alluminio.

Domanda 3: Requisiti tecnici per la progettazione del blocco cilindri

• Il diametro interno del cilindro D adotta un accoppiamento H9.
• Trattamento termico: tempra e rinvenimento, durezza 241～285HB.
• La conicità e l'ovalità del diametro D non superano la metà della tolleranza del diametro.
• La curvatura dell'asse non è superiore a 0,03 mm nella lunghezza di 500 mm.
• La non perpendicolarità della faccia terminale T non è superiore a 0,04 mm sul diametro di 100 mm.
• Quando il corpo del cilindro e l'estremità sono collegati tramite filettatura, la filettatura adotta una filettatura metrica di precisione 2a.
• Quando la coda del corpo del cilindro è a forma di orecchino o il corpo del cilindro è del tipo a perno dell'albero:
• La deviazione dell'asse del foro d1 dal diametro del cilindro D non è superiore a 0,03 mm;
• La non perpendicolarità dell'asse del foro d1 al diametro del cilindro D non è superiore a 0,1 mm nella lunghezza di 100 mm;
• Il grado disgiunto dell'asse del diametro dell'albero d: al diametro del cilindro D non è superiore a 0,1 mm;
• La non perpendicolarità del diametro dell'albero d2 rispetto al diametro del cilindro D non è superiore a 0,1 mm nella lunghezza di 100 mm.

Domanda 4: Design del cappuccio terminale

• Il tappo finale non dovrebbe essere troppo sottile. Il coperchio terminale del cilindro idraulico sopporta la pressione idraulica è relativamente grande. Se il coperchio dell'estremità è troppo sottile e la distanza tra i bulloni è troppo grande, si verificheranno facilmente spazi locali sotto l'azione della pressione idraulica, che causeranno perdite d'olio, come mostrato nelle Figure 1-23.
• La tolleranza geometrica della faccia terminale del cilindro idraulico. Requisiti generali la tolleranza di perpendicolarità dell'estremità del cilindro idraulico rivolta verso l'asse del cilindro idraulico deve essere inferiore a 0,04 mm/100 mm.
• Quando si verifica un forte impatto durante il lavoro, il tubo del cilindro e il coperchio terminale del cilindro idraulico non possono essere realizzati con materiali fragili, come la ghisa.

Domanda 5: La connessione tra il pistone e lo stelo è formata

• Nelle normali condizioni di lavoro del cilindro idraulico, il pistone e lo stelo sono collegati tramite filettatura, come mostrato nella Figura 1-24.
• Quando la pressione di esercizio del cilindro idraulico è elevata e il macchinario funzionante vibra, viene adottata la connessione a semianello, come mostrato nella Figura 1-25. A seconda della situazione specifica, anche il pistone e lo stelo sono realizzati in un tutt'uno.

Domanda 6: Selezione del materiale del pistone

• Ghisa resistente all'usura; ghisa grigia (HT150～HT200); acciaio (alcuni anelli antiusura con manicotto di diametro esterno nylon 66 o nylon 1010); Lega di alluminio.
• La coppia di attrito nel cilindro idraulico dovrebbe evitare di utilizzare lo stesso materiale. Il coefficiente di attrito della coppia di attrito dello stesso materiale è relativamente grande e tutte le due superfici che devono essere lubrificate in movimento relativo dovrebbero essere evitate. Lo stesso vale per cilindri idraulici, pistoni e cilindri Stelo del pistone e manicotto di guida Evitare di utilizzare lo stesso materiale tra di loro per facilitare la lubrificazione e ridurre l'attrito.

Domanda 7: Requisiti tecnici per la progettazione del pistone

La non perpendicolarità della faccia terminale non deve essere maggiore di 0,04 mm sul diametro di 100 mm; l'ovalità e la conicità del diametro esterno d non devono essere superiori alla metà della tolleranza del diametro.

Domanda 8: Progettazione della struttura dello stelo del pistone

• Evitare la concentrazione di sollecitazioni alla transizione del diametro dell'albero dello stelo del pistone 

Quando si utilizza un cilindro idraulico a corsa lunga, è necessario considerare in modo completo la scelta di uno stelo del pistone con una rigidità sufficiente e l'installazione di un anello distanziatore.

• Considerare la scelta dello stelo del pistone e del distanziale

Quando si utilizza un cilindro idraulico a corsa lunga, è necessario considerare in modo completo la scelta di uno stelo del pistone con una rigidità sufficiente e l'installazione di un anello distanziatore.

• Considerare l'utilizzo di una guaina protettiva per l'asta del pistone

Quando l'ambiente di lavoro è gravemente inquinato e sono presenti più impurità come polvere, sabbia, umidità, ecc., è necessario un manicotto protettivo dello stelo del pistone.

Domanda 9: Scarichi il cilindro idraulico

When the hydraulic system stops working for a long time, the oil in the system will flow out due to its weight and other reasons. At this time, it is easy for air to enter the system. If there is air in the hydraulic cylinder or mixed with air in the oil, the hydraulic cylinder will not move smoothly. Therefore, the air in the system should be discharged before the hydraulic system starts to work. For this reason, an exhaust device can be installed at the highest part (often where air collects) at both ends of the cylinder. There are two types of exhaust devices.

One is to open an exhaust hole at the highest part of the hydraulic cylinder and connect the exhaust valve with a pipe for exhaust; the other is to place an exhaust plug on the highest part of the hydraulic cylinder. The device is opened when the hydraulic cylinder is exhausted and closed after the exhaust is completed.

1. L'angolo della superficie di contatto della sede della valvola di scarico a sfera in acciaio

La valvola di scarico sul cilindro idraulico è per la maggior parte del tipo a sfera in acciaio e la sede della valvola è generalmente forata direttamente con una punta da trapano. L'angolo delle frese comunemente usate è generalmente di 120°. L'esperienza ha dimostrato che la tenuta di questo angolo non è ottimale. L'angolo è piccolo, è facile guidare la sfera d'acciaio, ma le prestazioni di tenuta non sono buone; l'angolo è grande, è facile da sigillare, ma le prestazioni di guida sono scarse. Secondo l'esperienza, l'angolo migliore è di circa 160°, come mostrato nella Figura 1-27.

2. Problema di perdita della valvola di scarico del tipo a fungo

The cone valve type exhaust valve is composed of a sealed cone valve and a plug sleeve. The rod of the cone valve passes through the middle hole of the plug sleeve. When the axis of the screw plug sleeve is too large, it will cause the cone valve and valve seat. One-sided contact, leakage occurs. 

Also, if the axial dimension of the screw plug sleeve is too small, the poppet valve cannot be compressed when fully screwed in, it will also cause leakage. The cone angle of the poppet valve head is between 60°and 90°, as shown in Figure 1-28. When it is too large because the contact surface is enlarged and widened, it is not easy to obtain an ideal sealing line with the same tightening force, and it is easy to be blocked if it is too small.

3. Il problema dell'aria di scarico

La valvola di scarico deve essere installata nel punto più alto della cavità dell'olio del cilindro idraulico per scaricare l'aria.

Forma di installazione del cilindro idraulico

I requisiti di installazione del cilindro idraulico sono i seguenti:

• L'installazione del cilindro idraulico deve essere solida e affidabile. Per evitare l'influenza della dilatazione termica, un'estremità del cilindro deve essere mantenuta flottante quando la corsa è elevata e le condizioni di lavoro sono calde. La connessione della tubazione non deve essere allentata.
• La superficie di installazione del cilindro idraulico e la superficie di scorrimento dello stelo del pistone devono mantenere un parallelismo e una perpendicolarità sufficienti.
• L'asse centrale del cilindro in movimento dovrebbe essere concentrico con la linea centrale della forza di carico, altrimenti causerà una forza laterale, che è facile da consumare la guarnizione e danneggiare il pistone. Maggiore è la distanza tra i punti di appoggio dello stelo, minore è l'usura. Per il cilindro idraulico dell'oggetto in movimento, il cilindro deve essere tenuto parallelo all'oggetto in movimento durante l'installazione e il non parallelismo generalmente non è superiore a 0,05 mm/m.
• Non installare l'anello di tenuta troppo stretto, in particolare l'anello di tenuta a forma di U, che ha una resistenza molto elevata.
• Il serbatoio del carburante deve essere pulito accuratamente, asciugato con aria compressa e quindi controllato con cherosene per la qualità della saldatura.

Problema 1: capacità di installazione ad asse fisso

La posizione dell'asse del cilindro idraulico di questo tipo di installazione è fissa quando è in funzione. La stragrande maggioranza dei cilindri idraulici delle macchine utensili adotta questo tipo di installazione.

1. Tipo di tirante

Praticare dei fori passanti sulle testate dei cilindri su entrambe le estremità e utilizzare una vite a doppia testa per serrare il collegamento tra il cilindro e la sede di montaggio.

Attenzione al problema

Generalmente utilizzato per cilindri oleodinamici con corse corte e bassa pressione.

2. Tipo di flangia

Utilizzare la flangia del cilindro idraulico per fissarlo alla macchina.

La flangia è posizionata sulla testata dello stelo del pistone e il lato esterno è saldamente fissato alla superficie di installazione meccanica. Questo è il tipo di flangia esterna della testa.

Attenzione al problema

• A causa dell'azione della forza di reazione quando il cilindro idraulico è in funzione, i bulloni di montaggio sopportano l'azione di trazione della pressione idraulica, il diametro dei bulloni di montaggio è relativamente grande ed è necessario il calcolo della resistenza.
• La flangia è disposta sulla testata del cilindro all'estremità dello stelo del pistone e la superficie interna è saldamente fissata alla superficie di montaggio meccanico. Questo è il tipo di flangia interna della testa. Quando il cilindro idraulico è in funzione, i bulloni di montaggio non sono sollecitati e sono principalmente supportati dalla superficie di supporto di montaggio, quindi il diametro della flangia è piccolo e la struttura è più compatta. Questo tipo di installazione è il più utilizzato in un'installazione fissa.
• La flangia è posta nella parte inferiore del cilindro ed è fissata con bulloni sulla superficie di montaggio meccanico. Questo è un tipo di flangia di coda. Presta attenzione al problema. Questo tipo di installazione rende il cilindro idraulico a sbalzo, la lunghezza dell'installazione è grande e la stabilità è scarsa.
• Notare che la forza e il centro di supporto dovrebbero trovarsi sullo stesso asse. Il collegamento tra la flangia e la sede di supporto deve far sopportare la forza alla superficie della flangia e non deve far sopportare la tensione alla vite di fissaggio Es. flangia anteriore. Per l'installazione, se la forza agente è spinta, dovrebbe essere adottata la struttura mostrata nella Figura 1-29 (a), e la struttura mostrata nella Figura 1-29 (b) dovrebbe essere evitata; se la forza agente è forza di trazione, viceversa.
• Per l'installazione della flangia posteriore, se la forza agente è spinta, dovrebbe essere adottata la struttura mostrata nella Figura 1-30 (a) e la struttura mostrata nella Figura 1-30 (b) dovrebbe essere evitata; se la forza agente è una forza di trazione, è vero il contrario.

3. Installazione di base

• Fissare le flange alle estremità di testa e di coda del cilindro idraulico con la base. La base può essere posizionata nelle direzioni radiale e tangenziale di sinistra e destra del cilindro idraulico e può anche essere posizionata nelle estremità anteriore e posteriore del fondo assiale. Nell'installazione radiale, la superficie di installazione è sullo stesso piano dell'asse dello stelo del pistone. Quando il cilindro idraulico è in funzione, i bulloni di installazione sopportano solo la forza di taglio.
• Quando si installa tangenzialmente e assialmente, esiste una certa distanza tra l'asse dello stelo del pistone e la superficie inferiore della base e il bullone di montaggio è soggetto sia alla forza di taglio che alla forza di flessione a causa del momento di ribaltamento. Il momento ribaltante dell'installazione tangenziale è inferiore a quello dell'installazione assiale.

Attenzione al problema

• Per il modulo di installazione di tipo base, GB/T 3766-2015 stabilisce: Se il cilindro idraulico di tipo base non utilizza chiavi o perni per sopportare la sollecitazione di taglio, i bulloni di ancoraggio devono resistere a tutte le sollecitazioni di taglio senza causare pericoli.
• La base anteriore deve utilizzare viti di posizionamento o perni di posizionamento e la base posteriore utilizza fori per viti allentati in modo che il cilindro possa espandersi e contrarsi quando il cilindro idraulico viene riscaldato, come mostrato nella Figura 1-31. Quando l'asse del cilindro idraulico è alto e la distanza H dalla superficie di appoggio è grande (vedi Figura 1-31(b)), le viti di base e la rigidità di base sopportano l'effetto del momento ribaltante F×H.

Problema 2: abilità di installazione del tipo di oscillazione dell'asse

Quando il cilindro idraulico è alternativo, a causa dell'interazione del meccanismo, il suo asse oscilla per soddisfare i requisiti di regolazione della posizione e della direzione. Per installare questo tipo di cilindro idraulico, l'unico modo per installarlo può essere renderlo oscillante. I cilindri idraulici utilizzati nelle macchine edili, nelle macchine agricole, negli autocarri con cassone ribaltabile e nei macchinari per il ponte delle navi sono principalmente utilizzati in questo tipo di installazione.

1. Installazione del perno di rotazione

• L'albero per gnocchi fissato sul cilindro idraulico è installato nella guarnizione dell'albero della macchina, in modo che l'asse del cilindro idraulico possa oscillare liberamente su un certo piano e la forza sia sullo stesso piano.
• Il perno posto sulla testata del cilindro idraulico è davanti al tipo perno. Con questo tipo di installazione, l'ampiezza di oscillazione del cilindro idraulico è minore, ma la stabilità è migliore.
• Il perno fissato alla coda del cilindro idraulico è del tipo con perno di coda. Il cilindro idraulico di questo tipo di installazione ha un'oscillazione maggiore, ma la sua stabilità è scarsa.
• Il perno fissato al centro del cilindro idraulico è del tipo con perno centrale e la sua ampiezza di oscillazione e stabilità sono nella media.
• Di solito, il perno anteriore e il perno centrale sono più comunemente usati. Il perno posteriore viene utilizzato solo su piccoli cilindri idraulici a corsa breve. A causa della sua grande lunghezza di supporto, influisce sulla stabilità alla flessione del pistone.
• Il perno del cilindro idraulico del perno deve essere perpendicolare all'asse del cilindro idraulico. Quando si installa un cilindro idraulico trunnion, è necessario assicurarsi che l'asse del corpo del cilindro sia perpendicolare alla direzione di rotazione, come mostrato nella Figura 1-32. In caso di deviazione, i due perni non possono condividere il carico in modo uniforme e, nei casi più gravi, il perno del cilindro idraulico potrebbe rompersi.
• Per i cilindri idraulici montati su perno, prestare attenzione alla direzione del carico. Simile ai cilindri idraulici con installazione a anello singolo, i cilindri idraulici utilizzano perni. Durante l'installazione, il carico può anche oscillare in una direzione. Tuttavia, non è consentito oscillare o spostarsi nell'altra direzione perpendicolarmente ad esso, altrimenti il cilindro idraulico sarà soggetto a un carico di flessione e causerà la rottura del filo. Inoltre, a causa della forza laterale, è facile sollecitare la superficie interna del cilindro, causando un'usura irregolare del manicotto di guida, con conseguente tenuta irregolare, con conseguente perdita, come mostrato nella Figura 1-33.
• Il supporto del perno dovrebbe essere il più vicino possibile alla radice del perno. Il lato interno del supporto del perno dovrebbe essere il più vicino possibile alla radice del perno, preferibilmente senza lasciare uno spazio vuoto. Se proprio necessario, la distanza massima non può essere maggiore di 1mm, come mostrato in Figura 1-34. Questo serve per ridurre il momento flettente del singolo cuscinetto. Maggiore è la distanza di cui sopra, maggiore è la sollecitazione totale sul cuscinetto ad alette.

• I cuscinetti sferici non sono adatti per cilindri idraulici trunnion. Quando il cilindro idraulico è installato con un perno, il cuscinetto sul perno non può essere un cuscinetto sferico. Questo tipo di cuscinetto può essere regolato con precisione quando la sua linea centrale è inclinata, il che è vantaggioso per il cuscinetto stesso. Ma è svantaggioso per il perno del cilindro idraulico. Il motivo è: se si utilizza un cuscinetto a strisciamento, il perno sopporta solo lo sforzo di taglio; se si utilizza uno snodo sferico, il perno deve sopportare lo stesso sforzo di taglio, ma anche un momento flettente aggiuntivo causato dall'inclinazione dell'asse del perno. La condizione di sollecitazione è notevolmente peggiorata, quindi non è possibile installare cuscinetti sferici sul perno.

2. Tabù per l'installazione dell'orecchino

Collegare gli orecchini del cilindro idraulico con gli orecchini sulla macchina con un perno, in modo che il cilindro idraulico possa oscillare liberamente in un determinato piano. La forza agente è in un piano, come gli orecchini con gli gnocchi di palla, possono cambiare direzione entro un angolo di cono di ± 4°.

Gli orecchini sono alla coda del cilindro idraulico e possono essere orecchini singoli o orecchini doppi, e possono essere realizzati anche orecchini singoli o orecchini doppi con cuscinetti snodati.

Pay attention to the load direction of hydraulic cylinders installed in earrings. As shown in Figure 1-34, when the hydraulic cylinder is installed in the earring type, the load is allowed to have a considerable swing range in one direction. However, it is not allowed to swing or move in the other direction perpendicular to it, otherwise, the hydraulic cylinder will be subjected to the bending load with the earring as the fulcrum. Sometimes the thread of the rod end may be broken due to the bending of the piston rod.

Moreover, because the piston rod reciprocates when the piston rod is in a bent state, it is easy to damage the inner surface of the cylinder, causing uneven wear of the guide sleeve, resulting in imperfect sealing. Evenly, leading to leakage, these must be avoided.

3. Tabù per l'installazione della testa a sfera

Collegare la testa a sfera alla coda del cilindro idraulico con la sede della sfera sulla macchina, in modo che il cilindro idraulico possa oscillare liberamente entro un determinato intervallo di angolo del cono spaziale. Questo tipo di installazione ha un ampio grado di libertà, ma la sua stabilità è scarsa. Questo tipo di cilindro idraulico viene spesso utilizzato per i bracci di sollevamento delle navi.

Attenzione al problema

I cilindri idraulici installati con asse oscillante sono spesso inclinati quando funzionano. Man mano che lo stelo si estende gradualmente, anche l'angolo tra l'asse e il piano orizzontale cambia gradualmente e il suo spostamento di lavoro cambia con l'angolo. Pertanto, calcolare la pressione idraulica La forza di lavoro effettiva del cilindro deve essere basata sul carico spinto quando l'angolo incluso è al minimo.

Problema 3: tabù di installazione dei cilindri idraulici

1. La disposizione della posizione del cilindro idraulico dovrebbe considerare la comodità dello smontaggio e del montaggio

La posizione del cilindro idraulico è generalmente determinata dalla struttura dell'attrezzatura. Quando si progetta l'attrezzatura principale, è necessario considerare le esigenze di installazione e smontaggio del cilindro idraulico e lasciare almeno uno spazio operativo sufficiente per facilitare il funzionamento del cilindro idraulico. Nel progetto, infatti, ci sono casi in cui i cilindri idraulici sono disposti in una posizione irragionevole, il che comporta manutenzioni e revisioni molto difficili, che devono essere considerate nella progettazione complessiva dell'attrezzatura.

2. Determinare correttamente il metodo di installazione e fissaggio del cilindro idraulico

Ad esempio, lo stelo sottoposto a flessione non può essere raccordato con filettature, ma deve essere raccordato con un codolo; il cilindro idraulico non può essere posizionato con chiavi o perni ad entrambe le estremità, ma può essere posizionato solo ad un'estremità, in modo da non ostacolarne la dilatazione termica; carico d'urto rende lo stelo del pistone Per la compressione, il pezzo di posizionamento deve essere impostato all'estremità dello stelo del pistone; per carico di trazione, il pezzo di posizionamento deve essere impostato all'estremità della testata.

3. Evitare di fissare entrambe le estremità del cilindro idraulico durante l'installazione fissa

In generale, la temperatura dell'olio idraulico che scorre nel cilindro idraulico cambia sempre e non ci sono problemi quando la temperatura non cambia troppo. Tuttavia, quando la temperatura dell'olio cambia notevolmente, il corpo del cilindro idraulico si espanderà e si contrarrà sempre in gradi diversi. Se il cilindro idraulico è installato fisso su entrambe le estremità in questo momento, potrebbe causare uno stress molto grande sul corpo del cilindro e persino danneggiare la struttura del cilindro idraulico. Pertanto, quando si installa un cilindro idraulico fisso, cercare di evitare l'installazione di fisso su entrambe le estremità. Il metodo di installazione fissa del cilindro idraulico è mostrato nella Figura 1-35.

4. I cilindri idraulici di grandi dimensioni non devono essere caricati mediante bulloni di montaggio

La forza di uscita di un grande cilindro idraulico è generalmente relativamente grande e la funzione principale del bullone di montaggio del cilindro idraulico è di fissare il cilindro idraulico nella posizione di lavoro. Naturalmente, il bullone può sopportare un certo carico. Tuttavia, quando il cilindro idraulico è grande e il carico è più pesante, i bulloni di montaggio del cilindro idraulico non devono essere utilizzati per sopportare il carico, poiché il carico in questo momento è molto grande e richiede un numero maggiore di bulloni o bulloni con un diametro maggiore da installare. Causa irrazionalità strutturale. Altri metodi meccanici possono essere utilizzati per fissare il cilindro idraulico, come l'aggiunta di un fermo.

5. La base di montaggio del cilindro idraulico deve avere una rigidità sufficiente

La base di installazione del cilindro idraulico deve essere solida e rigida. Se la base installata non è robusta, indipendentemente dal metodo di installazione corretto, il corpo del cilindro idraulico si piegherà verso l'alto a forma di arco durante il lavoro, come mostrato nella Figura 1-36. Nei casi più gravi, l'asta del pistone si piega, si blocca e si rompe.

6. Stelo del pistone del cilindro idraulico

Cercare di far sopportare allo stelo del pistone del cilindro idraulico il carico massimo sotto tensione o avere una buona stabilità sotto pressione.

7. Il cilindro dello stantuffo non deve essere posizionato orizzontalmente

Although the plunger cylinder has the advantage of simple processing of the inner wall of the cylinder because the plunger cylinder can only withstand pressure, the cylinder rod is generally thicker in terms of rigidity; at the same time, its radial support point is also somewhat different from that of ordinary hydraulic cylinders.

Because of the difference, the cylinder base cylinder is generally heavy and heavy. When installed in a horizontal position, the plunger is easy to press on one side, causing the guide sleeve and the sealing ring to wear back. If the right hand is installed horizontally, a plunger bracket needs to be installed to prevent the plunger from sagging, causing bending and increasing initial deflection, and causing jamming.

8. I cilindri idraulici con requisiti di sincronizzazione non devono essere semplicemente collegati in parallelo

In teoria, quando l'area di lavoro effettiva dei due cilindri idraulici è la stessa e il flusso in ingresso è uguale, è possibile ottenere la sincronizzazione. Tuttavia, a causa della distribuzione sbilanciata del carico, dell'attrito diseguale, delle differenze di produzione e dei diversi tassi di perdita, ecc. Possono renderli non sincronizzati. Pertanto, i cilindri idraulici con requisiti di sincronizzazione non dovrebbero essere semplicemente collegati in parallelo. Per superare l'influenza dei suddetti fattori, viene generalmente utilizzato un circuito di controllo della sincronizzazione di tipo servo a spostamento positivo, come mostrato nella Figura 1-38.

Progettazione del dispositivo tampone del cilindro idraulico

The hydraulic cylinder is equipped with a buffer device mainly to buffer the huge impact generated by the piston of the hydraulic cylinder when it suddenly stops at the end of the stroke. There are many types of cushioning devices, and the cushioning principle is the same, that is when the piston reaches a certain distance before the end of the stroke,

it tries to seal part or all of the oil in the oil cylinder drain cavity so that it can pass through a small throttle (or Seam>Discharge, to generate appropriate back pressure (buffer pressure) from the enclosed hydraulic oil, which acts on the oil discharge side of the piston to oppose the inertial force of the piston to achieve the purpose of deceleration and braking.

Domanda 1: Applicabilità del dispositivo di ammortizzazione

• Quando il cilindro idraulico ha una pressione di esercizio di 10MPa e una velocità del pistone di ≤0.1m/s, il dispositivo tampone non può essere considerato; in caso contrario, dovrebbe essere utilizzato un cilindro idraulico con un dispositivo tampone o altri metodi tampone. Questa può essere solo una condizione di riferimento ed è determinata principalmente dalla situazione specifica e dallo scopo del cilindro.
• I cilindri idraulici a corsa breve non devono utilizzare dispositivi tampone su entrambe le estremità. Quando la corsa del cilindro idraulico è breve (<100 mm), in linea di principio, dovrebbe essere utilizzato un capannone idraulico senza dispositivi tampone. Se è molto necessario, un solo dispositivo tampone può essere posizionato in una direzione di movimento. In caso contrario, il tratto senza buffer sarà troppo breve, o addirittura non ci sarà alcun tratto senza buffer, come mostrato nella Figura 1-39.

• I cilindri idraulici a bassa velocità non necessitano di utilizzare dispositivi tampone. La funzione del dispositivo tampone è quella di ridurre la velocità dello stelo del pistone a fine corsa per evitare urti. Quando la velocità del cilindro idraulico è bassa (<100 mm/s), il dispositivo tampone ha perso il suo significato.
• Si ritiene generalmente che i normali cilindri idraulici debbano adottare dispositivi tampone o altri metodi tampone quando la pressione di esercizio>10MPa e la velocità del pistone>0.1m/s. Questa è solo una condizione di riferimento ed è determinata principalmente dalla situazione specifica e dallo scopo del cilindro idraulico. Ad esempio: per i cilindri idraulici che richiedono cambi di velocità lenti, quando la velocità del pistone è ≥0,05～0,12 m/s, è necessario anche un dispositivo tampone.
• Il cilindro idraulico ad azione rapida deve essere dotato di un dispositivo tampone. Quando il cilindro idraulico si muove velocemente, a causa della grande massa del carico e del pistone del cilindro idraulico e dello stelo stesso, la quantità di moto del movimento è grande, quindi è facile fermarsi improvvisamente alla fine della corsa. Si genera un grande impatto e rumore. Questo impatto non solo causerà danni al cilindro idraulico, ma causerà anche danni a varie valvole, tubazioni e relative parti meccaniche, il che è molto dannoso. Per eliminare tali impatti, è possibile impostare componenti corrispondenti nel circuito idraulico per controllare la velocità del cilindro idraulico, oppure è possibile impostare un dispositivo tampone (come un dispositivo tampone cilindro idraulico fisso o regolabile, ecc.) Sul cilindro idraulico.

Domanda 2: Tipo di struttura del dispositivo buffer

Per i requisiti del dispositivo di ammortizzo, la situazione ideale è far decelerare uniformemente il pistone durante l'intero processo di ammortizzo, senza picchi di pressione del freno di ammortizzo non ammissibile e riducendo al minimo il carico sul cilindro. Il dispositivo tampone del cilindro idraulico può essere disposto all'interno del cilindro idraulico o nel circuito esterno del cilindro idraulico.

1. Dispositivo tampone interno del cilindro idraulico. Esistono molti tipi strutturali di dispositivi tampone all'interno dei cilindri idraulici. In base all'area di flusso dell'orifizio (o spazio vuoto) e se può essere modificato automaticamente durante il processo di buffering, può essere approssimativamente suddiviso in due tipi: dispositivo tampone ad area di accelerazione costante e classe di dispositivo tampone ad area di accelerazione variabile.

2. Dispositivo tampone dell'area di limitazione costante. Nel processo di buffering di questo tipo di dispositivo di buffering, poiché la sua area di accelerazione è invariata, la forza frenante di buffering generata all'inizio del buffering è molto grande. Ma è stato abbassato rapidamente e alla fine non ha funzionato e il suo effetto ammortizzante non è stato molto buono. Tuttavia, nella serie generale dei cilindri ad olio standard, poiché è impossibile conoscere la velocità di movimento del pistone del cilindro e la parte di movimento. La qualità e il carico da sopportare, quindi per semplificare la struttura, facilitare la progettazione e ridurre i costi di produzione, viene spesso utilizzato questo tipo di metodo di strozzamento e buffering.

3. Dispositivo tampone dell'area della valvola a farfalla variabile. Durante il processo di tamponamento del pistone del cilindro dell'olio, l'area di flusso del foro dell'acceleratore (fessura) cambia automaticamente con la corsa, in modo che la pressione del tampone nella camera dell'olio tampone venga mantenuta uniforme o modificata regolarmente, per ottenere un effetto tampone soddisfacente. Può adattarsi solo a un determinato carico del cilindro e movimento di lavoro, quindi questo tipo di dispositivo tampone può essere progettato per cilindri speciali generali.

Domanda 3: Dispositivo di ammortizzazione per il circuito esterno del cilindro idraulico (circuito tampone)

• La funzione del circuito tampone è quella di pre-decelerare la parte operante prima della fine della corsa, ritardarne il tempo di arresto o inversione, e ritardare il processo di scarico e potenziamento del circuito di scarico regolatore di pressione per raggiungere lo scopo di mitigare l'impatto. Per eliminare o ridurre lo shock idraulico, oltre a prendere alcune misure sulla struttura del componente idraulico stesso (come impostare un dispositivo tampone all'estremità del cilindro idraulico e impostare lo smorzamento sulla bobina della valvola di troppopieno), è possibile utilizzare anche il tampone nella progettazione del sistema Loop.

• Il normale cilindro dell'olio standard è dotato di dispositivi tampone ad entrambe le estremità della corsa in modo che il cilindro dell'olio possa arrestarsi dolcemente alle estremità della corsa. Tuttavia, quando il pistone si ferma o si inverte a metà corsa, l'energia cinetica delle parti in movimento provocherà un urto violento. Per questo motivo, all'estremità del cilindro viene installata una piccola valvola di sicurezza per eliminare l'impatto. Prendere A e Y/sicuro che il pistone si fermi durante la corsa come mostrato nella Figura 1-40. Impostare piccole valvole di sicurezza ad azione diretta sensibili sui due percorsi dell'olio del cilindro per eliminare l'impatto che si verifica quando il pistone si ferma o cambia direzione durante la corsa. La valvola unidirezionale nella valvola viene utilizzata come valvola supplementare. Questo circuito è adatto per occasioni con grandi parti mobili e alta precisione di posizionamento.

• Il circuito tampone adotta la valvola a farfalla della corsa. Come mostrato nella Figura 1-41, una valvola a farfalla a corsa è collegata a un lato del cilindro idraulico. Quando il pistone raggiunge una posizione predeterminata, il fermo preme la valvola a farfalla della corsa per decelerare gradualmente le parti mobili fino all'arresto, evitando così lo Shock. L'effetto tampone di questo circuito è migliore, ma la corsa del tampone è fissa, il che è adatto per occasioni con condizioni di lavoro fisse. Questo metodo è applicabile anche al trattamento dei motori idraulici.

• Adottare il circuito tampone della valvola direzionale elettroidraulica, come mostrato in Figura 1-42. Controlla la velocità di movimento del cursore del distributore idraulico regolando l'apertura delle farfalle 1 e 2, per rendere stabile e libero il cilindro idraulico. Inversione sorprendentemente. Questo tipo di circuito tampone è adatto per occasioni di piccolo impatto.

• Utilizzando un circuito tampone combinato di una valvola di troppopieno e una valvola direzionale elettroidraulica, come mostrato nella Figura 1-43, l'olio della pressione di controllo della valvola direzionale elettroidraulica viene prelevato dalla porta di comando a distanza della valvola di troppopieno. Durante la retromarcia, la valvola di inversione elettroidraulica e la valvola a due posizioni vengono eccitate contemporaneamente perché solo dopo che l'azione della bobina della valvola idraulica è completamente interrotta, la pressione dell'olio che entra nel cilindro idraulico può aumentare e spingere il pistone a muoversi . Quando il cilindro idraulico non funziona, la pompa Disinstalla. La valvola di contropressione può mantenere una certa pressione quando l'impianto è scarico per azionare la valvola elettroidraulica. Questo circuito è adatto per sistemi ad alta potenza.

• Il circuito tampone di scarico della pompa idraulica, come mostrato in Figura 1-44, nel circuito dell'olio di comando a distanza della valvola di troppo pieno 1, una serranda 2 è collegata in serie per controllare la velocità di movimento della spola della valvola di troppo pieno e prolungare l'apertura o la chiusura della valvola di troppopieno Time, riducendo così lo shock idraulico nel processo dal mantenimento della pressione allo scarico o dallo scarico all'aumento.

• Per ridurre l'impatto del circuito, le tubazioni tra le valvole, le pompe e i cilindri devono essere accorciate il più possibile per ridurre inutili piegamenti delle tubazioni. L'esperienza crede che quando si genera rumore a causa della complessità della tubazione, è un metodo molto semplice ed efficace per collegare il tubo nel punto di vibrazione.

• È molto utile utilizzare un accumulatore adatto per alleviare l'impatto. L'accumulatore deve essere posizionato vicino al luogo in cui si genera l'impatto. È possibile utilizzare un accumulatore a sacca. Ha una piccola inerzia ed è adatto per eliminare l'impatto.

Domanda 4: Calcolo del buffer del cilindro idraulico

Il calcolo dell'ammortizzatore del cilindro idraulico serve principalmente a stimare la pressione di impatto massima che appare nel cilindro durante l'ammortizzazione, per verificare se la resistenza della canna del cilindro e lo spazio di frenata soddisfano i requisiti. Nel calcolo dell'ammortizzatore, se si riscontra che l'energia idraulica nella camera di lavoro e l'energia cinetica delle parti di lavoro non possono essere assorbite dalla camera dell'ammortizzatore, il pistone e la testata possono entrare in collisione durante la frenata.

Requisiti del mezzo di lavoro del cilindro idraulico

Domanda 1: Requisiti della temperatura ambiente

1. I cilindri idraulici funzionanti a temperatura ambiente (-20~60°C) utilizzano generalmente olio idraulico a base di petrolio.
2. I cilindri idraulici che lavorano ad alte temperature (>60°C) necessitano di utilizzare fluidi antifiamma e cilindri idraulici con strutture speciali.

Domanda 2: Requisiti di viscosità e precisione di filtrazione

1. Requisiti di viscosità del mezzo di lavoro. La maggior parte dei produttori richiede che la viscosità del mezzo di lavoro utilizzato nei cilindri idraulici sia 12~28cSt e i singoli produttori consentono di raggiungere 2,8~380cSt.
2. Requisiti della precisione di filtrazione del mezzo di lavoro.

Cilindri idraulici con guarnizioni elastiche generali: 20~25μm;

Servocilindro idraulico: 10μm;

Cilindro idraulico con fascia elastica: 200μm.

Difference between single acting and double acting cylinder

Double action cylinder: the piston can move back and forth

Single saction cylinder: the piston can only move out.