Com triar un cilindre hidràulic per a equips industrials?

Els cilindres hidràulics utilitzats en equips industrials sovint funcionen amb cicles repetits, condicions d'instal·lació fixes i càrregues mecàniques relativament elevades. L'elecció d'un cilindre basant-se només en la mida del forat i la pressió de treball pot provocar problemes durant la instal·lació o el funcionament.

Per a aplicacions industrials, el cilindre hidràulic s'ha de seleccionar segons el moviment de la màquina, la càrrega, la carrera, el cicle de funcionament, la disposició de muntatge i l'entorn de treball.

Aquest enfocament també ajuda a determinar la tija del pistó, el tub del cilindre, el sistema de segellat i la configuració de muntatge adequats.

1. Comença amb el moviment de la màquina

Abans de seleccionar el cilindre, definiu què ha de fer realment el cilindre.

Els equips industrials típics poden requerir que el cilindre:

• Empènyer un component
• Estireu un component
• Aixecar o baixar una càrrega
• Subjeu una peça de treball
• Col·loca un component
• Obrir i tancar un mecanisme
• Inclineu o gireu a través d'un enllaç

El moviment determina la carrera requerida, la direcció de la força, els punts de muntatge i el tipus de cilindre.

Per exemple, un cilindre utilitzat per subjectar pot tenir una carrera relativament curta, però requereix un posicionament precís i cicles repetits. Un cilindre d'elevació pot requerir una carrera més llarga i una major resistència al pandeig.

2. Calcula la força del cilindre requerida

El forat del cilindre s'ha de seleccionar segons la força requerida i la pressió hidràulica disponible.

Per extensió:

Força=Pressió x Àrea del pistó

I:

Àrea del pistó=3.14 x Diàmetre² / 4

Per exemple, si una màquina industrial requereix aproximadament 80 kN de força d'extensió a 16 MPa, el forat teòric és d'uns 80 mm.

Tanmateix, el forat calculat és només el punt de partida.

La selecció real del cilindre també ha de tenir en compte l'eficiència mecànica, la variació de càrrega, les fluctuacions de pressió i la geometria de l'enllaç de la màquina.

Per a aplicacions on el cilindre treballa principalment en retracció, l'àrea de la vareta redueix l'àrea efectiva del pistó i la força de retracció s'ha de calcular per separat.

3. Seleccioneu el traç des del recorregut real de la màquina

La carrera del cilindre ha de coincidir amb el moviment requerit de la màquina.

No seleccioneu el traç només estimant la distància entre dos punts de muntatge. Si el cilindre funciona mitjançant un enllaç, la carrera requerida pot canviar segons l'angle del cilindre.

Comproveu també:

• Longitud retraïda
• Longitud ampliada
• Espai d'instal·lació disponible
• Espai lliure al voltant de la vareta
• Moviment als dos extrems del traç

Per als equips industrials, idealment aquestes dimensions haurien de confirmar-se en un dibuix de la màquina abans de fabricar el cilindre.

4. Comproveu el diàmetre de la barra del pistó

La tija del pistó ha de suportar la càrrega mecànica durant tota la carrera.

El diàmetre de la vareta esdevé especialment important quan el cilindre:

• Té un traç llarg
• Funciona sota compressió
• Porta una càrrega pesada
• Té una gran longitud sense suport
• Les experiències afecten la càrrega
• Funciona amb una alineació imperfecta

Una vareta que sigui prou forta hidràulicament pot ser encara inadequada mecànicament si el pandeig es converteix en una preocupació.

Slyy Hydraulic subministra barres de pistó de cilindre hidràulic com a part de la seva gamma de productes de cilindre hidràulic, cosa que permet tenir en compte el diàmetre de la vareta i les especificacions de la vareta juntament amb el disseny del cilindre.

5. Considereu la disposició de muntatge del cilindre

Els equips industrials poden utilitzar moltes configuracions de muntatge de cilindres, com ara:

• Muntatge de la horca
• Muntatge amb brida
• Muntatge de muñón
• Muntatge de peu
• Muntatge de-tub creuat
• Muntatge d'ulls esfèrics
• Muntatge roscat

La disposició de muntatge determina com el cilindre transfereix la força a la màquina.

També afecta l'alineació i la càrrega lateral.

Si els punts de muntatge es mouen entre si durant el funcionament, és possible que el cilindre necessiti una disposició de muntatge articulada en lloc d'una connexió completament rígida.

6. Eviteu la càrrega lateral incontrolada

Els cilindres hidràulics estan dissenyats principalment per transmetre la força axial.

Si el mecanisme de la màquina aplica una força lateral a la tija del pistó, la guia de la barra, els segells i el forat del cilindre poden experimentar un desgast addicional.

Això és especialment important per a equips industrials amb:

• Traços llargs
• Càrregues compensades
• Enllaços
• Peces mòbils mal guiades
• Components en moviment pesat

Quan sigui possible, les guies externes de la màquina haurien de portar càrregues laterals en lloc de dependre del cilindre hidràulic per guiar el component mòbil.

7. Trieu el tub del cilindre amb cura

El tub del cilindre determina directament la superfície de funcionament interna del pistó i els segells.

Per als cilindres hidràulics industrials, les característiques importants dels tubs inclouen:

• Precisió del diàmetre intern
• Rodona
• Rectitud
• Rugositat superficial
• Gruix de paret
• Material
• Acabat interior del forat

Slyy Hydraulic treballa amb tubs estirats en fred i tubs afilats per a aplicacions de cilindres hidràulics.

Un tub polit proporciona una superfície interna controlada per al moviment del pistó i del segell. Això esdevé especialment important quan s'espera que el cilindre funcioni a través de cicles repetits.

Per tant, el tub del cilindre s'ha de tractar com un component funcional del cilindre hidràulic en lloc d'una simple carcassa d'acer.

8. Relaciona la superfície de la barra del pistó amb l'entorn de treball

La barra del pistó està exposada a l'entorn extern i normalment passa a través del segell de la barra durant cada cicle de funcionament.

Per tant, la seva condició superficial té una relació directa amb el rendiment i el desgast del segell de la barra.

Depenent de l'aplicació, és possible que els compradors hagin d'especificar:

• Material de la vareta
• Duresa superficial
• Rugositat superficial
• Cromat
• Enduriment per inducció
• Resistència a la corrosió

Per als equips industrials que funcionen en ambients polsosos, humits, abrasius o corrosius, el tractament de la superfície de la barra del pistó mereix una atenció especial.

9. Considereu el Cicle Operatiu

Un cilindre utilitzat ocasionalment no es pot seleccionar exactament de la mateixa manera que un que funciona contínuament al llarg d'un torn de producció.

Definiu:

• Cicles per hora
• Hores de treball al dia
• Freqüència del traç
• Càrrega durant cada cicle
• Velocitat mitjana i màxima
• Vida útil requerida

Els equips industrials d'alt cicle-demanen més exigències a la tija del pistó, el forat del tub, els segells, les guies i les condicions de lubricació.

Aquesta és una de les raons per les quals les mateixes dimensions nominals del cilindre poden tenir requisits de servei molt diferents en diferents màquines.

10. Comproveu la velocitat del cilindre i el cabal hidràulic

La velocitat del cilindre depèn del flux hidràulic i de l'àrea efectiva del pistó.

Per extensió:

Velocitat del cilindre=Caudal/Àrea del pistó

Un forat més gran produeix més força, però també requereix més oli hidràulic per completar la mateixa carrera a la mateixa velocitat.

Per tant, la selecció del forat s'ha de comprovar amb el cabal disponible de la bomba i la velocitat de funcionament requerida.

Si un cilindre és massa gran per al cabal disponible, la màquina pot funcionar més lentament del que s'esperava.

11. Seleccioneu el sistema de segellat segons el fluid hidràulic

La selecció del segell ha de coincidir amb el fluid hidràulic i les condicions de funcionament reals.

Els factors importants inclouen:

• Tipus d'oli hidràulic
• Temperatura de funcionament
• Pressió
• Velocitat del cilindre
• Cicle de treball
• Contaminació
• Vida útil esperada

El sistema de segellat també s'ha de considerar juntament amb l'acabat del tub i la superfície de la tija del pistó.

Un cilindre pot tenir les dimensions correctes, però encara experimentar fuites prematures si el sistema de segellat no és adequat per a les condicions de funcionament.

12. Considereu l'entorn de treball industrial

L'entorn al voltant del cilindre pot afectar la selecció del material i del tractament{0}}de superfícies.

Per exemple:

Equipament general de fàbrica:
L'oli hidràulic estàndard, la temperatura moderada i les condicions relativament netes poden permetre materials i sistemes de segellat convencionals.

Equips de processament-d'acer i metall:
La calor, l'escala, la pols i l'impacte poden requerir més atenció a la protecció i al segellat de les varetes.

Maquinària industrial exterior:
La humitat, la variació de temperatura i la corrosió poden fer que la protecció de la superfície de la barra del pistó sigui més important.

Equipament-pesant:
Les càrregues elevades, les curses llargues i els cicles freqüents requereixen una avaluació més detallada de l'estabilitat de la vareta, la força del tub i el disseny de muntatge.

13. Quan s'ha d'utilitzar un cilindre hidràulic estàndard o personalitzat?

Un cilindre estàndard pot ser adequat quan la màquina té dimensions de muntatge i condicions de funcionament comunes.

Un cilindre hidràulic personalitzat és més adequat quan l'equip requereix:

• Diàmetre i traç
• Diàmetre de la vareta
• Dimensions de muntatge
• Localització del port
• Especificacions del tub
• Material de la barra del pistó
• Tractament superficial
• Configuració del segell
• Pressió de treball

Per als fabricants d'equips industrials, el disseny personalitzat del cilindre també pot simplificar la integració quan l'espai d'instal·lació disponible no coincideix amb les dimensions estàndard del cilindre.

14. Què hauríeu d'enviar a un fabricant de cilindres hidràulics?

Quan sol·liciteu un pressupost, proporcioneu la màxima informació possible de la següent:

Paràmetre	Informació requerida
Aplicació	Tipus d'equips industrials
Acció del cilindre	Acció simple o doble efecte
Avorrit	Diàmetre requerit o força requerida
Ictus	Desplaçament de màquina requerit
Pressió de treball	Pressió de funcionament normal
Carrega	Càrrega i direcció
Velocitat	Velocitat d'extensió i retracció
Muntatge	Tipus de muntatge i dimensions
Vareta	Diàmetre o condicions de càrrega requerides
Instal·lació	Mides retraïdes i esteses
Ports	Mida, fil i ubicació
Fluid hidràulic	Tipus de fluid
Temperatura	Temperatura de funcionament
Cicle de treball	Cicles i hores de treball
Medi ambient	Pols, humitat, calor, corrosió, etc.
Quantitat	Quantitat requerida

Un dibuix de màquina que mostri els punts de muntatge i el moviment és especialment útil per a aplicacions no-estàndards.

Slyy Hydraulic per a aplicacions de cilindres hidràulics industrials

La gamma de productes de Slyy Hydraulic inclou cilindres hidràulics, barres de pistons, tubs afilats i tubs estirats en fred, que són components estretament connectats en la fabricació de cilindres hidràulics.

Per a aplicacions d'equips industrials, aquests components han de treballar junts.

El disseny del cilindre determina el diàmetre i la carrera requerits. La càrrega i la carrera afecten la selecció de la barra del pistó. La tija del pistó i els segells depenen de l'estat de la superfície i de l'entorn operatiu. El tub del cilindre necessita la precisió interna i l'acabat superficial adequats per a un moviment fiable del pistó.

Aquest enfocament a nivell de -component és especialment útil quan un fabricant d'equips industrials necessita un cilindre hidràulic amb dimensions o requisits de funcionament específics en lloc d'un cilindre estàndard genèric.

Consideració final

L'elecció d'un cilindre hidràulic per a equips industrials comença per la màquina, no pel catàleg de cilindres.

Primer definiu el moviment i la càrrega requerits. A continuació, determineu el forat, la carrera, el diàmetre de la vareta, la disposició de muntatge, la velocitat de funcionament, el cicle de treball, els requisits del tub, el sistema de segellat i les condicions ambientals.

Per als cilindres hidràulics industrials personalitzats, proporcionar les condicions d'aplicació completes permet al fabricant avaluar el cilindre, el tub afilat, la barra del pistó i la configuració de muntatge com un sistema de treball.

Normalment, aquest és un punt de partida més fiable que seleccionar un cilindre només a partir del diàmetre i la pressió.