Un cilindro idraulico personalizzato deve fare più di adattarsi a una macchina. Deve produrre forza sufficiente, muoversi attraverso l'intero intervallo di lavoro, gestire i picchi di pressione e rimanere allineato sotto carico. Se una parte della specifica è errata, il cilindro può perdere, piegarsi, usurirsi troppo velocemente o non riuscire a muovere il carico.

Pertanto, una specifica chiara è il primo passo verso un cilindro affidabile. Aiuta anche il produttore di cilindri idraulici personalizzati a selezionare il giusto tubo, l'asta del pistone, le guarnizioni, le portole e le parti di montaggio.

Questa guida spiega i punti principali che è necessario definire prima di ordinare un cilindro idraulico personalizzato o OEM.

Inizia con l'applicazione

Prima di scegliere il diametro del cilindro o la corsa, descrivere cosa deve fare il cilindro. Un fornitore ha bisogno di capire la macchina, non solo le dimensioni del cilindro.

Inizia con queste domande:

· Cosa solleverà, spingerà, tirerà, serrerà, inclinerà o sterzerà il cilindro?

· Qual è il carico normale?

· Qual è il carico possibile più alto?

· Il carico cambierà durante il movimento?

· Quanto velocemente dovrebbe estendersi e ritrarsi il cilindro?

· Quanti cicli completerà ogni ora?

· Affronterà shock, vibrazioni, polvere, sale, acqua o calore elevato?

· Il cilindro è usato all'interno o all'esterno?

· Quanto spazio è disponibile quando il cilindro è aperto e chiuso?

Ad esempio, un cilindro usato su una pressa idraulica ha bisogni diversi da uno usato su una gru mobile. La pressa potrebbe aver bisogno di un montaggio a flangia rigido e una forza lenta e controllata. Al contrario, una gru potrebbe aver bisogno di un montaggio a cardano che segue il movimento del braccio.

Una descrizione chiara dell'applicazione permette al produttore di creare un design di cilindro idraulico basato sulle reali condizioni di lavoro.

Calcola il diametro del cilindro richiesto

Il diametro del cilindro è il diametro interno del tubo. Controlla l'area del pistone e, di conseguenza, la forza che il cilindro può produrre.

La formula di base è:

Forza = Pressione × Area del pistone

Per la forza di estensione, usa l'area completa del pistone. Per la forza di ritrazione, sottrai l'area dell'asta del pistone perché l'asta occupa parte dell'area di lavoro.

Tuttavia, la forza teorica non è la stessa della forza disponibile sulla macchina. L'attrito, la perdita di pressione, la resistenza delle guarnizioni e i cambiamenti dell'angolo del carico possono ridurre l'output finale. Pertanto, includere un margine di progettazione adeguato.

Come semplice esempio, supponiamo che una macchina abbia bisogno di 100 kN di forza di spinta e la pressione di lavoro sia 20 MPa. L'area teorica del pistone è:

100.000 N ÷ 20.000.000 Pa = 0,005 m²

Questo corrisponde a un diametro di circa 80 mm. Tuttavia, un diametro di 80 mm lascia poco spazio per la perdita di pressione o il carico aggiuntivo. Pertanto, il design finale potrebbe usare un diametro standard più grande dopo che il produttore ha controllato l'intero sistema.

Un cilindro idraulico heavy duty spesso ha bisogno di un margine di sicurezza più ampio perché potrebbe affrontare carichi di impatto, terreno irregolare o cambiamenti di pressione improvvisi.

Quando si specifica il diametro, fornire:

· Forza di estensione richiesta

· Forza di ritrazione richiesta

· Pressione di lavoro normale

· Pressione massima del sistema

· Perdita di pressione attesa

· Margine di sicurezza desiderato

Non scegliere un diametro basandosi solo sulla pressione nominale della pompa. Invece, usa la pressione che raggiunge il cilindro durante il lavoro normale.

Definisci la lunghezza della corsa corretta

La corsa è la distanza che l'asta del pistone percorre dalla posizione completamente chiusa alla posizione completamente aperta. Dovrebbe coprire l'intero percorso di lavoro senza forzare il cilindro contro i suoi arresti finali interni.

Prima, misurare il movimento richiesto nei punti di montaggio del cilindro. Non usare il percorso del secchio, della piattaforma, della lama o del braccio della macchina come corsa del cilindro. Le linkages possono cambiare il rapporto di percorrenza.

Successivamente, controllare entrambe le dimensioni di installazione:

· Lunghezza ritratta, spesso chiamata lunghezza chiusa

· Lunghezza estesa, spesso chiamata lunghezza aperta

Lo spazio diventa più importante quando si specifica un cilindro idraulico a lunga corsa. Con l'aumento della corsa, l'asta del pistone è più probabile che si pieghi o ceda sotto un carico di spinta. I cilindri lunghi potrebbero anche aver bisogno di più supporto di guida.

Le possibili soluzioni includono:

· Un diametro dell'asta del pistone più grande

· Un tubo di arresto per aumentare la distanza dei cuscinetti

· Materiali dell'asta e del tubo più resistenti

· Una posizione di montaggio differente

· Guide esterne per il carico mobile

· Un design telescopico quando lo spazio chiuso è limitato

Il cilindro dovrebbe muovere il carico, ma non dovrebbe agire come la guida principale della macchina. Le guide esterne dovrebbero controllare il movimento laterale ogni volta che possibile.

Seleziona la pressione di lavoro e di prova

La pressione di lavoro è la pressione che il cilindro gestisce durante l'uso normale. La pressione massima è la pressione a breve termine più alta che può verificarsi. La pressione di prova è usata durante l'ispezione per confermare la resistenza e la tenuta stagna del cilindro finito.

Questi valori non dovrebbero essere trattati come lo stesso numero.

Per ogni progetto, fornire:

· Pressione di lavoro normale

· Pressione di picco

· Impostazione della valvola di sicurezza idraulica

· Punte di pressione attese

· Pressione di prova richiesta

· Velocità di ciclo e tempo di servizio

I picchi di pressione possono verificarsi quando un carico si ferma rapidamente, una valvola si chiude o una macchina colpisce un ostacolo. Sebbene questi picchi possano durare solo per un breve periodo, possono danneggiare le guarnizioni, le portole, le saldature e i montaggi del cilindro.

La gamma di cilindri SB-Y1 di Shellppon, ad esempio, supporta pressioni di lavoro da 16 a 25 MPa con opzioni personalizzate di diametro, corsa e montaggio. Per carichi più elevati, Shellppon ha anche fornito cilindri da 35 MPa per un importante progetto di sollevamento in un porto.

La giusta classificazione di pressione deve coprire sia il lavoro costante che lo shock a breve termine. Pertanto, discutere l'intero circuito idraulico con il produttore invece di dare solo la pressione della pompa.

Dimensiona l'asta del pistone per carico e stabilità

L'asta del pistone trasferisce la forza dal pistone alla macchina. Il suo diametro influisce sulla forza di ritrazione, la resistenza, la resistenza alla flessione e la durata delle guarnizioni.

Un'asta sotto tensione è principalmente limitata dalla resistenza del materiale. Tuttavia, un'asta sotto compressione può cedere prima che il materiale raggiunga la sua piena resistenza. Questo rischio aumenta con:

· Corsa più lunga

· Diametro dell'asta più piccolo

· Forza di spinta più alta

· Montaggio a cardano

· Allineamento insufficiente

· Carico laterale

· Lunga distanza tra i punti di supporto

Per questo motivo, un cilindro idraulico a lunga corsa spesso ha bisogno di un'asta più grande di un cilindro corto con lo stesso diametro e pressione.

Anche la superficie dell'asta conta. Il piallaggio cromato duro è ampiamente usato perché fornisce una superficie liscia e resistente all'usura per la guarnizione dell'asta. Tuttavia, le applicazioni marine, minerarie e chimiche potrebbero aver bisogno di protezione aggiuntiva contro la corrosione o acciaio inox.

Chiedere al produttore di controllare la flessione dell'asta, il carico dei cuscinetti, la finitura superficiale, la durezza e la resistenza alla corrosione come parte del design del cilindro idraulico.

Scegli lo stile di montaggio giusto

Il montaggio del cilindro controlla come la forza passa nel telaio della macchina. Un montaggio sbagliato può creare carico laterale, piegare l'asta o mettere in stress il tubo del cilindro.

Le opzioni di montaggio comuni includono:

· Montaggio a flangia: Adatto per presse e macchine fisse con carichi assiali diretti.

· Montaggio a piede: Fornisce supporto rigido per apparecchiature industriali e unità di potenza idraulica.

· Montaggio a forcella: Permette al cilindro di oscillare mentre la linkage della macchina si muove.

· Montaggio a cardano: Supporta carichi oscillanti pesanti attorno a un punto fisso.