Bütün sürecinin kapsamlı bir analizi Hidrolik silindir Tasarım: Parametre Hesaplamasından Yapısal Optimizasyona 10 Ana Adım

 

Endüstriyel ekipmanların temel güç bileşenleri olarak, hidrolik silindirlerin tasarım kalitesi doğrudan mekanik sistemlerin istikrarını ve hizmet ömrünü etkiler. Bu makale, mühendislerin ortak tasarım tuzaklarından kaçınmasına yardımcı olmak için silindir tasarımının temel süreci ve teknik anahtar noktalarını sistematik olarak ayrıntılı olarak ele alacaktır.

 

- I.Çalışma Koşulları Analizi ve Parametreler Planlaması

Silindirin çalışma ortamını açıklamak, tasarımın temelidir. Sıcaklık, nem ve toz konsantrasyonu gibi çevresel parametrelerin öncelikle değerlendirilmesi gerekir, çünkü bu faktörler doğrudan malzemelerin korozyon direnci derecesini ve sızdırma çözümlerinin seçimini etkilemektedir. Bu arada, sonraki yapısal tasarım için veri desteği sağlamak için yük türünü (statik / dinamik), çıkış kuvvet gereksinimini, vuruş mesafesini ve çalışma frekansını doğru bir şekilde hesaplamak gereklidir.

 

II. Basınç Sistemi ve Boyut Hesaplaması

Çıkış kuvvet gereksinimine ve ulusal standartlarda basınç sınıfı özellikleri ile birlikte, hidrolik sistemin nominal basıncı belirlenir. Silindirin etkili etki alanı, çift hareketli silindirler ve tek hareketli silindirler arasındaki itme farkının not edilmesi gereken P = F / A formülü ile hesaplanır. Silindir deliğinin ve çubuk çapının belirlenmesi, piston çubuk bükülmesi gibi arıza sorunlarından kaçınmak için yük gücü ve vuruş istikrarını aynı anda dikkate almalıdır.

 

III. Malzeme Biliminin Uygulamaları

Soğuk çekilmiş dikişsiz çelik borular veya dövme alaşımlı çelikler silindir varil için tercih edilir ve yüzey sertliği ve aşınma direnci ısı işlemleri ile geliştirilmektedir. Piston çubuğu için krom kaplı alaşımlı çelikler önerilir ve yüzey pürüzlüliği Ra 0.4μm içinde kontrol edilmelidir. Nitril kauçuk veya fluoro kauçuk gibi özel malzemeler, orta sıcaklığa (-40 ° C-200 ° C) göre mühür malzemeleri için seçilmelidir.

 

IV. Yapısal Optimizasyon Tasarımı

Sınırlı eleman analizi (FEA), silindir gövdesinin gerisini simüle etmek ve duvar kalınlığı dağılımını optimize etmek için kullanılır.Ön uç kapağının bağlantı yöntemi, ana makinenin kurulum arabirimi ile eşleşmelidir. Flange-tip ve thread-tip bağlantılarının her birinin geçerli senaryolarına sahiptir. Hafif tasarım, dayanıklılığı korurken malzeme tüketimini azaltmak için topoloji optimizasyonu ile sağlanabilir.

 

- V. Sealing Sisteminin İnşaatı

Ana mühür, toz mühürü ve kılavuz halka da dahil olmak üzere çok aşamalı bir mühürleme kombinasyonu şeması tasarlanmıştır. Tampon yapısının tasarımı silindirin sonundaki etkisini dikkate almalıdır ve hız kontrolü gaz deliği ayarlaması ile elde edilir. Hidrolik yağ filminin ve basınç dengesinin oluşumunu sağlamak için K tipi boşluğun 45 ° kesme açısı tasarımına özel dikkat edilmelidir.

 

VI. Hassas İşleme Kontrolü

Silindir varilinin iç deliğinin işlenmesi H8-H9 tolerans derecesine ulaşması ve pürüzlüğe Ra ≤ 0.2μm olmalıdır. Piston çubuğunun düzlük hatası 0,1 mm / m 'den daha az olmalıdır ve yüzey kaplama kalınlığı 0,02-0,05 mm içinde kontrol edilmelidir. Kılavuz halkasının aksenel çıkışı, mühürler üzerinde tek bir gerginlik sağlamak için ≤ 0,03 mm olmalıdır.

 

VII. Anti- korozyon Tedavi Süreci

Okyanus gibi aşındırıcı ortamlar için, QPQ tuz banyosu kompozit tedavi teknolojisi önerilir ve yüzey sertliği HRC60 'ın üzerinde ulaşabilir. Sert anodizing işlem normal çalışma koşulları altında kullanılabilir ve 50-80μm film kalınlığı koruma gereksinimlerini karşılayabilir.

 

VIII. Dinamik özelliklerin doğrulanması

Prototip yapıldıktan sonra, 2 milyon döngülü bir yorgunluk testi yapılır ve farklı basınç seviyelerindeki sızıntı değişimi kaydedilir. Dinamik yanıt testi, sistem yanıt hızının tasarım gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için başlangıç basıncını (≤ 0,5 MPa) ve geçiş süresini doğrulamalıdır.

 

IX. Montaj Süreci Özellikleri

Sıcak montaj yöntemi, mühürleri monte etmek için kullanılır ve yağ sıcaklığı 80-100 ° C aralığında kontrol edilir. Bir tork anahtarı cıvataları sıkmak için kullanılır ve nominal tork üç adımda diyagonal sırayla uygulanmalıdır. Montajdan sonra 48 saatlik çalışma testi gereklidir.

 

X. Akıllı algılama teknolojisi

Silindir gövdesindeki iç kusurları tespit etmek için endüstriyel endoskoplar kullanılır ve piston hareket yörüngesini ölçmek için lazer yer değiştirme sensörleri kullanılır. Potansiyel arızalar titreşim spektrum analizi yoluyla öngörülür ve silindirin tam yaşam döngüsünün sağlık kaydı oluşturulur.

Bu tasarım anahtar noktalarına hakim olmak silindirin performans göstergelerini önemli ölçüde geliştirebilir. Tasarım aşamasında %10-15 'lik bir güvenlik yedekliliği ayırmak ve ürün geliştirme döngüsünü etkin bir şekilde kısaltmak için sanal doğrulama için üç boyutlu bir dijital prototip oluşturmak önerilir. Temel bileşenlerin güvenilirliği tasarımını sürekli olarak optimize etmek için tasarım şeması üzerinde düzenli olarak FMEA analizi yapın.