Hidravlik Silindr Dizaynına Peşəkar Bələdçi: Möhür Seçimindən Tolerantlıq Analizinə qədər

Hidravlik silindr hidravlik sistemin aktuatorudur və onun dizayn etibarlılığı birbaşa bütün sistemin işini və xidmət müddətini müəyyən edir. Bu məqalə dizayn əsasları, seçim meyarları və möhürləmə və istiqamətləndirmə sistemlərinin mühüm istehsal dözümlülüyünə nəzarət kimi kritik aspektlərin dərin təhlilini təmin etmək üçün onun əsas komponentlərindən başlayaraq hidravlik silindr dizaynının əsas prinsiplərini araşdırır.

.1. İş prinsipi və əsas komponentlər.

Hidravlik silindr mahiyyətcə hidravlik enerjini xətti mexaniki enerjiyə çevirən bir cihazdır. Onun əsas komponentlərinə aşağıdakılar daxildir:

• .Silindr lüləsi:Əsas təzyiq qabı, yüksək işlənmiş daxili səthi olan içi boş polad boru.
• .Piston və Piston Çubuğu:Təzyiqli yağın təsiri altında qarşılıqlı hərəkət edən güc ötürücü komponentlər.
• .Son Qapaqlar (Baş və Qapaq):​Bareli möhürləyin və təlimat və montaj interfeyslərini təmin edin.
• .Sızdırmazlıq sistemi:Daxili və xarici sızmanın qarşısını almaqdan məsul olan silindrin "həyat xətti".
• .Rəhbərlik sistemi:Hərəkətli hissələrin konsentrikliyini təmin edir, radial yüklərə tab gətirir və metal-metal təmasının qarşısını alır.

İşləmə üsuluna əsasən, silindrlər aşağıdakı kimi təsnif edilirTək fəaliyyətli(təzyiqlə uzadılmış, xarici qüvvə və ya cazibə qüvvəsi ilə geri çəkilmiş) və yaİkili fəaliyyət(həm uzadılma, həm də geri çəkilmə yağ təzyiqi ilə idarə olunur). Bu əsas fərq birbaşa piston möhürlərinin seçilməsinə təsir göstərir.

.2. Hidravlik Mühürleme Sistemi: Funksiya, Seçim və Yerləşdirmə.

Möhürlər "Dinamik" (nisbi hərəkətli hissələr arasında) və "Statik" (sabit hissələr arasında) olaraq təsnif edilir.

.2.1 Açar dinamik möhürlər izah olunur:​.

• .Piston möhürü:Porşen boyunca daxili sızmanın qarşısını alan kritik dinamik möhür.
  • .U-Cup Möhürü:Tək təsirli möhür; təzyiq dodağın genişlənməsinə və cütləşən səthlərlə təmasda olmasına səbəb olur. İkiqat fəaliyyət göstərən silindrlər arxa arxaya quraşdırılmış iki U-stəkan tələb edir.
  • .Cüt Təsirli Möhür (Mürəkkəb Möhür):​Tipik olaraq elastomer enerjiləndirici və sürüşmə halqasından (məsələn, PTFE) ibarətdir. PTFE yüksək sürətli və yüksək təzyiq tətbiqləri üçün uyğun olan çox aşağı sürtünmə əmsalı və uzun xidmət müddəti təklif edir. Yüksək səviyyəli versiyalar inteqrasiya olunurekstruziya əleyhinə üzüklərhəddindən artıq təzyiqlərə (məsələn, 690 bar) tab gətirmək üçün.
  • .Ehtiyat Üzüklərlə O-Ring:Yalnız aşağı təzyiqli tətbiqlər üçün uyğundur (<100 bar). .Yedek üzüklərYumşaq möhür materialının yüksək təzyiq altında komponent boşluğuna məcbur edilməsinin qarşısını almaq üçün vacibdir - "ekstruziya çatışmazlığı" kimi tanınan bir fenomen.
• .Çubuq möhürü:Əsas sistem möhürü, ön qapaqda yerləşir və təzyiqli yağın atmosferə sızmasının qarşısını alır. Tipik olaraq, U-fincan kimi tək fəaliyyət göstərən möhür.
• .Tampon möhürü:Çubuq möhürünün qarşısında yerləşdirilən onun məqsədi mükəmməl bir möhür təmin etmək deyil, təzyiq sıçrayışlarını nəmləndirmək və bununla da əsas çubuq möhürünü qorumaq və ömrünü uzatmaqdır. Adətən əsas möhürdən daha yumşaq materialdan hazırlanır.
• .Silecek möhürü (kazıyıcı):Birinci müdafiə xətti, son qapağın ən kənar tərəfində yerləşir. Bütün daxili komponentləri qoruyaraq geri çəkilərkən piston çubuğundan çirkləndiriciləri sıyırır.

.2.2 Statik möhürlər:Sabit birləşmələr arasında istifadə olunur (məsələn, piston çubuğundan pistona, son qapaqdan barelə), adətən O-halqalar.

.2.3 Bələdçi üzüklər:Onların funksiyasımöhürləmə deyil, rəhbərlik. Aşağı sürtünməli, aşınmaya davamlı materiallardan (məsələn, poliamid, PTFE) hazırlanmışdırlar, radial yükləri daşıyırlar və metalın metalla birbaşa təmasının qarşısını alırlar. Optimal sabitlik üçün pistonlar tez-tez hər iki ucunda bələdçi halqalardan istifadə edirlər.

.3. Kritik Dizayn Parametri: Ekstruziya Boşluğu və Tolerantlıq Təhlili.

Bu, silindr dizaynının mahiyyətidir və möhür ömrünü birbaşa müəyyən edir.

• .Ekstruziya boşluğu (E-Boşluq):​Piston və silindr çuxuru (və ya piston çubuğu ilə uç qapağı arasında) arasında icazə verilən maksimum radial boşluq. Həddindən artıq boşluq möhür dodağının yüksək təzyiq altında boşluğa sıxılmasına səbəb ola bilər ki, bu da daimi uğursuzluğa səbəb olur.
• .Maksimum icazə verilən e-boşluq:Bu dəyər ondan asılıdırmöhür materialı, sərtlik, iş təzyiqi və temperatur, və möhür istehsalçısının məlumat vərəqindən əldə edilməlidir. Məsələn, xüsusi bir möhür 100 barda 0,6 mm boşluğa icazə verə bilər, lakin 350 barda yalnız 0,2 mm.
• .Təcrübədə Tolerantlıq Təhlili:.
  1. Komponentlərin toleranslarını təyin edin: məsələn, silindr çuxuru tez-tez H7, piston çubuğu çox vaxt f8-dir.
  2. .Ən pis vəziyyət ssenarisini nəzərdən keçirin (Ən az maddi vəziyyət – LMC):​Bu, pistonun ən kiçik diametrində və silindr çuxurunun ən böyük olduğu zamandır.
  3. .Dizayn ölçülərini geri hesablayın:​Mümkün olan maksimum boşluğun E-boşluğunu aşmamasını təmin etmək üçün minimum icazə verilən piston diametri maksimum mümkün çuxur ölçüsünə əsasən hesablanmalıdır. Sonra piston üçün istehsal toleransları müvafiq olaraq müəyyən edilir.

.4. İstehsal və Səthi Təmizləmə Tələbləri.

• .Silindr çapı:Səthi bitirmə Rz 0,4 - 2 μm olmalıdır, adətən honlama və ya rulonla parlatma ilə əldə edilir.
• .Piston çubuğu:Səthi bitirmə Ra 0,4 - 2 μm olmalıdır. Bu olmalıdırbərkidilmiş (Sərtlik ≥ 50 HRC, dərinlik 1,2-2,5 mm)​vəsərt xrom örtüklü (20-30 μm).aşınmaya və korroziyaya davamlılığı təmin etmək.

.5. Dizayn nümunəsi və tənzimləmə məntiqi.

Nümunə olaraq 20 ton tutumlu və 100 bar iş təzyiqi (Buruq: 180mm, Çubuq: 80mm) olan ikitərəfli silindrdən istifadə:

1. .Piston möhürünün seçimi:Arxa-arxaya quraşdırılmış sərfəli və asanlıqla əldə edilə bilən U-stəkan möhürləri.
2. .Piston Rəhbərliyi:Xüsusi porşen bələdçi halqaları pistonun hər iki ucunda, möhürlərin arasında yerləşdirilir. Bu tənzimləmə optimal istiqamətləndirici sabitliyi təmin edir və bələdçi halqaların həmişə yağlanmasını təmin edir.
3. .Çubuq Ucu Aranjımanı (xaricidən içəriyə):​.
   • .Silecek möhürü.
   • .Çubuq möhürü.
   • .Tampon möhürü(bu nümunədə ciddi tələb olunmur, nümayiş üçün göstərilir)
   • .Çubuq bələdçi üzük.

.Nəticə.

Uğurlu hidravlik silindr dizaynı aşağıdakı əsas məntiqə riayət etməli olan sistematik bir mühəndislik prosesidir:

1. .Əməliyyat şərtlərini müəyyənləşdirin:Təzyiq, sürət, yük, ətraf mühit və s. müəyyən edin.
2. .Dəqiq Komponent Seçimi:Şərtlərə əsasən uyğun sızdırmazlıq və istiqamətləndirmə həllərini seçin. Böyük istehsalçılardan (məsələn, SKF, Parker) məsləhət kataloqları və tətbiq təlimatları yüksək tövsiyə olunur.
3. .Dəqiq hesablama:“Ekstruziya boşluğunun” bütün istehsal varyasyonlarında tələblərə cavab verməsini təmin etmək üçün ciddi dözümlülük təhlili aparın.
4. .Ciddi İstehsalat Nəzarəti:Kritik komponentlər üçün səth müalicəsi və sərtlik tələblərini müəyyənləşdirin və təmin edin.

Bu prinsipləri sistematik şəkildə tətbiq etməklə səmərəli, etibarlı və uzunömürlü hidravlik silindrlər dizayn etmək olar.