텔레스코픽 유압 실린더: 3단 스테이징의 작동 원리

텔레스코픽 유압 실린더란 무엇입니까?

텔레스코픽 유압 실린더는 2~5개의 동심 튜브가 서로 안쪽으로 미끄러지도록 구성된 다단계 액추에이터로, 긴 작동 스트로크를 짧은 수축 패키지에 맞출 수 있습니다. 피스톤 로드는 단일하지 않습니다: 각 튜브는 스테이지이며, 각 스테이지는 그 안에 있는 스테이지의 배럴 역할을 합니다.

네스팅이 핵심입니다. 1,300mm(51인치)의 리프트가 필요한 덤프 트레일러는 침대 아래에 500mm(20인치)가 있을 수 있으며, 여기서 단단 실린더는 스트로크보다 긴 로드를 필요로 합니다. 3단 유닛은 동일한 압력에서 확장 길이의 약 1/3로 축소됩니다. 비용은 구조적입니다: 모든 스테이지가 얇은 벽 튜브이므로 하중 경로가 더 길고 가이딩이 더 섬세합니다.

• 외부 배럴 — 기본 스테이지, 포트가 장착된 마운트.
• 중간 슬리브 — 내부가 호닝 처리된 배럴, 차례로 배럴 역할을 합니다.
• 최종 플런저 — 가장 작은 스테이지, 솔리드 또는 두꺼운 벽.
• 글랜드 및 가이드 세트 — 각 슬리브를 위치시키고, 와이퍼와 씰을 수용합니다.

텔레스코픽 실린더는 단계별로 어떻게 확장됩니까?

확장은 엄격히 순차적입니다: 가장 큰 스테이지가 먼저 이동하고, 이전 스테이지가 스톱에 도달한 후에만 이후 스테이지가 시작됩니다. 이 순서를 생성하는 제어 밸브는 없습니다 — 유효 면적이 생성합니다.

기본 포트로 들어가는 오일은 첫 번째 스테이지의 전체 면적에 작용합니다. 가장 큰 면적은 가장 높은 힘을 의미하며, 주어진 흐름에 대해 가장 낮은 속도를 의미합니다. 해당 스테이지가 스톱 링에 바닥나면 동일한 압력이 두 번째 스테이지의 환형에 작용합니다: 더 작은 면적, 더 적은 힘, 더 많은 속도. 가장 작은 스테이지가 나올 때까지 패턴이 반복됩니다.

1. 오일이 기본 포트로 들어감 및 가장 큰 스테이지 아래의 부피를 채웁니다.
2. 1단 확장 그 앞에 전체 중첩 스택이 있습니다; 다른 것은 움직이지 않습니다.
3. 1단이 스톱 링에 도달함 및 압력이 다음 환형으로 전달됩니다.
4. 2단 확장 더 빠르고 더 적은 힘으로 나머지 스테이지를 운반합니다.
5. 최종 스테이지가 정점에 도달합니다. 총 스트로크는 각 스테이지 이동의 합계이며, 가이드 겹침만큼 적습니다.

수축은 이를 반대로 합니다: 하중이 스테이지를 원래 위치로 밀어내며, 가장 작은 스테이지부터 시작하고, 오일은 동일한 포트를 통해 반환됩니다. 이것이 단동식 유닛을 로드 업으로 장착해야 하는 이유입니다 — 중력 없이는 복귀력이 없습니다.

단계가 확장됨에 따라 힘이 감소하고 속도가 증가하는 이유는 무엇입니까?

힘은 압력에 유효 면적을 곱한 값과 같습니다; 속도는 흐름을 동일한 면적으로 나눈 값과 같습니다. 스테이지가 확장됨에 따라 면적이 감소하여 힘이 감소하고 속도가 증가하며, 항상 반비례 관계를 유지합니다.

이것은 설계로 해결해야 할 결함이 아니라 — 제품을 유용하게 만드는 요소입니다. 적재된 덤프 바디는 하중이 압축되고 기하학적 이점이 가장 적을 때 가장 무겁게 되며, 이는 1단이 최대 힘을 전달하는 시점입니다. 약 30°의 기울기를 지나면 중력이 도움을 주며, 작고 빠른 스테이지가 덤프를 완료합니다.

두 가지 결과가 따릅니다. 전체 힘만으로 크기를 조정하지 마십시오: 가장 작은 스테이지가 하중을 운반하는 상태에서도 하중이 여전히 움직이는지 확인하십시오. 그리고 이동 끝에서 높은 힘이 필요한 경우, 대신 단단 또는 플런저를 지정하십시오.

단동식 또는 복동식: 어떤 설계가 적합합니까?

단동식 유닛은 유압식으로 확장되고 하중 또는 중력에 따라 수축되며, 하나의 포트를 사용합니다. 복동식 유닛은 두 번째 포트와 수축 회로를 추가하여 저항에 대항하여 스테이지를 원래 위치로 당길 수 있습니다.

중력이 결정합니다. 실린더 위에 무게가 있는 모든 수직 적용 — 덤프 바디, 팁퍼 트레일러, 해치 커버 — 는 단동식에 적합합니다: 더 간단하고, 더 저렴하며, 더 적은 씰을 사용합니다. 수평 축 또는 수축이 실제 작업을 수행하는 모션은 복동식이 필요합니다.

수평 작업을 위한 세 번째 옵션은 외부 복귀 스프링 또는 카운터웨이트가 있는 단동식 유닛입니다. 복잡성을 회로에서 기계 구조로 이동시키므로 기계 수준의 결정입니다.

실의 누출을 방지하기 위해 어떤 씰과 가이드가 사용됩니까?

모든 스테이지 인터페이스에는 로드 씰, 와이퍼 및 웨어 링이 있으며, 이 세 가지가 다른 어떤 요소보다 서비스 수명을 결정합니다. 3단 실린더에는 동일한 압력이지만 다른 슬라이딩 조건에서 세 가지 인터페이스가 있습니다.

각 요소에는 하나의 작업이 있습니다. 로드 씰은 일반적으로 압출 저항을 위한 폴리우레탄으로, 압력 경계를 유지합니다. 웨어 링은 일반적으로 PTFE 충전 또는 페놀성으로, 측면 하중을 운반하고 슬리브를 동심으로 유지하여 씰이 절대 눌리지 않도록 합니다. 와이퍼는 씰 립에 도달하기 전에 들어오는 표면에서 모래를 긁어냅니다 — 채석장 작업에서 이 부분은 씰 자체보다 수명에 더 큰 영향을 미칩니다.

현장에서 텔레스코픽 실린더의 고장을 유발하는 원인은 무엇입니까?

대부분의 고장은 네 가지 원인으로 귀결됩니다: 오염된 오일, 측면 하중, 과압으로 인한 씰 압출, 및 노출된 슬리브의 충격 손상. 네 가지 모두 예측 가능하며, 세 가지는 재설계가 아닌 유지보수로 예방할 수 있습니다.

• 오염된 오일 — 입자가 가장 작은 틈인 스테이지 씰로 이동하여 씰과 슬리브에 흠집을 냅니다. 10 µm 복귀 필터 및 예약된 오일 교체는 대부분의 위험을 제거합니다.
• 측면 하중 — 확장된 스택은 긴 캔틸레버입니다; 정렬되지 않은 피벗에서 발생하는 측면력이 스테이지를 통해 증폭되어 웨어 링 고장 및 크롬 박리로 나타납니다.
• 과압 — 씰의 압출 한계 이상으로 설정된 릴리프 밸브는 글랜드 틈에서 립을 변형시킵니다. 즉시 고장나지는 않습니다; 변형되고, 누출된 다음, 고장납니다.
• 충격 손상 — 가장 작은 스테이지는 배럴 외부에 있으므로, 돌 하나가 치면 와이퍼가 청소할 수 없는 부식 구멍이 생깁니다.

증상은 대개 원인을 명확히 합니다. 유지 시 드리프트는 하중을 운반하는 스테이지에서 내부 바이패스를 의미합니다; 스테이지 전환 시 일시 중지는 구부러진 슬리브 또는 마모된 가이드를 가리킵니다; 밸브가 닫힌 상태에서의 서서한 확장은 상류 체크 밸브의 누출을 나타냅니다.

텔레스코픽 실린더는 어디에 사용됩니까?

텔레스코픽 실린더는 긴 직선 스트로크가 이를 수용하기에는 너무 짧은 패키지에 맞아야 하는 곳 wherever 나타납니다. 설계는 기하학을 먼저 선택하고, 힘을 두 번째로 선택합니다.

가장 큰 적용은 팁핑입니다: 덤프 트럭, 티퍼 트레일러 및 폐기물 이송 트레일러는 바닥 아래에 실린더가 있는 바디를 45–60° 들어올립니다. 600mm(24인치) 미만의 폐쇄 길이를 가진 3단 유닛은 섀시가 허용하는 길이의 두 배가 필요한 스트로크를 전달합니다. 다른 용도로는 스테이징이 마스트 없이 높이에 도달하는 시저 및 붐 리프트, 수평 복동식 유닛으로 구동되는 선박 해치 커버, 긴 푸시 스트로크가 고정 프레임에 맞아야 하는 폐기물 컴팩터, 및 짧은 폐쇄 높이가 기계 엔벨로프를 단순화하는 클램핑 픽스처가 포함됩니다.

텔레스코픽 실린더는 어떻게 지정합니까?

기계 기하학과 하중 곡선에서 시작한 다음, 이러한 요소가 스테이지 수를 결정하도록 하십시오 — 절대 반대로 하지 마십시오. 하중 곡선 전에 스테이지 수를 받은 공급업체는 문서상으로는 작동하지만 현장에서 멈추는 것을 견적합니다.

여섯 가지 데이터 포인트가 설계를 결정합니다; 이 모든 데이터 없이는 정확한 견적이 불가능합니다:

1. 폐쇄 길이 mm 단위의 장착 엔벨로프에서 사용 가능합니다.
2. 스트로크 하중 지점에서, 기하학적 또는 실린더 스트로크가 견적되는지 여부.
3. 하중 곡선 — 이탈, 중간 리프트 및 전체 확장 시의 힘, 각 위치에서의 모멘트 암.
4. 작동 압력, 및 상류 릴리프 밸브가 씰을 보호하는지 여부.
5. 장착 방향 및 유형: 수직 단동식, 수평 복동식, 또는 각진 피벗.
6. 듀티 사이클: 일일 사이클 수, 오일 청정도 목표, 지배적인 마모 메커니즘.

세 가지 상업적 포인트도 정산할 가치가 있습니다. 스테이지 직경 목록을 요청하십시오, 보어뿐만 아니라, 최종 스테이지 힘이 적용을 제한하기 때문입니다. 마운트가 ISO 6020/2 또는 고객 도면을 따르는지 확인하십시오. 그리고 압력 테스트가 무엇을 커버하는지 확인하십시오: 기본 스테이지에서만 시험된 유닛은 누출되는 스테이지에서 테스트되지 않았습니다.