Když ahydraulický válecpohybuje mnohatunovým mechanismem rychlostí nad 0,1 až 0,2 m/s (4 až 8 palců/s), čímž se hmota náhle zastaví na konci válce a vytváří obrovský destruktivní šok.
Mnoho konstruktérů zařízení předpokládá, že nastavení pojistného ventilu hlavního systému na 3 000 psi chrání celý pohon. Ve skutečnosti, jakmile píst projde primárním výstupním portem a vstoupí do tlumicí zóny, zachycený olej má pouze jednu malou únikovou cestu: kalibrovaný jehlový ventil nebo přesný otvor.
Pokud je geometrie tlumiče poddimenzovaná nebo nesprávně nastavená, tlak zachycený za tlumičem může snadno na několik milisekund vyšplhat na 6 000 až 10 000+ psi (400 až 700 barů).
Během tisíců cyklů vedou tyto prudké tlakové přechody k:
Vnitřní hydraulický polštář přeměňuje kinetickou energii pohybující se hmoty (plus nepřetržitou hnací sílu z čerpadla) na teplo tím, že tlačí zachycený objem oleje přes omezený otvor během krátkého zpomalovacího zdvihu sc (typicky 20 až 40 mm nebo 0,75 až 1,5 palce).
Správně navržená sestava polštáře obsahuje tři základní mechanické prvky:
Výpočet energie a tlaku polštáře krok za krokem Chcete-li zjistit, zda vnitřní polštář bezpečně zvládne vaši zátěž, aniž by překročil práh prasknutí nebo únavy válce, vypočítejte celkovou energii, která má být absorbována:
Ek = ½ m v²
Kde:
m = celková pohyblivá hmotnost (včetně pístu, tyče, příslušenství a vnějšího užitečného zatížení v kg nebo lb)
v = Maximální rychlost v okamžiku, kdy se polštářová kopí dostane do dutiny (m/s nebo in/s)
Pokud průtok čerpadla během zpomalování pokračuje, tlak v systému tlačí píst přes zdvih tlumiče sc:
Wprop = Fprop × sc = (Psys × Apiston) × sc
Kde:
Psys = tlak v hnacím systému (Pa nebo psi)
Apiston = Efektivní plocha hnací strany (m² nebo in²)
sc = efektivní délka oštěpu polštáře (m nebo in)
Součet = Ek + Wprop ± Wgravitace
(Přičtěte nebo odečtěte gravitační práci m g sc sinθ, pokud se pohybujete svisle nebo na svahu).
Průměrná požadovaná zpomalovací síla Fdec je:
Fdec = Etotal / sc
Výsledný průměrný hydraulický tlak uvnitř komory polštáře Pcushion je:
Pcushion = Fdec / Acushion
Kde Acushion je prstencová oblast zachyceného sloupce oleje v kapse polštáře (Abore − Aspear nebo Arod).
Technické pravidlo palce: Špičkový přechodový tlak během počátečního vstupu kopí obvykle dosahuje 1,5 až 2,2× vypočteného průměrného tlaku polštáře. Pokud vypočtená špička překročí 1,5× maximální jmenovitý únavový tlak válce, je vyžadován externí proporcionální zpomalovací ventil nebo delší vlastní tlumicí oštěp.
1. Plně zasunutý jehlový ventil (nulový průtok): Obsluha, která se snaží eliminovat hluk při koncovém zdvihu, někdy zcela zavřou jehlový ventil. To vytváří totální hydraulický zámek v kapse polštáře, vytlačuje olej přes vůli oštěpu a těsnění ucpávky ofukovací hlavy.
2. Ignorování horizontální setrvačnosti u volně pojízdných vozíků: Konstruktéři počítají pouze hnací tlak a zapomínají na kinetickou energii 10tunového pojízdného vozíku. I při nízkém tlaku velká setrvačnost rozdrtí vnitřní polštář.
3. Použití standardních polštářků s vodou-glykolem nebo vysokoviskózním studeným olejem: Hustší kapaliny nebo nízkoviskózní ohnivzdorné kapaliny významně mění průtok dávkovací jehlou a způsobují silné přetlakování během ranního zimního spouštění.
4. Zanedbání odvzdušnění kapaliny: Houbovitý, provzdušněný olej vstupující do polštáře se stlačuje jako pružina, což způsobuje poskakování, naftu a nepravidelné zpomalování.
Při požadavku na speciální tlumené válce od HCIC uveďte:
Výpočty polštářů uvedené výše poskytují základní odhady velikosti založené na mechanice tuhého tělesa. Skutečné špičkové dynamické tlaky závisí na objemovém modulu hydraulického oleje, kapacitě vedení, koeficientech vypouštění jehlového otvoru a době odezvy ventilu. Konečné návrhy zařízení by měly být ověřeny testováním tlakových převodníků a simulací přechodných jevů.*
HCIC konstruuje zakázkové průmyslové a mobilní hydraulické válce s přizpůsobenými profily polštářů pro aplikace s vysokým dopadem po celém světě.
