A hydraulický válecmůže hladce proběhnout většinu svého zdvihu a přesto poškodit stroj na konci jízdy. Porucha se často projevuje jako silné klepání, vibrující rám, tlaková špička, uvolněný montážní čep nebo těsnění, které začne prosakovat dříve, než se očekávalo.
Problém většinou není v tom, že by válec postrádal sílu. Pohybující se hmota nebyla kontrolovaným způsobem zpomalena předtím, než píst dosáhne koncového krytu.
Tlumení hydraulického válce je konstrukční metoda používaná ke snížení tohoto konečného nárazu. Polštář vytváří omezenou dráhu toku blízko konce zdvihu. Když píst vstupuje do tlumicí zóny, olej je vytlačován přes omezení. Výsledný odpor absorbuje část pohybující se energie a zpomalí píst před mechanickým kontaktem.
To vysvětlení je jednoduché. Správný design není. Příliš otevřený polštář může umožnit pístu narazit na kryt. Příliš omezující polštář může způsobit tlakovou špičku, nadměrné teplo nebo nepřijatelné zpoždění cyklu. Správné nastavení závisí na rychlosti, zatížení, viskozitě oleje, tlaku, teplotě, montáži a celém okruhu.
Díky polštáři není válec „měkký“ všude během zdvihu. Působí pouze při závěrečné části vysouvání, zatahování nebo obojího, v závislosti na konstrukci válce.
Polštář ovládá tři propojené události:
Pokud je jedna z těchto tří podmínek ignorována, stane se nastavení metodou pokus-omyl. Operátor může zavřít jehlový ventil, aby odstranil náraz, jen aby vytvořil problém s tlakem někde jinde.
Zátěž blížící se ke konci zdvihu nese kinetickou energii. Ve zjednodušené podobě:
kdemje efektivní pohybující se hmota avje rychlost pístu na začátku zpomalování.
Na náměstí na rychlosti záleží. Pokud se rychlost zvyšuje, energie, která musí být řízena, stoupá rychleji než samotná rychlost. Válec jedoucí dvakrát rychleji nepotřebuje jednoduše dvojnásobnou kapacitu tlumení; pohybová energie může být přibližně čtyřikrát vyšší, když se efektivní hmotnost nezmění.
To je důvod, proč polštář, který pracuje na nezatížené zkušební stolici, může selhat, když je válec připojen k výložníku, skluzu, desce nebo zvedací konstrukci. Stroj přidává pohybující se hmotu a může také přidat gravitaci, uloženou mechanickou energii a změnu pákového efektu.
Výpočet je pouze první kontrolou. Skutečné zařízení také potřebuje vzít v úvahu účinky tření, směru zatížení, zachyceného vzduchu, stlačitelnosti oleje a odezvy ventilu.
Běžné uspořádání polštáře používá kopí polštáře nebo objímku, která vstupuje do odpovídajícího otvoru v koncovém krytu. Pohyb pístu uzavírá normální vratnou cestu a ponechává menší kontrolovaný průchod pro olej.
Pořadí je normálně:
- Píst se pohybuje hlavním zdvihem s relativně nízkým omezením.
- Poduškové kopí vstupuje do dutiny koncového krytu.
- Dostupná plocha výstupu oleje se zmenšuje.
- Protitlak stoupá na tlumicí straně pístu.
- Píst se zpomalí před mechanickým kontaktem.
- V blízkosti konce dráhy umožňuje zpětný ventil nebo obtoková dráha rychlejší pohyb v opačném směru v závislosti na konstrukci.
Geometrie musí být čistá a soustředná. Poškozené kopí, kontaminovaná dutina nebo nesprávná vůle mění oblast toku. Válec pak může tlumit nerovnoměrně, i když se vnější nastavení nepohnulo.
Nastavitelný polštář umožňuje technikovi změnit omezení tak, aby vyhovovalo stroji. Je to užitečné, když se mění zatížení, teplota oleje nebo rychlost cyklu. Není povoleno provozovat mimo jmenovité hodnoty válce a okruhu.
Praktický postup seřízení by měl následovat řízenou sekvenci:
Pro nastavení polštáře použijte schválenou výchozí polohu. Nezačínejte s úplně uzavřeným nastavovacím prvkem. Plně omezený průchod může způsobit zvýšení tlaku, než operátor pochopí, co se děje.
Pokud to konstrukce stroje umožňuje, vyzkoušejte pohyb při snížené rychlosti a bez zbytečného personálu v blízkosti pohybující se konstrukce. Potvrďte směr pohybu, místo konce zdvihu a dostupnou metodu nouzového zastavení.
Zaznamenejte původní nastavení. Proveďte malou změnu, opakujte stejný pohyb a sledujte dopad, dobu zastavení, chování tlaku a teplotu. Pokud operátor změní průtok čerpadla, nastavení polštáře a časování ventilů společně, nelze výsledek vysledovat k jedné příčině.
Výsuv a zatažení nemají vždy stejné efektivní zatížení. Vertikálnímu válci může pomoci gravitace v jednom směru a protilehlá gravitaci ve druhém. Polštář, který je přijatelný během vysouvání, může být během zatahování příliš agresivní.
| Příznak pole | Možná příčina k prošetření | První kontrola |
|---|---|---|
| Tvrdé klepání na plný zdvih | Polštář je příliš otevřený, polštář nezabírá, nadměrná rychlost | Zkontrolujte zapojení polštáře a kontaktní značky koncového krytu |
| Pomalý závěrečný pohyb | Příliš těsné omezení, studený olej, poddimenzovaná dráha průtoku | Porovnejte teplotu a tlak oleje během tlumení |
| Tlaková špička blízko koncového zdvihu | Nadměrné omezení, zachycený vzduch, špatná odezva obvodu | Monitorujte tlak pomocí správného testovacího bodu a jmenovité hodnoty |
| Jiné chování za tepla | Viskozita oleje se mění s teplotou, vnitřní netěsností nebo citlivostí nastavení | Opakujte test při stabilní provozní teplotě |
| Polštář funguje pouze v jednom směru | Jednostranný polštář, problém se zpětným ventilem nebo nerovnoměrné zatížení | Zkontrolujte oba obvody tlumiče a směr zatížení |
| Klepání zůstává po nastavení | Může se jednat o mechanickou vůli nebo pohyb rámu | Zkontrolujte čepy, pouzdra, úchyty a pevné dorazy |
Tabulka je průvodcem odstraňováním problémů, nikoli diagnostikou. Stejný příznak může mít více než jednu příčinu. Válec by neměl být upravován, dokud nebyly zkontrolovány příčiny na straně stroje.
Polštář nemůže kompenzovat nevhodný řídicí obvod. Následující položky mohou změnit chování na konci tahu:
Zařízení pro regulaci průtoku určuje, jak rychle se válec přiblíží k zóně polštáře. Uspořádání nájezdu a výdeje se při překročení zátěže chovají odlišně. Správná volba závisí na směru zatížení a riziku nekontrolovaného pohybu.
Když vzroste odpor polštáře, tlak se může rychle zvýšit. Pojistný ventil musí chránit okruh, aniž by umožnil nepředvídatelné zastavení pístu. Nastavení, odezva a umístění ventilu by měly být přezkoumány s jmenovitým tlakem v láhvi.
Svislá nebo zavěšená břemena mohou vyžadovat uspořádání pro řízení zatížení. Polštář je zpomalovací zařízení; není náhradou za správně navrženou funkci držení zátěže nebo vyvažování.
Vzduch může způsobit, že konečný pohyb bude pružný, hlučný a nekonzistentní. Před posouzením polštáře odvzdušněte systém podle postupu stroje a zkontrolujte, zda nedochází k vnikání vzduchu ze strany sání nebo nízké hladiny v nádrži.
Omezení je ovlivněno viskozitou kapaliny. Nastavení provedené se studeným olejem se může po dosažení provozní teploty stroje chovat jinak. Uvedení do provozu by mělo zahrnovat kontrolu zahřívacího cyklu, nikoli pouze test prvního spuštění.
Při objednávání hydraulického válce na zakázku by měly být výrobci válce zaslány následující údaje:
- Efektivní pohybující se hmota
- Požadovaná rychlost před zónou polštáře
- Směr zatížení vysouváním a zasouváním
- Zdvih a dostupná délka polštáře
- Pracovní a špičkový tlak
- Typ hydraulické kapaliny a teplotní rozsah
- Průtok čerpadla a uspořádání ventilů
- Styl montáže a podmínky vyrovnání
- Požadovaná doba cyklu
- Zda je potřeba odpružení při vysouvání, zatahování nebo obojím
Výkres by měl identifikovat umístění polštáře, přístup k nastavení, polohu portu, montážní rozměry a jakýkoli mechanický doraz. „S polštářem“ není úplná technická specifikace.
Pokud stroj pracoval s opakovanými nárazy na konci zdvihu, zkontrolujte více než jen těsnění válce. Kontrola:
- Montážní kolíky na konci tyče a na konci čepice
- Pouzdra a otvory pro vidlici
- Svařované montážní konzoly
- Mechanické koncové dorazy
- Hadicové spoje a spony trubek
- Rovnost tyče válců a stav povrchu
- Značky na konci potahu kolem dutiny polštáře
- Záznamy o teplotě a tlaku oleje
Tvrdé zastavení přenáší energii do kompletní struktury. Výměna válce bez opravy uvolněného čepu, nesprávně seřízeného držáku nebo nesprávného nastavení ventilu může závadu pouze přesunout na další náhradní jednotku.
Některé stroje potřebují jiné řešení. Pokud se břemeno musí zastavit v několika polohách, může být vhodnější externí proporcionální řízení, hydraulické brzdění nebo vyhrazený obvod řízení pohybu. Pokud se válec používá jako konstrukční doraz, může být nutné přepracovat mechanickou zarážku, než požadovat, aby polštář absorboval abnormální zatížení.
Správná otázka není „Může polštář válce skrýt náraz? Je to „Kde by měla být pohybující se energie řízena a jak systém prokáže, že je řízena konzistentně?
Tlumení hydraulického válce je malá část válce, ale sedí v bodě, kde se pohyb stává silou. Správný návrh začíná pohybující se hmotou a rychlostí, poté pokračuje přes geometrii polštáře, omezení průtoku, ochranu okruhu, teplotu a vyrovnání stroje.
U projektu OEM nebo výměny uveďte skutečné zatížení, rychlost, zdvih, tlak, olej a montážní údaje. Výrobce válců pak může přezkoumat požadavek na polštář jako součást kompletní hydraulické sestavy namísto toho, aby jej považoval za standardní možnost.
Pokud váš válec na konci zdvihu silně narazí, zašlete výkres válce, provozní tlak, průtok, zdvih, rychlost cyklu a krátký popis zatížení. HCIC může zkontrolovat specifikaci tlakové láhve a podmínky použití předtím, než bude nabídnuta výměna nebo vlastní konstrukce.
