Design idraulico con cilindro singolo a doppio effetto
2023-12-11
Prima di tutto, dobbiamo comprendere l’importanza della tenuta del cilindro a singolo/doppio effetto per la tecnologia idraulica. Si può dire che non esiste tecnologia idraulica senza tenuta. Se la tenuta non è buona, la tecnologia idraulica non è buona. Il principio guida della progettazione delle tenute idrauliche è guardare la tenuta con una linea anziché con un punto, ma è possibile39;non ignorare il punto e non39;t sottovalutare la tenuta del punto. La cosiddetta linea è il sistema di tenuta. Il cosiddetto punto è specifico per una determinata posizione di tenuta. Il principio progettuale deve essere una combinazione di linee e punti; in secondo luogo, è necessario comprendere esattamente le basi per la progettazione della tenuta idraulica. Solo con un'accurata comprensione delle basi, una considerazione globale, una valutazione della relazione tra queste basi e il design della tenuta, e la relazione tra queste basi, è possibile la selezione della struttura del sigillo o del dispositivo di tenuta e la selezione del materiale di questi sigilli e dispositivi di tenuta essere effettuato; Dovrebbe inoltre selezionare attentamente la dimensione del sigillo, le parti relative al dispositivo di tenuta, la precisione della posizione geometrica, la rugosità superficiale e lo spazio tra le parti; non ci dovrebbe essere negligenza negli aspetti di cui sopra, altrimenti non si potrà parlare di progettazione elaborata e verrà fornita la tenuta idraulica. Il design lascia pericoli nascosti e ci sarà la possibilità di perdite.
(1) Principi di progettazione delle tenute idrauliche per cilindri a semplice/doppio effetto
Il principio di progettazione della tenuta idraulica si basa sul design della linea (sistema di tenuta). Il disegno del punto (posizione specifica della tenuta) è incluso nel disegno della linea e deve essere accurato. Il design della linea e del punto sono inseparabili e formano un tutt'uno.
Il design della linea ha due significati: per un dispositivo idraulico completo, dovrebbe essere il design della tenuta dell'intero sistema idraulico. Se c'è una perdita in qualsiasi parte del sistema, l'intero sistema di tenuta è imperfetto; in secondo luogo, è possibile considerare la tenuta per un determinato componente. Si tratta di un punto, come la tenuta in corrispondenza di un determinato giunto nella tubazione, ma se si considera la tenuta nel cilindro idraulico, deve essere un concetto cablato. Anche considerando il sistema di tenuta, è possibile che un sistema di tenuta sia formato dalla sigillatura di più posizioni, la tenuta del cilindro idraulico sia efficace e non si verifichino perdite superiori alla regolazione. Potrebbe non avere successo se si sceglie la guarnizione o la forma e la struttura del dispositivo di tenuta solo in base alla pressione nominale del cilindro idraulico. Se la pressione nominale del cilindro idraulico è PN=50MPa e la pressione di esercizio effettiva è superiore, molto alta o molto bassa, ad esempio la pressione di esercizio PN≥50MPa o. Quando PN≤50MPa, il progetto di cui sopra potrebbe fallire e si verificheranno perdite durante l'intero processo del cilindro idraulico. Naturalmente, a PN=50MPa, il cilindro idraulico non perderà. Ciascun tipo di struttura della guarnizione o del dispositivo di tenuta ha la propria area effettiva di sigillatura a pressione ottimale, e diversi tipi di struttura della guarnizione o dispositivo di tenuta hanno diverse aree effettive di sigillatura a pressione ottimale. Se non è in base al valore della pressione nominale selezionare una determinata forma di guarnizione o dispositivo di tenuta, ma in base al valore della pressione nominale e dividerlo dalla pressione zero alla pressione nominale pN=50MPa in diverse aree di pressione: bassa pressione, media e bassa pressione, media alta pressione, alta pressione, rispetto alla sua sezione di pressione, corrispondente alla selezione di diverse forme di guarnizioni o dispositivi di tenuta. Viene utilizzato per selezionare una serie di diverse guarnizioni strutturali (dispositivi di tenuta) per formare il sistema di tenuta del cilindro idraulico. A questo punto, il cilindro idraulico non perderà durante l'intero processo di lavoro, indipendentemente dalla bassa, media o alta pressione. Figura1, in particolare la curva caratteristica della sigillatura sintetica3 in questa figura, è illustrato in modo completo: la progettazione della tenuta idraulica deve seguire il principio della progettazione della linea come progettazione del punto principale e accurata e la combinazione di linea e punto. In altre parole, la progettazione della tenuta idraulica dovrebbe basarsi sull'ideazione del sistema di tenuta. Considerare le prestazioni di tenuta e progettare con i requisiti della posizione di tenuta come punto di partenza; ovvero, selezionare razionalmente diversi tipi di sigilli o dispositivi di tenuta e ottimizzare la loro combinazione, sfruttare appieno il meccanismo di tenuta e le caratteristiche di ciascun tipo di sigillo e adottare un metodo di collegamento in serie per ottenere una composizione migliore Il sistema di tenuta, più il dimensioni ragionevoli della scanalatura, rugosità superficiale e gioco di corrispondenza delle parti interessate. Insieme a un processo di assemblaggio ragionevole, è possibile ottenere le prestazioni di tenuta previste e l'assenza di perdite.
1. Curva di tenuta dell'O-ring2. Curva di tenuta della guarnizione dello stelo3. Curva caratteristica della tenuta sintetica
Fico.1 Rappresentazione schematica della sovrapposizione delle curve di tenuta della tenuta dello Stelo e dell'O-ring
(2) La base della progettazione della tenuta idraulica del cilindro a semplice/doppio effetto
La base della progettazione della tenuta idraulica sono innanzitutto le condizioni di lavoro. La guarnizione deve soddisfare i requisiti delle condizioni di lavoro. La forma e la struttura della guarnizione o del dispositivo di tenuta e i materiali da essi costituiti devono corrispondere alle condizioni di lavoro. Solo in questo modo è possibile raggiungere lo scopo della progettazione della tenuta idraulica: prevenire l'ermeticità. Il fluido nella cavità scorre dal lato ad alta pressione al lato a bassa pressione attraverso il confine della cavità chiusa, fenomeno chiamato perdita.
Le condizioni di lavoro comuni includono pressione, velocità, mezzo e temperatura; la posizione ambientale si riferisce all'oceano, alla terra, al cielo, alla zona tropicale, temperata e fredda; all'aperto, al chiuso, puliti e polverosi, pieni di gas corrosivi o luoghi con solo aria, ecc.
Ecco alcuni punti da sottolineare. Gli elementi sopra indicati sono tutti fattori che devono essere considerati nella progettazione delle tenute idrauliche. Trascurarne uno qualsiasi può portare al fallimento della progettazione. In secondo luogo, pressione, temperatura e velocità non dovrebbero mai essere intese da un punto di vista statico. Deve essere affrontato da un punto di vista dinamico, che sia sufficiente per i loro cambiamenti come base per la progettazione. Pertanto, la tenuta idraulica progettata deve soddisfare i requisiti dell'intero processo di modifica. Ad esempio, la pressione è il valore del parametro principale nella progettazione della tenuta idraulica. Se la pressione nominale di un sistema idraulico è40Mpa, è sufficiente come design di tenuta statica. Tuttavia, come progetto di tenuta dinamica, viene selezionata una determinata forma di tenuta strutturale. Sebbene possa garantire che il corpo esecutivo del sistema, come un cilindro idraulico, non perda ad una pressione di p=40MPa, la pressione del sistema viene spesso elaborata dalla pressione zero (a volte questo processo è molto breve, ma esiste sempre) è possibile raggiungere40MPa, quindi questo attuatore prima40MPa, ha pressione zero, bassa pressione, bassa pressione, ecc. e il cilindro idraulico può perdere a bassa pressione e quando la tenuta idraulica è progettata, è particolarmente dinamica Per la sigillatura, il processo di modifica della pressione del liquido dovrebbe essere presa in considerazione la pressione del mezzo da zero alla pressione nominale (in particolare la pressione al di sopra della media e dell'alta pressione). Per garantire una buona tenuta senza perdite, è possibile scegliere diversi tipi di guarnizioni o diversi set di guarnizioni oppure il dispositivo di tenuta soddisfa il design della tenuta idraulica. Ad esempio, le guarnizioni a tre o cinque componenti vengono utilizzate a livello internazionale per i cilindri idraulici. Anche la velocità del lavoro deve essere trattata in una prospettiva mutevole. Le variazioni di velocità influiscono sull'attrito tra le relative parti mobili, sulla resistenza all'attrito, sull'usura delle guarnizioni e persino sull'avviamento e su molti altri fattori. Anche la temperatura è una quantità variabile, un parametro variabile. Ha una grande influenza sul materiale di tenuta nella tenuta idraulica. Alcune apparecchiature idrauliche funzionano a decine di gradi sotto lo zero Celsius e poi funzionano fino a decine di gradi sopra lo zero Celsius o addirittura a centinaia di gradi. Alcuni materiali di tenuta possono resistere a una quantità così grande. Intervallo di variazione della temperatura. Sebbene alcuni materiali di tenuta abbiano molte proprietà eccellenti, come resistenza all'olio, resistenza all'usura ed elevata resistenza meccanica, hanno una resistenza alle basse temperature. Ad esempio, le guarnizioni in poliuretano, quando la temperatura supera80, non si adatterà. Le prestazioni di tenuta sono peggiorate e non possono essere utilizzate. Pertanto, anche l’escursione termica è un parametro variabile che deve essere considerato nella progettazione delle tenute idrauliche. Inoltre, sebbene il carico possa essere riflesso dalla pressione, la pressione non può riflettere completamente l'impatto del carico sulla guarnizione. Pertanto, il carico effettivo deve essere compreso e analizzato durante la progettazione della tenuta. Come il cambiamento del valore del carico, il cambiamento della direzione, la rispettiva ampiezza e frequenza di cambiamento e il tempo impiegato dalla fase di cambiamento, tale considerazione migliorerà e perfezionerà sicuramente l'affidabilità della tenuta idraulica progettata.
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