Xi lanh tác động kép đơn, nguyên tắc và cơ sở của thiết kế con dấu thủy lực
2023-12-11
Trước hết, chúng ta phải nhận ra tầm quan trọng của việc bịt kín xi lanh tác động đơn/kép đối với công nghệ thủy lực. Có thể nói không có công nghệ thủy lực nào mà không bịt kín. Nếu độ kín không tốt thì công nghệ thủy lực không tốt. Nguyên tắc hướng dẫn của thiết kế phốt thủy lực là nhìn phốt bằng một đường thay vì một điểm, nhưng bạn có thể39;đừng bỏ qua vấn đề và đừng39; đừng đánh giá thấp con dấu điểm. Cái gọi là dòng là hệ thống niêm phong. Điểm được gọi là dành riêng cho một vị trí niêm phong nhất định. Nguyên tắc thiết kế phải là sự kết hợp giữa đường và điểm; thứ hai, cơ sở thiết kế con dấu thủy lực phải được hiểu chính xác. Chỉ với sự hiểu biết chính xác về cơ sở, xem xét toàn diện, cân nhắc mối quan hệ giữa các cơ sở này và thiết kế con dấu cũng như mối quan hệ giữa các cơ sở này, thì việc lựa chọn cấu trúc con dấu hoặc thiết bị bịt kín và lựa chọn vật liệu của các con dấu và thiết bị bịt kín này mới có thể được thực hiện; Cũng nên lựa chọn cẩn thận kích thước của con dấu, các bộ phận liên quan đến thiết bị bịt kín, độ chính xác vị trí hình học, độ nhám bề mặt và khoảng cách giữa các bộ phận; không được sơ suất ở các khía cạnh trên, nếu không thì không thể gọi là thiết kế cầu kỳ mà sẽ bịt kín thủy lực. Thiết kế này tiềm ẩn những nguy hiểm và sẽ có khả năng rò rỉ.
(1) Nguyên lý thiết kế phốt thủy lực cho xi lanh tác động đơn/kép
Nguyên lý thiết kế phốt thủy lực dựa trên thiết kế đường dây (hệ thống phốt). Thiết kế điểm (vị trí bịt kín cụ thể) được bao gồm trong thiết kế đường và phải chính xác. Thiết kế đường và điểm không thể tách rời và tạo thành một tổng thể.
Thiết kế đường dây có hai ý nghĩa: đối với một thiết bị thủy lực đầy đủ, nó phải là thiết kế làm kín của toàn bộ hệ thống thủy lực. Nếu có rò rỉ ở bất kỳ bộ phận nào của hệ thống thì toàn bộ hệ thống bịt kín không hoàn hảo; thứ hai, có thể xem xét việc làm kín cho một bộ phận nào đó. Đó là một điểm, chẳng hạn như con dấu ở một khớp nhất định trong đường ống, nhưng nếu con dấu trong xi lanh thủy lực được xem xét thì đó phải là khái niệm có dây. Ngay cả khi xem xét hệ thống làm kín, có thể hệ thống làm kín được hình thành bằng cách bịt kín một số vị trí, việc bịt kín xi lanh thủy lực có hiệu quả và sẽ không có hiện tượng rò rỉ vượt quá quy định. Có thể không thành công nếu bạn chỉ chọn con dấu hoặc hình dạng và cấu trúc của thiết bị bịt kín theo áp suất định mức của xi lanh thủy lực. Nếu áp suất định mức của xi lanh thủy lực là PN =50MPa, áp suất làm việc thực tế cao hơn hoặc rất cao hoặc rất thấp, chẳng hạn như áp suất làm việc PN ≥50MPa hoặc. Khi PN<50MPa, thiết kế trên có thể thất bại và rò rỉ sẽ xảy ra trong toàn bộ quá trình hoạt động của xi lanh thủy lực. Tất nhiên, tại PN=50MPa, xi lanh thủy lực sẽ không bị rò rỉ. Mỗi loại cấu trúc của con dấu hoặc thiết bị bịt kín có diện tích hiệu quả bịt kín áp suất tối ưu riêng và các loại cấu trúc khác nhau của con dấu hoặc thiết bị bịt kín có diện tích hiệu quả bịt kín áp suất tối ưu khác nhau. Nếu không dựa vào giá trị áp suất định mức của nó để chọn một dạng phốt hoặc thiết bị bịt kín nhất định mà dựa trên giá trị áp suất định mức của nó và chia từ áp suất 0 đến áp suất định mức pN=50MPa thành nhiều vùng áp suất: áp suất thấp, áp suất trung bình và thấp, áp suất cao trung bình, áp suất cao, liên quan đến phần áp suất của nó, tương ứng với việc lựa chọn các dạng con dấu hoặc thiết bị bịt kín khác nhau. Nó được sử dụng để lựa chọn một số con dấu kết cấu (thiết bị bịt kín) khác nhau để tạo thành hệ thống làm kín của xi lanh thủy lực. Tại thời điểm này, xi lanh thủy lực sẽ không bị rò rỉ trong toàn bộ quá trình làm việc - bất kể áp suất thấp, áp suất trung bình hay áp suất cao. Nhân vật1, đặc biệt là đường cong đặc tính niêm phong tổng hợp3 trong hình này minh họa đầy đủ: thiết kế con dấu thủy lực phải tuân theo nguyên tắc thiết kế đường là thiết kế điểm chính, hàng đầu và sự kết hợp giữa đường và điểm. Nói cách khác, thiết kế của phốt thủy lực phải dựa trên suy nghĩ của hệ thống bịt kín. Hãy xem xét hiệu suất bịt kín và thiết kế lấy các yêu cầu về vị trí bịt kín làm điểm bắt đầu; nghĩa là lựa chọn hợp lý các loại con dấu hoặc thiết bị niêm phong khác nhau và tối ưu hóa sự kết hợp của chúng, tận dụng tối đa cơ chế niêm phong và đặc điểm của từng loại con dấu và áp dụng phương pháp kết nối nối tiếp để đạt được thành phần tốt hơn Hệ thống niêm phong, cộng với kích thước rãnh hợp lý, độ nhám bề mặt và độ hở phù hợp của các bộ phận liên quan. Cùng với quy trình lắp ráp hợp lý, có thể đạt được hiệu suất bịt kín như mong đợi và không có hiệu ứng rò rỉ.
1. Đường cong niêm phong của vòng chữ O2. Đường cong niêm phong của Stem Seal3. Đường cong đặc tính niêm phong tổng hợp
Quả sung.1 Sơ đồ chồng chất các đường cong làm kín của Phớt gốc và vòng chữ O
(2) Cơ sở thiết kế phốt thủy lực của xi lanh tác động đơn/kép
Cơ sở của thiết kế con dấu thủy lực trước hết là điều kiện làm việc. Con dấu phải đáp ứng các yêu cầu về điều kiện làm việc. Hình dạng và cấu trúc của con dấu hoặc thiết bị bịt kín và vật liệu chế tạo chúng phải phù hợp với điều kiện làm việc. Chỉ bằng cách này mới có thể đạt được mục đích của thiết kế phốt thủy lực: ngăn chặn độ kín khí. Chất lỏng trong khoang chảy từ phía áp suất cao sang phía áp suất thấp qua ranh giới của khoang kín, được gọi là rò rỉ.
Các điều kiện làm việc phổ biến bao gồm áp suất, tốc độ, trung bình và nhiệt độ; vị trí môi trường đề cập đến đại dương, đất liền, bầu trời, vùng nhiệt đới, ôn đới và băng giá; ngoài trời, trong nhà, sạch sẽ và bụi bặm, đầy khí ăn mòn hoặc chỉ có không khí Những nơi, v.v.
Dưới đây là một số điểm cần được nhấn mạnh. Các mục trên là tất cả các yếu tố phải được xem xét trong việc thiết kế con dấu thủy lực. Bỏ qua bất kỳ trong số chúng có thể dẫn đến thất bại trong thiết kế. Thứ hai, không bao giờ nên hiểu áp suất, nhiệt độ và tốc độ theo quan điểm tĩnh. Nó phải được xử lý từ quan điểm năng động, đủ để chúng thay đổi làm cơ sở cho thiết kế. Do đó, phốt thủy lực được thiết kế phải đáp ứng các yêu cầu của toàn bộ quá trình thay đổi của nó. Ví dụ, áp suất là giá trị tham số chính của thiết kế phốt thủy lực. Nếu áp suất định mức của hệ thống thủy lực là40Mpa, chỉ cần thiết kế một con dấu tĩnh là đủ. Tuy nhiên, là một thiết kế phốt động, một dạng phốt kết cấu nhất định sẽ được chọn. Mặc dù nó có thể đảm bảo rằng bộ phận điều hành trong hệ thống, chẳng hạn như xi lanh thủy lực, không bị rò rỉ ở áp suất p=40MPa, áp suất của hệ thống thường được xử lý bằng áp suất bằng 0 (đôi khi quá trình này rất ngắn), nhưng luôn tồn tại) có thể đạt được40MPa thì bộ truyền động này trước đây40MPa, nó có áp suất bằng 0, áp suất thấp, áp suất thấp, v.v., và xi lanh thủy lực có thể bị rò rỉ ở áp suất thấp, và khi phốt thủy lực được thiết kế, nó đặc biệt năng động. Để làm kín, quá trình thay đổi áp suất của chất lỏng môi trường từ áp suất 0 đến áp suất định mức (đặc biệt là áp suất trên áp suất trung bình và cao) cần được xem xét. Để đảm bảo độ kín tốt không bị rò rỉ, có thể chọn nhiều loại phớt khác nhau hoặc nhiều bộ phớt hoặc thiết bị bịt kín đáp ứng thiết kế của phớt thủy lực. Ví dụ, con dấu ba thành phần hoặc năm thành phần được sử dụng cho xi lanh thủy lực trên phạm vi quốc tế. Tốc độ làm việc cũng phải được xử lý dưới góc nhìn luôn thay đổi. Những thay đổi về tốc độ ảnh hưởng đến ma sát giữa các bộ phận chuyển động tương đối, lực cản ma sát, độ mòn của vòng đệm, thậm chí cả khả năng khởi động và nhiều ảnh hưởng khác. Nhiệt độ cũng là một lượng thay đổi, một thông số thay đổi. Nó có ảnh hưởng lớn đến vật liệu bịt kín trong phớt thủy lực. Một số thiết bị thủy lực sẽ hoạt động ở nhiệt độ hàng chục độ dưới 0 độ C và sau đó hoạt động ở nhiệt độ hàng chục độ trên 0 độ C hoặc thậm chí hàng trăm độ. Một số vật liệu bịt kín có thể chịu được lượng lớn như vậy. Phạm vi thay đổi nhiệt độ. Mặc dù một số vật liệu bịt kín có nhiều đặc tính tuyệt vời, chẳng hạn như khả năng chống dầu, chống mài mòn và độ bền cơ học cao, nhưng chúng có khả năng chịu nhiệt độ thấp. Ví dụ, con dấu polyurethane, khi nhiệt độ vượt quá80, nó sẽ không thích ứng. Hiệu suất bịt kín bị suy giảm và không thể sử dụng được. Do đó, phạm vi nhiệt độ cũng là một thông số thay đổi phải được xem xét trong thiết kế phớt thủy lực. Ngoài ra, mặc dù tải trọng có thể bị phản xạ bởi áp suất nhưng áp suất không thể phản ánh đầy đủ tác động của tải trọng lên phốt. Vì vậy, tải trọng thực tế phải được hiểu và phân tích khi thiết kế con dấu. Chẳng hạn như sự thay đổi giá trị của tải trọng, sự thay đổi hướng, biên độ và tần số thay đổi tương ứng của chúng cũng như thời gian chiếm giữ của pha thay đổi, việc xem xét như vậy chắc chắn sẽ cải thiện và hoàn thiện độ tin cậy của phốt thủy lực được thiết kế.
Prev : Ba Vấn Đề Cố Định Của Hệ Thống Thủy Lực Và Giải Pháp
Next : Lý do thất bại của vòng đệm hình chữ Y và các biện pháp phòng ngừa
