Всестороннее руководство для Гидравлический цилиндр Дизайн: анализ основных принципов и стандартизированных процессов

 

Являясь основным компонентом гидравлической системы, конструкция гидравлического цилиндра должна балансировать производительность, надежность и экономичность.В этой статье будут систематически рассмотрены основные принципы, стандартные процессы и технические спецификации, которые должны соблюдаться в процессе проектирования, чтобы помочь инженерам эффективно завершить конструктивную оптимизацию.

 

Десять основных принципов проектирования гидравлических цилиндров

1.Выходная мощность и управление движением

Убедитесь, что гидравлический цилиндр может стабильно выводить заданную тягу или силу тяги и точно контролировать скорость движения и ход.Площадь поршня должна быть определена посредством расчета нагрузки, а размер диаметра цилиндра должен быть совпадает с давлением системы.В то же время следует учитывать влияние инерциальной силы на скорость.

2.Тройная гарантия структурной прочности

Корпус цилиндра должен быть изготовлен из высокопрочных материалов, таких как сталь No45, и его несущая способность должна быть улучшена путем термической обработки.К числу ключевых показателей относятся:

- Толщина стенки ствола цилиндра должна соответствовать рабочему давлению более 20 МПа.

- Соотношение диаметра поршневого стержня к ходу должно быть ≤ 1: 10, чтобы предотвратить продольное изгибение.

- Проверяется прочность соединительной части конечного покрытия.Как правило, используются фланцевые или резьбовые соединения.

3.Компактный и легкий дизайн

Исходя из требования к прочности, в качестве базового материала для ствола цилиндра следует предпочтительно использовать трубы из холоднопротяженной бесшивной стали.Благодаря процессу точного отвертывания шероховатость внутреннего отверстия должна контролироваться в пределах Ra0,4μm, что может уменьшить размер и обеспечить точность скольжения.

4.Модульная уплотнительная система

Применяется комбинированная уплотнительная схема:

- уплотнение поршня: полиуретан U-кольцо + Тефлон скользящее кольцо.

- уплотнение стержня: шаговое пломбирование от пыли + кольцо.

- Статическое уплотнение: металлическая уплотнительная прокладка.

5.Технология динамического буфера

Для условий работы со скоростью > 0,5 м / с следует конфигурировать многоступенчатое буферное устройство дросселяции.Плавное торможение может быть достигнуто с помощью регулируемого дроссельного клапана, снижающего ударную нагрузку более чем на 30%.

6.Дизайн экологической адаптации

- В пыльной среде: Добавьте двойную герметику от пыли.

- В высокотемпературных рабочих условиях: Используйте уплотнения из фторированного каучука.

- В коррозионной среде: На внутреннюю стенку ствола цилиндра следует нанести твердо-хромную покрытие.

7.Применение стандартизированных компонентов

Стандартные диаметры цилиндров (φ32 / 40 / 50 и т. д.).Предпочтительнее использовать в соответствии с стандартом ISO6020 / 6022, а поршнные стерлки должны быть классифицированы в соответствии со стандартами DIN / ISO (например, DIN2391 для точных труб).

 

Девятиэтапный стандартный процесс проектирования

Этап 1: Определение основных параметров

- Собирайте основные параметры, такие как максимальная рабочая нагрузка, диапазон хода и частота работы.

- Определить метод монтажа (тип шерсти / тип фланца / тип ножки).

Этап 2: Расчет энергетической системы

1.Расчет диаметра поршня:

\ (D =\ sqrt {\ frac {4F} {\ pi P}}\)

(F: выходное усилие, P: давление системы)

2.Соответствие потока:

\ (Q = Av / 612\)

(A: площадь поршня, v: скорость движения)

Этап 3: Структурный дизайн

- Проверка толщины стенки ствола цилиндра:

\ (t\ geq\ frac {PD} {2\ sigma}\)

σ (допустимое напряжение материала)

- Проверка стабильности поршненного стержня:

Формула Эйлера применяется для расчета критической нагрузки.

Этап 4: Конфигурация вспомогательной системы

- Буферное устройство: Выбор между буферными устройствами типа поршня и типа зазора.

- Выхлопный клапан: Установите автоматический выхлопный компонент в верхней части.

- Интеграция датчиков: Интеграция устройства обнаружения перемещения типа магнитного кольца.

Этап 5: Планирование производственного процесса

1.Обработка ствола цилиндра:

Грубое бурение → тонкая срезка → прокат (твердость поверхности ≥HRC60)

2.Обработка стержня:

Затушение и закаление → Хромное покрытие (толщина покрытия 0,03 - 0,05 мм) → Супер-окончательная шлифовка

 

Технические характеристики ключевых компонентов

1.Сборка блока цилиндра

- Материал: трубы из холоднопротяженной бесшивной стали (No 20 / No 45)

- Прямость: ≤0,08 мм / 1000 мм

- Допуск к внутреннему отверстию: H8-H9

2.Система поршня

- Ширина проводящей полосы: 0,3 - 0,5 раз диаметра цилиндра

- Зазоры: 0,05 - 0,15 мм (для поддержания масляной пленки)

3.Система уплотнения

- Рабочая температура: -30°C ~ + 200°C

- Уровень сопротивления давлению: ≥1,5 раз давления системы

 

Систематическое применение этих критериев конструкции позволяет увеличить срок службы гидравлического цилиндра на 30% - 50%.Рекомендуется выявлять состояние уплотнения каждые 5000 рабочих часов и проводить профилактическое обслуживание на ключевых размерах фиксации.