Produkty

Prečo sa tolerancia priamosti s pribúdajúcou dĺžkou tyče sprísňuje

Väčšina ľudí predpokladá, že tolerancia priamosti je pevnou hodnotou, ale za extra dlhá hydraulická piestna tyč v skutočnosti sa musí zmenšovať proporcionálne so zvyšujúcou sa dĺžkou, nie zostať konštantná. Tyč, ktorá je úplne prijateľná na 2 metre s určitou odchýlkou ​​na meter, sa môže stať mechanicky nestabilnou pri 6 alebo 8 metroch, ak sa namiesto prísnejšej hodnoty na meter použije rovnaká absolútna tolerancia. To je dôvod, prečo sú extra dlhé tyče zvyčajne špecifikované s priamosťou vyjadrenou ako odchýlka na meter dĺžky, a nie ako jediné celkové číslo, pretože malá uhlová chyba sa výrazne spája s dlhším rozpätím.

Na efekte zloženia záleží najviac pri úplnom vytiahnutí, kde je nepodporovaná dĺžka prúta najväčšia a dokonca aj mierny sklon sa premieta do nerovnomerného kontaktného tlaku na tesnenie. V priebehu tisícok cyklov tento nerovnomerný kontakt urýchľuje opotrebovanie na jednej strane tesnenia dlho predtým, ako zvyšok tesnenia vykazuje známky degradácie.

Hydraulické piestne tyče výložníka sa zaoberajú uhlom zaťaženia, nielen hmotnosťou zaťaženia

Bežné nedorozumenie s hydraulické piestnice výložníka zaobchádza s menovitým zaťažením ako s čisto zvislou silou. V praxi valce výložníka zažívajú neustále sa meniace uhly zaťaženia, keď sa výložník artikuluje cez svoj pracovný rozsah, čo okrem axiálnej tlakovej alebo ťahovej sily, pre ktorú bol primárne navrhnutý, prináša na tyč ohybový moment. Toto kombinované zaťaženie je dôvodom, prečo tyče výložníka vo všeobecnosti potrebujú väčší priemer vzhľadom na ich zdvih, ako by si vyžadovala tyč používaná pri jednoduchom priamočiarom zdvíhaní.

Kde sa koncentruje extra stres

Ohybové napätie spôsobené šikmým zaťažením sa pozdĺž tyče nerozdeľuje rovnomerne. Sústreďuje sa v blízkosti bodu maximálnej nepodoprenej dĺžky, zvyčajne v blízkosti úplného predĺženia, čo je tiež miesto, kde je už riziko vybočenia najvyššie. Toto prekrývanie je dôvodom, prečo k poruchám tyče výložníka, keď k nim dôjde, je neúmerne pravdepodobné, že k nim dôjde počas vysunutej, šikmej prevádzky, a nie počas zaťahovania alebo neutrálnej polohy.

Pomer štíhlosti: číslo, ktoré skutočne predpovedá vybočenie

Pre extra dlhé hydraulické piestne tyče výložníka Jediným najužitočnejším technickým údajom nie je samotný priemer alebo trieda materiálu – je to pomer štíhlosti, vypočítaný z efektívnej dĺžky tyče vydelenej jej polomerom otáčania. Vysoký pomer štíhlosti znamená, že prút je oveľa náchylnejší na vybočenie pri tlakovom zaťažení, ako by mal kratší, mohutnejší prút s rovnakým priemerom, aj keď sú oba vyrobené z rovnakého materiálu.

Toto je jeden z výpočtov, ktorý spúšťame v ranej fáze návrhu vždy, keď vyvíjame mimoriadne dlhú hydraulickú piestnu tyč výložníka, pretože odhadovanie priemeru na základe samotnej dĺžky zdvihu má tendenciu buď zbytočne prestavať tyč, alebo ju nechať náchylnú na vybočenie v skutočných pracovných podmienkach.

Hrúbka povlaku a tvrdosť nie sú rovnaký kompromis

Prekvapivý počet kupujúcich predpokladá, že hrubší povlak automaticky znamená odolnejšiu piestnicu hydraulického valca, ale hrúbka povlaku a tvrdosť substrátu riešia dva rôzne problémy. Hrubšia vrstva tvrdého chrómu zlepšuje odolnosť proti korózii a môže predĺžiť životnosť samotného povlaku, ale ak podkladová oceľ nebola vytvrdená indukčným kalením alebo podobným procesom, tyč zostáva náchylná na deformáciu pri silnom bočnom zaťažení, pretože povlak nepridáva štrukturálnu pevnosť materiálu jadra.

• Hrubšie povlaky časom zlepšujú odolnosť proti povrchovej korózii a abrazívnemu opotrebovaniu
• Tvrdosť jadra určuje, ako dobre tyč odoláva ohybu alebo pretlačeniu pri mechanickom náraze
• Príliš hrubé nátery môžu v skutočnosti zvýšiť riziko odlupovania, ak priľnavosť nie je správne kontrolovaná počas pokovovania
• Tyč s tvrdeným jadrom a vhodne tenkým, dobre priľnavým povlakom zvyčajne prekoná ten, ktorý má na mäkkom jadre iba hrubý povlak.

Medziľahlý rozstup podpier mení efektívnu dĺžku vzperu

Vo viacstupňových zostavách výložníka nie je efektívna dĺžka vzperu tyče len jej plná fyzická dĺžka – je to nepodporovaná vzdialenosť medzi vodiacimi bodmi. Pridanie medziľahlých podpier pozdĺž dráhy pohybu hydraulickej piestnice výložníka môže zmysluplne znížiť efektívnu dĺžku použitú pri výpočtoch vybočenia, čo je dôvod, prečo niektoré konštrukcie extra dlhých výložníkov obsahujú dodatočné vodiace puzdrá alebo podporné konzoly namiesto toho, aby sa spoliehali iba na väčší priemer tyče na zvládnutie záťaže.

Tento kompromis je dôležitý v aplikáciách, ako sú stroje na hromadenie a rýpadlá, kde je geometria výložníka často obmedzená celkovou veľkosťou stroja. Namiesto nekonečného zväčšovania priemeru prúta, ktoré zvyšuje hmotnosť a náklady, je navrhovanie podpornej konštrukcie okolo prúta často efektívnejším spôsobom, ako kontrolovať riziko vybočenia a zároveň udržať zostavu v rámci rozpočtu na hmotnosť.

Preprava a manipulácia spôsobujú väčšie škody, ako väčšina ľudí očakáva

Je ľahké predpokladať, že akonáhle mimoriadne dlhá hydraulická piestna tyč prejde konečnou kontrolou, je za tým riziko poškodenia, ale preprava a manipulácia predstavujú významný podiel povrchových chýb zistených u dlhých tyčí ešte pred ich inštaláciou. Prút spočívajúci bez podpory po celej svojej dĺžke počas prepravy môže vyvinúť mierny trvalý oblúk jednoducho zo svojej vlastnej hmotnosti, najmä ak nie je uložený na viacerých bodoch pozdĺž svojej dĺžky.

• Tyče by mali byť počas prepravy podopreté na viacerých miestach, nielen na dvoch koncoch
• Ochranný návlek pomáha predchádzať poškriabaniu povrchu pri kontakte s obalovými materiálmi alebo susednými tyčami
• Vertikálne skladovanie je niekedy uprednostňované pred horizontálnym skladovaním pre veľmi dlhé prúty, aby sa zabránilo postupnému prehýbaniu počas dlhšieho skladovania
• Body zdvíhania by mali byť identifikované vopred, pretože nesprávne zdvíhanie môže spôsobiť ohyb, ktorý nie je viditeľný, kým tyč nie je zaťažená

Keď sme už roky vyrábali piestne tyče na ochranu vody, námorné a ťažobné zariadenia v našom zariadení vo Wuxi, zistili sme, že postupy balenia a manipulácie s mimoriadne dlhými tyčami často vyžadujú rovnakú pozornosť ako samotný proces obrábania.

Život s únavou je iná otázka ako statická sila

A piestnica hydraulického valca môže ľahko prejsť statickým zaťažovacím testom a stále zlyhať pred očakávanou životnosťou, ak sa únavový výkon riadne nezohľadnil. Statické testovanie pevnosti potvrdzuje, že prút zvládne danú záťaž raz, ale únavová životnosť popisuje, ako prút vydrží pri opakovanom cyklovaní, čo je stav, ktorý skutočne zažíva v reálnej prevádzke. Kvalita povrchovej úpravy tu zohráva významnú úlohu, pretože mikroskopické nerovnosti povrchu pôsobia ako body koncentrácie napätia, kde majú tendenciu vznikať únavové trhliny počas tisícok cyklov.

To je jeden z dôvodov, prečo sú špecifikácie drsnosti povrchu pre piestne tyče často prísnejšie, ako by bolo potrebné len kvôli kompatibilite tesnení. Na tyči, ktorá dokonale tesní pri mierne hrubšom povrchu, sa môžu objaviť únavové praskliny skôr, ako pri obrábaní a leštení na jemnejšiu toleranciu, najmä pri aplikáciách s vysokým cyklom, ako sú valce výložníka rýpadiel, ktoré sa neustále vysúvajú a zasúvajú počas pracovného dňa.