Khi mộtxi lanh thủy lựcdi chuyển một cơ cấu nặng nhiều tấn ở tốc độ trên 0,1 đến 0,2 m/s (4 đến 8 in/s), đưa khối lượng đó đến điểm dừng đột ngột so với nắp đầu xi lanh sẽ tạo ra cú sốc hủy diệt cực lớn.
Nhiều nhà thiết kế thiết bị cho rằng việc đặt van xả hệ thống chính ở mức 3.000 psi sẽ bảo vệ toàn bộ bộ truyền động. Trong thực tế, khi piston đi qua cổng thoát chính và đi vào vùng đệm, dầu bị mắc kẹt chỉ có một lối thoát nhỏ: van kim đã được hiệu chỉnh hoặc lỗ chính xác.
Nếu hình dạng đệm quá nhỏ hoặc được điều chỉnh không đúng cách, áp suất giảm tốc bị mắc kẹt phía sau thanh đệm có thể dễ dàng tăng vọt lên hơn 6.000 đến 10.000 psi (400 đến 700 bar) trong vài mili giây.
Trải qua hàng ngàn chu kỳ, những áp suất quá độ dữ dội này dẫn đến:
Đệm thủy lực bên trong chuyển đổi động năng của khối chuyển động (cộng với lực đẩy liên tục từ máy bơm) thành nhiệt bằng cách ép một lượng dầu bị giữ lại qua một lỗ bị hạn chế trong một hành trình giảm tốc ngắn (thường là 20 đến 40 mm hoặc 0,75 đến 1,5 in).
Một cụm đệm được thiết kế phù hợp bao gồm ba bộ phận cơ khí cốt lõi:
Tính toán áp suất và năng lượng đệm từng bước Để xác định xem đệm bên trong có thể xử lý tải của bạn một cách an toàn mà không vượt quá ngưỡng nổ hoặc ngưỡng mỏi của xi lanh hay không, hãy tính tổng năng lượng được hấp thụ:
Ek = ½ m v2
Ở đâu:
m = Tổng khối lượng chuyển động (bao gồm piston, thanh truyền, phụ kiện và tải trọng bên ngoài tính bằng kg hoặc lb)
v = Vận tốc tối đa tại thời điểm mũi giáo đệm chạm vào khoang (m/s hoặc in/s)
Nếu lưu lượng bơm tiếp tục trong quá trình giảm tốc, áp suất hệ thống tiếp tục đẩy piston qua hành trình đệm sc:
Wprop = Fprop × sc = (Psys × Apiston) × sc
Ở đâu:
Psys = Áp suất hệ thống lái xe (Pa hoặc psi)
Apiston = Diện tích hiệu dụng của phía lái xe (m2 hoặc in2)
sc = Chiều dài hiệu dụng của giáo đệm (m hoặc in)
Etotal = Ek + Wprop ± Trọng lượng
(Cộng hoặc trừ công trọng trường m g sc sinθ nếu chuyển động thẳng đứng hoặc nghiêng).
Lực giảm tốc trung bình Fdec cần có là:
Fdec = Etotal / sc
Áp suất thủy lực trung bình thu được bên trong buồng đệm Pcushion là:
Pcushion = Fdec / Acushion
Trong đó Acusion là diện tích hình khuyên của cột dầu bị giữ lại trong túi đệm (Abore − Aspear hoặc Arod).
Nguyên tắc chung về kỹ thuật: Áp suất nhất thời cao nhất trong quá trình đưa giáo vào ban đầu thường đạt 1,5 đến 2,2× áp suất đệm trung bình được tính toán. Nếu giá trị đỉnh tính toán vượt quá 1,5× áp suất mỏi định mức tối đa của xi lanh thì cần có van giảm tốc tỷ lệ bên ngoài hoặc thanh đệm tùy chỉnh dài hơn.
1. Đẩy lùi van kim hoàn toàn (Dòng chảy bằng 0): Người vận hành cố gắng loại bỏ tiếng ồn ở cuối hành trình đôi khi đóng hoàn toàn van kim. Điều này tạo ra khóa thủy lực hoàn toàn trong túi đệm, buộc dầu vượt qua khe hở của giáo và làm nổ các vòng đệm ở đầu.
2. Bỏ qua quán tính ngang của xe lăn tự do: Người thiết kế chỉ tính áp suất dẫn động mà quên động năng của xe lăn 10 tấn. Ngay cả ở áp suất thấp, quán tính cao sẽ đè bẹp lớp đệm bên trong.
3. Sử dụng đệm tiêu chuẩn với nước-Glycol hoặc dầu lạnh có độ nhớt cao: Chất lỏng đặc hơn hoặc chất lỏng chống cháy có độ nhớt thấp làm thay đổi đáng kể dòng chảy qua kim đo, gây ra tình trạng quá áp nghiêm trọng khi khởi động vào buổi sáng mùa đông.
4. Bỏ qua quá trình khử khí của chất lỏng: Dầu xốp, có ga đi vào đệm nén lại như lò xo, gây nảy, chết máy và giảm tốc thất thường.
Khi yêu cầu xi lanh có đệm được thiết kế từ HCIC, hãy cung cấp:
Các phép tính đệm được trình bày ở trên cung cấp các ước tính kích thước cơ bản dựa trên cơ học vật rắn. Áp suất động cực đại thực tế phụ thuộc vào mô đun khối dầu thủy lực, điện dung đường dây, hệ số xả lỗ kim và thời gian phản hồi của van. Thiết kế thiết bị cuối cùng phải được xác minh thông qua thử nghiệm bộ chuyển đổi áp suất và mô phỏng nhất thời.*
Các kỹ sư của HCIC chế tạo xi lanh thủy lực di động và công nghiệp tùy chỉnh với cấu hình đệm phù hợp cho các ứng dụng có tác động cao trên toàn thế giới.
