A xi lanh thủy lựccó thể chạy trơn tru trong hầu hết hành trình của nó và vẫn làm hỏng máy khi kết thúc hành trình. Sự cố thường xuất hiện dưới dạng va đập mạnh, khung rung, tăng áp suất, chốt gắn lỏng hoặc vòng đệm bắt đầu rò rỉ sớm hơn dự kiến.
Vấn đề thường không phải là xi lanh thiếu lực. Đó là khối lượng chuyển động chưa được giảm tốc một cách có kiểm soát trước khi piston chạm đến nắp cuối.
Đệm xi lanh thủy lực là phương pháp kỹ thuật được sử dụng để giảm tác động cuối cùng đó. Đệm tạo ra một đường dẫn dòng chảy bị hạn chế ở gần cuối hành trình. Khi piston đi vào vùng đệm, dầu sẽ bị ép qua vùng hạn chế. Lực cản thu được sẽ hấp thụ một phần năng lượng chuyển động và làm chậm piston trước khi tiếp xúc cơ học.
Lời giải thích đó rất đơn giản. Thiết kế đúng là không. Đệm quá hở có thể khiến pít-tông chạm vào nắp. Đệm quá chật có thể tạo ra áp suất tăng vọt, nhiệt độ quá cao hoặc độ trễ chu kỳ không thể chấp nhận được. Cài đặt phù hợp phụ thuộc vào tốc độ, tải trọng, độ nhớt của dầu, áp suất, nhiệt độ, lắp đặt và toàn bộ mạch điện.
Một tấm đệm không làm cho xi lanh “mềm” ở mọi nơi trong hành trình. Nó chỉ hoạt động trong phần cuối cùng của quá trình kéo dài, rút lại hoặc cả hai, tùy thuộc vào thiết kế hình trụ.
Đệm điều khiển ba sự kiện được kết nối:
Nếu một trong ba điều kiện này bị bỏ qua, việc điều chỉnh sẽ trở thành thử nghiệm và sai sót. Người vận hành có thể đóng van kim để loại bỏ tác động, chỉ tạo ra vấn đề về áp suất ở một nơi khác.
Tải trọng gần đến cuối hành trình mang động năng. Ở dạng đơn giản:
Ở đâumlà khối lượng chuyển động hiệu quả vàvlà vận tốc của piston lúc bắt đầu giảm tốc.
Bình phương về vận tốc có ý nghĩa quan trọng. Nếu tốc độ tăng lên, năng lượng cần được kiểm soát sẽ tăng nhanh hơn chính tốc độ đó. Một xi lanh chuyển động nhanh gấp đôi không chỉ cần khả năng giảm chấn gấp đôi; năng lượng chuyển động có thể cao hơn khoảng bốn lần khi khối lượng hiệu dụng không thay đổi.
Đây là lý do tại sao đệm hoạt động trên băng thử nghiệm không tải có thể bị hỏng khi xi lanh được kết nối với cấu trúc cần, trượt, trục lăn hoặc nâng. Máy bổ sung thêm khối lượng chuyển động và cũng có thể bổ sung thêm trọng lực, cơ năng dự trữ và thay đổi đòn bẩy.
Việc tính toán chỉ là lần kiểm tra đầu tiên. Thiết bị thực tế cũng cần xem xét ảnh hưởng của ma sát, hướng tải, không khí bị mắc kẹt, khả năng nén dầu và phản ứng của van.
Cách sắp xếp đệm thông thường sử dụng một thanh giáo đệm hoặc ống bọc đệm đi vào lỗ khoan phù hợp ở nắp cuối. Chuyển động của piston đóng đường quay trở lại bình thường và để lại một lối đi được kiểm soát nhỏ hơn cho dầu.
Trình tự thường là:
- Piston di chuyển trong hành trình chính với lực cản tương đối thấp.
- Mũi giáo đệm đi vào khoang nắp cuối.
- Diện tích đầu ra dầu có sẵn giảm.
- Áp suất ngược tăng lên phía đệm của piston.
- Piston giảm tốc trước khi tiếp xúc cơ học.
- Gần cuối hành trình, van một chiều hoặc đường rẽ nhánh cho phép di chuyển nhanh hơn theo hướng ngược lại, tùy theo thiết kế.
Hình học phải rõ ràng và đồng tâm. Một ngọn giáo bị hư hỏng, khoang bị ô nhiễm hoặc khe hở không chính xác sẽ làm thay đổi diện tích dòng chảy. Khi đó xi lanh có thể đệm không đều ngay cả khi bộ điều chỉnh bên ngoài không di chuyển.
Đệm điều chỉnh giúp kỹ thuật viên thay đổi hạn chế cho phù hợp với máy. Nó rất hữu ích khi tải, nhiệt độ dầu hoặc tốc độ chu kỳ thay đổi. Không được phép hoạt động bên ngoài xi lanh và xếp hạng mạch.
Quy trình điều chỉnh thực tế phải tuân theo trình tự được kiểm soát:
Sử dụng vị trí bắt đầu được phê duyệt để điều chỉnh đệm. Không bắt đầu với bộ điều chỉnh đóng hoàn toàn. Một lối đi bị hạn chế hoàn toàn có thể tạo ra sự gia tăng áp suất trước khi người vận hành hiểu được chuyện gì đang xảy ra.
Nếu thiết kế máy cho phép, hãy kiểm tra chuyển động ở tốc độ giảm và không có người không cần thiết ở gần cấu trúc chuyển động. Xác nhận hướng chuyển động, vị trí kết thúc hành trình và phương pháp dừng khẩn cấp có sẵn.
Ghi lại cài đặt gốc. Thực hiện một thay đổi nhỏ, lặp lại chuyển động tương tự và quan sát tác động, thời gian dừng, trạng thái áp suất và nhiệt độ. Nếu người vận hành thay đổi lưu lượng bơm, điều chỉnh đệm và điều chỉnh thời gian van cùng lúc thì kết quả không thể bắt nguồn từ một nguyên nhân.
Sự kéo dài và rút lại không phải lúc nào cũng có tải trọng hiệu dụng như nhau. Một hình trụ thẳng đứng có thể được hỗ trợ bởi trọng lực theo một hướng và ngược lại bởi trọng lực theo hướng khác. Một chiếc đệm có thể chấp nhận được trong quá trình kéo dãn có thể quá mạnh khi rút lại.
| Triệu chứng hiện trường | Nguyên nhân có thể để điều tra | Kiểm tra đầu tiên |
|---|---|---|
| Cú va chạm mạnh ở mức tối đa | Đệm quá hở, đệm không khớp, tốc độ quá cao | Xác nhận sự gắn kết của đệm và các dấu tiếp xúc của nắp cuối |
| Chuyển động cuối cùng chậm | Hạn chế quá chặt, dầu nguội, đường dẫn dòng chảy quá nhỏ | So sánh nhiệt độ và áp suất dầu trong quá trình giảm chấn |
| Áp suất tăng đột biến gần cuối hành trình | Hạn chế quá mức, không khí bị mắc kẹt, phản ứng giảm mạch kém | Theo dõi áp suất với điểm kiểm tra và định mức chính xác |
| Hành vi khác nhau khi nóng | Độ nhớt của dầu thay đổi theo nhiệt độ, rò rỉ bên trong hoặc độ nhạy cài đặt | Lặp lại thử nghiệm ở nhiệt độ hoạt động ổn định |
| Đệm chỉ hoạt động theo một hướng | Đệm một bên, vấn đề về van một chiều hoặc tải không đồng đều | Kiểm tra cả mạch đệm và hướng tải |
| Tiếng gõ vẫn còn sau khi điều chỉnh | Khoảng hở cơ học hoặc chuyển động của khung có thể liên quan đến | Kiểm tra chốt, ống lót, giá đỡ và điểm dừng cứng |
Bảng này là hướng dẫn khắc phục sự cố, không phải là chẩn đoán. Cùng một triệu chứng có thể có nhiều nguyên nhân. Không được sửa đổi xi lanh trước khi kiểm tra nguyên nhân phía máy.
Đệm không thể bù cho mạch điều khiển không phù hợp. Các mục sau đây có thể thay đổi trạng thái cuối hành trình:
Thiết bị kiểm soát dòng chảy xác định tốc độ xi lanh tiếp cận vùng đệm. Việc bố trí đồng hồ đo vào và ra hoạt động khác nhau khi tải quá tải. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào hướng tải và nguy cơ chuyển động không kiểm soát được.
Khi điện trở đệm tăng, áp suất có thể tăng nhanh. Van giảm áp phải bảo vệ mạch điện mà không cho phép piston dừng đột ngột. Việc cài đặt, phản hồi và vị trí của van phải được xem xét cùng với định mức áp suất xi lanh.
Tải trọng thẳng đứng hoặc treo có thể yêu cầu bố trí kiểm soát tải. Đệm là một thiết bị giảm tốc; nó không phải là sự thay thế cho chức năng giữ tải hoặc đối trọng được thiết kế phù hợp.
Không khí có thể làm cho chuyển động cuối cùng trở nên uyển chuyển, ồn ào và không nhất quán. Trước khi đánh giá đệm, hãy xả khí hệ thống theo quy trình của máy và kiểm tra xem có không khí đi vào từ phía hút hoặc mức bình chứa thấp hay không.
Hạn chế bị ảnh hưởng bởi độ nhớt của chất lỏng. Cài đặt được thiết lập bằng dầu nguội có thể hoạt động khác sau khi máy đạt đến nhiệt độ vận hành. Việc vận hành phải bao gồm kiểm tra chu kỳ khởi động, không chỉ kiểm tra lần khởi động đầu tiên.
Khi đặt hàng một xi lanh thủy lực tùy chỉnh, dữ liệu sau phải được gửi đến nhà sản xuất xi lanh:
- Khối lượng chuyển động hiệu dụng
- Tốc độ yêu cầu trước vùng đệm
- Hướng tải kéo dài và rút lại
- Hành trình và chiều dài đệm có sẵn
- Áp suất làm việc và đỉnh điểm
- Loại chất lỏng thủy lực và phạm vi nhiệt độ
- Bố trí lưu lượng bơm và van
- Kiểu lắp đặt và điều kiện căn chỉnh
- Thời gian chu kỳ cần thiết
- Cần có đệm khi kéo dài, rút lại hay cả hai
Bản vẽ phải xác định vị trí đệm, khả năng điều chỉnh, vị trí cổng, kích thước lắp đặt và bất kỳ điểm dừng cơ học nào. “Có đệm” không phải là thông số kỹ thuật hoàn chỉnh.
Nếu máy đã vận hành với va chạm cuối hành trình lặp đi lặp lại, hãy kiểm tra kỹ hơn vòng đệm xi lanh. Kiểm tra:
- Chân gắn đầu thanh và đầu nắp
- Ống lót và lỗ khoan
- Giá đỡ hàn
- Điểm dừng cơ học
- Kết nối ống và kẹp ống
- Độ thẳng của thanh xi lanh và tình trạng bề mặt
- Dấu vết cuối xung quanh khoang đệm
- Hồ sơ nhiệt độ và áp suất dầu
Điểm dừng cứng chuyển năng lượng vào cấu trúc hoàn chỉnh. Việc thay thế xi lanh mà không sửa chốt lỏng, giá đỡ bị lệch hoặc cài đặt van không chính xác chỉ có thể chuyển lỗi sang bộ phận thay thế tiếp theo.
Một số máy cần một giải pháp khác. Nếu tải phải dừng ở một số vị trí, điều khiển tỷ lệ bên ngoài, phanh thủy lực hoặc mạch điều khiển chuyển động chuyên dụng có thể phù hợp hơn. Nếu xi lanh đang được sử dụng làm điểm dừng kết cấu, điểm dừng cơ học có thể cần được thiết kế lại thay vì yêu cầu đệm hấp thụ tải trọng bất thường.
Câu hỏi đúng không phải là “Đệm xi lanh có thể che giấu tác động được không?” Đó là “Năng lượng chuyển động nên được kiểm soát ở đâu và hệ thống sẽ chứng minh rằng nó được kiểm soát một cách nhất quán như thế nào?”
Đệm xi lanh thủy lực là một bộ phận nhỏ của xi lanh, nhưng nó nằm ở điểm chuyển động trở thành lực. Thiết kế đúng bắt đầu bằng khối lượng và tốc độ chuyển động, sau đó tiếp tục thông qua hình học đệm, hạn chế dòng chảy, bảo vệ mạch, nhiệt độ và căn chỉnh máy.
Đối với dự án OEM hoặc dự án thay thế, hãy cung cấp dữ liệu tải trọng, tốc độ, hành trình, áp suất, dầu và lắp đặt thực tế. Sau đó, nhà sản xuất xi lanh có thể xem xét yêu cầu về đệm như một phần của cụm thủy lực hoàn chỉnh thay vì coi nó như một lựa chọn tiêu chuẩn.
Nếu xi lanh của bạn va đập mạnh vào cuối hành trình, hãy gửi bản vẽ xi lanh, áp suất vận hành, tốc độ dòng chảy, hành trình, tốc độ chu kỳ và mô tả ngắn gọn về tải. HCIC có thể xem xét thông số kỹ thuật của xi lanh và các điều kiện ứng dụng trước khi đưa ra đề xuất thay thế hoặc thiết kế tùy chỉnh.
