Co to jest cylinder ponownego fazowania w hydraulice mobilnej?

Gdy w maszynie mobilnej dwa lub więcej cylindrów hydraulicznych porusza się razem, niewielkie różnice w wyciekach, obciążeniu, objętości węża i przemieszczeniu cylindrów mogą stopniowo spowodować ich przesunięcie.

Cylinder ponownego fazowania koryguje ten skumulowany błąd. Cylindry te są powszechne wmobilne układy hydraulicznektóre łączą wiele cylindrów szeregowo i wymagają ich wielokrotnego powrotu do tego samego względnego położenia. Typowe zastosowania obejmują narzędzia rolnicze, sprzęt składany, ramy podnoszące i systemy-montowane na ciężarówkach.

W przeciwieństwie do konwencjonalnego cylindra, cylinder do ponownego fazowania zwykle ma wewnętrzny kanał obejściowy lub rowek w pobliżu jednego końca skoku. Kiedy tłok osiągnie ten punkt, olej przepływa wokół niego i przechodzi do następnego cylindra. Każdy opóźniony cylinder może następnie dokończyć swój skok, przywracając zestaw do fazy.

Jak działa cylinder ponownego fazowania

Cylinder fazujący pomaga grupie-połączonych szeregowo cylindrów przywrócić wzajemne położenie w określonym punkcie cyklu operacyjnego. Układ ten jest często nazywany systemem cylindrów głównych-i-podrzędnych.

Podczas normalnego wysuwania olej dostaje się do końca korka głównego cylindra. Olej wyparty z końcówki drążka głównego przepływa następnie do końcówki cylindra podrzędnego.

Podstawowa ścieżka przepływu to:

Pompa → Koniec pokrywy cylindra głównego → Koniec tłoczyska głównego cylindra → Koniec pokrywy cylindra podporządkowanego → Koniec tłoczyska cylindra podporządkowanego → Powrót

Cylindry są tak dobrane, aby objętość opuszczająca cylinder główny była ściśle dopasowana do objętości potrzebnej dla cylindra podrzędnego. Gdy objętości się zgadzają, oba cylindry poruszają się z w przybliżeniu tą samą prędkością.

Doskonała synchronizacja nie trwa w nieskończoność. Wycieki wewnętrzne, uwięzione powietrze, zużyte uszczelki, nierówne obciążenia, zmiany temperatury i tolerancje produkcyjne mogą powoli zmieniać względne położenie cylindrów.

Przy pełnym wysunięciu tłok główny przechodzi lub odsłania swój wewnętrzny rowek ponownego fazowania. Olej może następnie ominąć tłok i przepływać w dół, umożliwiając opóźnionemu cylindrowi podrzędnemu dokończenie skoku. Obejście urządzenia podrzędnego otwiera się, gdy tłok osiąga odpowiednią pozycję ponownego fazowania.

Firma Cross Manufacturing opisuje swoje cylindry DR i DCR jako cylindry dopasowane objętościowo, które synchronizują się ponownie poprzez wewnętrzne obejście na końcu skoku. Prince określa również w tym celu dopasowane systemy zmiany fazy-i-podrzędnej.

Dlaczego cylindry wymagają ponownej fazy

Rozważmy składany sprzęt rolniczy z trzema siłownikami podnoszenia. Po powtarzanych cyklach:

Cylinder 1 osiąga pełne wysunięcie.

Cylinder 2 zatrzymuje się na krótko o 0,25.

Cylinder 3 zatrzymuje się na krótko o 0,5.

Rama może nie być już wypoziomowana. W przypadku cylindrów ponownego fazowania operator przesuwa obwód do wyznaczonego położenia ponownego fazowania i utrzymuje przepływ hydrauliczny wystarczająco długo, aby dwa opóźnione cylindry nadrobiły zaległości.

W instrukcji obsługi sprzętu rolniczego Landoll zauważono, że cylindry szeregowe mogą być przesunięte w fazie o około 1/4 do 1/2. Jego procedura wymaga utrzymania funkcji hydraulicznej na końcu jazdy przez 30 do 60 sekund, podczas gdy obwód jest oczyszczany i ponownie fazowany. Czas ten dotyczy konkretnego sprzętu i nie jest ustawieniem uniwersalnym.

Większość mobilnych systemów ponownego fazowania wykorzystujecylindry hydrauliczne dwustronnego-działaniaponieważ ciśnienie hydrauliczne kontroluje zarówno wysuwanie, jak i cofanie. Niektóre starsze rolnicze systemy podnoszenia wykorzystują rozwiązania jednostronnego-działania, ale ich działanie hydrauliczne i zachowanie podczas resetowania zależą w większym stopniu od grawitacji, obciążenia zewnętrznego i konstrukcji maszyny.

Zastosowania i typowe ustalenia dotyczące ponownego fazowania

Cylindry ponownego fazowania stosuje się tam, gdzie kilka punktów podnoszenia musi okresowo powracać do tego samego położenia. Typowe zastosowania obejmują:

Kultywatory polowe

Brony talerzowe

Sadzarki i siewniki

Składane narzędzia rolnicze

Systemy podnoszenia belek narzędziowych

Sprzęt-montowany na ciężarówce

Mechanizmy plandeki i osłony

Platformy-do transportu materiałów

Wielosekcyjne-ramki podnoszące

Cylindry rolnicze są częstym przykładem, ponieważ szerokie narzędzie może mieć ramę środkową i kilka skrzydeł, które muszą utrzymywać stałą wysokość roboczą.

Typowe konfiguracje systemu

Systemy ponownego fazowania to jedna z wielu kategoriitypy i konstrukcje cylindrów hydraulicznych.

Wewnętrzne cylindry-obejściowe do ponownego fazowania korzystają z rowka, otworu lub przejścia pod koniec skoku. To jedno z najczęściej spotykanych rozwiązań.

Systemy nadrzędne-i-podrzędne łączą dwa lub więcej cylindrów szeregowo. Przemieszczenie końca tłoczyska-jednego cylindra zasila koniec kołpaka następnego.

Cylindry-z regulacją głębokości łączą synchronizację z regulowanym skokiem roboczym. Na przykład cylindry krzyżowe DCR zapewniają hydrauliczną kontrolę głębokości i są używane jako cylinder główny w obwodzie ponownego fazowania.

W niektórych systemach wykorzystuje się także zawory zwrotne, zawory utrzymujące,-zawory sterujące przepływem, elektroniczne czujniki położenia lub elementy sterujące elektrohydrauliczne.

Przefazowanie w porównaniu z ciągłą synchronizacją

Synchronizacja to wymóg, aby kilka cylindrów poruszało się razem. Zmiana fazy to metoda używana do okresowego korygowania skumulowanego błędu pozycji, zwykle przy określonym końcu--skoku.

Obwód zmiany fazy może zapewnić dobrą praktyczną synchronizację, ale nie mierzy i nie koryguje w sposób ciągły każdego położenia cylindra przez cały skok.

Zastosowania wymagające niezwykle precyzyjnego pozycjonowania mogą wymagać:

Elektroniczne czujniki położenia

Zawory proporcjonalne-z zamkniętą pętlą

Dzielniki przepływu

Sterowanie serwem

Połączenie mechaniczne

W przypadku narzędzi rolniczych, które mogą korygować drobne błędy po osiągnięciu przez mechanizm końca skoku, ponowne fazowanie hydrauliczne jest często prostszym i tańszym rozwiązaniem.

Rozmiar cylindra, rozrząd i przepływ

Połączenie szeregowe kilku cylindrów tej samej wielkości nie tworzy prawidłowo dopasowanego układu fazowania. Ilości przemieszczonego oleju muszą pasować do każdego cylindra.

W przypadku konwencjonalnego głównego cylindra-dwustronnego działania:

Główny drążek-obszar boczny=obszar tłoka głównego - obszar tłoczyska

Olej wypływający z tego pierścieniowego obszaru napędza pokrywę następnego cylindra. Dla cylindrów o równych skokach i podobnych prędkościach przesuwu:

Powierzchnia tłoka podporządkowanego ≈ Powierzchnia pierścienia głównego

Lub:

A₂ ≈ A₁ - Arod

Przykład rozmiaru-głównego i-podrzędnego

Załóżmy, że cylinder główny ma:

Średnica otworu: 4,00 cala

Średnica pręta: 1,375 cala

Skok: 8 cali

Główny obszar tłoka:

A = π × 4² ÷ 4

A=12.57 in²

Powierzchnia pręta:

Arod=π × 1,375² ÷ 4

Arod ≈ 1,48 cala²

Główny obszar pierścieniowy:

12.57 - 1.48=11.08 in²

Przybliżony równoważny otwór podrzędny to:

Otwór=√(4 × 11,08 ÷ π)

Średnica otworu ≈ 3,76 cala

Jest to zbliżone do otworu podrzędnego o średnicy 3,75 cala, co wyjaśnia, dlaczego zestaw do ponownego fazowania często wykorzystuje coraz mniejsze otwory. Kompletny zestaw cylindrów powinien zostać zaprojektowany razem, a nie montowany z niepowiązanych cylindrów zamiennych.

Wymagany przepływ hydrauliczny

Dla głównego cylindra:

Q = A × L ÷ t

Gdzie:

Q to przepływ objętościowy.

A to powierzchnia tłoka.

L to udar.

t to wymagany czas podróży.

Używanie powyższego cylindra o średnicy 4 cali i skoku 8 cali w 5 sekund:

Objętość cylindra=12.57 × 8=100.56 in³

Wymagany przepływ=100.56 ÷ 5=20.11 in³/sek

Ponieważ:

1 galon amerykański=231 in³

wymagany przepływ pompy wynosi:

20,11 × 60 ÷ 231 ≈ 5,2 gal/min

Dlatego pompa musi dostarczyć około 5,2 gal/min, zanim system straci siły, jeśli urządzenie główne będzie musiało wykonać skok w ciągu 5 sekund.

Zmiana rozmiaru przejścia

Przepływ przez ograniczenie można przybliżyć za pomocą:

Q=Cd × A × √(2ΔP ÷ ρ)

Przepływ zależy od powierzchni kryzy, gęstości płynu, współczynnika wypływu i różnicy ciśnień. Samo to równanie nie stanowi podstawy do wiercenia lub powiększania wewnętrznego przejścia fazowego w terenie.

Zbyt duże obejście może zmniejszyć dokładność pozycjonowania lub umożliwić ominięcie oleju, gdy nie powinno. Niewymiarowy kanał może spowodować nadmierne spowolnienie cyklu ponownego fazowania. Należy stosować geometrię obejścia i ograniczenia przepływu określone przez producenta cylindra.

Lepkość oleju zmienia się również wraz z temperaturą. Układ, który normalnie zmienia fazę po nagrzaniu, może działać wolniej podczas zimnego rozruchu.

Nie ma uniwersalnej, akceptowalnej tolerancji czasowej-przefazowania. Zapisz podstawę czasu-normalnego cyklu maszyny i zbadaj znaczące zmiany w taktowaniu pomiędzy cylindrami.

Instalacja, hydraulika i bezpieczeństwo

Fazowanie cylindrów polega na przewidywalnym przemieszczaniu oleju z jednego cylindra do drugiego, dlatego niezbędna jest prawidłowa instalacja hydrauliczna.

Typowy obwód dwu-cylindrowy to:

Zawór sterujący → Główny port kołpaka → Główny port pręta → Podrzędny port kołpaka → Podrzędny port pręta → Zawór regulacyjny

Postępuj zgodnie ze schematem hydraulicznym producenta. Nie można wiarygodnie zidentyfikować lokalizacji portu na podstawie samego wyglądu cylindra.

Kontrole hydrauliki

Prawidłowo podtrzymuj węże i unikaj niepotrzebnych ograniczeń. Sprawdzać:

Rozmiar węża

Promień zgięcia

Punkty ścierania

Zagięte węże

Nieprawidłowe szybkozłącza

Ograniczone wyposażenie

Orientacja portu

Uwięzione powietrze

Nieprawidłowa instalacja główna-i-podrzędna

Mobilny sprzęt hydrauliczny w Stanach Zjednoczonych powszechnie wykorzystuje-złącza z pierścieniem uszczelniającym SAE i połączenia kielichowe 37-stopni. SAE J514-1 dotyczy złączy hydraulicznych rozszerzanych pod kątem 37-stopni, natomiast SAE J1926 dotyczy portów z gwintem calowym i uszczelnionymi pierścieniem typu O-ring. Potwierdź rzeczywistą specyfikację portu, zamiast nazywać każdą złączkę kielichową „JIC”.

Typ mocowania siłownika hydraulicznego musi również odpowiadać drodze obciążenia i ruchowi maszyny. Nieprawidłowa geometria może spowodować obciążenie boczne, zawiązanie i nierównomierne zużycie, nawet jeśli objętości hydrauliczne są dopasowane.

Bezpieczna procedura serwisowa

Przed odłączeniem węża lub wymontowaniem butli:

Zaparkuj maszynę na stabilnym podłożu.

Jeśli to możliwe, opuść osprzęt.

Podeprzyj mechanicznie każdą podniesioną konstrukcję.

Wyłącz hydrauliczne źródło zasilania.

Izoluj zmagazynowaną energię.

Uwolnij uwięzione ciśnienie zgodnie z procedurą maszyny.

Zastosuj wymaganą procedurę blokowania, oznaczania lub kontroli-energii.

Przed poluzowaniem połączenia hydraulicznego upewnij się, że ładunek nie może się poruszyć.

Nosić odpowiedni sprzęt ochronny na oczy, ręce i inny sprzęt ochronny.

Nigdy nie szukaj wycieku hydraulicznego ręką.

Norma OSHA 29 CFR 1910.147 określa wymagania dotyczące kontroli-niebezpiecznej energii w przypadku serwisowania w przemyśle ogólnym. Rozporządzenie wyłącza zatrudnienie w budownictwie i rolnictwie z tej konkretnej normy, dlatego technicy-sprzętu mobilnego muszą przestrzegać wymagań OSHA mających zastosowanie w ich branży, a także procedur producenta sprzętu.

Rozwiązywanie problemów z systemem butli ponownego fazowania

Użyj spójnej sekwencji diagnostycznej:

Sprawdź numery części cylindrów → Sprawdź instalację wodną → Oczyść powietrze → Zmierz przepływ → Zmierz ciśnienie → Uruchom cykl ponownego fazowania → Sprawdź wewnętrzne wycieki → Sprawdź obejście i uszczelki

Do przydatnych miejsc-testów ciśnienia należą wylot pompy, końcówka-zasilacza głównego, przewód-międzycylindrowy i przewód powrotny.

Kiedy kontrola dotrze do tłoka, uszczelek, cylindra lub tłoczyska, porównaj pomiary i stan z dostępnymiczęści cylindrów hydraulicznych. Nie publikuj ani nie stosuj uniwersalnego momentu dokręcania. Prawidłowy moment obrotowy zależy od typu złącza, rozmiaru gwintu, materiału i specyfikacji producenta.

Wymagania dotyczące wymiany i modernizacji

Wymiana cylindra do ponownego fazowania wymaga więcej informacji niż średnica i skok. Przed złożeniem zamówienia sprawdź:

Pozycja master lub slave

Średnica otworu

Średnica pręta

Udar

Długość cofniętego sworznia-na-szpilkę

Rozszerzona długość

Styl montażu

Średnica sworznia

Rozmiar portu

Lokalizacja portu

Ciśnienie robocze

Zmiana kierunku

Liczba cylindrów w serii

Istniejący numer katalogowy cylindra

Zmiana średnicy cylindra lub średnicy tłoczyska powoduje zmianę przełożenia dostępnego dla każdego cylindra znajdującego się dalej. Użyj kompletnegoprzewodnik pomiaru cylindra hydraulicznegogdy oryginalny numer części lub rysunek są niedostępne.

Przykłady aktualnych rodzin produktów

Zestawia cylindry DR i DCR-do ponownego fazowania prętów. Modele DR wykorzystują wewnętrzny mechanizm automatycznego ponownego fazowania, natomiast modele DCR posiadają dodatkową hydrauliczną kontrolę głębokości. Opublikowane specyfikacje DR obejmują ciśnienie robocze 2500 psi i maksymalną odporność na wstrząsy 4000 psi.

Prince oferuje linię do ponownego fazowania serii z-formatami numerów części, takimi jak PMS-AM-2550A. Te dopasowane systemy główne-i-podrzędne korzystają z portów SAE. Prince określa dla tej rodziny maksymalne ciśnienie w obwodzie szeregowym wynoszące 3000 psi.

Linia Chief TCR Rephasing firmy Bailey to kolejny przykład z rynku-amerykańskiego. Jego cylindry-podwójnego działania-główny i podrzędny mają ciśnienie znamionowe 3000 psi.

Te przykłady pokazują, dlaczego zwykły cylinder o podobnej średnicy i skoku może nadal uniemożliwiać prawidłowe uzupełnienie fazy w systemie.

Modernizacja starszej maszyny

Starszą maszynę można zmodernizować, ale należy ocenić cały obwód:

Istniejąca pompa i zawór → Ciśnienie w układzie → Wymagana siła → Przemieszczenie główne → Przemieszczenie podrzędne → Mocowania → Węże → Wzorce portów → Pozycja ponownego fazowania

Dodanie samego cylindra obejściowego niekoniecznie przekształci obwód równoległy w działający system ponownego fazowania. Modernizacja może wymagać dopasowanego zestawu niestandardowych przemysłowych cylindrów hydraulicznych wraz z odpowiednią instalacją wodno-kanalizacyjną, zaworami i geometrią montażową.

Przydatne zasoby do pobrania

OEM, dystrybutor lub dostawca butli może wesprzeć zapytanie techniczne za pomocą:

Kalkulator rozmiaru cylindra ponownego fazowania

Główny-i-podrzędny pasujący arkusz kalkulacyjny

Schemat obwodu hydraulicznego w formacie PDF

Lista kontrolna pomiaru cylindra

Szablon montażowy CAD

Lista kontrolna rozwiązywania problemów

Formularz zapytania o wymianę-cylindra

Przykład pola

Landoll dokumentuje systemy cylindrów-rolniczych, w których cylindry mogą zmieniać położenie o około 1/4 do 1/2 w różnych pozycjach. Producent zaleca powtarzanie pełnego-skoku i zatrzymanie-końca-skoku w celu usunięcia powietrza i przywrócenia fazy.

Zmierzone dane maszyny powinny potwierdzać wszelkie roszczenia dotyczące poprawy czasu cyklu, przestojów, trwałości uszczelnień, niezawodności lub kosztów operacyjnych. Dowolny procent marketingowy nie pokazuje, jak system radzi sobie w użyciu.

Wybór zamiennego cylindra do ponownego fazowania

W przypadku wymiany lub modernizacji należy przygotować numer części istniejącego cylindra, średnicę tłoczyska, skok, wymiary sworznia-do-sworznia, informacje o porcie, ciśnienie w układzie i zastosowanie maszyny. Dołącz rysunek cylindra lub schemat hydrauliczny, jeśli jest dostępny.

Przegląd techniczny może obejmować:

Rozmiar główny-i-podrzędny

Dopasowanie cylindra ponownego fazowania

Konfiguracja portu i złączki

Odsyłacz do części zamiennych-

Niestandardowa wycena cylindra

Przegląd schematów hydraulicznych

Prześlij informacje za pośrednictwem formularza zapytania o butlę. Jeśli chcesz omówić aplikację przed wysłaniem rysunków,skontaktuj się z nami.

Na stronie sprzedaży skierowanej-do Stanów Zjednoczonych opublikuj obok zapytania ofertowego zweryfikowany lokalny numer telefonu, godziny pracy, czas reakcji inżynierów oraz dostępne zapasy lub niestandardowy czas realizacji. Nie składaj obietnic dotyczących czasu reakcji, których zespół serwisowy nie będzie w stanie konsekwentnie dotrzymać.

Często zadawane pytania

Co to jest cylinder ponownego fazowania i kiedy jest potrzebny?

Cylinder do ponownego fazowania okresowo przywraca wiele-połączonych szeregowo cylindrów z powrotem do ich prawidłowych względnych pozycji. Jest stosowany w narzędziach rolniczych, ramach podnoszących i innym sprzęcie mobilnym, gdzie w powtarzających się cyklach mogą kumulować się niewielkie błędy pozycji.

Jak działa cylinder ponownego fazowania?

Olej wyparty z jednego cylindra zasila następny cylinder w szeregu. W pobliżu wyznaczonego końca skoku wewnętrzny rowek lub kanał umożliwia olejowi ominięcie tłoka, dzięki czemu opóźniony cylinder może dokończyć swój ruch.

Jak obliczyć wymagany przepływ i wielkość cylindra?

Oblicz przepływ-w cylindrze głównym na podstawie powierzchni tłoka, skoku i wymaganego czasu ruchu:

Q = A × L ÷ t

W szeregowym obwodzie fazowania dopasuj przemieszczenie-boku tłoczyska cylindra poprzedzającego do przemieszczenia-końca korka cylindra dolnego.

Jakie zawory są wymagane?

Obwód zależy od maszyny. Podstawowy system może wykorzystywać kierunkowy zawór sterujący i odpowiednio dobrane cylindry do ponownego fazowania. Inne zastosowania mogą również wymagać zaworów utrzymujących, zaworów-kontrolujących głębokość, kontroli przepływu lub zaworów-kontrolujących obciążenie. Postępuj zgodnie ze schematem hydraulicznym dostarczonym przez producentów cylindrów i wyposażenia.

Jakie są najczęstsze awarie systemów ponownego fazowania?

Typowe usterki obejmują uwięzione powietrze, zablokowany kanał zmiany fazy, zużyte uszczelki tłoków, nieprawidłowy cylinder zamienny, niski przepływ hydrauliczny, zatkane węże, nadmierny wyciek wewnętrzny oraz nieprawidłową instalację główną-i-podrzędną.

Jak często należy sprawdzać lub regenerować butle do ponownego fazowania?

Nie ma uniwersalnego interwału przebudowy. Postępuj zgodnie z harmonogramem konserwacji producenta sprzętu i uwzględnij cykl pracy, zanieczyszczenie, wycieki, stan pręta, liczbę cykli i środowisko pracy. Zachowaj dostępność zestawów uszczelek-określonych zastosowań i kluczowych węży, gdy przestoje są kosztowne.

Czy butle do ponownego fazowania można zamontować w starszych maszynach?

Tak, ale kompatybilność należy sprawdzić na poziomie systemu. Przed modyfikacją oryginalnego obwodu sprawdź średnicę otworu, średnicę tłoczyska, skok, współczynnik przemieszczenia, wymiary montażowe, orientację przyłącza, ciśnienie robocze, dostępny przepływ pompy, zawory i poprowadzenie węży.