Umfassender Leitfaden für Hydraulischer Zylinder Design: Analyse von Kernprinzipien und standardisierten Prozessen

 

Als Kernkomponente des Hydrauliksystems muss die Konstruktion des Hydraulikzylinders Leistung, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit in Balance bringen. In diesem Artikel werden die Schlüsselprinzipien, Standardprozesse und technische Spezifikationen systematisch erläutert, die im Entwurfsprozess befolgt werden müssen, um Ingenieuren bei der effizienten Durchführung einer Strukturoptimierung zu helfen.

 

Zehn Kernprinzipien des Hydraulikzylinderdesigns

1. Power Output und Motion Control

Stellen Sie sicher, dass der Hydraulikzylinder den voreingestellten Schub oder Zugkraft stabil ausgeben kann und die Bewegungsgeschwindigkeit und den Schlag genau steuern kann. Die Kolbenfläche muss durch Belastungsberechnung bestimmt werden, und der Zylinderdurchmesser muss mit dem Systemdruck übereinstimmen. Gleichzeitig sollte der Einfluss der Trägheitskräfte auf die Geschwindigkeit berücksichtigt werden.

2. Dreifache Garantie für die Strukturfestigkeit

Der Zylinderkörper sollte aus hochfesten Materialien wie Stahl Nr. 45 hergestellt werden und seine Tragfähigkeit sollte durch Wärmebehandlung verbessert werden. Zu den wichtigsten Indikatoren gehören:

- Die Wanddicke des Zylinderfasses sollte dem Arbeitsdruck von über 20 MPa entsprechen.

- Das Verhältnis des Kolbenstangendurchmessers zum Schlag sollte ≤ 1: 1 betragen, um eine Längsbiegung zu verhindern.

- Die Festigkeit des Enddeckungsanschlussteils sollte überprüft werden. In der Regel werden Flansch - oder Gewindeverbindungen verwendet.

3. Kompaktes und leichtes Design

Unter der Voraussetzung, dass die Festigkeitsanforderungen erfüllt werden, sollten kalt gezogene nahtlose Stahlrohre als Basismaterial für den Zylinderfass bevorzugt werden. Durch den Präzisionsschraubprozess sollte die Rauheit des inneren Lochs innerhalb von Ra0,4 μ m gesteuert werden, was sowohl die Größe reduzieren als auch die Gleitgenauigkeit gewährleisten kann.

4. Modulares Dichtungssystem

Es wird ein kombiniertes Abdichtungssystem angenommen:

- Kolbendichtung: Polyurethan U-Ring + Teflon Glide Ring.

- Roddichtung: Stuft-Typ Staubdichtung + Führerring.

- Statische Dichtung: Metall Wunddichtung.

5. Dynamische Buffering-Technologie

Bei Arbeitsbedingungen mit einer Geschwindigkeit > 0,5 m / s sollte eine mehrstufige Drosselpuffervorrichtung konfiguriert werden. Durch ein einstellbares Drosselventil kann eine glatte Bremsen erreicht werden, wodurch die Aufpralllast um über 30% reduziert wird.

6. Umwelt-Anpassungs - Design

- In einer staubigen Umgebung: Fügen Sie eine Doppellippe Staubdichtung hinzu.

- Bei hohen Temperaturen: Verwenden Sie Fluorgummi-Dichtungen.

- In einem korrosiven Medium: Hard-Chrom - Beschichtung sollte auf die Innenwand des Zylinderfasses aufgetragen werden.

7. Anwendung von standardisierten Komponenten

Standardzylinderdurchmesser (φ32/40/50, usw.) Vorzugsweise sollten die Stangen gemäß ISO6020 / 6022 verwendet werden, und die Kolbenstangen sollten nach DIN / ISO-Normen (z. B. Präzisionsrohre DIN2391) eingestuft werden.

 

Neun-Schritt - Standardisierungsprozess

Schritt 1: Definition der grundlegenden Parameter

- Sammeln Sie Kernparameter wie die maximale Arbeitslast, den Schlagbereich und die Betriebsfrequenz.

- Bestimmen Sie die Installationsmethode (Trunnion-Typ / Flansch-Typ / Fuß - Rahmen-Typ).

Schritt 2: Berechnung des Stromsystems

1. Berechnung des Kolben-Durchmessers:

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

(F: Ausgangskraft, P: Systemdruck)

2. Flow Matching:

(Q = Av / 612)

(A: Kolbenfläche, v: Bewegungsgeschwindigkeit)

Stufe 3: Strukturentwurf

- Überprüfung der Wanddicke des Zylinderfasses:

{f}

σ = zulässige Spannung des Materials

- Überprüfung der Stabilität der Kolbenstange:

Die Euler-Formel wird angewendet, um die kritische Last zu berechnen.

Stufe 4: Konfiguration des Hilfssystems

- Puffervorrichtung: Auswahl zwischen Plungentyp und Clearance-Typ Puffer.

- Auspuffventil: Installieren Sie eine automatische Auspuffkomponente oben.

- Sensorintegration: Integrieren Sie eine magnetische Ring-Typ - Versiebungs-Erkennung Gerät.

Stufe 5: Planung des Herstellungsprozesses

1. Zylinder Barrel Verarbeitung:

Grobe Bohrung → Fein-Reichen → Walzen (Oberflächenhärte ≥ HRC60)

2. Piston Rod Behandlung:

Ertemperung und Tempering → Chrombeschichtung (Schichtdicke 0,03 - 0,05 mm) → Super-Finishing Schleifen

 

Technische Spezifikationen für Schlüsselkomponenten

1. Zylinderblock Assembly

- Material: kalt gezogene nahtlose Stahlrohre (No. 20 / No. 45)

- Geradeheit: ≤ 0,08 mm / 1000 mm

- Toleranz für innere Löcher: H8 - H9

2. Piston-System

- Führungsbandbreite: 0,3 - 0,5 mal des Zylinderdurchmesser

- Passfreiheit: 0,05 - 0,15 mm (Um den Ölfilm aufrechtzuerhalten)

3. Sealing System

- Betriebstemperatur: -30 °C ~ + 200 °C

- Druckwiderstand: ≥ 1,5 - mal des Systemdrucks

 

Durch die systematische Anwendung dieser Konstruktionskriterien kann die Lebensdauer des Hydraulikzylinders um 30% bis 50% verlängert werden. Es wird empfohlen, den Dichtungszustand alle 5000 Arbeitsstunden zu ermitteln und vorbeugende Wartung an den wichtigsten Passdimensionen durchzuführen.