Jos käytät liikkuvaa työkonetta – olipa kyseessä kippiperävaunu, maatalouskuormaaja, ilmapuomi tai jätepuristin – olet todennäköisesti nähnyt tämän tapahtuvan:
Uusi sylinteri asennetaan. Käyttöpaine on hyvin pumpun nimellisarvon sisällä. Hydrauliöljy on puhdasta. Silti muutaman sadan jakson aikana varrenpyyhin pureskelee, tiivistysholkki on uurrettu toisella puolella ja hydraulineste tippuu ensisijaisen varren tiivisteen ohi.
Ensimmäinen vaisto on usein syyttää tiivisteen valmistajaa tai olettaa huonoa kromausta. Mutta kun purat sylinterin, merkkivalo on lähes aina sama: runkotiivisteen holkin toisella puolella on voimakasta kulumista yhdistettynä männän kulumisrenkaan vastakkaiseen kulumiseen.
Se ei ole painepiikki tai tiivistevika. Se on sivukuormitus – ja täydellä iskulla se on hydraulisylinterien ykkönen tappaja.
Hydraulisylinterit on suunniteltu tuottamaan lineaarista työntöä ja vetoa keskiakseliaan pitkin. Ne eivät ole rakenteellisia tukipalkkeja. Todellisissa koneissa geometrian muutokset, alustan taipuminen, tappien kohdistusvirhe ja epätasaiset kuormat aiheuttavat kuitenkin jatkuvasti sivuttaisvoimia.
Tässä on mekaaninen todellisuus:
1. Laakerin jänneväli kutistuu täydessä vedossa: Kun sylinterin varsi on täysin sisään vedettynä, männän laakerin ja etuholkin välinen etäisyys on suurin. Sylinterissä on vahva sisäinen tuki.
2. Vipuvaikutuskerroin: Kun sylinteri työntyy ulos täysin ulospäin, mäntä liikkuu yhä lähemmäs etuholkkia. Kahden tukilaakerin välinen sisäetäisyys (laakerijänneväli) tulee hyvin lyhyeksi, kun taas ulkoinen momenttivarsi (pidennetty tanko) tulee hyvin pitkäksi.
3. Kova kosketuspaine: Jopa vaatimaton 200 lb:n sivuttaisvoima sauvan silmukassa luo massiivisen taivutusmomentin. Lyhyellä laakerivälillä tangon ja tiivistysholkin väliset sisäiset reaktiovoimat voivat nousta tuhansiksi punoksiksi neliötuumaa kohden, murskaamalla voiteluöljykalvon ja naarmuuntaen.
Pysäytysputki on sisäinen teräksinen tai alumiininen holkki, joka on sijoitettu männän varren päälle sylinterin piipun sisään, männän ja etuholkin väliin.
Se estää fyysisesti mäntää kulkemasta kokonaan eteenpäin etupäähän täydellä iskulla.
Pysäyttämällä männän useita tuumaa ennen kuin se saavuttaa laipan, pysäytysputki lukkiutuu vähimmäislaakeriväliin.
Ilman pysäytysputkea: 60 tuuman iskusylinteri täydessä ulkona saattaa jättää vain 3–4 tuumaa männän ja tiivisteen laakereiden väliin.
6 tuuman pysäytysputkella: laakerin vähimmäisjänneväli täydessä laajennuksessa kasvaa 9 tai 10 tuumaan, mikä vähentää sisäisen kosketusjännityksen ja tangon virityksen yli puoleen.
Vakioteollisuudessa ja liikkuvassa hydrauliikassa (NFPA:n ja ISO:n suunnitteluohjeiden mukaisesti) pysäytysputkea suositellaan voimakkaasti aina, kun tehollinen iskunpituus ylittää 40 tuumaa (noin 1 000 mm) tai kun sylinteri toimii vaakasuorassa haarukka- tai tappikiinnikkeiden kanssa.
Perusmitoitusohje:
1. Iskunpituus alle 40 tuumaa: Laakerin vakiojänneväli on yleensä riittävä kohtalaisen kuormituksen jaksoille, mikäli kohdistus on oikea.
2. Yli 40 tuuman veto: Lisää 1 tuuma pysäytinputkea jokaista 10 tuumaa kohti yli 40 tuumaa
Jos suunnittelet uutta konetta tai teet vianmäärityksiä kentällä, käytä tätä 4-vaiheista tarkistuslistaa:
Jäykät jalkakiinnikkeet tai laippakiinnikkeet eivät siedä kulmavirheitä. Jos koneen runko taipuu käytön aikana (esim. kaatopaikka vääntyy epätasaisen sorakuormituksen alaisena), vaihda pallomaisiin laakerikiinnikkeisiin tai kääntyviin haarukoihin. Pallomaiset laakerit mahdollistavat 3° - 5° itsekohdistuksen, mikä estää tangon juuttumisen tiivisteeseen.
Ohut sauva taipuu pylvään puristuksen alaisena ennen kuin se nurjahtaa kokonaan. Jos taipuma ylittää 0,002 - 0,005" iskun jalkaa kohti, se vääristää tiivisteen huulta. Yhden vakiotangon halkaisijan siirtäminen ylöspäin (esim. 1,50":sta 1,75" tai 2,00":iin) lisää dramaattisesti leikkausmoduulia ja taivutuskestävyyttä.
Tavallinen metalli-metalli-kontakti johtaa välittömään ryppyihin, kun sivukuorma työntyy öljykalvon ohi. Korkealaatuiset komposiittikulutusrenkaat (kuten lasitäytteinen nylon, fenolihartsi tai fosforipronssi) vaimentavat sivuiskuja ja upottavat mikrohiukkasia talttamatta kromitankoa.
Varmista koneen ensimmäisen asennuksen aikana, että molemmat asennustapit ovat tiukasti yhdensuuntaiset. 1 millimetrin kulmapoikkeama 4 jalan tappivälissä voi tuottaa satoja kiloja jatkuvaa sivuesijännitystä jopa ennen kuin sylinteri nostaa hyötykuormaa.
Kun pyydät mukautettua hydraulisylinterisuunnittelua tai vaihtotarkistusta suuren sivukuormituksen sovelluksiin, näiden tärkeiden tietojen antaminen nopeuttaa teknistä tarkastusta:
Käyttöympäristö ja käyttöjakso: Suurin työpaine (PSI/bar), syklin taajuus, työntö-/vetokuormat.
Asennustyyppi ja tappien keskipisteet: Tappien väliset mitat, tappien halkaisijat ja pallomaiset laakerit vaaditaan. Tunnetut sivuvoimat tai kulmavoimat
Virheellinen kohdistus: Rungon taipumaodotukset, tuulikuormat tai siirtyneet saranapisteet. Nykyiset vikaoireet: Jos vaihdat olemassa olevan sylinterin, jaa kuvia kuluneesta männänvarresta, tiivisteen holkista ja tiivistehuuloista.
