전체 프로세스의 포괄적인 분석 의 발음을 전체 프로세스의 포괄적인 분석 유압 실린더 설계: 매개변수 계산에서 구조 최적화에 이르는 10 가지 주요 단계

 

산업 장비의 핵심 전력 구성 요소로서 유압 실린더의 설계 품질은 기계 시스템의 안정성과 서비스 수명에 직접적으로 영향을 미칩니다.이 문서에서는 실린더 설계의 핵심 프로세스와 기술적 요점을 체계적으로 설명하여 엔지니어가 일반적인 설계 함정을 피하도록 돕습니다.

 

I.작업조건 분석 및 매개변수 계획

실린더의 작업 환경을 명확히하는 것은 설계의 기초입니다.온도, 습도 및 먼지 농도와 같은 환경 매개 변수는 재료의 내식성 등급 및 밀봉 솔루션의 선택에 직접적인 영향을 미치기 때문에 먼저 평가해야합니다.한편 하중 유형 (정적 / 동적), 출력 힘 요구 사항, 스트로크 거리 및 작업 주파수를 정확하게 계산하여 후속 구조 설계에 대한 데이터 지원을 제공해야합니다.

 

II.압력 시스템 및 크기 계산

출력력 요구 사항에 따라 국가 표준의 압력 등급 사양과 결합하여 유압 시스템의 정격 압력이 결정됩니다.실린더의 효과적인 작용 면적은 공식 P = F / A 를 통해 계산되며, 여기서 이중 작용 실린더와 단일 작용 실린더 사이의 추력의 차이는 주목되어야합니다.실린더 보어 및 로드 지름의 결정은 피스톤 로드 구부러짐과 같은 고장 문제를 방지하기 위해 하중 강도와 스트로크 안정성을 동시에 고려해야합니다.

 

III.재료 과학 Application of Materials Science

실린더 배럴은 냉간 연장 이음매less 강철 파이프 또는 단조 합금 강철을 사용하는 것이 바람직하며, 열처리 과정을 통해 표면 경도 및 마모 저항성이 향상됩니다.크롬 도금 합금 강철은 피스톤 로드에 권장되며 표면 거칠기는 Ra 0. 4 μ m 이내로 제어되어야합니다.니트릴 고무 또는 불소 고무와 같은 특수 재료는 중간 온도 (-40 ° C - 200 ° C) 에 따라 밀봉 재료로 선택해야합니다.

 

IV.구조적 최적화 설계

유한요소 분석 (FEA) 은 원통 본체의 응력을 시뮬레이션하고 벽 두께 분포를 최적화하는 데 사용됩니다.프런트 엔드 커버의 연결 방법은 호스트 컴퓨터의 설치 인터페이스와 일치해야 합니다.플랜지 유형 및 스레드 유형 연결에는 각각 해당 시나리오가 있습니다.토폴로지 최적화를 통해 소재 소비를 줄이고 강도를 보장하는 가벼운 설계를 실현할 수 있습니다.

 

v.밀봉시스템의 구축

메인 씰, 먼지 씰 및 가이드 링을 포함하는 다단계 밀봉 조합 방안을 설계했습니다.버퍼 구조의 설계는 실린더 끝의 충격을 고려해야하며, 스로틀 구멍을 조정하여 속도 제어를 달성합니다.유압 오일 필름의 형성과 압력 균형을 보장하기 위해 K - 형 간격의 45 ° 절단 각도 설계에 특별한주의를 기울여야합니다.

 

VI.정밀 머시닝 제어 Precision Machining Control

실린더 배럴의 내부 구멍의 가공은 H 8 - H 9 공차 등급에 도달해야하며 거칠기 Ra ≤ 0. 2 μ m 입니다.피스톤 로드의 직선성 오차는 0. 1 mm / m 미만이어야하며 표면 코팅 두께는 0. 02 - 0. 05 mm 이내로 제어되어야합니다.가이드 링 그루브의 축 방향 롤아웃은 씰에 균일한 응력을 보장하기 위해 ≤ 0. 03 mm 이어야합니다.

 

VII.부식 방지 처리 공정

바다와 같은 부식성 환경에서는 QPQ 소금 욕조 복합 처리 기술이 권장되며 표면 경도는 HRC 60 이상에 도달 할 수 있습니다.단단한 양극화 처리는 정상적인 작업 조건에서 사용할 수 있으며, 50 - 80 μ m 의 필름 두께는 보호 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

 

VIII.동적 특성 검증

프로토타입이 제작된 후, 2 백만 주기 피로 테스트가 필요하며, 압력 레벨이 다른 곳에서 누출의 변화를 기록합니다.동적 응답 테스트는 시스템 응답 속도가 설계 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 시작 압력 (≤ 0. 5 MPa) 및 전환 시간을 확인해야합니다.

 

IX.조립품 프로세스 사양

핫 피팅 방법은 씰을 조립하는 데 사용되며 오일 온도는 80 - 100 ° C 범위에서 제어됩니다.토크 렌치를 사용하여 볼트를 조이고 정격 토크를 대각선 순서로 세 단계로 적용해야 합니다.조립 후 48 시간 실행 테스트가 필요합니다.

 

X.지능형 탐지 기술

실린더 본체의 내부 결함을 탐지하기 위해 산업용 내시경을 도입하고, 피스톤의 이동 궤적을 측정하기 위해 레이저 변위 센서를 사용합니다.진동 스펙트럼 분석을 통해 잠재적 고장을 예측하고 실린더의 전체 수명주기 상태 기록을 설정합니다.

이러한 설계 요점을 숙달하면 실린더의 성능 지표가 크게 향상됩니다.설계 단계에서 10 ~ 15% 의 안전 이중화를 예약하고 가상 검증을 위해 3 차원 디지털 프로토타입을 구축하여 제품 개발 주기를 효과적으로 단축하는 것이 좋습니다.설계 계획에 대한 FMEA 분석을 정기적으로 수행하여 핵심 구성 요소의 신뢰성 설계를 지속적으로 최적화합니다.