포괄적 인 가이드 유압 실린더 설계 : 핵심 원칙 및 표준화 프로세스 분석

 

유압 시스템의 핵심 구성 요소로서 유압 실린더의 설계는 성능, 신뢰성 및 경제성의 균형을 이루어야합니다.이 문서에서는 설계 프로세스에서 따라야 할 주요 원칙, 표준 프로세스 및 기술 사양에 대해 체계적으로 설명하여 엔지니어가 구조 최적화를 효율적으로 수행할 수 있도록 합니다.

 

유압 실린더 설계의 10 가지 핵심 원칙

1.전력 출력 및 모션 제어

유압 실린더가 사전 설정된 추력 또는 당기력을 안정적으로 출력하고 동작 속도와 스트로크를 정확하게 제어할 수 있도록 합니다.피스톤 면적은 하중 계산을 통해 결정되어야 하며, 실린더 지름 크기는 시스템 압력과 일치해야 합니다.동시에, 관성력이 속도에 미치는 영향을 고려해야 한다.

2.구조 강도의 세 가지 보증

실린더 본체는 45 호 강철과 같은 고강도 소재로 만들어지며 열처리를 통해 베어링 용량을 향상시켜야합니다.주요 지표에는 다음이 포함됩니다.

- 실린더 배럴의 벽 두께는 20 MPa 이상의 작동 압력을 충족해야합니다.

- 피스톤 로드 지름과 스트로크의 비율은 경로 굽힘을 방지하기 위해 ≤ 1: 1 이어야합니다.

- 엔드 커버 연결 부품의 강도를 확인해야 합니다.일반적으로 플랜지 유형 또는 스레드 연결이 사용됩니다.

3.컴팩트하고 가벼운 디자인

강도 요구 사항을 충족시키는 전제에서, 실린더 배럴의 기본 재료로 냉간 이음새없는 강철 튜브를 선호해야합니다.정밀 연마 과정을 통해 내부 구멍의 거칠기는 크기를 줄이고 슬라이딩 정확도를 보장 할 수있는 Ra 0. 4 μ m 이내로 제어되어야합니다.

4.모듈식 밀봉 시스템

결합된 밀봉 체계가 채택됩니다 :

- 피스톤 밀봉: 폴리우레탄 U - 링 + 테플론 슬라이드 링.

- 로드 밀봉: 단계 유형 먼지 씰 + 가이드 링.

- 정적 밀봉: 금속 랩 gasket.

5.동적 버퍼링 기술

속도 & gt; 0. 5 m / s 의 작업 조건에서는 다단계 스로틀링 버퍼 장치가 구성되어야 합니다.조절 가능한 스로틀 밸브를 통해 부드러운 제동을 수행하여 충격 부하를 30% 이상 줄일 수 있습니다.

6.환경적 적응성 설계

- 먼지가 많은 환경: 이중 립 먼지 씰을 추가합니다.

- 고온 작업 조건에서: 불소 고무 씰을 사용하십시오.

- 부식성 매체에서: 실린더 배럴의 내부 벽에 하드 크롬 도금을 적용해야 합니다.

7.표준화된 구성요소의 적용

표준 실린더 지름 (φ 32 / 40 / 50, 등) ISO 6020 / 6022 에 따라 선호해야하며 피스톤 로드는 DIN / ISO 표준 (예 : DIN 2391 정밀 튜브) 에 따라 등급을 지정해야합니다.

 

9 단계 표준화 설계 프로세스

1 단계: 기본 매개변수 정의

- 최대 작업 하중, 스트로크 범위 및 작동 빈도와 같은 핵심 매개변수를 수집합니다.

- 설치 방법 (트루니언 유형 / 플랜지 유형 / 발 프레임 유형) 을 결정합니다.

2 단계: 전력 시스템 계산

1.피스톤 지름 계산:

₩( D = ₩sqrt{\frac{ 4 F }{\pi P }} \)

(F: 출력력, P: 시스템 압력)

2.흐름 일치:

\ (Q = Av / 612 \)

(A: 피스톤 면적, v: 동작 속도)

3 단계: 구조 설계

- 실린더 배럴 벽 두께 확인:

\( t\ geq\ frac {PD}{ 2\ sigma} \)

σ: 재료의 허용 응력 (allowable stress)

- 피스톤 로드 안정성 확인:

오일러 공식을 적용하여 임계 하중을 계산합니다.

4 단계: 보조 시스템 구성

- 버퍼 장치: 플런저 유형과 클리어런스 유형 버퍼 중에서 선택합니다.

- 배기 밸브: 맨 위에 자동 배기 구성요소를 설치합니다.

- 센서 통합: 자기 링 유형의 변위 감지 장치를 통합합니다.

5 단계: 제조 공정 계획

1.실린더 배럴 처리:

거친 보어링 → 미세 리밍 → 롤링 (표면 경도 ≥ HRC 60)

2.피스톤 로드 처리:

진열 및 강화 → 크롬 도금 (코팅 두께 0. 03 - 0. 05 mm) → 초마감 연삭

 

주요 구성 요소에 대한 기술 사양

1.실린더 블록 조립품

- 재료: 냉간 이음새 없는 강철 튜브 (No. 20 / No. 45)

- 직선성: ≤ 0. 08 mm / 1000 mm

- 내부 구멍 공차: H 8 - H 9

2.피스톤 시스템

- 가이드 밴드 폭: 실린더 지름의 0. 3 - 0. 5 배

- 맞춤 클리어런스: 0. 05 - 0. 15 mm (오일 필름을 유지하기 위해)

3.밀봉 시스템

- 작동 온도: - 30 ° C ~ + 200 ° C

- 압력 저항 수준: 시스템 압력의 1. 5 배 이상

 

이러한 설계 기준을 체계적으로 적용함으로써 유압 실린더의 서비스 수명을 30 - 50 % 증가시킬 수 있습니다. 5, 000 작업 시간마다 밀봉 상태를 감지하고 주요 맞춤 치수에 대한 예방 유지 보수를 수행하는 것이 좋습니다.