Как измерить гидравлический цилиндр: полное руководство

Чтобы измерить гидравлический цилиндр , вам нужно определиться четыре размера сердечника: диаметр отверстия, диаметр стержня, длина хода и длина в закрытом положении. . Эти измерения необходимы для поиска замены, выбора специального цилиндра или проверки соответствия существующего цилиндра системным требованиям. В этом руководстве подробно описывается каждое измерение, объясняются необходимые инструменты и рассматриваются дополнительные размеры, необходимые для монтажа и замены уплотнения.

Почему важны точные измерения гидравлического цилиндра

Гидравлические цилиндры преобразуют давление жидкости в линейную механическую силу. Их характеристики, включая величину создаваемой силы и скорость выдвижения, полностью зависят от точных размеров. Даже ошибка в диаметре отверстия в 1 мм может привести к тому, что цилиндр будет генерировать значительно разную выходную силу. или не соответствует монтажному корпусу.

Неправильные измерения приводят к:

• Заказ неправильного цилиндра на замену приводит к дорогостоящим возвратам и простоям.
• Установка слишком больших или слишком маленьких уплотнений приводит к немедленным утечкам.
• Цилиндры недостаточного размера, которые не могут обеспечить необходимое усилие для применения.
• Несоответствия при монтаже, которые создают нагрузку на корпус цилиндра и вызывают преждевременный выход из строя.

В промышленном и сельскохозяйственном оборудовании гидроцилиндры могут работать при давлениях от От 1500 до 5000 фунтов на квадратный дюйм и генерировать силы от нескольких сотен фунтов до более 100 тонн. Точное измерение — это функциональное требование, а не просто формальность.

Инструменты, необходимые для измерения гидравлического цилиндра

Прежде чем начать, соберите эти инструменты. Использование правильных измерительных инструментов имеет решающее значение для точности, особенно для внутренних размеров отверстий:

• Штангенциркули или цифровые штангенциркули — Для измерения диаметра стержня, размеров портов и диаметров штифтов. Для большинства применений достаточно 6-дюймового штангенциркуля с разрешением 0,001 дюйма.
• Внутренний микрометр или телескопический калибр. — Для точного измерения диаметра отверстия внутри цилиндра. Стандартный суппорт не может надежно достичь внутреннего отверстия.
• Стальная рулетка или длинное правило. — Для измерения длины хода и общей длины в закрытом/выдвинутом состоянии, особенно на больших цилиндрах.
• Манометр резьбы или калибр шага — Для определения размеров резьбы портов (NPT, BSPP, метрическая) и характеристик резьбы на конце штока.
• Блокнот или лист измерений — Немедленно записывайте все измерения; использование памяти в нескольких измерениях является частым источником ошибок.

Размеры четырехъядерного гидравлического цилиндра

Каждая спецификация гидравлического цилиндра начинается с этих четырех основных размеров. Все остальные измерения основаны на них.

1. Диаметр отверстия

Отверстие — это внутренний диаметр цилиндра цилиндра — пространство, через которое движется поршень. Диаметр отверстия — самый важный размер. потому что он напрямую определяет выходную силу цилиндра. Толкающая сила (расширение) рассчитывается как: Сила = Давление × (π/4 × Отверстие²).

Например, цилиндр с Диаметр отверстия 3 дюйма при давлении 2000 фунтов на квадратный дюйм создает толкающее усилие примерно 14 137 фунтов. , а диаметр цилиндра диаметром 4 дюйма при том же давлении производит более 25 000 фунтов.

Чтобы измерить диаметр отверстия разобранного цилиндра:

1. Снимите шток поршня и поршень в сборе со ствола.
2. Вставьте телескопический калибр в отверстие ствола и разверните его до тех пор, пока он не коснется стенок ствола с обеих сторон.
3. Зафиксируйте манометр, вытащите его и измерьте диапазон манометра штангенциркулем или наружным микрометром.
4. Выполните измерения в нескольких точках по глубине отверстия, чтобы обнаружить конусность или износ.

Общие размеры отверстий стандартных гидроцилиндров варьируются от От 1,5 до 8 дюймов в британских единицах измерения или от 40 до 200 мм в метрических единицах. Нестандартные цилиндры могут значительно превышать эти диапазоны.

2. Диаметр стержня

Стержень представляет собой прочный стальной вал, который выдвигается и втягивается из цилиндра. Диаметр стержня влияет на силу тяги (силу втягивания) и сопротивление стержня изгибу при боковых нагрузках (прочность колонны).

Измерьте диаметр стержня наружным штангенциркулем в середине стержня, вдали от резьбы и концевых фитингов. Проведите измерения в двух перпендикулярных направлениях, чтобы проверить наличие износа или овальности — диаметр изношенного стержня должен быть одинаковым в обоих направлениях. Отклонение между измерениями более 0,002 дюйма указывает на износ, который, вероятно, требует замены штока.

Диаметр стержня обычно составляет 50–65% диаметра отверстия. в стандартных баллонах. Например, в цилиндре диаметром 4 дюйма обычно используется шток диаметром 2,5 дюйма.

3. Длина хода

Ход — это расстояние, которое шток проходит между полностью втянутым и полностью выдвинутым положениями. Он определяет, насколько далеко цилиндр может переместить груз.

Чтобы измерить ход поршня в собранном цилиндре:

1. Полностью втяните шток цилиндра (или убедитесь, что он полностью втянут).
2. Отметьте или отметьте положение контрольной точки на штоке на поверхности уплотнения штока/сальника.
3. Полностью выдвиньте цилиндр и снова измерьте расстояние от той же контрольной точки до поверхности сальника.
4. Разница между двумя измерениями и есть длина хода.

В разобранном цилиндре ход равен полезной внутренней длине цилиндра минус ширина поршня. Длина хода в стандартных промышленных цилиндрах варьируется от от нескольких дюймов до более 120 дюймов для длинноходных применений, таких как кузова самосвалов или дровоколы.

4. Закрытая длина (длина во втянутом состоянии)

Длина в закрытом состоянии, иногда называемая длиной в сложенном состоянии или длиной во втянутом состоянии, представляет собой общую длину цилиндра от конца до конца, когда шток полностью втянут. Этот размер определяет, помещается ли цилиндр физически в установочную зону машины.

Измерьте расстояние от самой внешней поверхности заднего крепления (вилка, фланец или колпачок) до самой внешней поверхности конца стержня (вилка, резьбовой конец или проушина), когда стержень полностью втянут. Выдвинутая длина равна закрытой длине плюс ход. Перед заказом всегда проверяйте, подходят ли оба компонента к доступному монтажному пространству.

Сводная таблица размеров гидравлического цилиндра

Как измерить установочные размеры гидроцилиндра

Помимо четырех основных размеров, конфигурация монтажа определяет, будет ли физически установлен в машину сменный цилиндр. В гидравлических цилиндрах используется несколько стандартных способов монтажа, каждый из которых имеет свои собственные требования к размерам.

Крепления Clevis (передние и задние)

Вилка представляет собой U-образный кронштейн с отверстием для штифта. Мера:

• Диаметр отверстия штифта — Отверстие, через которое проходит крепежный штифт. Общие размеры включают ⅝", ¾", 1", 1¼" и 1½" в британских единицах; 16 мм, 20 мм, 25 мм, 32 мм в метрических единицах.
• Внутренняя ширина вилки — Зазор между двумя рычагами кронштейна с вилкой.
• Внешняя ширина вилки — Общая ширина обоих кронштейнов.

Фланцевые крепления

Цилиндры с фланцевым креплением крепятся непосредственно к поверхности машины через пластину на крышке или головной части. Измерьте диаметр окружности болта (BCD) , диаметр отдельного отверстия под болт, внешний диаметр фланца, а также количество и расположение болтов (например, квадратный с 4 болтами или круглый с 4 болтами).

Цапфовые крепления

В опорах цапфы используются шарнирные пальцы, выступающие по бокам ствола. Мера диаметр цапфы, расстояние между центрами цапфы от конца колпачка и расстояние между двумя центральными линиями цапфы . Также необходимо отметить положение цапфы (средняя цапфа или верхняя цапфа).

Концевая резьба стержня

Если стержень заканчивается резьбой, а не вилкой, измерьте наружный диаметр резьбы и шаг резьбы с помощью резьбомера. Обычная резьба на конце штока включает UNF (Unified Fine), метрическую мелкую резьбу и иногда ACME на цилиндрах для тяжелых условий эксплуатации. Также обратите внимание на длину резьбы — стандартная резьба на конце штока. 1,5× диаметр резьбы в длину.

Как измерить размер порта и тип резьбы

Гидравлические порты соединяют цилиндр с гидравлическим контуром через шланги или жесткие линии. Правильная идентификация портов гарантирует, что фитинги и адаптеры будут доставлены без утечек и повреждений резьбы.

Чтобы определить тип и размер резьбы порта:

1. Измерьте внешний диаметр наружной резьбы порта (или внутренний диаметр охватывающего отверстия порта) с помощью штангенциркуля.
2. Используйте измеритель шага резьбы для подсчета количества витков резьбы на дюйм (TPI) для дюймовой системы или измерьте шаг резьбы в миллиметрах для метрической системы.
3. Сравните измерения со стандартной таблицей идентификации резьбы, приведенной ниже.

Измерение гидравлического цилиндра для замены уплотнения

Замена уплотнения является одной из наиболее частых причин измерения гидравлического цилиндра. Неправильные размеры уплотнения приводят к немедленной утечке или выдавливанию уплотнения под давлением. Для получения полного комплекта уплотнений необходимо измерить и записать:

• Диаметр отверстия — Определяет наружный диаметр уплотнения поршня и наружный диаметр грязесъемника цилиндра.
• Диаметр стержня — Определяет внутренний диаметр уплотнения штока, внутренний диаметр грязесъемника штока и внутренний диаметр уплотнения буфера штока.
• Ширина и глубина канавки уплотнения — Измерьте штангенциркулем после разборки цилиндра. Эти размеры определяют поперечное сечение уплотнительного кольца или манжетного уплотнения, которое помещается в каждую канавку.
• Внешний диаметр поршня — Измеряется поперек корпуса поршня (не уплотнений). Он может незначительно отличаться от диаметра отверстия из-за производственных допусков.
• Внутренний диаметр отверстия сальника/головки — Отверстие в корпусе уплотнения штока, в которое можно установить уплотнение штока и грязесъемное кольцо.

Большинству поставщиков гидравлических уплотнений требуется диаметр отверстия, диаметр штока и номинальное рабочее давление как минимальные входные данные для поставки правильного комплекта уплотнений. Указание размеров канавок уплотнения также исключает неоднозначность при выборе поперечного сечения уплотнения.

Как измерить гидроцилиндр, не снимая его

Во многих полевых условиях снимать цилиндр для измерения нецелесообразно. Большинство ключевых размеров можно получить даже при установленном цилиндре:

Диаметр стержня — измерение на месте

Получите доступ к открытой секции штока, когда цилиндр частично выдвинут. Измеряйте наружным штангенциркулем непосредственно на поверхности хромированного стержня, вдали от поверхностной коррозии или задиров вблизи области уплотнения.

Диаметр отверстия — оценка по наружному диаметру ствола

Если внутренний доступ невозможен, измерьте внешний диаметр цилиндра цилиндра штангенциркулем и вычтите двойную стандартную толщину стенки. Стандартная толщина стенки гидроцилиндра примерно 10–15% диаметра отверстия для цилиндров среднего давления. Это дает приблизительный диаметр отверстия — сверьтесь со спецификациями производителя, если таковые имеются.

Ход — измерение хода стержня

Проведите полный цикл машины, пока второй человек измеряет удлинение штанги рулеткой. Отметьте положение втянутой штанги и измерьте ее до полностью выдвинутого положения. Этот полевой метод имеет точность с точностью до ¼ дюйма. для целей заказа.

Длина в закрытом состоянии — измерьте конечный штифт до концевого штифта

При полностью втянутой штанге измерьте расстояние от центра заднего монтажного штифта до центра штифта на конце штанги. Это длина в закрытом положении от контакта до контакта , наиболее распространенный размер, используемый в спецификациях сменных цилиндров.

Распространенные ошибки измерений и как их избежать

Полный контрольный список измерений гидравлического цилиндра

Используйте этот контрольный список при поиске запасного цилиндра или выборе нового. Запишите все размеры, прежде чем обращаться к поставщику:

• Диаметр отверстия (внутренний диаметр ствола)
• Диаметр штока (наружный диаметр штока поршня)
• Длина хода (втянута до полностью выдвинутого хода)
• Закрытая длина (штифт к штифту или сквозной, стержень втянут)
• Тип и размеры заднего крепления (вилка, фланец, цапфа или проушина)
• Тип и размеры конца стержня (вилка, проушина, размер и шаг резьбы)
• Размер и стандарт резьбы порта (NPT, BSPP, SAE ORB, метрическая)
• Номинальное рабочее давление (PSI или бар)
• Тип цилиндра (одностороннего, двустороннего действия, телескопический)
• Размеры канавок для уплотнений (при заказе уплотнений отдельно)

Предоставление всех этих измерений поставщику гидроцилиндров устраняет двусмысленность и гарантирует, что сменный или изготовленный на заказ цилиндр будет готов к установке без модификаций. Большинство авторитетных поставщиков могут сопоставить или дать перекрестную ссылку на цилиндр только по диаметру цилиндра, штоку, ходу и длине в закрытом состоянии. — но детали крепления и портов имеют решающее значение для полной установки.