وقتی یکسیلندر هیدرولیکیک مکانیسم چند تنی را با سرعت‌های بالاتر از 0.1 تا 0.2 متر بر ثانیه (4 تا 8 اینچ بر ثانیه) حرکت می‌دهد و آن جرم را به یک توقف ناگهانی در مقابل درپوش انتهایی سیلندر می‌رساند، شوک مخرب عظیمی ایجاد می‌کند.
بسیاری از طراحان تجهیزات تصور می کنند که تنظیم شیر اصلی سیستم روی 3000 psi از کل محرک محافظت می کند. در واقع، هنگامی که پیستون از درگاه خروجی اولیه عبور کرده و وارد ناحیه بالشتک می شود، روغن محبوس شده تنها یک راه فرار کوچک دارد: یک سوپاپ سوزنی مدرج یا روزنه دقیق.
اگر اندازه هندسه بالشتک کم باشد یا به درستی تنظیم نشده باشد، فشار کاهش سرعت محبوس شده در پشت نیزه بالشتک می تواند به راحتی به 6000 تا 10000+ psi (400 تا 700 بار) برای چند میلی ثانیه برسد.
در طی هزاران چرخه، این فشارهای گذرا منجر به موارد زیر می شود:
یک بالشتک هیدرولیک داخلی، انرژی جنبشی جرم متحرک (به اضافه نیروی پیشران پیوسته از پمپ) را با فشار دادن حجم محبوس شده روغن از طریق یک روزنه محدود بر روی یک حرکت کند شتاب کوتاه (معمولاً 20 تا 40 میلی متر یا 0.75 تا 1.5 اینچ) به گرما تبدیل می کند.
یک مجموعه بالشتک با طراحی مناسب شامل سه عنصر مکانیکی اصلی است:
محاسبه گام به گام انرژی و فشار بالشتک برای تعیین اینکه آیا یک بالشتک داخلی می تواند به طور ایمن بار شما را بدون تجاوز از آستانه ترکیدگی یا خستگی سیلندر تحمل کند، کل انرژی جذب شده را محاسبه کنید:
Ek = ½ متر v²
کجا:
m = مجموع جرم متحرک (شامل پیستون، میله، ملحقات و بار خارجی بر حسب کیلوگرم یا پوند)
v = حداکثر سرعت در لحظه درگیر شدن نیزه بالشتک با حفره (m/s یا in/s)
اگر جریان پمپ در حین کاهش سرعت ادامه یابد، فشار سیستم همچنان به فشار دادن پیستون در اسکلت کوسن ادامه می دهد:
Wprop = Fprop × sc = (Psys × Apiston) × sc
کجا:
Psys = فشار سیستم رانندگی (Pa یا psi)
Apiston = منطقه موثر سمت رانندگی (m² یا in²)
sc = طول موثر نیزه کوسن (متر یا اینچ)
Etotal = Ek + Wprop ± Wgravity
(اگر به صورت عمودی یا روی شیب حرکت می کنید، کار گرانش m g sc sinθ را اضافه یا کم کنید).
میانگین نیروی کاهش سرعت مورد نیاز Fdec برابر است با:
Fdec = Etotal / sc
میانگین فشار هیدرولیک حاصل در داخل محفظه بالشتک بالشتک عبارت است از:
Pcushion = Fdec / Aushion
جایی که کوشیون ناحیه حلقوی ستون روغن محبوس شده در جیب بالشتک است (Abore - Aspear یا Arod).
قانون مهندسی مهندسی: حداکثر فشار گذرا در هنگام ورود اولیه نیزه معمولاً به 1.5 تا 2.2× فشار متوسط محاسبه شده بالشتک می رسد. اگر پیک محاسبه شده بیش از 1.5× حداکثر فشار نامی خستگی سیلندر باشد، یک دریچه کاهش سرعت متناسب خارجی یا نیزه بالشتک سفارشی طولانی تری لازم است.
1. پشتیبان گیری سوپاپ سوزن به طور کامل (جریان صفر): اپراتورهایی که سعی می کنند صدای انتهای ضربه را حذف کنند، گاهی اوقات دریچه سوزن را به طور کامل می بندند. این قفل هیدرولیک کامل در جیب بالشتک ایجاد می‌کند و روغن را مجبور می‌کند از فاصله نیزه عبور کند و مهر و موم غده سر را منفجر کند.
2. نادیده گرفتن اینرسی افقی در چرخ دستی های نورد آزاد: طراحان تنها فشار محرکه را محاسبه می کنند و انرژی جنبشی یک چرخ دستی 10 تنی را فراموش می کنند. حتی در فشار کم، اینرسی بالا یک بالشتک داخلی را خرد می کند.
3. استفاده از بالشتک های استاندارد با آب گلیکول یا روغن سرد با ویسکوزیته بالا: مایعات ضخیم تر یا مایعات مقاوم در برابر آتش با ویسکوزیته پایین به طور قابل توجهی جریان را از طریق سوزن اندازه گیری تغییر می دهند و باعث فشار بیش از حد شدید در طول راه اندازی صبحگاهی زمستان می شوند.
4. بی توجهی به هوازدگی مایعات: روغن اسفنجی و هوادهی که وارد بالشتک می شود مانند فنر فشرده می شود و باعث جهش، دیزل شدن و کاهش سرعت نامنظم می شود.
هنگام درخواست سیلندرهای بالشتکی مهندسی شده از HCIC، ارائه دهید:
محاسبات بالشتک ارائه شده در بالا، برآوردهای اندازه پایه را بر اساس مکانیک بدنه صلب ارائه می دهد. اوج فشار دینامیکی واقعی به مدول حجیم روغن هیدرولیک، خازن خط، ضرایب تخلیه دهانه سوزن و زمان پاسخ سوپاپ بستگی دارد. طراحی تجهیزات نهایی باید از طریق آزمایش مبدل فشار و شبیه سازی گذرا تأیید شود.
مهندسان HCIC سیلندرهای هیدرولیک صنعتی و متحرک سفارشی با پروفیل‌های بالشتک مناسب برای کاربردهای با ضربه بالا در سراسر جهان را انجام می‌دهند.
