หากคุณใช้เครื่องจักรเคลื่อนที่ ไม่ว่าจะเป็นรถเทรลเลอร์ รถตักดินทางการเกษตร รถบูมทางอากาศ หรือเครื่องอัดขยะ คุณอาจเคยเห็นสิ่งนี้เกิดขึ้น:
มีการติดตั้งกระบอกสูบใหม่ล่าสุด แรงดันใช้งานอยู่ภายในระดับปั๊มอย่างดี น้ำมันไฮดรอลิกก็สะอาด แต่ภายในไม่กี่ร้อยรอบ ที่ปัดน้ำฝนของก้านก็จะเคี้ยวขึ้นมา ต่อมบุชชิ่งถูกขีดไว้ด้านหนึ่ง และของไหลไฮดรอลิกก็หยดผ่านซีลของก้านหลัก
สัญชาตญาณแรกมักจะตำหนิผู้ผลิตซีลหรือถือว่าการชุบโครเมี่ยมไม่ดี แต่เมื่อคุณรื้อกระบอกสูบ เครื่องหมายปากโป้งจะเหมือนเดิมเกือบทุกครั้ง นั่นคือการสึกหรออย่างหนักที่ด้านหนึ่งของบุชต่อมก้านสูบ ควบคู่ไปกับการสึกหรอด้านตรงข้ามของแหวนสึกลูกสูบ
นั่นไม่ใช่แรงดันที่เพิ่มขึ้นหรือข้อบกพร่องของซีล นั่นคือโหลดด้านข้าง และที่เต็มจังหวะ มันคือตัวสังหารกระบอกไฮดรอลิกอันดับหนึ่ง
กระบอกไฮดรอลิกได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ส่งแรงผลักและดึงเชิงเส้นไปตามแกนกลาง ไม่ใช่คานรองรับโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม ในเครื่องจักรในโลกแห่งความเป็นจริง การเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิต การโค้งงอของแชสซี การวางตำแหน่งพินที่ไม่ถูกต้อง และการโหลดที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดแรงด้านข้างอย่างต่อเนื่อง
นี่คือความเป็นจริงทางกล:
1. ช่วงแบริ่งหดตัวเมื่อขยายเต็มที่: เมื่อแกนกระบอกสูบถูกดึงกลับจนสุด ระยะห่างระหว่างแบริ่งลูกสูบและบูชต่อมด้านหน้าจะอยู่ที่สูงสุด กระบอกสูบมีการรองรับภายในที่แข็งแกร่ง
2. ตัวคูณแรงงัด: ขณะที่กระบอกสูบเคลื่อนออกไปจนสุด ลูกสูบจะเคลื่อนเข้าใกล้ต่อมด้านหน้ามากขึ้นเรื่อยๆ ระยะห่างภายในระหว่างแบริ่งรองรับสองตัว (ช่วงแบริ่ง) จะสั้นมาก ในขณะที่แขนโมเมนต์ภายนอก (ก้านที่ขยายออก) จะยาวมาก
3. แรงกดสัมผัสที่รุนแรง: แม้แต่แรงด้านข้างเล็กน้อยที่ 200 ปอนด์ที่ร็อดอายก็สร้างโมเมนต์การโค้งงอขนาดใหญ่ได้ ด้วยช่วงลูกปืนที่สั้น แรงปฏิกิริยาภายในระหว่างก้านและต่อมบุชชิ่งสามารถพุ่งสูงขึ้นหลายพันปอนด์ต่อตารางนิ้ว บดขยี้ฟิล์มน้ำมันหล่อลื่นและเกิดการครูด
ท่อหยุดคือปลอกเหล็กภายในหรืออะลูมิเนียมที่วางอยู่เหนือก้านลูกสูบภายในกระบอกกระบอกสูบ ระหว่างลูกสูบและหัวต่อมด้านหน้า
โดยทางกายภาพจะป้องกันไม่ให้ลูกสูบเคลื่อนไปข้างหน้าจนถึงส่วนหัวด้านหน้าเมื่อเต็มจังหวะ
ด้วยการหยุดลูกสูบหลายนิ้วก่อนที่จะถึงต่อม ท่อหยุดจะล็อคในช่วงลูกปืนขั้นต่ำ
หากไม่มีท่อหยุด: กระบอกสูบขนาด 60 นิ้วที่ขยายเต็มอาจเหลือเพียง 3 ถึง 4 นิ้วระหว่างลูกสูบและแบริ่งต่อม
ด้วยท่อหยุดขนาด 6 นิ้ว: ช่วงลูกปืนขั้นต่ำที่ส่วนขยายทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นเป็น 9 หรือ 10 นิ้ว ช่วยลดความเครียดจากการสัมผัสภายในและการง้างของก้านได้มากกว่าครึ่งหนึ่ง
ในระบบไฮดรอลิกอุตสาหกรรมและแบบเคลื่อนที่มาตรฐาน (ตามแนวทางวิศวกรรมของ NFPA และ ISO) แนะนำให้ใช้ท่อหยุดเมื่อใดก็ตามที่ระยะชักมีประสิทธิภาพเกิน 40 นิ้ว (ประมาณ 1,000 มม.) หรือเมื่อกระบอกสูบทำงานแนวนอนโดยใช้เคลวิสหรือหมุดยึด
หลักเกณฑ์การวัดขนาดขั้นพื้นฐาน:
1. ระยะชักต่ำกว่า 40 นิ้ว: โดยทั่วไประยะลูกปืนมาตรฐานจะเพียงพอสำหรับรอบการทำงานระดับปานกลาง หากการจัดตำแหน่งเป็นจริง
2. ระยะชักเกิน 40 นิ้ว: เพิ่มท่อหยุด 1 นิ้วสำหรับทุก ๆ 10 นิ้วของระยะชักที่เกิน 40 นิ้ว
หากคุณกำลังออกแบบเครื่องจักรใหม่หรือแก้ไขปัญหาความล้มเหลวในฟิลด์ ให้ใช้รายการตรวจสอบ 4 ขั้นตอนนี้:
ฐานยึดแบบตีนผีหรือแบบแปลนที่แข็งไม่สามารถทนต่อการวางแนวเชิงมุมที่ไม่ตรงได้ หากโครงเครื่องจักรของคุณงอระหว่างการทำงาน (เช่น ตัวดัมพ์บิดตัวภายใต้ภาระกรวดที่ไม่เท่ากัน) ให้เปลี่ยนไปใช้ที่ยึดลูกปืนทรงกลมหรือตัวแยกแบบหมุนได้ ตลับลูกปืนทรงกลมช่วยให้สามารถจัดตำแหน่งได้ 3° ถึง 5° เพื่อป้องกันไม่ให้ก้านจับกับต่อม
ก้านเรียวจะเบนไปภายใต้การบีบอัดของเสาก่อนที่จะโค้งงอจนสุด หากระยะโก่งเกิน 0.002" ถึง 0.005" ต่อจังหวะ จะทำให้ขอบซีลบิดเบี้ยว การขยับเส้นผ่านศูนย์กลางของแท่งมาตรฐานขึ้นหนึ่งเส้น (เช่น จาก 1.50" เป็น 1.75" หรือ 2.00") จะช่วยเพิ่มโมดูลัสของหน้าตัดและความต้านทานต่อการโค้งงออย่างมาก
หน้าสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะมาตรฐานทำให้เกิดการครูดทันทีเมื่อภาระด้านข้างดันผ่านฟิล์มน้ำมัน วงแหวนกันสึกคอมโพสิตคุณภาพสูง (เช่น ไนลอนที่เติมแก้ว เรซินฟีนอล หรือฟอสเฟอร์บรอนซ์) ดูดซับแรงกระแทกด้านข้างและฝังอนุภาคขนาดเล็กโดยไม่ต้องเซาะแกนโครเมียม
ในระหว่างการประกอบเครื่องครั้งแรก ให้ตรวจสอบว่าหมุดยึดทั้งสองขนานกันอย่างเคร่งครัด การชดเชยเชิงมุม 1 มิลลิเมตรตลอดช่วงพิน 4 ฟุตสามารถสร้างพรีโหลดด้านข้างต่อเนื่องได้หลายร้อยปอนด์ ก่อนที่กระบอกสูบจะยกน้ำหนักบรรทุกใดๆ ก็ตาม
เมื่อร้องขอการออกแบบกระบอกไฮดรอลิกแบบกำหนดเองหรือการตรวจสอบการเปลี่ยนทดแทนสำหรับการใช้งานโหลดด้านข้างสูง การให้รายละเอียดที่สำคัญเหล่านี้จะช่วยเร่งการตรวจสอบทางวิศวกรรม:
สภาพแวดล้อมการทำงานและรอบการทำงาน: แรงดันใช้งานสูงสุด (PSI/บาร์) ความถี่รอบการทำงาน โหลดแบบผลัก/ดึง
ประเภทการติดตั้งและศูนย์กลางของพิน: ขนาดพินต่อพินที่หดและขยาย เส้นผ่านศูนย์กลางของพิน และจำเป็นต้องใช้ตลับลูกปืนทรงกลมหรือไม่ แรงด้านข้างหรือเชิงมุมที่รู้จัก
การวางแนวที่ไม่ตรง: ความคาดหวังในการโก่งตัวของเฟรม แรงลม หรือจุดเยื้องศูนย์ อาการความล้มเหลวในปัจจุบัน: หากเปลี่ยนกระบอกสูบที่มีอยู่ ให้แชร์รูปภาพของก้านลูกสูบที่สึกหรอ ปลอกต่อม และขอบซีล
