Проектирование гидравлических шланговых сборок: полное руководство для инженеров

Очень важно использовать шланг правильного внутреннего диаметра, так как изменение внутреннего диаметра шланга может изменить системное давление. Если заменительный шланг слишком мал для потока, вы ввели новое ограничение. Системное давление поднимется.

Соображения потока

После определения типа конструкции шланга, вам понадобится диаметр, который лучше подходит для потока. Помните учитывать уникальные ситуации, такие как дифференциальные цилиндры и аддитивный поток, генерируемый из кепки порта во время втягивания. В случаях, где отношение площадей высоко, вы можете наблюдать более чем удвоенный расход, поэтому убедитесь, что шланг размерен соответствующе.

Нет абсолютного описания пропускной способности потока для гидравлического шланга, потому что четыре сценария определяют максимальную скорость жидкости, которая обычно является нашим ограничивающим фактором, а не чем-то более сложным для расчёта, таким как падение давления. Начиная с низкого конца, предотвратите чрезмерную скорость через всасывающие линии, где вакуум может привести к спонтанному образованию газовых пузырей, которые мы называем кавитацией. Как эмпирическое правило, никогда не позволяйте всасывающим линиям превышать 3-4 фут/сек; ниже всегда лучше, поэтому нет вреда в цели 1 фут/сек, если пространство позволяет.

Также убедитесь, что дренажные корпуса и пилотные линии ограничены скоростью 1 фут/сек или медленнее. Ни при каких обстоятельствах вы не хотите рисковать повреждением внутренностей насоса или управления. Вы можете быть более либеральны со скоростями напорных и обратных линий, в основном. Напряжённые линии, такие как напор насоса и рабочие линии, могут варьироваться от 20 до 30 фут/сек и зависят от давления. Системы с более высоким давлением более подходят для более высоких скоростей, потому что меньше жидкости теряется как падение давления относительно максимального давления. Например, работа 30 фут/сек в системе 4000 psi менее проблематична, чем работа 30 фут/сек в системе 1000 psi.

Заметьте, что обратные линии также должны быть размерены для ограничения скорости, хотя не так сильно, как всасывающие линии. Разумно работать вокруг 6-10 фут/сек в этом случае, и первичная цель — ограничить обратное давление в танковых линиях клапанов и дренажей корпусов, но также предотвратить чрезмерное давление на корпусах обратных фильтров. Некоторое внимание должно быть дано размеру линии несмотря на идеальную скорость жидкости. Маленькие линии более естественно склонны к падению давления, поэтому убедитесь, что вы избегаете очень маленьких всасывающих, напорных и обратных линий, даже если они вписываются в идеальный диапазон скорости.

Малый внутренний диаметр шланга подвержен более высоким силам трения от жидкости, непропорционально текущей через пограничный слой. И наоборот, более крупный шланг позволяет потоку через центр и вдали от внутренних стенок трубки. Также напорные и обратные линии более вероятно испытывают турбулентный поток и диссипацию энергии, ведущую к падению давления. Когда в сомнении, не экономьте на диаметре и рискуйте проблемами, الناتжащими от недостаточно размерных шланговых сборок. На практике, когда делают комплект шланговых сборок для гидравлической машины, обычно видно 2 дюйма всасывающий шланг, 3/4 дюйма напорный шланг, 1 дюйм обратный шланг и 1/2 дюйма дренажный шланг корпуса.

Не упускайте концы шланга

Мы теперь финализировали тип конструкции, наиболее подходящий для гидравлического давления нашей машины и уточнили наш внутренний диаметр для системного потока; теперь мы должны выбрать концы шланга. Вы — гидравлический проектировщик в 2025 году, так давайте отсечём пустую болтовню; мы будем выбирать только герметичные соединения с синтетическими резиновыми уплотнениями. Извините, NPT и JIC — вы были отличны, и я ценю все наши воспоминания, но это вы, а не я. O-ring Face, O-ring Boss и фланцы предлагают намного больше в этих отношениях.

ORFS быстро стал соединением по выбору, предлагая все преимущества стиля JIC с герметичным соединением. Он доступен в различных размерах, с изгибами концов шланга 45° и 90°, и женские концы оснащены шарниром для легкости установки. Легко заменяемое O-кольцо расположено на лице мужского конца, делая сервисную работу быстрой, когда происходят утечки.

Фланцевые фитинги, такие как общие стили SAE Code 61 и Code 62, обычно используются для высоконапорных и/или высокопотоковых соединений. Раздельные фланцевые соединения позволяют технику выровнять конец шланга соответствующе, чтобы избежать заклинивания или скручивания, и, как фитинг ORFS, O-кольцо находится на мужском конце (нет "женского" фланца, потому что мужские присоединяются к плоской поверхности соединения, где расположен порт).

Обычно тип фитинга O-ring boss используется как промежуточное соединение к концу шланга. Похоже на BSPP или Метрические, эти используют полимерное уплотнение, расположенное на вершине резьбы порта, уплотняемое полостью внутри резьбы порта (ORB) или через связанную шайбу (BSPP и Метрические). Однако ORB редко используется как конец шланга, потому что мужской фитинг требует дорогого живого шарнира. Они есть и доступны в прямой или 90° ориентации, но многие проектировщики предпочитают женские соединения шланга.

Чтобы смягчить ненавистную почту, я должен упомянуть, что некоторые машины счастливо используют фитинги JIC и NPT, и это совершенно нормально. Однако это руководство проектировщика предвзято в сторону превосходной технологии, и я был бы небрежен, не продвигая что-либо иное, кроме концов шланга с заменяемыми уплотнениями. ORFS и фланцевые фитинги просто лучше, так что примите время и используйте их. Так, несмотря на то, что JIC легко использовать с системами расширивания труб, многие производители предлагают двухкомпонентные трубные соединения для ORFS, и фланцевые фитинги также могут быть сварены к трубам. К тому же, эта статья действительно о шланговых сборках, а не о трубной сантехнике.

потому что шланг может изменить длину под высоконапорным скачком, важно обеспечить достаточный запас для расширения.

Раскладка и прокладка

Финальное соображение для гидравлических проектировщиков касается физической раскладки шланговых сборок на самой машине. Шланги заслуживают лучшего, чем просто соединение точки А с точкой Б. Их ориентация, раскладка и монтаж должны предотвращать износ от трения, чрезмерное давление на соединения и силы скручивания/крутящего момента. Изображены различные неправильные и правильные методы монтирования гидравлических шланговых сборок для предотвращения изгиба в месте обжатия. Вес шланга никогда не должен поощрять изгиб в точке, где стальной конец шланга зажимает оболочку шланга. Если вес шланга вызывает провисание, используйте концы шланга 90°, чтобы поддержать изгиб и позвольте шлангу висеть естественно.

Длина шланга должна быть достаточной для предотвращения напряжения во время соединения и затяжки, но не такой длинной, чтобы тереть или вибрировать против любого шланга или другой поверхности. Длинные прогоны шлангов должны быть закреплены к машине с использованием одной из множества технологий. Производители предлагают блоки, седла, зажимы и различные технологии, приваренные или приболченные к машине, чтобы аккуратно закрепить шланг.

зажимы должны использоваться для правильной поддержки шланга. это предотвращает их хлопать при прессоваризации и нет ненужного напряжения на фитингах.

При установке длин шлангов на таких системах, убедитесь, что избегаете чрезмерного затягивания и зажима, и шланга между точками соединения. Для управления циклами давления и температуры должно быть небольшое слабое между каждой точкой соединения, в то время как предотвращается чрезмерное зажимание, которое могло бы повредить оболочку или слой армирования. Там, где шланги не могут быть предотвращены от трения о твёрдые поверхности или другие шланги, установите каждый шланг с защитной обмоткой, разработанной для снижения износа и трения. Они также могут защищать от окружающей или экологической повреждения, таких как промышленные осадки или УФ-лучи, и также должны использоваться, когда шланги прокладываются внутри каналов или балок.

Когда гидравлический проектировщик рассматривает свою роль как всестороннюю, каждый слой проектирования машины — от оригинальной схемы до готового продукта — должен быть интеллектуально спланирован и организован для наиболее эффективного, экономичного и эффективного возможного дизайна. Шланговые сборки кажутся элементарными, но остальная часть машины имеет мало значения, когда лопнувшие или повреждённые шланги заражают вашу гидравлическую систему.

Вам также может понравиться: