Предотвращение расширения гидравлического шланга:руководство для экспертов

Могу поспорить, вы даже не знали, что такое расширение шлангов, не так ли? Конечно, мы знаем, что гидравлический шланг изготавливается в основном из синтетического каучука, который податлив и мягок. Действительно, весь смысл использования резины заключается в том, чтобы добавить гибкости вариантам прокладки сантехники в прямом и переносном смысле. Резиновая внутренняя трубка и защитный слой — это не очень вкусный хлеб по сравнению с армирующей частью нашего сэндвича со шлангом. Эта комбинация одновременно сильна и гибка, но не защищена от расширения.

Расширение шланга происходит, когда внутренний диаметр трубки увеличивается под давлением, несмотря на подложку из стального, синтетического или текстильного армирующего слоя(ов). Хотя армирование немного растягивается, расширение шланга является как линейным, так и радиальным:по мере того, как шланг становится немного длиннее, а трубка сжимается под давлением, внутренний диаметр эффективно увеличивается, поскольку он зажимается между маслом и армированием.

Расширение шланга является плохой новостью по нескольким причинам, особенно в приложениях точного управления движением, работающих при высоком давлении. В системах с высокоскоростными и высокоточными приводами длинные участки шлангов повышают эластичность гидравлического масла, снижая его эффективный объемный модуль (сопротивление масла сжатию). В высокоточных приложениях иногда небольшое снижение жесткости, вызванное шлангом, полезно, поскольку оно помогает уменьшить скачки давления и обеспечить демпфирование во время высокочастотной работы.

Однако здесь легко получить слишком много хорошего, потому что расширение шланга приводит к снижению производительности, плохому управлению и даже к увеличению нагрева, поскольку резина генерирует собственное внутреннее трение, вызванное деформацией. Приложения с управлением сервоклапаном не работают так же, как стандартная гидравлика — к обеим сторонам поршня всегда прилагается давление, и движение происходит за счет управления перепадом, а не просто абсолютным давлением, истощающим одно отверстие в баке. Это удерживает привод в состоянии напряжения, позволяющем легко ускоряться и точно контролировать.

Давление может меняться десятки раз в секунду между отверстием крышки и рабочим отверстием, каждый раз расширяя трубку шланга и снижая производительность. Каждый раз, когда резина сжимается, она также сохраняет энергию, высвобождая ее при изменении состояния давления. Но есть способы смягчить его, и даже один крайний метод его устранения.

Некоторые типы конструкций шлангов более склонны к расширению, поэтому на этапе проектирования машины можно начать с выбора более прочного шланга. Шланг в оплетке очень гибок, и современные версии шланга в оплетке 100R17 превосходят старую конструкцию 100R2, особенно с учетом изобарной природы R17 (все размеры обычно рассчитаны на давление 4000 фунтов на квадратный дюйм). Для обеспечения максимальной устойчивости к расширению выберите спирально навитый шланг 100R12 или 100R13 с четырьмя или шестью слоями армирования. Спиральные обмотки могут лучше выдерживать радиальную нагрузку, чем плетеная арматура, что частично устраняет внешнюю гибкость.

И, конечно же, более короткий шланг будет иметь меньшую площадь для расширения. При каждой установке приводов старайтесь устанавливать клапаны как можно ближе к приводам. Это обеспечивает более отзывчивую систему не только из-за уменьшенной площади поверхности резины, но и потому, что устраняется дополнительная масса масла между клапаном и цилиндром, который необходимо ускорять.

Наконец, чтобы полностью исключить расширение шланга, просто избавьтесь от шланга. Вы можете подключить привод, используя высокопрочную стальную трубку, которая значительно жестче гидравлического шланга. Или установите сервопривод или пропорциональный клапан непосредственно на цилиндр, для чего потребуется лишь небольшая прокладка трубопровода к обоим рабочим портам. Это помогает, когда рабочие отверстия клапана расположены на равном расстоянии от рабочих отверстий цилиндра, поддерживая одинаковый объем жидкости в обоих направлениях.

Расширение шланга — интересная тема, и вы можете углубиться в эту тему гораздо глубже, чем я смог объяснить здесь. Эффекты соответствия можно смоделировать, включив в них различные параметры, в том числе вышеупомянутый объемный модуль масла, массу нагрузки и динамику клапана, и не утруждайтесь изучением этого, если вы плохо разбираетесь в дифференциальном исчислении. Суть в том, что вы должны учитывать расширение шланга в своих высокопроизводительных конструкциях и, если необходимо, остановить его.

Вам также может понравиться: