I cilindri telescopici vanno oltre
Il grande vantaggio che i cilindri telescopici hanno rispetto a qualsiasi altro tipo di cilindro è la loro capacità di fornire una corsa eccezionalmente lunga a partire da un pacchetto iniziale compatto. La lunghezza ripiegata dei tipici cilindri telescopici varia tra il 20% e il 40% della loro lunghezza estesa. Pertanto, quando lo spazio di montaggio è limitato e l'applicazione richiede una corsa lunga, un cilindro telescopico è una soluzione logica.
Ad esempio, supponiamo che un cassone ribaltabile debba essere inclinato di 60° per svuotarsi completamente. Se il cassone o il rimorchio è dotato di un cilindro del tipo a stelo convenzionale, con una canna in un unico pezzo e una corsa sufficientemente lunga da raggiungere tale angolo, il cassone ribaltabile non potrebbe tornare a un orientamento orizzontale per i viaggi in autostrada a causa della lunghezza del cilindro, anche quando completamente retratto. Un cilindro telescopico risolve facilmente questo problema.
Hydraulicspneumatics Com Sites Hydraulicspneumatics com File caricati 2014 02 Cilindro telescopico
I cilindri idraulici telescopici sono dispositivi relativamente semplici, ma la loro applicazione di successo richiede una comprensione delle idiosincrasie di questi componenti. La conoscenza del funzionamento dei cilindri telescopici e dei criteri di applicazione speciali da considerare consentirà di progettarli in modo sicuro ed economico in attrezzature.
Principali e stadi
Come suggerisce il nome, i cilindri telescopici sono costruiti come un telescopio. Sezioni di tubi d'acciaio con diametri progressivamente più piccoli si annidano l'una dentro l'altra. La sezione di diametro maggiore è detta principale o botte; le sezioni di diametro minore che si muovono sono dette stadi; lo stadio più piccolo è anche chiamato stantuffo. Il numero massimo pratico di stadi mobili sembra essere sei. Teoricamente, potrebbero essere progettati cilindri con più stadi, ma il loro problema di stabilità sarebbe scoraggiante.
I cilindri telescopici normalmente si estendono dallo stadio più grande al più piccolo. Ciò significa che lo stadio più grande, con tutti gli stadi più piccoli annidati al suo interno, si muoverà per primo e completerà la sua corsa prima che lo stadio successivo inizi a muoversi. Questa procedura continuerà per ogni stadio fino a quando lo stadio di diametro più piccolo non sarà completamente esteso. Al contrario, quando si ritrae, lo stadio di diametro più piccolo si ritrarrà completamente prima che lo stadio successivo inizi a muoversi. Questo continua fino a quando tutte le fasi non vengono nidificate nuovamente nel main.
Tipi di base
Come per i cilindri convenzionali, i due tipi base di cilindri idraulici telescopici sono a semplice e doppio effetto . I cilindri telescopici a semplice effetto si estendono sotto la pressione idraulica e fanno affidamento sulla gravità o su una forza meccanica esterna per la retrazione. I cilindri a semplice effetto sono utilizzati in applicazioni in cui una qualche forma di carico è sempre sui cilindri. Le classiche applicazioni telescopiche a semplice effetto sono gli autocarri con cassone ribaltabile e i rimorchi con cassone ribaltabile. L'olio pressurizzato estende il cilindro telescopico per sollevare un'estremità del cassone ribaltabile. Quando la pressione viene rilasciata, il peso del cassone ribaltabile spinge l'olio fuori dal cilindro, si ritrae.
I cilindri telescopici a doppio effetto sono azionati idraulicamente in entrambe le direzioni. Possono essere utilizzati in applicazioni in cui né la gravità né la forza esterna possono ritrarre il cilindro. Sono adatti per applicazioni di posizionamento non critiche che richiedono movimenti di estensione e retrazione di un carico sostanziale.
I cilindri telescopici a semplice effetto sono estesi idraulicamente ma richiedono una forza meccanica esterna per la retrazione.
Un'applicazione classica è il cilindro di espulsione del packer nei veicoli per rifiuti e nei rimorchi di trasferimento. Il cilindro montato orizzontalmente spinge una piastra per comprimere il carico, quindi deve ritrarsi con la piastra in modo da poter aggiungere altro materiale. La gravità non può aiutare, quindi viene utilizzato un cilindro a doppio effetto.
Cuscinetti e guarnizioni
Ciascuno stadio è supportato all'interno di ciascuno stadio successivamente più grande da almeno due cuscinetti. Uno è al prossimo stadio più grande. La distanza tra questi due cuscinetti determina il grado di sovrapposizione di uno stadio al successivo. Generalmente, questa distanza deve aumentare all'aumentare della corsa complessiva per resistere alla deflessione causata dal peso degli stadi estesi e dal carico.
Esistono diversi modelli per sigillare i cilindri telescopici. Uno dei design più comuni è l'uso di diverse guarnizioni a V incernierate, guarnizioni a labbro multiplo in un unico pezzo con labbri incernierati stampati in posizione o entrambi. Queste guarnizioni sono mantenute in posizione da un anello di arresto o da un anello elastico e da un dado premistoppa e utilizzano cuscinetti di guida sul pistone a manicotto. Il diametro interno di ogni stadio è sigillato contro il diametro esterno dello stadio successivo più piccolo annidato al suo interno.
Lo stile e il posizionamento di questi sigilli varia tra i produttori di cilindri. Lo stile del sigillo dipende anche dalla sua particolare funzione. Le guarnizioni morbide a labbro multiplo a perdita zero si trovano solitamente nel diametro interno nella sezione di baderna degli stadi principale e mobile. Le guarnizioni rigide a bassa perdita si trovano sull'estremità del pistone dei cilindri telescopici a doppio effetto. Queste guarnizioni del pistone consentono al cilindro di ritrarsi sotto pressione.
Un altro design utilizzato su alcuni cilindri telescopici a semplice effetto sono le guarnizioni morbide a perdita zero sul pistone, che a loro volta utilizzano l'intero foro dello stadio successivo più grande come area effettiva per estendere la forza. Queste stesse guarnizioni contengono l'olio nel cilindro. L'estremità superiore del cilindro, dove normalmente si troverebbero le guarnizioni morbide, ora contiene un cuscinetto di guida. Se viene utilizzato qualsiasi tipo di tenuta nell'estremità superiore di questo cilindro telescopico, di solito si tratta di una combinazione raschiatore/guarnizione per impedire l'ingresso di contaminanti nei cilindri. Con entrambi i tipi, le numerose superfici di tenuta devono compensare la normale flessione degli stadi man mano che il cilindro si estende.
Il design del cilindro con il cuscinetto sul pistone e la guarnizione all'altra estremità è chiamato cilindro di tipo dislocante. Il design a semplice effetto con una tenuta sul pistone e un cuscinetto in quella che normalmente sarebbe l'estremità della baderna si avvicina alla classificazione del cilindro del tipo ram. Le prestazioni sono simili a quelle di un cilindro a stelo a doppio effetto con olio pressurizzato fornito solo al lato del pistone. Tutti gli stadi telescopici si muoverebbero in questo modo.
Cilindri telescopici a doppio effetto
Normalmente l'estensione di un cilindro telescopico a doppio effetto avviene allo stesso modo del tipo a semplice effetto. La retrazione dei cilindri telescopici a doppio effetto è resa possibile sigillando il diametro esterno dell'area del pistone di ogni stadio mobile con il diametro interno dello stadio successivo più grande e costruendo fori interni per il trasferimento dell'olio in ogni stadio mobile. I fori di trasferimento dell'olio si trovano appena sopra i pistoni nel corpo del tavolino. La porta di retrazione si trova normalmente nella parte superiore del tavolino più piccolo. L'olio scorre attraverso questa porta e nello stadio più piccolo. Il foro di trasferimento dell'olio consente all'olio di entrare e pressurizzare il volume tra il diametro interno degli stadi successivi e il diametro esterno degli stadi più piccoli. La pressione in questo volume genera la forza per spostare o ritrarre lo stadio più piccolo nello stadio più grande.
In un cilindro telescopico standard a doppio effetto, entrambe le porte idrauliche di estensione e retrazione si trovano nello stantuffo (manicotto più piccolo).
Una volta che questo stadio è completamente retratto, il foro di trasferimento dell'olio nello stadio successivo più grande viene esposto per consentire il flusso dell'olio affinché possa ritrarsi. Questo processo di retrazione continua automaticamente fino a quando tutti gli stadi si sono ritirati nel principale. Il sigillo su ogni stadio seleziona le aree contro le quali agirà la pressione.
Individuare la porta di retrazione sulla parte superiore del tavolino più piccolo è il modo più semplice per progettare un cilindro telescopico a doppio effetto, ma questa posizione della porta richiede in genere una disposizione di tubi flessibili, protezione del tubo flessibile e avvolgitubo per fornire olio al palco mobile. Per evitare di avere le porte di alimentazione del fluido molto distanziate quando il cilindro è completamente esteso, la maggior parte dei progetti di cilindri telescopici a doppio effetto posiziona entrambe le porte del fluido nello stadio o stantuffo più piccolo. Il cilindro viene quindi montato in modo che lo stadio o il pistone più piccolo sia fermo e gli stadi più grandi e pesanti siano quelli che si muovono mentre il cilindro si estende.
In alcuni casi, è possibile progettare un cilindro telescopico a doppio effetto in cui entrambe le porte si trovano nella canna principale fissa. Le dimensioni del cilindro (diametro e corsa) e il numero di stadi mobili determinano se ciò è possibile. Se lo è, i passaggi interni più complicati per il flusso dell'olio richiedono una doppia parete e/o uno speciale design telescopico tipo trombone.
Le guarnizioni dei pistoni sui cilindri telescopici a doppio effetto sono normalmente prodotte da una sostanza dura, come ghisa, ferro duttile o nylon rinforzato con fibra di vetro. Le guarnizioni rigide sono necessarie per limitare l'abrasione tra i fori di trasferimento dell'olio e le luci su cui devono passare.
Combinazioni a semplice e doppio effetto
Esistono alcuni tipi insoliti di cilindri telescopici progettati per applicazioni specifiche. Ad esempio, un produttore di apparecchiature per pozzi petroliferi utilizza un tipo composto da stadi sia a semplice che a doppio effetto per posizionare un impianto di lavoro. L'impianto di lavoro è una torre o una torre che viene trasportata orizzontalmente al sito del pozzo su un rimorchio. Lì, i cilindri telescopici si estendono per far oscillare il rig in posizione verticale. Quando il lavoro del rig è terminato, il cilindro telescopico tira il rig per iniziare la transizione dal verticale all'orizzontale. Tuttavia, una volta che il rig ha iniziato a inclinarsi, non è più necessaria alcuna forza di trazione a causa del peso del rig e la gravità continuerà a ritrarre il cilindro. In altre parole, il cilindro necessita di potenza idraulica per la prima parte della sua corsa di rientro, ma poi funziona come un'unità a semplice effetto.
Per inclinare un autocarro con cassone ribaltabile ad angoli di 60° o più, sono necessari cilindri telescopici con corse che si avvicinano alla lunghezza totale del pianale.
In questo tipo di progetto, lo stadio mobile più piccolo è progettato per essere a doppio effetto; gli altri sono a semplice effetto. Il piccolo palco può quindi fornire forza di spinta per sollevare il rig e forza di trazione per farlo ripartire. Non è insolito progettare questo tipo di cilindro come un design a manica lunga. Skip-a-sleeve (come suggerisce il nome) è il punto in cui una manica o un palcoscenico viene saltato durante la progettazione. Normalmente il diametro di un tavolino telescopico aumenta di circa ogni centimetro, ad esempio; il diametro del manicotto può essere di 3,75 pollici, si inserisce in un tubo da 4,25 pollici. foro; 4,75 pollici montaggio in 5,25 pollici. foro, ecc. In un design skip-a-sleeve, un manicotto viene rimosso per aumentare l'area effettiva e la forza di retrazione del manicotto o dello stantuffo più piccolo, ad esempio; il diametro dello stantuffo è di 2,75 pollici. e si inserisce nel 4,25 pollici. alesaggio del 4,75 pollici. manica, aumentando così l'area effettiva e la forza di ritrazione.
Spinta costante, velocità costante
Uno speciale cilindro telescopico, noto come cilindro a spinta costante/velocità costante, è configurato in modo tale che tutte le fasi mobili si estendano contemporaneamente, fornendo una velocità complessiva costante e una forza di spinta costante per tutta la sua corsa durante l'estensione o la retrazione . Questo tipo di cilindro è stato utilizzato per azionare una testa di perforazione nelle miniere sotterranee, dove tali parametri prestazionali sono necessari e lo spazio è prezioso. Il design più complicato esegue l'azione richiesta intrappolando l'olio all'interno, abbinando le aree di estensione e retrazione e limitando il numero di stadi mobili.
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Titolo: I cilindri telescopici vanno oltre 
Sab Ago 19, 2023 5:39 pm
