Los cilindros telescópicos van más allá

La mayor ventaja de los cilindros telescópicos sobre cualquier otro tipo de cilindro es su capacidad para ofrecer una carrera excepcionalmente larga desde un paquete inicial compacto. La longitud plegada de un tubo telescópico típico varía entre el 20 % y el 40 % de su longitud extendida. Por lo tanto, los cilindros telescópicos son una solución lógica cuando el espacio de instalación es limitado y las aplicaciones requieren carreras largas.

Por ejemplo, suponga que el volquete debe inclinarse 60° para estar completamente vacío. Si la carrocería o el remolque están equipados con un cilindro de varilla tradicional, con un cilindro integral y una carrera lo suficientemente larga para lograr ese ángulo, debido a la longitud del cilindro, la tolva no puede volver al nivel para conducir en la autopista, incluso cuando está completamente retraídoLos cilindros telescópicos resuelven fácilmente este problema.

Los cilindros hidráulicos telescópicos son dispositivos relativamente simples, pero su aplicación exitosa requiere una comprensión de las características de estos componentes. Comprender cómo funcionan los cilindros telescópicos y los criterios de aplicación especiales a considerar le permitirán diseñarlos en su equipo de forma segura y económica.

mayor y etapa
Como sugiere el nombre, el tubo telescópico está construido como un telescopio. Las secciones de tubería de acero con diámetros progresivamente más pequeños se anidan unas dentro de otras. La parte de mayor diámetro se denomina cuerpo principal o cañón;Las partes de menor diámetro que se mueven se denominan etapas;La etapa más pequeña también se llama émbolo. El número práctico máximo de etapas móviles parece ser seis. En teoría, se podrían diseñar cilindros con más etapas, pero sus problemas de estabilidad serían abrumadores.

Los cilindros telescópicos generalmente se extienden desde la etapa más grande hasta la etapa más pequeña. Esto significa que la etapa más grande, en la que se anidan todas las etapas más pequeñas, se moverá primero y completará su carrera antes de que comience a moverse la siguiente etapa. Este proceso continuará con cada etapa hasta que la etapa con el diámetro más pequeño esté completamente estirada. Por el contrario, al retraerse, la etapa de menor diámetro se retraerá completamente antes de que la siguiente etapa comience a moverse. Esto continúa hasta que todas las etapas se anidan nuevamente en el escenario principal.

tipo básico

Al igual que los cilindros hidráulicos convencionales, los dos tipos básicos de cilindros hidráulicos telescópicos son de simple y doble efecto. Cilindro telescópico de simple efecto Se extiende hidráulicamente y se retrae por gravedad o alguna fuerza mecánica externa. Los cilindros de simple efecto se utilizan en aplicaciones en las que siempre se coloca algún tipo de carga sobre el cilindro. Las aplicaciones telescópicas clásicas de acción simple son camiones volquete y remolques volquete. El aceite presurizado extiende el cilindro telescópico para levantar un extremo del volquete. Cuando se libera la presión, el peso de la tolva empuja el aceite fuera del cilindro y se retrae.

Cilindro telescópico de doble efecto Accionamiento hidráulico bidireccional. Se pueden usar en aplicaciones donde ni la gravedad ni las fuerzas externas pueden retraer el cilindro. Son ideales para aplicaciones de posicionamiento no críticas que requieren extensos movimientos de extensión y retracción de la carga.

Una aplicación típica son los cilindros packer-injector en camiones de basura y remolques de transferencia. Los cilindros montados horizontalmente empujan la placa para comprimir la carga, que luego debe retraerse con la placa para agregar más material. La gravedad no ayudó, por lo que se utilizó un cilindro de doble acción.

Rodamientos y Sellos

Cada etapa está soportada por al menos dos cojinetes dentro de cada etapa sucesivamente más grande. Uno está en la siguiente etapa más grande. La distancia entre estos dos rodamientos determina cuánto se superpone una etapa a la siguiente. Por lo general, esta distancia debe aumentar con el recorrido total para resistir la desviación causada por el peso y la carga de la etapa extendida.

Hay varios diseños para sellar cilindros telescópicos. Uno de los diseños más comunes es el uso de múltiples sellos en V con bisagras, sellos de labios múltiples de una pieza, labios con bisagras moldeados en su lugar, o ambos. Estos sellos se mantienen en su lugar mediante anillos elásticos o anillos elásticos y tuercas de empaque y usan cojinetes piloto en pistones de manguito. El diámetro interior de cada etapa está sellado contra el diámetro exterior de la siguiente etapa más pequeña anidada dentro de ella.

El estilo y la ubicación de estos sellos varían según el fabricante del cilindro. El estilo del sello también depende de su función específica. Los sellos blandos multilabio de fuga cero generalmente se encuentran en el diámetro interior de la sección de empaque de las etapas principal y móvil. Se encontró un sello duro de baja fuga en el extremo del pistón del cilindro telescópico de doble efecto. Estos sellos de pistón permiten que el cilindro se retraiga bajo presión.

Otro diseño utilizado en algunos cilindros telescópicos de acción simple es un sello suave sin fugas en el pistón, que a su vez utiliza el paso total de la siguiente etapa más grande como área efectiva para la fuerza de extensión. Estos mismos sellos contienen el aceite en el cilindro. El extremo superior del cilindro, donde generalmente se encuentra el sello blando, ahora contiene un cojinete para guiar. Si se usa algún tipo de sello en el extremo superior de este diseño de cilindro telescópico, generalmente es una combinación de rascador/sello para mantener los contaminantes fuera del cilindro. Con cualquiera de los dos tipos, muchas superficies de sellado deben compensar la desviación normal de la plataforma cuando se extiende el cilindro hidráulico.

El rodamiento está en el pistón, y el diseño del cilindro con el sello en el otro extremo se llama cilindro de desplazamiento. Los diseños de simple efecto con un sello en el pistón y un cojinete en el extremo de la empaquetadura habitual están cerca de la clasificación de los cilindros de émbolo. El rendimiento es similar al de un cilindro de vástago de doble efecto que suministra aceite a presión solo al lado del pistón. Todas las plataformas telescópicas se mueven de esta manera.

Cilindro telescópico de doble efecto

Generalmente, los cilindros telescópicos de doble efecto se extienden de la misma manera que los de simple efecto. El cilindro telescópico de doble efecto se puede retraer sellando el diámetro exterior del área del pistón de cada etapa móvil con el diámetro interior de la siguiente etapa más grande y creando un orificio de transferencia de aceite interno en cada etapa móvil. El orificio de suministro de aceite se encuentra justo encima del pistón del cuerpo de la plataforma. El puerto de retracción generalmente se encuentra en la parte superior de la etapa más pequeña. El aceite fluye a través de este puerto hacia la etapa más pequeña. El orificio de transferencia de aceite permite que entre aceite y presurice el volumen entre el diámetro interior de la siguiente etapa y el diámetro exterior de la etapa más pequeña. La presión en este volumen crea una fuerza que mueve o retrae el escenario más pequeño al escenario más grande.

Una vez que esta etapa está completamente retraída, el orificio de transferencia de aceite de la siguiente etapa más grande queda expuesto, lo que permite que el flujo de aceite lo retraiga. Este proceso de retracción continúa automáticamente hasta que todas las etapas se retraen a la principal. El sello de cada etapa selecciona el área donde actuará la presión.

Colocar el puerto de retracción en la parte superior de la etapa más pequeña es la forma más fácil de diseñar un cilindro telescópico de doble acción, pero la ubicación de este puerto a menudo requiere el enrutamiento de mangueras, protectores de mangueras y carretes de mangueras para suministrar aceite a la mesa en movimiento. Para evitar que los puertos hidrodinámicos estén muy separados cuando el cilindro está completamente extendido, la mayoría de los diseños de cilindros telescópicos de doble acción ubican los dos puertos de fluido en la etapa o émbolo más pequeño. Luego, el cilindro se instala de modo que la etapa más pequeña o el émbolo estén estacionarios, mientras que las etapas más grandes y pesadas se moverán a medida que se extiende el cilindro.

En algunos casos, se pueden diseñar cilindros telescópicos de doble acción donde ambos puertos están ubicados en el cilindro principal fijo. El tamaño del cilindro (diámetro y carrera) y el número de etapas de recorrido determinan si esto es posible. Si es así, los pasajes internos más complejos para el flujo de aceite requieren paredes dobles y/o diseños telescópicos de trombón especiales.

Los sellos de pistón en los cilindros telescópicos de doble efecto generalmente están hechos de materiales duros como hierro fundido, hierro dúctil o nailon reforzado con fibra de vidrio. Se requieren sellos duros para limitar el desgaste entre los orificios de transferencia de aceite y los puertos a través de los cuales deben pasar.

Combinaciones de simple y doble efecto

Hay tipos especiales de cilindros telescópicos diseñados para aplicaciones específicas. Por ejemplo, los fabricantes de equipos para pozos de petróleo utilizan tipos que consisten en etapas de acción simple y acción doble para posicionar las plataformas de reacondicionamiento. Una plataforma de reacondicionamiento es una torre de perforación o torre que se transporta horizontalmente al sitio del pozo mediante un remolque. Allí, los cilindros telescópicos se extienden para girar el equipo a una posición vertical. Una vez que se completa el trabajo de la plataforma, el cilindro telescópico tira de la plataforma para iniciar la transición de vertical a horizontal. Sin embargo, una vez que el equipo comienza a inclinarse, la fuerza de tracción ya no es necesaria debido al peso del equipo y la gravedad continuará retrayendo el cilindro. En otras palabras, el cilindro requiere energía hidráulica para la primera parte de su carrera de retracción, pero luego funciona como una unidad de acción simple.

En este diseño, la estación móvil más pequeña está diseñada para ser de doble efecto;Los demás son de actuación individual. La plataforma pequeña puede empujar para levantar el equipo y jalar para reiniciarlo. No es raro diseñar este tipo de cilindro como un diseño de manga de salto. Skip-a-sleeve (como sugiere el nombre) es donde se salta una manga o etapa en el proceso de diseño. Por ejemplo, el diámetro de una mesa telescópica normalmente aumenta aproximadamente cada pulgada;El diámetro de la manga puede ser de 3,75″ y cabe en 4,25″.perforación;4,75 pulgadas. Se adapta a 5,25 pulgadas. Por ejemplo, en un diseño de manguito de salto, el manguito se quita para aumentar el área efectiva y la fuerza de retracción del manguito o émbolo más pequeño;El diámetro del émbolo es de 2,75 pulgadas. Y se adapta a 4,25 pulgadas. Orificio de 4,75″.manguito, aumentando así el área efectiva y la fuerza de retracción.

empuje constante, velocidad constante

Un cilindro telescópico especial, conocido como cilindro de empuje constante/velocidad constante, está configurado para que todas las etapas de movimiento se extiendan simultáneamente, proporcionando una velocidad constante general al extenderse o retraerse, así como un empuje constante durante todo el recorrido. Los cilindros de este tipo se han utilizado para impulsar brocas en minería subterránea donde se requieren tales parámetros de rendimiento y el espacio es un bien escaso. Los diseños más complejos logran la acción deseada atrapando el aceite en el interior, haciendo coincidir las áreas de extensión y retracción y limitando la progresión del movimiento.

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