luchando con las opciones de montaje del cilindro

El uso sin problemas de un cilindro de potencia hidráulica y su capacidad para reparar y permanecer libre de fugas depende en gran medida de la instalación correcta de los componentes para una aplicación en particular. El diseñador debe determinar la carga que soportará el cilindro e instalarlo en consecuencia.

La National Fluid Power Association (NFPA) estandariza varios tamaños de cilindros de barra de acoplamiento para facilitar la intercambiabilidad de cilindros entre fabricantes. Parte de este programa de estandarización incluye cómo se montan los cilindros, lo que generalmente proporciona:

• Transmisión de fuerza lineal a través de montajes fijos que absorben fuerzas en la línea central del cilindro

• Transmisión de fuerza lineal utilizando montajes fijos que no absorben fuerzas en la línea central del cilindro, y

• La transferencia de la fuerza de pivote a través del soporte de pivote absorbe las fuerzas en la línea central del cilindro y permite que el cilindro cambie de alineación en un plano.

línea recta — Los cilindros con soportes fijos absorben fuerzas en la línea central del cilindro y se consideran la mejor opción para la transmisión de fuerza lineal. El montaje de la extensión de la barra de acoplamiento, la brida o la orejeta de la línea central es simétrico, lo que permite que el empuje o la tensión de la barra del pistón se distribuya uniformemente alrededor de la línea central del cilindro. Los pernos de montaje están sujetos a tensión simple o fuerza cortante, sin fuerza compuesta;Cuando se instala correctamente, se minimizan las cargas laterales en los cojinetes del cilindro.

Los tirantes del cilindro están diseñados para soportar la presión interna nominal máxima y pueden extenderse en cualquiera de los extremos y usarse para montar el cilindro. Cuando las barras de unión se extienden en ambos extremos del cilindro, un extremo puede usarse para montar el cilindro y el otro extremo puede soportar el cilindro o unirse a los componentes de la máquina.

Los montajes de brida también son ideales para aplicaciones de transferencia de fuerza lineal. Los tres estilos estándar son la brida rectangular en el extremo de la cabeza (varilla), la brida cuadrada en el extremo de la cabeza (varilla) y la cabeza rectangular más grande y gruesa con orificios de montaje;Las mismas tres versiones están disponibles para las tapas de los cilindros. La elección del montaje con brida depende en parte de si la fuerza dominante aplicada a la carga produce compresión o tensión en el vástago del pistón.

recto, no absorbente — Los cilindros de montaje lateral no absorben fuerzas a lo largo de su línea central. Estos montajes tienen orejetas en las tapas de los extremos y uno tiene orificios roscados laterales para montaje empotrado. Sus planos de superficie de montaje no pasan por la línea central del cilindro;Por lo tanto, los cilindros montados lateralmente generan par cuando el cilindro mueve la carga. Este momento tiende a girar el cilindro alrededor de su perno de montaje. Si el cilindro no está bien asentado en la máquina o la carga no está bien dirigida, se aplicarán cargas laterales al casquillo de la biela y al cojinete del pistón.

Para evitar este problema, la longitud de la carrera de un cilindro de montaje lateral debe ser al menos tan larga como el diámetro interior. Los cilindros de gran diámetro con carreras más cortas tienden a balancearse sobre sus monturas bajo cargas más pesadas, especialmente las orejetas laterales, las orejetas de los extremos y las monturas de las esquinas de los extremos.

Los cilindros de montaje lateral dependen únicamente de la fricción de su superficie de montaje en contacto con la máquina para absorber las fuerzas generadas por el cilindro. El par aplicado a los pernos de montaje debe ser igual al par de torsión recomendado por el fabricante para la barra de acoplamiento.

Para cargas pesadas o situaciones de choque, los cilindros de montaje lateral deben mantenerse en su lugar con llaves o pasadores para evitar que se muevan. Se puede suministrar una llave de corte, que consiste en una placa que se extiende desde el costado del cilindro, con la mayoría de los cilindros. Debe colocarse en los extremos apropiados para absorber las cargas principales, es decir, en el extremo de la varilla para cargas de tracción y en el extremo de la tapa para cargas de empuje. Este método se puede utilizar cuando los chaveteros se pueden fresar en componentes de máquinas. La chaveta acepta cargas de corte y proporciona una alineación precisa de los cilindros.

Transmisión de fuerza de pivote — Al conducir cargas a través de arcos, use cilindros con soportes de pivote que absorban las fuerzas a lo largo de la línea central. Hay dos formas de montar el cilindro para que gire durante el ciclo de trabajo: soportes de horquilla o soportes de muñón. Los cilindros de montaje de pivote están disponibles con horquillas de retención tapadas;Tapa con horquilla extraíble;Cubra el cojinete esférico;y cabeza, tapa y muñón de fijación medio. También hay disponibles conjuntos de muñones especiales, como soportes de cardán, que permiten que los objetos giren alrededor de un solo eje.

Los cilindros montados en pivote se pueden usar en aplicaciones de tensión o empuje a la presión nominal máxima, pero los cilindros de carrera larga en aplicaciones de empuje están limitados por la fuerza de la columna de varillas. Un montaje de horquilla o orejeta única suele ser una parte integral de la tapa del cilindro, aunque también hay disponibles estilos desmontables que proporcionan un pivote para montar el cilindro. Una parte del soporte de horquilla incluye un pasador de pivote de longitud y diámetro adecuados para soportar la carga de corte máxima a la presión nominal de funcionamiento del cilindro. Los soportes de horquilla fijos son los más populares y se utilizan cuando el vástago del pistón se desplaza en un arco fijo en un plano. Se puede utilizar vertical u horizontalmente.

También se utiliza un soporte de pivote de muñón cuando el vástago del pistón se desplaza en un arco en un plano. Los pasadores de muñón están diseñados solo para cargas de corte y no deben usarse con esfuerzos de flexión. El cojinete de soporte debe instalarse lo más cerca posible de la superficie del hombro del muñón.

Los cilindros montados en el muñón de la cabeza a menudo se pueden especificar con un vástago de pistón de menor diámetro que los cilindros con el punto de pivote en la tapa o en el medio. En cilindros de carrera larga montados en muñón de cabeza, el diseñador debe considerar el peso saliente en el extremo de la cabeza del cilindro. Para mantener las cargas de los cojinetes del muñón dentro de los límites, la longitud de la carrera no debe exceder cinco veces el diámetro interior.

Los soportes de muñón fijos intermedios son los mejores. Se puede colocar en cualquier lugar entre el peso del cilindro de equilibrio o la cabeza y la cubierta para adaptarse a la aplicación. Su ubicación debe especificarse al hacer el pedido, ya que no se puede cambiar fácilmente una vez fabricado.

Tabla de Contenidos

Instalar

• Si se esperan grandes cargas de impacto, instale el cilindro para aprovechar su elasticidad y no olvide: la línea de fluido está diseñada para viajar, solo el cilindro de montaje fijo se mantiene en su lugar mediante una llave o un pasador en un extremo

• Use llaves separadas para las cargas de corte: en el extremo de la cabeza si la carga de choque principal está en empuje, en el extremo de la tapa si están en tensión

• Se pueden usar pasadores en lugar de llaves de corte para ayudar a absorber las cargas de corte y asegurar la alineación del cilindro. Evite pinchar en las esquinas; esto puede causar deformaciones graves cuando el cilindro se somete a temperaturas y presiones de funcionamiento. Esta deformación también se impone en los conectores de fluido en los puertos del cilindro, y

• Los soportes de pivote deben ser del mismo tipo que el cilindro y el cabezal. Los pivotes deben ser paralelos, nunca cruzados.

Considere proteger el vástago expuesto del desgaste y la corrosión que pueden dañar la superficie del vástago y, por lo tanto, el sello del vástago. En ambientes particularmente sucios, use una funda protectora (como una funda para poste o un fuelle) para proteger el poste.

Condiciones de operación

• Los cilindros con montaje fuera de la línea central tienden a cambiar de longitud y balancearse a medida que cambian la carga y la temperatura. Cualquier tubería rígida conectada a los puertos de la culata se verá afectada por las fuerzas y los movimientos creados. Si el cilindro está rígidamente conectado, la pregunta no es si tendrá fugas, sino cuándo.

• Los cilindros que no están montados en la línea central generalmente requieren componentes de la máquina más fuertes para resistir la flexión, por lo tanto, considere la rigidez del marco de la máquina. Por ejemplo, si un extremo de un cilindro debe sobresalir, se deben proporcionar miembros de soporte adicionales.

• En la mayoría de los casos, el diseño de la trayectoria del extremo de la barra determinará el mejor tipo de montaje de pivote.

* Los cilindros de carrera corta fijos, no montados en la línea central agregan otro problema de resistencia, ya que los pernos de montaje estarán sujetos a más tensión y corte.

• ¿La fuerza principal aplicada causará empuje o tensión en la varilla?Los montajes de brida de tapa final son los más adecuados para cargas de empuje;Los montajes de brida en el extremo del vástago son mejores si el vástago está en tensión.

• Si ocurre una desalineación entre el cilindro y su carga, es posible que se deba cambiar el montaje para acomodar el movimiento de inclinación. El montaje simple de la línea central del pivote, como la horquilla y el muñón, compensa la desalineación en un solo plano. Si se encuentra una desalineación en varios planos, el cilindro debe tener juntas esféricas autoalineables en la tapa y los extremos de la varilla del cilindro montado en horquilla, y las conexiones de la línea de fluido deben poder aceptar el movimiento.

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