Hydraulische Slanguitrekking Voorkomen: Expert Gids

Door Josh Cosford, Contributing Editor

Ik wed dat je niet eens wist dat slanguitrekking een ding was, hé? Zeker, we weten dat hydraulische slang voornamelijk gemaakt is van synthetisch rubber, dat buigzaam en zacht is. In feite, het hele punt van het gebruik van rubber is om flexibiliteit toe te voegen aan de plumbing routeringsopties, zowel letterlijk als figuurlijk. De rubberen binnenbuis en bekledingslaag zijn het niet-zo-heerlijke brood tot de versterkingsvlees van onze slangbroodje. De combinatie is zowel sterk als flexibel, maar niet immuun voor uitrekking.

Slanguitrekking treedt op wanneer de binnenbuis I.D. toeneemt onder druk ondanks de backing van de staal, synthetische vezel, of textiel versterkingslaag(en). Hoewel de versterking een beetje rekkt, is de slanguitrekking zowel lineair als radiaal: naarmate de slang iets langer wordt terwijl de binnenbuis onder druk comprimeert, neemt de interne diameter effectief toe omdat het geklemd zit tussen de olie en de versterking.

Het type binnenste versterkingslaag heeft de grootste impact op het inhouden van slanguitrekking.

Slanguitrekking is slecht nieuws voor een paar redenen, met name in nauwkeurige beweegingscontrole toepassingen die bij hoge druk opereren. In systemen met hoge-snelheid, hoge-precisie actuatoren, voegen lange slanglopen elasticiteit toe aan de hydraulische olie, wat de effectieve bulkmoudulus (de olie's weerstand tegen compressie) verlaagt. In hoge-precisie toepassingen is soms een beetje van deze door slang geïnduceerde stijfheidsreductie goed, omdat het helpt drukpieken te reduceren en demping te bieden tijdens hoge-frequentie operatie.

Echter, het is makkelijk om te veel van een goed ding te krijgen hier, omdat slanguitrekking leidt tot trage prestaties, slechte controle, en zelfs verhoogde warmte omdat het rubber zijn eigen deformatie-geïnduceerde interne wrijving genereert. Servoklep-gecontroleerde toepassingen werken niet als standaard hydraulica – er is altijd druk toegepast aan beide kanten van een zuiger, en beweging werkt door het differentieel te controleren, niet alleen absolute druk die de ene poort naar de tank laat lopen. Dit houdt de actuator in een toestand van spanning die gemakkelijk te versnellen en nauwkeurig te controleren is.

De druk kan dozijnen keren per seconde cyclen tussen de kappoort en werkpoort, elke keer de slang zijn binnenbuis uitrekken en prestaties reduceren. Elke keer dat het rubber comprimeert, slaat het ook energie op, wat vrijkomt als de druktoestand verandert. Maar er zijn manieren om het te mitigeren, en zelfs één extreme methode om het te elimineren.

Sommige slangconstructietypen zijn meer geneigd tot uitrekking, dus je kunt beginnen met het selecteren van een sterkere slang tijdens het machineontwerpstadium. Geflochtene slang is zeer flexibel, en moderne versies van 100R17 geflochtene slang zullen superieur zijn aan oudere 100R2 constructie, vooral gegeven de isobare aard van R17 (alle formaten zijn typisch genormeerd voor 4.000 psi). Voor ultieme uitrekkingsweerstand, kies een 100R12 of 100R13 spiraalgewonden slang met vier of zes lagen versterking. Spiraalwindingen kunnen radiale kracht beter inhouden dan geflochtene versterkingen, wat een beetje van de uitwaartse flexibiliteit elimineert.

En, natuurlijk, een kortere slang zal minder totaal oppervlak hebben om uit te rekken. Wanneer je actuatoren installeert, probeer de kleppen zo dicht mogelijk bij de actuatoren te installeren. Dit levert een meer responsief systeem niet alleen vanwege het verminderde oppervlak van het rubber, maar ook omdat het de extra massa olie tussen de klep en de cylinder elimineert die versneld moet worden.

Tot slot, om slanguitrekking volledig te elimineren, gewoon de slang kwijtraken. Je kunt je actuator plumben met hoogsterkte staalbuis, wat veel stijver is dan hydraulische slang. Of, monteer de servo- of proportionele klep direct op de cylinder, wat slechts een korte plumbing naar beide werkpoorten vereist. Het helpt wanneer de werkpoorten van de klep gelijkmatig verwijderd zijn van de werkpoorten van de cylinder, waardoor gelijke vloeistofvolume in beide richtingen gehandhaafd blijft.

Slanguitrekking is een interessant onderwerp, en je kunt veel dieper in het onderwerp duiken dan ik hier heb kunnen verhelderen. Compliance effecten kunnen gemodelleerd worden om diverse parameters te omvatten, inclusief de bovengenoemde olie bulkmoudulus, belastingmassa, en klepdynamica, en moeite niet om erin te kijken als je niet goed bent met differentiaalcalculus. De bottom line is dat je slanguitrekking moet meenemen in je hoge-prestatie ontwerpen, en indien vereist, het in zijn sporen stopt.

U kunt ook liken: