كيفية تحديد أبعاد الأسطوانات الهيدروليكية للحفارات: القطر الداخلي، والقضيب، والشوط، وضغط التشغيل

يتطلب تحديد حجم الأسطوانة الهيدروليكية للحفارة أكثر من مجرد مطابقة الأبعاد الخارجية للوحدة القديمة. يبدأ العملية الصحيحة من وظيفة الأسطوانة، هندسة الآلة، قوى الدفع والسحب المطلوبة، الضغط الهيدروليكي المتاح، الشوط، استقرار ذراع المكبس، السرعة، دورة التشغيل، وواجهات التركيب. يجب اختيار القطر الداخلي، وقطر ذراع المكبس، والشوط كنظام واحد، ثم التحقق منها مقابل حالات الأحمال الحقيقية للحفارة.

الهيدروليكية تشنغتشيانغ’تغطي محفظة أسطوانات الحفارات المنشورة آلات الحفر من 1.5 إلى 700 طن، مع نطاق تجويف يتراوح بين 50-420 مم، وقطر قضيب يتراوح بين 30-260 مم، وشوط يتراوح بين 100-3800 مم، وضغط عمل يتراوح بين 24.5-35 ميغاباسكال. تدرج بيانات المنتجات المفصلة أيضاً قوة دفع تصل إلى 4800 كيلو نيوتن، وقوة سحب تصل إلى 2000 كيلو نيوتن، ونطاق درجة حرارة تشغيل من -40 إلى 100 درجة مئوية. تحدد هذه القيم نطاق تصنيع واسعاً، وليس اختياراً تلقائياً لجهاز معين.

الخطوة 1: تحديد دالة الأسطوانة

تستخدم الحفارات أسطوانات مختلفة لحركات مختلفة. تحدد سجلات تطبيقات المنتجات خمس وظائف رئيسية. تقوم أسطوانة ذراع الرفع برفع وخفض الذراع الرئيسي وتحمل أحمال الحفر والرفع الرئيسية. تحكم أسطوانة الذراع أو ذراع الدلو في المدى وعمق الحفر. تشغيل أسطوانة الدلو الدلو في الطرف العامل. تستخدم بعض الحفارات الصغيرة ذات العجلات أسطوانة تأرجح لتحديدisin. تستخدم الحفارات المجنزرة أيضاً أسطوانة شد الجنزير مع ترتيب عازل زنبركي.

تنتج كل وظيفة مسار حمل مختلف. فقد يتعرض أسطوانة الجرافة لصدمات متكررة بالقرب من الأداة، بينما يجب على أسطوانة ذراع الرفع الطويلة مقاومة الانضغاط والالتواء من خلال تغيير زوايا الوصلات. قم بتسجيل الوظيفة قبل استخدام أي صيغة لتحديد الحجم.

الخطوة 2: جمع بيانات الإدخال المطلوبة

• الشركة المصنعة للحفارة، الطراز، وزن التشغيل، ومراجعة المعدات.
• وضع الأسطوانة: الذراع الرئيسي، الذراع، الجرافة، التأرجح، أو شد الجنزير.
• رقم قطعة الشركة المصنعة الأصلية (OEM) وأحدث رسم تخدري خاضع للرقابة، إن وجد.
• الحمل الخارجي الأقصى و هندسة الوصلات في الوضع الأكثر تطلباً.
• ضغط العمل العادي، وإعداد صمام الأمان، وأية ذروات عابرة معروفة.
• الطول المنكمش، والطول الممتد، والشوط الفعال، وغلاف التثبيت.
• وقت الامتداد والإنكماش المطلوب، تدفق المضخة ودورة التشغيل.
• أبعاد القاعدة، أقطار الأبيار (المسامير)، تفاصيل المحامل، مواضع المنافذ، و حدود الخلوص للخرطوم.
• سائل الهيدروليك، درجة الحرارة المحيطة، التلوث، وظروف الموقع.

الخطوة 3: احسب القوة النظرية

ت يعتمد قوة دفع الأسطوانة على الضغط الهيدروليكي مضروباً في مساحة المكبس الكاملة. تستخدم قوة السحب المساحة الحلقية - وهي مساحة المكبس مطروحاً منها مساحة ذراع المكبس. في وحدات النظام الدولي للوحدات المتسقة، يكون الحساب من الناحية المفاهيمية: قوة الدفع = الضغط × مساحة المكبس؛ وقوة السحب = الضغط × (مساحة المكبس - مساحة ذراع المكبس). القوة النظرية ليست هي قوة التصميم النهائية لأنه يجب مراعاة الاحتكاك، وفقدان الضغط، والهندسة، والتسارع، والاصطدام، وسلامة الأمان المطلوبة.

استخدم أسوأ زاوية وصل، وليس فقط وضع العمل الأسهل. إن قوة الأسطوانة المطلوبة عند المسمار يمكن أن ترتفع بشكل حاد عندما تصبح ذراع العزم قصيرة. بالنسبة لآليات ذراع الرفع والجرافة، احسب القوة عبر الوصلة الكاملة أو استخدم نموذج الأحمال المُتحقق منه من الشركة المصنعة الأصلية للجỗهاز. لا تختار تجويفاً لمجرد أن حفارة أخرى لها وزن تشغيل مماثل.

الخطوة 4: حدد القطر الداخلي بناءً على الضغط والقوة

ينتج القطر الداخلي الأكبر قوة أكبر عند نفس الضغط، ولكنه يتطلب أيضاً حجم زيت أكبر وقد يبدأ في إبطاء الحركة لمعدل تدفق مضخة معين. يمكن للضغط الأعلى أن يقلل من القطر الداخلي المطلوب للقوة المستهدفة، ولكنه يرفع من إجهادات ومطالب أحكام الإغلاق. اختر تركيبة من القطر الداخلي والضغط تلبي القوة المطلوبة دون تجاوز الحدود الهيدروليكية للآلة أو التصميم المعتمد للاسطوانة.

يوفر نطاق "تشينغتشيانغ" (Zhenqiang) المُتحقق منه للقطر الداخلي الذي يتراوح بين 50 و420 مم وضغط التشغيل الذي يتراوح بين 24.5 و35 ميغاباسكال نطاق جدوى أولياً. يجب تحديد القطر الداخلي الدقيق بناءً على حساب الحمل القيود النظامية. إذا كانت القوة المطلوبة قريبة من الحد الأقصى المنشور، فاطلب مراجعة هندسية رسمية بدلاً من التعامل مع الحد الأقصى باعتباره توصية للخدمة المستمرة.

الخطوة 5: حدد حجم القضيب لقوة السحب، والإجهاد، والانبعاج

يؤثر قطر القضيب على قوة السحب، وإجهاد الشد، واستقرار العمود، ومقاومة الانحناء. يؤدي زيادة قطر القضيب إلى تحسين الاستقرار تحت الضغط ولكنه يقلل من المساحة الحلقية، مما يغير قوة السحب وسعة الرجوع. تتطلب أسطوانات ذراع الرافعة أو الذراع ذات الشوط الطويل إجراء فحص للانبعاج باستخدام الطول الفعلي غير المدعوم، وشدود النهايات، والحمل الأقصى للضغط.

تدرج محفظة المنتجات أقطار قضبان تتراوح من 30 إلى 260 مم. وينبغي استخدام هذا النطاق فقط للتحقق مما إذا كان التصميم المقترح قابلاً للتصنيع بشكل عام. يتطلب اختيار القضيب النهائي بيانات تتعلق بالمادة، والتركيب، والمحاذاة، وحالة الحمل. يجب تصحيح التحميل الجانبي من خلال هندسة الآلة ومحاذاة المحامل بدلاً من “حل المشكلة” فقط عن طريق زيادة قطر القضيب.

الخطوة 6: تحديد شوط الحركة من هندسة الماكينة

الشوط هو الفرق بين وضعي العمل المطلوبين للمد والإرجاع، مع السماح بالقيم المحددة بواسطة تصميم الآلة. قم بقياس مركز المسمار أو قواعد الرسم باستمرار. تأكد من أن الأسطوانة لا تصل إلى قاعها قبل أن يصل نظام الوصلات إلى توقفه الميكانيكي وألا تزيد عن المد المطلوب عندما يصل نظام الوصلات إلى الحد المعاكس.

تدرج Zhenqiang نطاق شوط من 100 إلى 3800 مم لأطقم الحفارات. يجب على مشاريع الاستبدال مقارنة الشوط والطول المغلق والطول المفتوح معاً. الأسطوانة ذات الشوط الصحيح ولكن بالطول المغلق الخاطئ تغير نطاق العمل بالكامل ويمكن أن تلحق الضرر بوصلات الربط أو الخراطيم.

الخطوة 7: التحقق من السرعة، التدفق، والحمل الحراري

تعتمد سرعة الأسطوانة على تدفق السائل مقسوماً على المساحة الفعالة. قد يلبي التجويف الأكبر حساب القوة ولكنه يتطلب تدفقاً أكبر لنفس وقت دورة العمل. تأكد من سرعات المد والرجوع، وسعة المضخة، حدود الصمام، وما إذا كانت وظائف آلة متعددة تعمل في وقت واحد. دورات الحمل العالي المتكررة يمكن أن تولد حرارة حتى عندما تبدو قيمة ضغط فردية مقبولة.

الخطوة 8: التحقق من الواجهات والتوافق البيئي

قم بتأكيد كلا الحاملين الطرفيين، وتفاوتات الدبابيس، ونسخة المحمل، ومسارات الشحوم، وأقلاووظ المنافذ، واتجاه المنافذ، والخلوص طوال الحركة الكاملة. قم بتسجيل الأتربة، والطين، والمياه، وبدء التشغيل في درجات الحرارة المنخفضة، والحرارة المحيطة العالية، والتعرض للمواد الكاشطة. نطاق درجات الحرارة المعلن هو من −40 إلى 100 درجة مئوية، لكن مادة الختم، والسائل الهيدروليكي، والحماية السطحية لا تزال تتطلب تأكيداً خاصاً بالتطبيق.

الخطوة 9: التحقق قبل الإنتاج التسلسلي

بالنسبة لقطعة غيار أصلية من الشركة المصنعة (OEM) أو مقلدة بطريقة الهندسة العكسية، قم بمراجعة الرسم، وفروض الحسابات، ومعايير القبول قبل الإنتاج. تأكد من الأبعاد، واختبار الضغط، والتسريب الخارجي، والتسريب الداخلي أو الانحراف، وحركة السلسة، وأي سلوك مطلوب للحفاظ على الحمل. يُعد اختبار ملاءمة النموذج النمطي (البروتوتيب) وأدائه أمراً بالغ الأهمية بشكل خاص عندما تكون الوحدة الأصلية قد تعدلت أو عندما يكون تاريخ الآلة غامضاً.

ورقة عمل تحديد حجم أسطوانة الحفار

• وظيفة الاسطوانة وطراز الآلة:
• الحمل الأقصى وضعف وضعية الوصل:
• الضغط الطبيعي، ضغط التفريغ، وحالة الذروة:
• قوة الدفع المطلوبة وقوة السحب المطلوبة:
• قطر التجويف وقضيب المكبس المختار:
• الطول في وضع الانكماش، الطول في وضع الامتداد، والشوط:
• أقصى طول للضضيب غير المدعوم وحالات النهايات:
• سرعة الامتداد/الانسحاب المطلوبة والتدفق المتاح:
• أبعاد التركيب والدبابيس:
• تفاصيل المنافذ ومتطلبات الصمامات:
• درجة الحرارة، والسائل، والتلوث، ودورة التشغيل:
• معايير الفحص والتحقق:

أخطاء القياس الشائعة

• مطابقة القطر والشوط فقط مع تجاهل الطول المغلق والتركيبات.
• استخدام ضغط تصريف النظام كضغط تشغيل مستمر عادي.
• حساب القوة عند زاوية وصل مواتية بدلاً من أسوأ الاحتمالات.
• تجاهل انحناء قضيب المكبس والحمل الجانبي على الأسطوانات ذات الشوط الطويل.
• اختيار قطر أكبر دون التحقق من التدفق وقت دورة التشغيل.
• نسخ الأختام أو المنافذ أو التفاوتات من طراز حفار مختلف.
• التعامل مع الحد الأقصى للمحفظة كنقطة تشغيل موصى بها.