Banca Della Conoscenza

• È necessario prestare attenzione all'angolo di smussatura dello stelo e dell'alesaggio, alle dimensioni e ai valori del raggio della scanalatura e del bordo di tenuta.
• Nella scelta dello stelo del cilindro, si dovrebbero preferire prodotti con una superficie temprata a induzione fino a 2,5 mm di profondità, con una durezza di almeno 45 HRC e una cromatura di 25-40 μm sulla punta. Il valore di durezza da utilizzare può essere di 50-60 HRC, a seconda del materiale dell'elemento di tenuta, dei valori di pressione e delle condizioni di lavoro.
• Il centraggio deve essere effettuato tra il cuneo della gola e il tubo, lo stelo e la testa del pistone. A seconda del diametro del cilindro, il centraggio deve essere effettuato con tolleranze H7/f7 o H8/f7. È necessario prestare attenzione alla concentricità delle parti tra loro.Attention should be paid to oil inlet and outlet ports; design that do not create cavitation or turbulent flow should be applied.
• Se si utilizzano anelli di guida in metallo, nel processo di taglio devono essere realizzati canali d'olio a spirale... Si deve evitare l'accumulo di pressione idrodinamica. I carichi sul cilindro devono essere presi in considerazione nella scelta dell'anello di guida.
• È necessario assicurarsi che le fessure di tenuta statica siano rettangolari
• Nel caso di elementi di tenuta utilizzati in scanalature aperte, è necessario prendere precauzioni per evitare l'allentamento della vite sulla testa del pistone e sul gruppo dello stelo. Le viti di fermo e le soluzioni di fissaggio chimico per i denti sono ampiamente utilizzate nei sistemi.
• Se si utilizza un raschiatore o un raschiatore a doppio effetto, si raccomanda di progettare un foro di scarico dietro l'elemento di tenuta principale. Se l'elemento di tenuta principale non ha la funzione di scarico, il foro di scarico deve essere aperto. La fessura di estrusione "S" dietro la tenuta principale e le pareti dell'anello di guida si consiglia di realizzarla in dimensioni diverse (A-B). Se il pistone viene progettato con un andamento graduale e non rettilineo (A>B), il rilascio dell'olio sarà più fluido e contribuirà ad aumentare l'efficienza del sistema.
• Nei progetti di tenuta in tandem, l'obiettivo è raccogliere l'olio in un'ampia area e aumentare l'efficienza dell'anello di guida del sistema posizionando un anello di guida tra il primo e il secondo elemento di tenuta.
• Se è difficile preformare alcuni prodotti, ad esempio le guarnizioni che hanno sezioni elevate in materiali duri e rapporti diametro-serratura superiori ai valori indicati nella Tabella 3.2, i prodotti in PTFE con energia a molla, ecc. Occorre prestare attenzione a garantire la concentricità tra le parti dell'asta e le parti devono essere messe a contatto in modo stretto, senza creare spazi vuoti nella scanalatura di tenuta... Allo stesso tempo, è necessario prestare attenzione a mantenere le parti fisse quando si utilizza la scanalatura a fessura, che viene utilizzata sotto alta pressione. Si deve inoltre evitare che le parti perdano il contatto; si devono prendere le necessarie precauzioni per evitare l'allentamento della vite.

CONSIDERAZIONI SULLA PROGETTAZIONE DEI CILINDRI IDRAULICI

I valori riportati nella figura sopra sono valori generali. I valori possono variare a seconda del materiale dell'elemento di tenuta e del tipo di supporto.

Valori di Smusso Consigliati per il Cilindro Idraulico «C»

I valori di rugosità della superficie di accoppiamento su cui lavoreranno gli elementi di tenuta influiscono direttamente sulle prestazioni o sulla durata di esercizio degli elementi di tenuta. Le superfici di accoppiamento devono essere levigate, rettificate, brunite o lucidate. (Tabella 3.4) Inoltre, è possibile applicare un rivestimento sulla superficie di accoppiamento (rivestimento cromato, rivestimento ceramico, ecc.). I valori di rugosità superficiale devono rientrare nell'intervallo di valori indicato nella Tabella 3.5 in base al tipo di elemento di tenuta.
La compatibilità degli elementi di tenuta con la rugosità della superficie di accoppiamento varia a seconda del tipo di materiale utilizzato. I materiali elastomerici si adattano molto bene alle variazioni della superficie di lavoro, i materiali termoplastici si adattano bene, mentre i materiali in PTFE non si adattano facilmente alle variazioni della superficie.
I valori di rugosità superficiale suggeriti possono variare a seconda del materiale dell'asta, del tipo di fluido (liquido, gas), dei valori di viscosità e del materiale di rivestimento superficiale utilizzato nel sistema.
Per applicazioni che richiedono l'uso di fluidi diversi, contattare il nostro ufficio vendite.
È molto importante indurire la barra prima dei processi di rivestimento e lucidatura delle superfici. A seconda del tipo di riempimento nei tipi di PTFE caricato, sono necessarie diverse durezze superficiali, soprattutto nelle applicazioni rotanti.

Rmr - Percentuale di materiale nel profilo: : Rmr è la percentuale di contatto del materiale a una determinata profondità in una sezione di misurazione della superficie del profilo. La percentuale dell'area di contatto della superficie Rmr è il rapporto tra la rugosità della superficie di una certa lunghezza di superficie e la superficie non a contatto quando si taglia alla profondità C. Kastaş prende la linea di riferimento Cref=5% nel calcolo di Rmr e calcola la percentuale di contatto del materiale nella sezione Rz/4.

I parametri Ra e Rz da soli non forniscono informazioni sufficienti sulla superficie su cui lavorerà l'elemento di tenuta. Quando questi parametri vengono valutati insieme al valore Rmr, è possibile determinare l'idoneità della superficie di lavoro.

Per ottenere i valori di Ra, Rz e Rmr appropriati, occorre prestare attenzione alla rettifica su aste, alla levigatura su fori o a processi speciali, e la produzione deve avvenire in conformità alle informazioni del catalogo.

In caso contrario, se il valore di Rmr si avvicina allo 0%, il valore di picco delle superfici sarà elevato e causerà un effetto abrasivo, altrimenti il valore di Rmr si avvicina al 100% e aumenterà i valori di temperatura a causa della mancanza di un film d'olio adeguato. Gli elementi di tenuta possono essere deformati dalle alte temperature e si possono osservare perdite d'olio nei sistemi a bassa pressione con un valore Rmr del 100%.

GAP DI ESTRUSIONE

Gli elementi di tenuta funzionano in modo sicuro a determinate pressioni e a determinati spazi di estrusione, in base ai loro materiali e progetti.
Il valore del gap di estrusione è espresso come lo spazio tra la scanalatura dell'elemento di tenuta e la superficie di lavoro (asta o foro). L'elevata sollecitazione che si verifica dietro l'elemento di tenuta nella direzione della pressione può far sì che il materiale fluisca nella fessura di estrusione comportandosi come un fluido sotto l'effetto della pressione.
La figura 3.63 mostra le velocità di estrusione di un elemento di tenuta alla stessa pressione con diversi spazi di estrusione.
La resistenza all'estrusione varia a seconda della temperatura. All'aumentare della temperatura, le proprietà meccaniche dei materiali diminuiscono e l'estrusione diventa più facile. Soprattutto nei sistemi con temperatura superiore a 60 °C, i valori del diametro della fessura di estrusione (calcolati in modo da evitare il rischio di contatto metallo-metallo) possono dover essere ridotti o aumentati in base alle condizioni del sistema.
Uno dei difetti più comuni nei sistemi è la deformazione da allungamento che si osserva dietro l'elemento di tenuta a causa di una progettazione non corretta del gap di estrusione o dell'aumento del valore di estrusione dovuto al disallineamento assiale del sistema. Il valore del gap di estrusione considerato nella progettazione può aumentare nei seguenti casi. La distanza massima di estrusione deve essere calcolata tenendo conto di queste situazioni.
 

Fattori che influenzano il valore S_max

• Disallineamento assiale in funzione del peso del cilindro
• Effetto dei carichi esterni e, a seconda del tipo e del funzionamento del gruppo cilindro (funzionamento ad angolo, in posizione orizzontale, collegamento centrale, collegamento posteriore), formazione di flessione e inclinazione sullo stelo.
• Spazi vuoti dovuti alle tolleranze di sezione degli elementi di guida e allo schiacciamento degli elementi di guida
• Spazi vuoti dovuti alle tolleranze di fabbricazione delle parti del cilindro

Uno degli aspetti più importanti da considerare nella produzione delle scanalature è il raggio dietro l'elemento di tenuta. Per gli elementi di tenuta a doppio effetto, entrambi gli angoli dovrebbero avere R≤0,2 mm. Valori di R superiori a 0,2 mm aumentano la tendenza all'estrusione.

Immagini SEA dell'elemento di tenuta sotto pressione di 150 bar

S=0.1 mm

S=0.3 mm

S=0.5 mm

S=1 mm

CALCOLO DEI VALORI DI DISTANZA TRA STELO E PISTONE

Le scanalature dell'anello di guida e le tolleranze della sezione trasversale dell'anello di guida devono essere considerate nel calcolo dei valori Smax e Smin, come indicato di seguito.

Smax e Smin sono valori critici; mentre Smax influisce direttamente sull'estrusione del materiale, Smin indica il rischio di contatto metallo-metallo. estrusione del materiale, il valore Smin indica il rischio di contatto metallo-metallo. Se il valore Smin è inferiore a 0,15 mm, contattare il nostro ufficio vendite.

Elementi di guida

Sebbene le guide dei cilindri non fungano da elementi di tenuta, sono gli elementi che influiscono direttamente sulle prestazioni di tenuta. Gli elementi di guida servono a sostenere i carichi verticali sui cilindri e a prevenire il contatto metallo-metallo. I sistemi devono essere scelti tenendo conto della corsa, delle posizioni di lavoro, della velocità e dei valori di temperatura.

La maggior parte dei sistemi odierni utilizza elementi di guida termoplastici, PTFE, compositi invece di elementi di guida metallici.

• Facile da assemblare, facile da sostituire in caso di manutenzione, soluzione a basso costo
• Elevata capacità di carico
• Elevata resistenza all'usura e lunga durata
• Capacità di smorzare i sistemi vibranti
• Basso attrito
• Non crea pressione idrodinamica
• Funziona senza danneggiare le superfici metalliche

Materiali degli elementi di guida

Elementi di guida termoplastici : Gli elementi di guida in POM o PA sono generalmente utilizzati come rinforzati con fibre di vetro o puri. Gli elementi di guida in POM e PA sono preferiti perchè economici. A temperatura di 60°C e oltre, gli elementi di guida in POM e PA riducono la capacità di carico e la pressione di contatto superficiale, come avviene per altri materiali termoplastici. Sono adatti all’uso in applicazioni leggere e medie

Elementi di guida in PTFE : Gli elementi di guida in PTFE sono utilizzati nei sistemi in cui sono richieste temperature elevate, sostanze chimiche nell'ambiente di lavoro e basse forze di attrito. Proprietà degli elementi di guida in PTFE: per rendere gli elementi di guida più adatti al sistema in cui lavoreranno possono essere utilizzati additivi al bronzo, al carbone e al bisolfuro di molibdeno Le buone proprietà elastiche degli elementi di guida in PTFE sono le principali ragioni di scelta per la progettazione. In alcune applicazioni, gli elementi di guida in PTFE vengono utilizzati insieme ad altri elementi di guida con una maggiore capacità di carico. In queste applicazioni, l'elemento di guida in PTFE raccoglie le particelle estranee presenti nell'ambiente e impedisce che queste si attacchino all'elemento di guida più duro, danneggiando il cilindro o lo stelo. Sono utilizzati in applicazioni leggere e medie a causa delle loro basse pressioni di contatto.

Elementi di guida compositi : Sono prodotti composti da una combinazione di tessuti, come cotone, poliestere, aramide ecc. Hanno un'elevata capacità di carico e possono essere utilizzati in applicazioni pesanti. Gli elementi di guida in materiale composito creano un'area di appoggio molto migliore grazie alla loro struttura elastica; di conseguenza, riescono a sopportare meglio le forzeradiali del sistema. La distribuzione del carico è quasi omogenea negli elementi di guida in composito, in modo da evitare i problemi causati dal funzionamento a secco a causa dei disallineamenti del sistema che possono verificarsi a causa delle elevate deformazioni elastiche. La resina impedisce la rottura dei pezzi degli elementi di guida. L'additivo PTFE negli elementi di guida in composito riduce l'attrito. Gli elementi di guida in composito mantengono la loro stabilità dimensionale alle alte temperature di esercizio molto bene rispetto ad altri elementi di guida. Al giorno d'oggi, le capacità di carico degli elementi di guida, che sono preferiti nei settori in cui si utilizzano cilindri per impieghi medi e pesanti, cambiano con l'effetto della temperatura e della velocità. La capacità di carico diminuisce all'aumentare della temperatura e della velocità.

Calcolo del carico dell'elemento guida

• A: Area teorica totale interessata dalla forza
• ØD: diametro dell'alesaggio per il pistone, diametro dell'albero per lo stelo
• H: Larghezza dell'elemento di guida
• E: Fattore di sicurezza
• Y: Capacità di carico dell'elemento di guida (N/mm2)
• F: : Forza agente sull'elemento di guida

La formula da utilizzare per scegliere la larghezza dell'elemento guida più adatta è riportata di seguito. Per utilizzare la formula è necessario conoscere la forza che agisce sulla guida.

Nota: nel calcolare la capacità di carico dell'elemento di guida, occorre tenere conto delle variazioni di forza, della velocità e dei valori di temperatura che possono verificarsi nel sistema. Per questo motivo, si raccomanda di considerare il coefficiente di sicurezza "E" pari ad almeno 2.

Calcolo della lunghezza della striscia delle bande guida

L= Lunghezza della banda di guida (mm)

D= Diametro nominale del foro (mm)

d= Diametro nominale dell'albero (mm)

a= Spessore della parete dell'elemento di guida (mm)

Informazioni riguardanti le sedi delle fasce di guida

Le tolleranze del diametro di lavorazione della sede negli elementi di guida sono date con valori piu stretti rispetto agli elementi di tenuta. Errori rilevati dalla misurazione nelle sedi dell’anello di guida, possono avere un effetto significativo sulle prestazioni del sistema influenzando direttamente il gioco di estrusione “S”. E importante effettuare le lavorazioni meccaniche e conrollare le dimensioni prestando attenzione alle tolleranze di lavorazione indicate nel catalogo. Inoltre, il fatto che il raggio degli angoli della sede superi il valore indicato di r0,2 mm, pou causare problemi durante il montaggip e il funzionamento degli elementi di guida.

ELEMENTO DI GUIDA "K" DISTANZA

The gap called «K» range is of great importance in the bearings. This gap prevents the formation of hydrodynamic pressure by allowing the hydraulic fluid to reach the main sealing elements. Except for special requests, it is recommended that the cutting angle of «K» range is 45 degrees. Cutting angle and type can be changed according to special requests.
«K» value range for thermoplastic and composite bearings can be seen in the table below.