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如何防止SMC液压缸漂移?

发布时间:2022-03-07 点击量:228

漂移是指气缸在通过方向阀、PO 止回阀或平衡阀保持在适当位置时的无意运动。许多气缸应用的目标是将负载移动到预定位置并保持该位置不同的时间长度。例如,公用事业供应商用于在电力线上工作的斗式提升机绝对需要一个油缸才能提升到所需位置并停留在那里。因此,一个漂移的圆柱体充其量是令人不安的,而在最坏的情况下是危险的。


SMC气缸可能因各种原因漂移,其中大多数为我们提供了关于漂移铲斗举升应用的解释。首先,假设我们在举升应用中从一个面向杆向上的气缸开始,我们知道加压流体必须保留在气缸的活塞侧(盖侧),直到被操作员引导到排气口。只要流体在压力下包含在气缸的活塞侧容积中,气缸就是稳定的。


如果任何流体离开或从活塞侧容积泄漏,气缸将无意中降低(或漂移)。这种漂移的原因可能直接归因于流体离开的路径。气缸漂移最可能的罪魁祸首是最靠近盖侧端口的阀门。在大多数需要安全控制气缸的情况下,平衡阀是接近的阀门。


平衡阀本质上是带有逆流止回阀的先导式安全阀。当盖压力将其力施加在阀门端口上时,其弹簧保持阀门关闭,直到负载压力增加到弹簧值以上。然而,只有在极少数情况下,平衡重才会直接从负载压力打开。如果是这种情况,您需要更高压力的阀门或更大的执行器。平衡阀应保持关闭,直到它从相反的工作端口接收到先导信号,先导阀门打开以允许气缸缩回。如果平衡阀中发生任何泄漏,流体可能会通过下游或相反的工作端口,从而使气缸漂移。

稳定的油缸在起重应用中至关重要,在这些应用中,液压油缸漂移可能会带来风险。

泄漏的活塞密封件也可能导致气缸漂移……但有时不会。对于使用单个平衡阀的上述应用,建议在方向阀中使用浮子或中心开式阀芯,允许工作端口在中性状态下排放至油箱。打开油箱的工作端口可确保平衡阀的弹簧腔保持排空,并且不允许压力附加到弹簧值。使用上述配置,泄漏的活塞密封件将允许气缸随着流体从活塞泄漏到气缸的杆侧而向下漂移。


但是,如果您的SMC气缸仅通过一个关闭的中心方向阀保持在高处,您可能会认为带有泄漏活塞密封件的气缸仍可能向下漂移。流体应该从盖侧体积流向杆侧体积,对吗?事实上,一点也不。由于气缸杆侧的流体体积小于气缸盖侧的体积,流体无处可去。您可以从字面上完全移除活塞密封件,当整个气缸体积内的压力平衡时,气缸只会下降几分之一英寸。


如果您的气缸应用采用杆向下配置,在某些情况下它绝对会漂移到底部。这是因为当密封件泄漏时,流体会迅速从气缸的杆侧移动到上方的活塞侧。无论您使用的是封闭式中心阀、平衡阀还是双 PO 止回阀,都可能会出现这种情况,这肯定表明您的活塞密封件已被击中。


气缸漂移的最后一个例子发生在一个更谦逊的情况下。在某些情况下,液压油会泄漏到SMC气缸中。在极少数情况下,定位气缸仅由压力补偿泵操作的带有闭合中心的方向阀操作,而没有其他阀操作。如果油箱管路中的压力由于某些限制而增加,来自压力补偿泵的流体可能会向气缸泄漏,并使工作端口暴露在该流体中。由于SMC气缸的面积差,作用在活塞侧的力克服了活塞杆侧环形区域的力,气缸可能向前漂移。


防止漂移

所以我们知道气缸漂移是如何发生的,所以让我们讨论如何防止或补救漂移。防止气缸漂移的第一步是在设计阶段。回到我们的第一个平衡阀示例,您必须了解阀门如何与气缸相互作用。因为平衡阀本质上是一个安全阀,所以如果负载压力太接近阀门的弹簧设置,它总是有可能稍微打开。


对于应用来说太小的SMC气缸可能会经历一段时间的负载诱导压力超过平衡阀内弹簧的最大值。负载不太可能发生灾难性下降,但阀门中的提升阀或阀芯可能会开始裂开,使气缸向下漂移。确保您选择的气缸孔和平衡阀压力范围相距足够远,不会出现压力重叠。


为您的应用选择正确的气缸和密封包也很重要。精心设计和制造精良的气缸在其活塞外径和气缸筒内径之间提供更紧密的间隙。这种更紧密的间隙有助于密封件更好地防止泄漏,不仅是新的,尤其是磨损的。同样,更高质量的气缸提供更好的质量表面处理,例如对枪管 ID 进行镀铬和珩磨表面处理。


密封件的选择会有所不同,因为并非所有密封件类型都可以有效地密封,这很奇怪。一些密封件,例如 U-Cup 或唇形密封件,提供低摩擦设计,更适合需要很少或不需要静摩擦的高速或低摩擦应用。因此,它们的设计目的是更快地脱离停止位置,并且在大多数应用中“颤动"更少。在低压下,唇形密封也有更好的泄漏机会,因为它们依靠压力将唇部推向壁面,从而改善它们的密封性。


过盈配合密封件,例如 T 形密封件或冠状密封件,可提供出色的防泄漏保护,尤其是在较低压力下。但是,它会带来更多的摩擦,从而导致最大气缸速度的降低。然而,许多过盈配合密封选项被认为是“无泄漏"的,并且如果被要求将无限期地保持负载。当这些密封件失效时,您可以通过用支撑环支撑的 O 形环更换它们来度过难关。


不言而喻,必须对SMC气缸进行充分维护,以确保密封材料始终保持新鲜并准备好完成工作。如果您忽视维护职责,例如适当的冷却和过滤,您的密封件可能会过早失效。即使是维护得好的机器,随着时间的推移,它们的气缸密封件也会磨损。为防止旧的、疲劳的密封件泄漏和漂移,请确保您有库存更换密封件,以便在气缸漂移成为问题时进行快速维修。


提升式平衡阀采用锥形和阀座设计,为方向阀或压力阀提供低的泄漏率。 请始终牢记,任何形式的泄漏都可能导致漂移。


最后,防止导致气缸漂移的泄漏归结为选择和维护正确的阀门,无论是方向阀还是压力阀。尽管不建议仅使用闭口方向控制阀来保持负载,但如前所述,在应用中仍可能发生气缸漂移。选择高质量的滑阀,这些滑阀加工间隙更小,不太可能从任何端口泄漏。如果您对换向阀的质量感到好奇,请将一个 5 加仑的蓄能器竖直连接到充电到系统压力的工作端口,然后查看压力衰减需要多长时间。压力衰减得越快,它允许的泄漏就越多。


如果您依靠SMC平衡阀来承受负载,您可能只想选择基于提升阀的阀门。滑阀本质上是泄漏的,其工作端口处的任何持续压力都会导致一些泄漏。大多数阀门制造商都会公布其阀门的泄漏率,因此请比较阀门以确保您获得的阀门泄漏率。然而,由于其锥形和阀座设计,提升阀为方向阀或压力阀提供的泄漏率。请始终牢记,任何形式的泄漏都可能导致漂移。


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