Elevação do cilindro hidráulico: força, tamanho do furo e correspondência da máquina explicada

Um elevador de cilindro hidráulico parece simples visto de fora. O óleo entra no furo, a pressão aumenta contra o pistão e a haste se estende em linha reta para levantar uma lança, uma plataforma ou uma carga. Por trás desse movimento está uma série de decisões sobre tamanho do furo, pressão de trabalho, diâmetro da haste, curso e montagem que decidem se uma máquina se levantará suavemente durante uma década ou terá dificuldades desde seu primeiro turno.

A Zhejiang Huanfeng Machinery projeta e fabrica cilindros hidráulicos desde 2004 para guindastes, plataformas aéreas de trabalho, veículos especiais e máquinas de empilhamento. As perguntas que nossos clientes fazem são práticas: quanto um cilindro pode realmente levantar e como dimensioná-lo para que continue subindo de maneira confiável? A resposta começa com aritmética e termina com a máquina que envolve o cilindro.

Como a força de elevação do cilindro hidráulico é calculada

A força de elevação vem da pressão que atua em uma área. Em um cilindro de dupla ação que se estende sob pressão, essa área é toda a face do pistão:

F = P × A

F é a força, P é a pressão de trabalho e A é a área do pistão. Pegue um cilindro com diâmetro de 100 mm operando a 200 bar. A área do pistão é de cerca de 78,5 cm², então a força de impulso teórica é de aproximadamente 157 kN, ou cerca de 16 toneladas métricas. Mude o diâmetro ou a pressão e a figura muda proporcionalmente.

A retração funciona de maneira diferente. A haste ocupa parte da face do pistão, portanto a área efetiva no lado da haste é menor e a força de tração é menor que a força de impulso. Num furo de 100 mm com uma haste de 70 mm, o anel mede apenas cerca de 40 cm², apenas metade da área de impulso. As máquinas que devem levantar e manter sob potência em ambas as direções são, portanto, especificadas em torno do valor de retração e não do valor de impulso.

A tabela abaixo mostra a força de impulso teórica para diâmetros comuns em três pressões de trabalho.

O que limita a capacidade real de levantamento

Uma figura de catálogo descreve um cilindro ideal em uma bancada de testes. Em uma máquina em funcionamento, vários fatores decidem quanta carga um cilindro pode levantar de forma segura e repetida:

• Pressão de trabalho versus pressão nominal. As configurações da válvula de alívio, a condição da bomba e as perdas de pressão através de mangueiras e válvulas determinam qual pressão realmente atinge o furo.
• Empenamento da haste. Um curso longo com uma haste delgada pode dobrar sob carga compressiva, portanto a relação entre o curso e o diâmetro da haste é tão importante quanto a força bruta.
• Carga lateral. O desalinhamento entre o eixo do cilindro e o caminho da carga dobra a haste e desgasta a bucha-guia e veda de maneira desigual.
• Vede o atrito e o vazamento interno. Vedações desgastadas exigem pressão mais alta para mover a carga e permitir que a haste se desloque quando uma carga é sustentada.
• Temperatura e viscosidade do óleo. O óleo frio aumenta as perdas de pressão, enquanto o óleo quente afina e reduz a eficiência volumétrica.
• Geometria de ligação. A força disponível na ponta da lança depende do ângulo entre o cilindro e a carga, portanto, um cilindro que parece forte no papel pode ser marginal em uma ligação específica.

Cilindros de Elevação em Guindastes e Veículos Especiais

Os guindastes são a ilustração mais clara do trabalho de elevação. Um cilindro oscilante levanta e abaixa a lança, um cilindro telescópico define o raio de trabalho, um cilindro estabilizador estabelece uma base estável e um cilindro rotativo controla o giro. Os guindastes montados na lateral adicionam braço superior, antebraço, estabilizadores e cilindros de deslizamento, enquanto os guindastes montados em caminhão usam cilindros horizontais, oscilantes, telescópicos, estabilizadores e rotativos juntos em uma sequência de elevação coordenada.

Os veículos especiais seguem a mesma lógica com geometrias diferentes. As lanças dos caminhões de reboque dependem de cilindros telescópicos e de elevação da lança, cilindros de braço dobrável e cilindros de plataforma, enquanto os veículos de inspeção de pontes usam elevação do braço principal, nivelamento, estabilizador, estabilizador traseiro, cilindros telescópicos rotativos e verticais para colocar uma plataforma de trabalho abaixo ou ao lado do convés da ponte. Discutimos o lado do design desta tarefa com mais detalhes em nosso artigo sobre como os cilindros hidráulicos do guindaste impulsionam as operações de elevação modernas .

Fornecedores de cilindro hidráulico para guindaste montado em caminhão Cilindro hidráulico para guindaste montado em caminhão Guindaste montado em caminhão Cilindro oscilante hidráulico Função: Ajustando o ângulo da lança: Através da extensão e retração do ... Ver Produto →

Cilindros de Elevação em Plataformas Aéreas de Trabalho

As plataformas de trabalho aéreo trocam carga por alcance, portanto o cilindro de elevação deve fornecer movimento preciso em vez de tonelagem máxima. Os elevadores de lança combinam elevação, telescópico, elevação de braço pequeno, nivelamento de braço pequeno, nivelamento de estrutura, extensão de ponte e cilindros de direção, todos trabalhando juntos para que a cesta permaneça nivelada enquanto o braço se desdobra. Os veículos de trabalho aéreo usam cilindros de nivelamento, oscilação, telescópicos, estabilizadores e horizontais para posicionar uma pessoa ou ferramenta em altura.

As plataformas tipo tesoura são mais simples na aparência, mas exigentes na prática. O cilindro de elevação transporta toda a carga da plataforma através de um curso vertical relativamente estreito e, em seguida, mantém-na enquanto o operador trabalha, de modo que a qualidade da vedação, o acabamento da superfície da haste e o design da válvula de retenção são mais importantes do que a força de pico. Os cilindros estabilizadores, de direção, flutuantes e telescópicos controlam as funções do chassi e da plataforma ao seu redor.

Cilindro Hidráulico para Fornecedores de Plataforma Aérea de Elevação em Tesoura Cilindro Hidráulico para Plataforma Aérea de Elevação em Tesoura Plataforma Aérea de Elevação em Tesoura Função do Cilindro de Elevação Hidráulica: Cilindros de Elevação (Superior e Inferior): Principalmente individuais... Ver Produto →

Cilindros de elevação em máquinas de empilhamento

Equipamentos de empilhamento e sem valas colocam os cilindros de elevação nas condições mais difíceis. As plataformas de perfuração rotativas usam cilindros de giro, levantamento de braço e cilindros telescópicos de braço para posicionar e segurar o mastro sob vibração e choque contínuos. As máquinas de elevação de tubos dependem de cilindros principais de elevação, relés e correção que fornecem alta força em cursos longos, turno após turno, em um ambiente cheio de lama e poeira abrasiva. Nessas aplicações, um cilindro é avaliado pela firmeza com que mantém sua força, e não por um valor manchete.

Cilindros hidráulicos para fabricantes de máquinas de empilhamento Cilindros hidráulicos para plataformas de perfuração rotativas O cilindro hidráulico para plataformas de perfuração rotativas é especialmente projetado para edifícios altos, ferrovias de alta velocidade, grandes ... Ver Produto →

Cilindros de Elevação de Ação Simples e Dupla Ação

A escolha entre designs de ação simples e dupla ação molda tanto o cilindro quanto o sistema de controle da máquina. Um cilindro de ação simples levanta sob pressão e retorna por gravidade ou por uma força externa, o que mantém o circuito simples e barato, mas não proporciona abaixamento motorizado. Os cilindros de dupla ação movimentam a carga em ambas as direções, permitem a descida controlada e mantêm a posição com mais precisão, razão pela qual a maioria dos equipamentos de elevação modernos os utiliza.

Os projetos telescópicos acrescentam outra opção: vários estágios se estendem para construir um curso longo a partir de um comprimento fechado curto, uma solução comum para lanças de caminhões de reboque, aplicações basculantes e equipamentos onde o espaço de instalação é limitado, mas o alcance não.

Combinando um cilindro de elevação com sua máquina

Como cada ligação é diferente, dimensionamos os cilindros de elevação a partir da carga para trás, em vez de a partir de um número de catálogo padrão:

1. Defina a massa máxima levantada, seu centro de gravidade e os fatores dinâmicos que ela cria.
2. Calcule a força necessária no pior ângulo da ligação e adicione uma margem de trabalho.
3. Selecione o furo, o diâmetro da haste e a pressão de trabalho para que a força necessária seja alcançada confortavelmente abaixo do ajuste de alívio do sistema.
4. Verifique o curso, o comprimento fechado e ambas as posições de montagem em toda a amplitude de movimento da máquina.
5. Verifique a resistência à flambagem da haste e as cargas do rolamento em extensão total, não apenas no meio do curso.
6. Combine vedações, revestimentos e materiais com o ambiente: poeira, lama, névoa salina, faixa de temperatura e ciclo de trabalho.
7. Confirme o desempenho com testes de pressão, vazamento e resistência antes da entrega em série.

O dimensionamento de um cilindro hidráulico para elevação é uma cadeia de pequenas decisões: a pressão e o diâmetro definem a força, a haste e a geometria de montagem decidem se essa força pode ser usada, e as vedações e o tratamento de superfície decidem quanto tempo dura o desempenho. Se errar no primeiro link, a máquina nunca parecerá certa; acerte todos eles e o elevador se tornará a parte silenciosa e confiável do equipamento.

Desde 2004, nossa equipe constrói cilindros de elevação para guindastes, plataformas aéreas de trabalho, veículos especiais e máquinas de empilhamento, desde componentes individuais até conjuntos completos correspondentes. Se você estiver trabalhando em uma máquina nova ou substituindo um cilindro que nunca funcionou conforme o esperado, você pode navegar em nosso catálogo de cilindros hidráulicos ou envie-nos seus detalhes de carga, curso e montagem para uma recomendação de tamanho.