Испытания гидравлического цилиндра с большим диаметром или длинным ходом являются более сложными, чем испытания стандартного промышленного цилиндра. Для такого цилиндра может потребоваться больший объём масла, более значительная сила реакции, большая опорная длина и более тщательное фиксирование во время выдвижения и втягивания.
Поэтому для цилиндров, предназначенных для работы в тяжелых условиях, испытательный стенд должен не только создавать давление. Вся испытательная установка должна обеспечивать давление, расход, опора цилиндра, крепление, перемещение, измерение утечек и безопасность оператора как единую систему.
Практический процесс испытаний больших цилиндров обычно включает в себя проверку размеров и визуальный осмотр, циклические испытания при низком давлении, функциональные испытания, испытания под испытательным давлением, удержание давления, проверку на герметичность и регистрацию данных испытаний.
Почему для крупных гидравлических цилиндров требуется иная испытательная установка
Цилиндр с большим диаметром вмещает значительно больше масла, чем цилиндр с малым диаметром. Это влияет на расход, необходимый для достижения практической скорости испытания, а также на количество масла, которое необходимо пропускать во время цикла работы.
Цилиндры с большим ходом создают ещё одну проблему. По мере выдвижения поршневого штока эффективная длина цилиндра увеличивается, а центр тяжести смещается. Без надлежащих опор цилиндр и шток могут прогибаться, смещаться или создавать нежелательную боковую нагрузку на уплотнения и направляющие элементы.
Важную роль играет также вес цилиндра. Тяжелый цилиндр нельзя просто поставить на стандартный верстак или закрепить только с помощью гидравлических шлангов. Испытательная конструкция, опоры и точки крепления должны надежно выдерживать как вес цилиндра, так и силы реакции, возникающие во время испытаний.
По этим причинам испытания цилиндров большого диаметра следует планировать с учетом фактических диаметр скважины, диаметр штока, ход, длина в сложенном состоянии, длина в развернутом состоянии, вес, тип крепления и испытательное давление.
Подготовка гидравлического цилиндра перед испытанием
Перед подачей гидравлического давления необходимо провести осмотр цилиндра и убедиться в соответствии его основных технических характеристик.
Испытатель должен проверить внутренний диаметр цилиндра, диаметр штока, ход, конфигурацию крепления, размеры отверстий, номинальное рабочее давление и требуемое испытательное давление. Также следует проверить наружные поверхности, сварные швы, состояние штока, отверстия и точки крепления на наличие видимых повреждений.
Гидравлическая жидкость, используемая для испытаний, должна быть совместима с цилиндром и обладать достаточной степенью чистоты для испытуемых компонентов. Испытательные шланги, фитинги и переходники должны иметь номинальное давление, соответствующее планируемому испытательному давлению.
При ремонте цилиндров особое внимание следует уделить состоянию сборки, установке сальника, надежности затяжки гайки поршня и замене уплотнений перед подключением цилиндра к испытательному стенду.
Правильная опора и фиксация цилиндров с длинным ходом
Механическая опора является одним из важнейших отличий между испытаниями со стандартным цилиндром и испытаниями с удлинённым цилиндром.
Корпус цилиндра следует закрепить в соответствующих точках, чтобы предотвратить его перекатывание, чрезмерное прогибание или смещение во время циклов работы. Для очень длинных цилиндров может потребоваться установка нескольких высокопрочных опорных седел или подставок по всей длине корпуса.
При выдвижении шток также нуждается в опоре. Подвижная тележка для поддержки штока или направляющая опора могут помочь уменьшить провисание и боковую нагрузку при длинных ходах.
Крепежный конец следует надежно зафиксировать с помощью приспособления, соответствующего типу крепления цилиндра, например, с помощью проушины, вилки, штифта, фланца или цапфы.
Таким образом, типичная конструкция с длинными цилиндрами может включать:
Фиксированное крепление → Опоры цилиндра → Защита от переворачивания → Опора штока → Зона безопасного выдвижения
Для цилиндров, длина которых превышает длину стандартной испытательной рамы, можно использовать разъемную конструкцию или схему внешнего испытания. В этом случае особую важность приобретают опоры, фиксаторы, прокладка шлангов и зона безопасности.
Порядок испытаний гидравлических цилиндров с большим диаметром и большим ходом
Шаг 1: Подсоедините цилиндр к гидравлической испытательной установке
Испытательная схема должна обеспечивать регулируемый гидравлический расход в обе камеры цилиндра и одновременно позволять точно контролировать давление.
В случае цилиндра двойного действия отверстия на крышке и на штоке подключаются к испытательной установке с помощью шлангов или жестких трубопроводов соответствующей номинальной пропускной способности. Датчики давления или манометры следует размещать так, чтобы они могли измерять фактическое давление, действующее на цилиндр.
Испытательная установка должна также быть оснащена системой защиты от избыточного давления, чтобы баллон не мог случайно подвергнуться воздействию давления, превышающего заданное испытательное значение.
В случае испытаний длинных цилиндров, расположенных на некотором расстоянии от главного гидравлического агрегата, следует также учитывать длину шлангов и потери давления. Длинные шланги должны иметь соответствующий номинальный уровень давления и прокладываться таким образом, чтобы они были защищены от механических повреждений во время испытаний.
Шаг 2: Сначала выполните циклические испытания при низком давлении
Перед подачей полного испытательного давления гидравлический цилиндр, как правило, следует несколько раз проработать в цикле при относительно низком давлении.
Циклические испытания при низком давлении помогают удалить застрявший воздух, распределить гидравлическое масло по цилиндру и убедиться, что поршень и шток плавно перемещаются на протяжении всего хода.
На этом этапе испытатель должен обращать внимание на появление необычных шумов, рывков в движении, заклинивания, неожиданного сопротивления или утечек вокруг сальника и портов.
В случае цилиндров с большим ходом также следует тщательно следить за выравниванием штока и движением опоры. Конструкция опоры должна обеспечивать выдвижение и втягивание штока без возникновения чрезмерной боковой нагрузки.
Если во время циклов работы при низком давлении цилиндр не перемещается плавно, перед проведением испытаний под испытательным давлением следует выяснить причину этого явления.
Шаг 3: Проверка рабочего давления, испытательного давления и удержания давления
После подтверждения работоспособности гидравлического цикла цилиндр можно испытать под требуемым давлением.
Точное испытательное давление и время выдержки должны определяться в соответствии с техническими условиями на баллон, требованиями заказчика или внутренней процедурой испытаний. Давление следует повышать постепенно, а не создавать резко.
В ходе испытаний под давлением система должна контролировать, может ли баллон достигать и поддерживать требуемое давление без аномального падения давления или внешних утечек.
Типичная последовательность может включать:
| Этап теста | Основная цель |
|---|---|
| Циклические испытания при низком давлении | Удалите воздух и убедитесь, что движение происходит плавно |
| Испытание на рабочее давление | Проверьте, нормально ли происходит выдвижение и втягивание |
| Испытание под давлением | Проверить предельно допустимое давление конструкции |
| Испытание на удержание давления | Проверить стабильность давления |
| Проверка на утечки | Обнаружение внутренних и внешних утечек |
При необходимости следует проводить испытания как на конце крышки, так и на конце штока, поскольку в каждом направлении нагрузка под давлением на детали и их эффективные площади различаются.
Шаг 4: Проверка наличия внутренних и внешних утечек
Проверка на наличие внешних утечек обычно проводится вокруг уплотнения штока, сальника, сварных соединений, отверстий, фитингов и других участков, находящихся под давлением.
Внутреннюю утечку заметить сложнее, поскольку масло может проходить мимо уплотнения поршня, не попадая наружу из цилиндра.
В зависимости от метода испытания внутреннюю утечку можно оценить путем контроля падения давления, измерения расхода утечки или изоляции одной стороны цилиндра при одновременном создании давления в противоположной камере.
Если баллон достигает заданного давления, но не может его удерживать, это может свидетельствовать о внутренней утечке через уплотнения поршня или о другой внутренней неисправности уплотнений.
Критерии приемлемости утечки следует определить до начала испытаний, чтобы результат можно было фиксировать единообразно следующим образом: «ЗАЧИСЛЕН» или «НЕ ЗАЧИСЛЕН».
Шаг 5: Обеспечение безопасности при испытаниях больших цилиндров
Крупные гидравлические цилиндры могут накапливать значительное количество гидравлической и механической энергии. Поэтому вопросы безопасности необходимо учитывать в рамках проекта испытаний, а не рассматривать как отдельный дополнительный элемент.
Во время испытаний под высоким давлением операторы должны находиться за пределами зон прямого движения и потенциальных зон разрушения. Доступ к средствам аварийной остановки должен быть обеспечен; дистанционное управление целесообразно в тех случаях, когда конфигурация испытательной установки требует, чтобы оператор находился на расстоянии от баллона.
Не следует прикасаться к шлангам и фитингам или регулировать их, пока в них находится под давлением. Кроме того, баллон необходимо зафиксировать таким образом, чтобы его непреднамеренное перемещение не привело к перекатыванию, смещению или отрыву узла от опор.
При испытаниях внешних или очень длинных цилиндров особое значение имеют четко обозначенная зона безопасности и порядок действий.
Шаг 6: Регистрация данных испытаний гидравлического цилиндра
При проведении производственных испытаний или профессиональной диагностики в целях ремонта результаты следует фиксировать в документации, а не полагаться исключительно на визуальный осмотр.
Отчет об испытании гидравлического цилиндра может содержать:
- Идентификационный номер цилиндра или номер заказа
- Диаметр цилиндра, диаметр поршневого штока и ход поршня
- Испытательное давление
- Время удержания давления
- Результаты измерения утечки
- Результаты функционального тестирования
- Данные о давлении и времени
- Окончательный результат: «ЗАЧИТАНО» / «НЕ ЗАЧИТАНО»
Испытательные стенды с ПЛК-управлением позволяют автоматизировать отдельные этапы испытательной последовательности и регистрировать показатели давления, температуры и другие измеренные величины. Это особенно полезно для производителей цилиндров, которым требуются повторяемые испытания и отслеживаемость результатов по всем производственным партиям.
На что следует обратить внимание при выборе испытательного стенда для крупногабаритных цилиндров
Испытательный стенд для больших цилиндров следует выбирать, руководствуясь не только максимальным испытательным давлением.
Не менее важную роль играют фактические габариты цилиндра. Максимальный внутренний диаметр, внешний диаметр, длина в сложенном состоянии, ход, длина в разложенном состоянии и вес — все эти параметры необходимо сопоставить с испытательной конструкцией и системой перемещения.
Требования к давлению и расходу также необходимо рассматривать в совокупности. Система может обладать достаточной давлением, но при этом цикл работы большого цилиндра будет происходить слишком медленно, если доступный расход окажется недостаточным.
Гибкость креплений является ещё одним важным фактором, поскольку для больших цилиндров могут применяться различные способы монтажа. Проекты с использованием длинных цилиндров также могут потребовать изготовления опор на заказ, удлинённых шлангов, подвижных опор для штоков или внешней испытательной установки.
Таким образом, выбор подходящей испытательной системы зависит как от требования к гидравлическим испытаниям и технические характеристики цилиндра.
Заключение
Испытания гидравлических цилиндров большого диаметра и с большим ходом требуют сочетания гидравлической мощности, механической опоры и соблюдения правил техники безопасности.
Основной процесс заключается в следующем:
Проверка баллона → Надежная фиксация и удержание → Подключение гидравлической системы → Циклические испытания при низком давлении → Функциональное испытание → Испытание под рабочим давлением → Удержание давления → Испытание на герметичность → Регистрация данных
В случае крупных или очень длинных цилиндров система опоры, направление штока, расположение шлангов и зона безопасности имеют не меньшее значение, чем давление и расход.
Правильно сконструированный испытательный стенд для гидравлических цилиндров позволяет безопасно и стабильно проверять рабочие характеристики цилиндров, обеспечивая при этом получение достоверных данных испытаний для целей производства, ремонта и контроля качества.
Вам нужен гидравлический испытательный стенд для крупногабаритных цилиндров?
Компания AISOAR предлагает индивидуальные решения по созданию испытательных стендов для гидравлических цилиндров, предназначенные для производителей цилиндров, ремонтных мастерских и промышленных сервисных центров.
Испытательные установки могут настраиваться с учетом диаметра цилиндра, диаметра штока, хода, общей длины, веса, рабочего давления, испытательного давления, требуемого расхода, типа крепления и требований к автоматизации.
В рамках проекта по испытанию цилиндров большого размера предоставление чертежей цилиндров и описания требуемой процедуры испытаний поможет нашей инженерной команде определить размеры испытательного стенда, характеристики гидравлической системы, приспособления, опоры и конфигурацию системы управления.
