EN
Hvad er en synkron fordelingscylinder, og hvorfor muliggør den præcis volumenstyring i hydrauliske systemer?
Disse cylindre fungerer sammen med hydrauliske systemer for at sikre, at den korrekte mængde hydraulikvæske tilføres hver aktuator. Dette sker ved strømningsfordeling baseret på forskydning. Det, der adskiller synkrone fordelingscylindre fra strømmdelere med trykkompensation, er, at disse cylindre kan bruge kolberum til at opdele én strøm i flere lige store strømme. Hvert rum tilsluttes strømmens udgang og forskyder udgangen lige meget pr. cyklus, hvilket betyder, at hver aktuator, der er tilsluttet cylinderen, modtager samme mængde hydraulikvæske – uanset belastningen, som hver enkelt arbejder imod. Dette eliminerer behovet for elektronisk styring i mange anvendelser. Synkrone fordelingscylindre muliggør præcis positionsstyring, hvilket er en kravspecifikation inden for fremstilling. Hvis positionen afviger med blot 1 %, kan det føre til fejl i det system, der testes eller fremstilles.
Kerneprincip: Strømningsfordeling baseret på forskydning sikrer lig volumenfordeling over to til otte cylindre.
Kernemekanismen består af en række kolber, der er forbundet til en fælles aksel. Når hydraulisk væske trænger ind i indgangskammeret, driver akslen alle fordelingskolberne. Hver kolbe forskyder en forudbestemt mængde til den tilsvarende udløbsåbning. Når kolberne er koblet sammen og alle har samme dimension, leveres der for hver rotation (eller slag) samme væskemængde til hver udløbsåbning. Denne konstruktion tager automatisk højde for variationer i trykket nedstrøms. Hvis én af cylindrene har et højt tryk, genererer fordelingskolben det ekstra tryk, og væsken strømmer derefter til cylinderen, mens mængden dog forbliver den samme. Resultatet er, at aktuatorerne i hver cylinder bevæger sig synkront med en nøjagtighed på ±0,5 % af mængden i velafbalancerede systemer. Denne metode er effektiv over et bredt område af strømningshastigheder – op til 10–150 liter pr. minut – samt for op til otte cylindre uden betydelig kumulativ fejl. Denne type fordelingsenhed anvendes i applikationer såsom tung løftning, synkron jacking og metalformning, hvor præcis kontrol og gentagelig positionering er af afgørende betydning.
Hvorfor trykkompenserede strømfordelere svigter under lastubalance
Strømningsfordelere styrer strømmen ved at lukke og regulere størrelsen på strømningsåbningerne afhængigt af trykket nedstrøms. Under afbalancerede belastningsforhold fungerer strømningsfordelere generelt godt. I situationer med ubalanceret belastning, f.eks. i en excentrisk presseapplikation, lukker fordeleren åbningen til cylinderen med lavt tryk og åbner åbningen til cylinderen med højt tryk. Denne reaktion er langsom og ikke-lineær, hvilket resulterer i, at kolberne modtager meget ulige strømninger. Denne fejl bliver proportionalt større, jo flere cylindre der er, og kan overstige 5 % i firecylindersystemer ved en belastningsubalance på 30 %. Desuden påvirkes trykkompenserede fordelere af viskositetsændringer og forurening i hydraulikolien, hvilket yderligere reducerer nøjagtigheden. I modsætning hertil kompenserer den synkrone fordelingscylinder det interne volumenforhold. Dette betyder, at selv en ubalance på 50 % i belastningerne ikke vil påvirke systemets volumenudgang. For præcis og gentagelig synkronisering i mange hydrauliske systemer er denne teknologi den eneste passive metode til at opnå en fejl under 1 % uden aktiv elektronisk korrektion.
Opnåelse af ±0,5 % volumenpræcision på tværs af 2–8 cylindre: installationsvejledning og ydelsestest
Metode: Strenge standarder for symmetri i rørledninger, luftudblæsning og cylinderjustering til kontrol af parasitisk volumenfejl
At opnå den ønskede volumennøjagtighed på ±0,5 % kræver, at hver enkelt del af den hydrauliske kreds tages i betragtning. Det første trin er symmetri i rørledningen. Længden og diameteren af rørledningen samt bøjningen af rørledningen mellem fordelingscylinderen og hver enkelt aktuator skal være identiske. Hvis der er en forskel på 2 % i længderne, vil der opstå volumenfejl på 1 %. Efter at have sikret symmetrien skal al luft fjernes fra ledninger og cylindre. Luftpåfyldte ledninger vil blive komprimeret under cylinderens belastning og forårsage inkonsistente forskydninger samt 'fantom'-volumentab. Det sidste trin i denne metode er justering af alle cylinderstænger og kolber i forhold til monteringsfikseringerne med en nøjagtighed på inden for 0,1 mm pr. meter slaglængde. Når stængerne og kolberne ikke er justeret korrekt, vil sidespændinger deformere tætningsringene og ændre den effektive forskydning. De tre trin – symmetri, luftudtømning og justering – eliminerer de mekaniske parasitter, der påvirker volumetrisk troværdighed.
Valideringsmetode: Test i overensstemmelse med ISO 10770-1 samt feltresultater, der viser fejlmarginer på ±0,3 % i trykapplikationer med 4-cylindret motor
Som en del af ydelsesvalideringen blev ISO 10770-1-standarden strengt overholdt ved at måle den faktiske mængde, der leveres til hver enkelt cylinder over 10 på hinanden følgende slag ved den maksimale nominelle tryk- og strømningshastighed. Systemer blev godkendt, hvis de opfyldte målværdien for volumen inden for ±0,5 %. I én feltprøve med en firecylindret presse opnåede kredsløb, der blev udført præcis i overensstemmelse med specifikationen, en gennemsnitlig fejl på ±0,3 %, hvilket svarer til halvdelen af den tilladte tolerance. Dette er en direkte konsekvens af, at installationen blev udført med disciplin. De fleste af de samme kredsløb uden en sådan installationsdisciplin viste en gennemsnitlig fejl på ±1,2 % som følge af en lastubalance i pressen. Den konklusion, der kan drages, er, at hvor et system indeholder højtydende og højpræcise komponenter, vil disse komponenter ikke yde på det tilsigtede niveau, medmindre de installeres med samme præcision.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er en synkron fordeler-cylinder?
En synkron fordelercylinder er en hydraulisk cylinder, der leverer samme mængde væske til flere aktuatorer på en synkroniseret måde og kan håndtere trykforskelle uden brug af elektronik.
Hvordan sikrer en synkron fordeler præcision?
En synkron fordeler bruger et system med mekanisk forbindelse mellem kolvene til at regulere strømmen. Et sådant system sikrer, at samme mængde leveres til hver af fordelerens udløb uanset trykket nedstrøms.
Hvad er fordelene i forhold til trykkompenserede strømfordelere?
Synkron fordelercylindre sikrer en volumetrisk fejl på under 1 % og er fuldstændig immune over for lastubalancer, olieviskositet og elektroniske korrektioner i forhold til trykkompenserede fordelere.
Hvad er de bedste fremgangsmåder ved installation?
For at opnå maksimal nøjagtighed ved brug af en synkron fordeler skal rørledningssymmetri anvendes, kredsløbet skal udsluses for luft, og cylindrene skal justeres for at eliminere mekaniske fejl.
Hvordan fastlægges nøjagtigheden?
Testning i overensstemmelse med ISO 10770-1 vurderer mængden af væske, der leveres til hver cylinder, for at afgøre, om den ligger inden for målværdien med en fejlmargin på ± 0,5 %.
