Jednorodność grubości ścianki określa rzeczywistą wytrzymałość bardziej niż sama średnica
Wytrzymałość wydrążonego tłoczyska nie jest tylko funkcją jego średnicy zewnętrznej i rozmiaru otworu na papierze — zależy w dużym stopniu od tego, jak jednolita grubość ścianki utrzymuje się na całym obwodzie i na całej długości. Jeżeli podczas obróbki otwór wewnętrzny odchyli się choćby nieznacznie od środka, jedna strona pręta będzie miała cieńszą ściankę niż druga, tworząc słaby punkt, który pod obciążeniem zachowuje się zupełnie inaczej, niż sugerowałaby to nominalna grubość ścianki. Ten rodzaj mimośrodu jest trudny do uchwycenia za pomocą prostego pomiaru średnicy zewnętrznej, dlatego też weryfikacja grubości ścianki zazwyczaj wymaga ultradźwiękowego badania grubości w wielu punktach wzdłuż pręta, a nie polegania wyłącznie na kontroli wizualnej lub wymiarowej samej powierzchni zewnętrznej.
W praktyce oznacza to dwa puste tłoczyska z identycznymi specyfikacjami średnicy zewnętrznej i wewnętrznej w arkuszu specyfikacji, może mieć znacząco różną nośność w świecie rzeczywistym, jeśli jeden został wyprodukowany z bardziej rygorystyczną kontrolą współosiowości podczas wiercenia niż drugi.
Wykończenie otworu wewnętrznego ma takie samo znaczenie jak powierzchnia zewnętrzna
Większość dyskusji na temat jakości tłoczysk koncentruje się na wykończeniu powierzchni zewnętrznej, ponieważ to ono oddziałuje z uszczelkami. Jednakże w przypadku wydrążonego tłoczyska cylindra hydraulicznego, wewnętrzna powierzchnia otworu również wymaga uwagi, szczególnie w konstrukcjach, w których otwór przenosi płyn hydrauliczny lub służy jako kanał dla wewnętrznej instalacji wodno-kanalizacyjnej. Chropowata lub niespójna powierzchnia wewnętrzna może powodować turbulencje w przepływie płynu, z biegiem czasu przyczyniać się do wewnętrznej korozji, a w niektórych konstrukcjach działać jak element zwiększający naprężenia, który zmniejsza trwałość zmęczeniową od wewnątrz na zewnątrz, a nie od zewnątrz.
Honowanie jako dodatkowy etap wykańczania
Wiele zastosowań drążonych prętów obejmuje honowanie otworu wewnętrznego po wierceniu, w szczególności w celu wygładzenia śladów narzędzia pozostawionych w procesie wiercenia. Ten krok jest często pomijany w przypadku tańszych prętów drążonych, co jest jednym z powodów, dla których jakość powierzchni otworu może znacznie różnić się w zależności od dostawcy, nawet jeśli specyfikacje zewnętrzne wyglądają identycznie.
Dlaczego metoda wiercenia ma wpływ nie tylko na otwór
Tworzenie wewnętrznego otworu w wydrążonym tłoczysku zwykle odbywa się poprzez wiercenie głębokich otworów lub wiercenie lufowe, a zastosowana metoda ma dalszy wpływ na ogólną prostotę tłoczyska, a nie tylko na jakość samego otworu. Wiercenie głębokich otworów generuje znaczne ciepło i siłę skrawania na długiej, wąskiej ścieżce, a jeśli proces nie jest dobrze kontrolowany, wiertło może w miarę postępu nieznacznie odchylać się od środka, co powoduje zarówno mimośrodowość otworu, jak i tendencję do tworzenia przez pręt lekkiego zakrzywienia, gdy otaczający materiał ponownie rozkłada naprężenia wewnętrzne.
- Wiercenie lufowe zwykle zapewnia prostsze i bardziej spójne otwory na długich dystansach w porównaniu ze standardowym wierceniem głębokich otworów
- Przepływ chłodziwa przez wiertło podczas procesu pomaga kontrolować gromadzenie się ciepła i zmniejsza ryzyko błądzenia się wiertła
- Odprężenie pręta po wierceniu pomaga ustabilizować jego ostateczną prostotę przed obróbką wykańczającą średnicy zewnętrznej
- Pręty wiercone w jednym ciągłym przejściu generalnie wykazują lepszą koncentryczność niż pręty wiercone w wielu krótszych etapach
Przy produkcji drążonych prętów w naszym zakładzie w Wuxi polegamy na wierceniu lufowym z ciągłym przepływem chłodziwa, ponieważ problemy z prostoliniowością otworu wprowadzone na tym etapie są niezwykle trudne do skorygowania w dalszej części procesu.
Otwór wewnętrzny może zrobić więcej niż tylko zmniejszyć wagę
Redukcja masy jest najczęściej wymienianym powodem wyboru drążonego tłoczyska, ale otwór wewnętrzny otwiera również możliwości funkcjonalne, których po prostu nie oferuje pełny tłoczysko. W niektórych konstrukcjach cylindrów otwór służy jako dedykowany kanał dla płynu hydraulicznego, umożliwiając dotarcie ciśnienia do odległego końca długiego cylindra bez konieczności prowadzenia zewnętrznej instalacji rurowej wzdłuż korpusu cylindra. Jest to szczególnie przydatne w urządzeniach o ograniczonej przestrzeni, gdzie prowadzenie zewnętrznych węży na całej długości cylindra o długim skoku jest niepraktyczne.
W innych zastosowaniach w otworze mieści się dodatkowy pręt lub kabel czujnika, taki jak pręt wykrywający położenie używany do sprzężenia zwrotnego skoku w cylindrach, które wymagają precyzyjnego, ciągłego monitorowania położenia, a nie polegania wyłącznie na zewnętrznych wyłącznikach krańcowych.
Zachowanie przy wyboczeniu wymaga innej strategii podparcia niż w przypadku prętów pełnych
Ponieważ wydrążone tłoczysko rozprowadza materiał w kierunku zewnętrznej ściany, a nie wypełnia cały przekrój poprzeczny, jego odporność na wyboczenie pod obciążeniem ściskającym nie zwiększa się w taki sam sposób, jak w przypadku pełnego tłoczyska wraz ze wzrostem średnicy. Dla danej średnicy zewnętrznej drążony pręt będzie na ogół wyginał się przy niższym obciążeniu ściskającym niż pręt pełny, chyba że średnica zewnętrzna zostanie zwiększona w celu skompensowania usuniętego materiału. Jest to ważna kwestia w zastosowaniach o długim skoku, gdzie poleganie wyłącznie na oszczędności masy wynikającej z pustej konstrukcji bez regulacji średnicy lub dodawania wspornika pośredniego może spowodować, że pręt będzie miał zbyt mały rozmiar w stosunku do rzeczywistych warunków obciążenia bocznego, z jakim będzie musiał się zmierzyć.
| Dostosowanie projektu | Wpływ na odporność na wyboczenie | Kompromis |
| Zwiększ średnicę zewnętrzną | Znacząco poprawia odporność | Zmniejsza oszczędność masy dzięki pustej konstrukcji |
| Zagęścić ścianę otworu | Umiarkowana poprawa | Nieznacznie zwiększa wagę przy zachowaniu stałej średnicy zewnętrznej |
| Dodaj pośrednie wsparcie prowadnicy | Zmniejsza efektywną długość wyboczenia | Zwiększa złożoność mechaniczną zespołu cylindra |
Tam, gdzie puste tłoczysko rozwiązuje problemy, których nie może rozwiązać pełny tłoczysko
Wędki drążone zwykle sprawdzają się w zastosowaniach, w których waga lub możliwości wewnętrznego prowadzenia zapewniają prawdziwą przewagę funkcjonalną, a nie są wybierane wyłącznie jako lżejsza alternatywa dla wędzisk litych. Cylindry o długim skoku stosowane w sprzęcie morskim i portowym często korzystają ze zmniejszonej masy, ponieważ lżejsze ruchome elementy powodują mniejsze obciążenie konstrukcji wsporczych i zmniejszają obciążenie dynamiczne podczas pracy. W sprzęcie naftowym i górnictwie czasami wykorzystuje się otwór wewnętrzny do prowadzenia przewodów płynu hydraulicznego lub oprzyrządowania przez sam pręt, co upraszcza ogólną konstrukcję systemu.
- Zastosowania o długim skoku, w których zmniejszona masa ruchu posuwisto-zwrotnego poprawia wydajność dynamiczną
- Konstrukcje wymagające wewnętrznego prowadzenia płynu lub przejścia kabla przez sam pręt
- Urządzenia, w których priorytetem jest minimalizacja obciążenia konstrukcyjnego od ciężaru własnego butli
- Systemy wykorzystujące wewnętrzne tłoczyska wykrywające położenie, które wymagają przejścia obudowy w tłoczysku
We wszystkich projektach cylindrów hydraulicznych, które wspieraliśmy dla producentów sprzętu morskiego, portowego i górniczego, decyzja o określeniu a Wydrążony tłoczysko cylindra hydraulicznego prawie zawsze sprowadza się do jednej z tych potrzeb funkcjonalnych, a nie redukcji masy ciała jako jedynego decydującego czynnika.
