客製液壓缸不僅要能安裝到機器中，還必須產生足夠的力量、能移動整個工作範圍、承受壓力峰值，並在負載下保持對齊。如果規格的某一部分有誤，液壓缸可能會洩漏、彎曲、磨損過快，或無法移動負載。

因此，明確的規格是打造可靠液壓缸的第一步。這也有助於客製液壓缸製造商選擇合適的缸筒、活塞桿、密封件、油口和安裝部件。

本指南說明訂購客製或OEM液壓缸前需要定義的要點。

從應用開始

在選擇缸徑或行程之前，先描述液壓缸必須執行的任務。供應商需要了解機器，而不僅僅是液壓缸的尺寸。

從這些問題開始：

· 液壓缸將舉升、推動、拉動、夾緊、傾斜或操縱什麼？

· 正常負載是多少？

· 可能的最高負載是多少？

· 移動過程中負載會改變嗎？

· 液壓缸伸出和縮回的速度應該有多快？

· 每小時將完成多少個循環？

· 是否會面臨衝擊、振動、灰塵、鹽分、水或高溫？

· 液壓缸是在室內還是室外使用？

· 液壓缸打開和關閉時有多少可用空間？

例如，液壓機上使用的液壓缸與移動起重機上使用的液壓缸有不同的需求。液壓機可能需要堅固的法蘭安裝和緩慢、受控的力量。相比之下，起重機可能需要隨吊臂移動的樞軸安裝。

清晰的應用描述使製造商能夠根據實際工作條件設計液壓缸。

計算所需的液壓缸缸徑

缸徑是缸筒的內徑，它控制活塞面積，進而控制液壓缸能產生的力量。

基本公式是：

力量 = 壓力 × 活塞面積

計算伸出力量時，使用完整的活塞面積。計算縮回力量時，減去活塞桿面積，因為活塞桿佔用了部分工作面積。

然而，理論力量與機器上可用的力量並不相同。摩擦、壓力損失、密封阻力和不斷變化的負載角度會降低最終輸出。因此，需要包含適當的設計餘量。

舉個簡單的例子，假設機器需要100 kN的推力，工作壓力為20 MPa。理論活塞面積是：

100,000 N ÷ 20,000,000 Pa = 0.005 m²

這相當於約80 mm的缸徑。但80 mm的缸徑幾乎沒有壓力損失或額外負載的空間。因此，製造商檢查整個系統後，最終設計可能會使用更大的標準缸徑。

重型液壓缸通常需要更寬的安全餘量，因為它可能面臨衝擊負載、不平地面或突然的壓力變化。

指定缸徑時，請提供：

· 所需的伸出力量

· 所需的縮回力量

· 正常工作壓力

· 最大系統壓力

· 預期壓力損失

· 所需的安全餘量

不要僅根據泵的額定壓力選擇缸徑，而是使用正常工作期間到達液壓缸的壓力。

定義正確的行程長度

行程是活塞桿從完全關閉位置移動到完全打開位置的距離。它應覆蓋整個工作行程，而不強迫液壓缸抵靠其內部端止擋。

首先，測量液壓缸安裝點的所需移動量。不要將鏟斗、平台、刀片或機器臂的行程用作液壓缸行程，連桿機構會改變行程比。

接下來，檢查兩個安裝尺寸：

· 縮回長度，通常稱為閉合長度

· 伸出長度，通常稱為打開長度

指定長行程液壓缸時，空間變得更重要。隨著行程增加，活塞桿在推力負載下更容易彎曲或屈曲。長液壓缸也可能需要更多的導向支撐。

可能的解決方案包括：

· 更大的活塞桿直徑

· 增加軸承距離的止動管

· 更堅固的活塞桿和缸筒材料

· 不同的安裝位置

· 移動負載的外部導向裝置

· 閉合空間有限時的伸縮式設計

液壓缸應移動負載，但不應作為機器的主要導軌。只要可能，外部導向裝置應控制側向移動。

選擇工作壓力和測試壓力

工作壓力是液壓缸在正常使用期間承受的壓力。最大壓力是可能出現的最高短期壓力。測試壓力用於檢驗期間確認成品液壓缸的強度和密封性。

這些數值不應被視為相同的數字。

每個項目請提供：

· 正常工作壓力

· 峰值壓力

· 液壓溢流閥設定

· 預期壓力尖峰

· 所需的測試壓力

· 循環率和工作時間

當負載快速停止、閥門關閉或機器撞到障礙物時，可能會出現壓力峰值。儘管這些峰值可能只持續很短時間，但它們會損壞密封件、油口、焊縫和液壓缸安裝件。

例如，Shellppon的SB-Y1液壓缸系列支援16至25 MPa的工作壓力，並提供客製缸徑、行程和安裝選項。對於更高的負載，Shellppon也為某個主要港口起重項目供應了35 MPa的液壓缸。

正確的壓力等級必須涵蓋穩定工作和短期衝擊。因此，與製造商討論完整的液壓迴路，而不僅僅提供泵壓力。

根據負載和穩定性確定活塞桿尺寸

活塞桿將力量從活塞傳遞到機器。其直徑影響縮回力量、強度、抗屈曲性和密封壽命。

受拉的活塞桿主要受材料強度限制。然而，受壓的活塞桿可能在材料達到其全部強度之前就發生屈曲。這種風險隨著以下因素增加：

· 更長的行程

· 更小的活塞桿直徑

· 更高的推力

· 樞軸安裝

· 對齊不良

· 側向負載

· 支撐點之間的長距離

因此，長行程液壓缸通常比具有相同缸徑和壓力的短液壓缸需要更大的活塞桿。

活塞桿表面也很重要。硬鉻鍍層被廣泛使用，因為它為活塞桿密封件提供了光滑、耐磨的表面。然而，海洋、採礦和化學應用可能需要額外的防蝕保護或不鏽鋼。

請製造商在液壓缸設計中檢查活塞桿屈曲、軸承負載、表面光潔度、硬度和防蝕性。

選擇合適的安裝方式

液壓缸安裝控制力量如何傳遞到機器框架。錯誤的安裝可能會產生側向負載、彎曲活塞桿或對缸筒施加應力。

常見的安裝選項包括：

· 法蘭安裝： 適用於壓機和具有直軸向負載的固定機器。

· 腳座安裝： 為工業設備和液壓動力單元提供堅固的支撐。

· 叉耳安裝： 允許液壓缸隨機器連桿機構移動而樞轉。

· 耳軸安裝： 支援圍繞固定點的重型樞轉負載。

· 中心銷安裝： 允許圍繞液壓缸主體中部移動。

· 球面軸承安裝： 有助於處理對齊的微小變化。

樞軸安裝適用於起重機、裝載機、採礦機器和其他移動連桿機構。然而，銷必須保持平行，並且液壓缸必須能夠自由跟隨負載路徑。

固定安裝最適用於負載沿直線移動的情況。即使如此，框架必須足夠堅固以保持活塞桿和缸筒對齊。

Shellppon為不同的OEM液壓缸應用提供基座和缸蓋耳軸安裝、腳座安裝、中心銷安裝和圓法蘭安裝。這個範圍允許安裝系統匹配機器，而不是強迫機器適合標準液壓缸。

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