¿Cuál es la aplicación del punto giratorio hidráulico?
El sistema de energía hidráulica se usa ampliamente en el campo industrial en virtud de sus muchas ventajas. Cuando el equipo giratorio necesita utilizar un medio hidráulico como potencia de transmisión, existen requisitos estrictos sobre la precisión de la presión y el control del medio hidráulico, generalmente una presión superior a 30 MP, y un funcionamiento confiable.
Para el desarrollo y aplicación de puntos rotativos, es necesario simplificar la estructura del equipo logrando una mejor función de conversión. La aplicación más extensa y típica de los puntos rotativos hidráulicos se encuentra en las bobinadoras de banda ancha de acero laminadas en caliente de equipos de laminación de acero. Y en los cilindros de expansión y contracción de desenrolladores, bobinadoras y otros equipos en la línea de producción de bandas laminadas en frío.
1. Análisis del principio estructural del punto giratorio hidráulico.
1.1 Estructura y principio
El punto giratorio hidráulico tiene dos puertos de control de aceite y un puerto de drenaje, que están conectados respectivamente a las tuberías fijas del sistema hidráulico. Cada tubería externa está conectada estáticamente a la carcasa del punto giratorio.
La carcasa del punto giratorio hidráulico se fija en la carcasa del equipo principal correspondiente y se mantiene relativamente estática con la base del equipo principal, conectada con el equipo principal a través del mandril. La holgura entre el diámetro exterior del mandril y el diámetro interior de la junta rotativa hidráulica. Se requiere que el espacio entre el cilindro del cilindro y el pistón sea el mismo que el del cilindro hidráulico, generalmente 0.04 mm ~ 0.07 mm. Cuando las condiciones lo permitan, reduzca el límite tanto como sea posible. Cada vez que se pone en marcha el sistema hidráulico, se formará una película de aceite de presión estática en el espacio correspondiente, que protege el mandril y la junta rotativa hidráulica del desgaste y juega un papel de sellado.
El sello giratorio se instala en el mandril del equipo, y su función principal es aislar la cavidad de entrada de aceite y la cavidad de retorno de aceite para formar dos espacios sellados independientes. La mayoría de los materiales son materiales compuestos resistentes al desgaste o materiales metálicos. Los sellos giratorios deben soportar altas presiones por encima de 30 MP, y deben ser resistentes a golpes de alta presión, no se deforman fácilmente y tienen pequeñas fugas. El sello giratorio y la pared interior de la junta giratoria no están en contacto y existe una fricción de fluido entre los dos.
La vibración y el impacto generado por el funcionamiento a alta velocidad del equipo principal se transmiten a la junta rotativa hidráulica a través del mandril, dando como resultado un cierto balanceo de la junta rotativa. Se utilizan dos cojinetes para soportar la fuerza axial y la fuerza radial generadas por la oscilación de la carcasa de la junta giratoria y para realizar el posicionamiento preciso del eje central del equipo y la junta giratoria.
El sello de la cara del extremo adopta un sello de labio esqueleto, que se utiliza para sellar el aceite que se escapa del sello giratorio. La presión del aceite con fugas generalmente no excede los 0.3MP. Una vez que aumenta la fuga, es fácil dañar el sello del extremo y hacer que el aceite hidráulico se escape al exterior. El puerto de aceite de la carcasa de la junta rotativa está empalmado con el puerto de aceite en el mandril del equipo.
1.2 Análisis de la estructura de sellado interna
Hay dos tipos principales de sellos giratorios para puntos giratorios, sellos compuestos y sellos mecánicos. El rendimiento de sellado del sello de material compuesto es relativamente mejor y se utiliza donde el cilindro hidráulico tiene un posicionamiento intermedio. El punto giratorio sellado con materiales compuestos puede hacer que el punto giratorio sea más compacto y exquisito debido al pequeño tamaño del sello en sí. El costo del sello compuesto en sí es mucho más económico que el del sello mecánico.
El sello giratorio compuesto se compone de dos partes, una combinación de un anillo exterior de PTFE y una junta tórica de NBR. La junta tórica desempeña la función de soportar el anillo exterior, lo que hace que todo el sello giratorio sea más fácil de instalar, deslizándose entre el anillo exterior y la carcasa de la junta giratoria. La fabricación de sellos mecánicos es más complicada, los requisitos de precisión también son relativamente altos y el precio relativo es relativamente alto.
2. Instalación y mantenimiento de puntos rotativos hidráulicos
Al instalar el punto giratorio hidráulico en el mandril del equipo principal, asegúrese de que la cavidad de la junta giratoria y el mandril del equipo principal tengan una buena coaxialidad. Generalmente se requiere que la coaxialidad entre el eje de la junta rotativa y el eje del equipo se controle dentro de ± 1 mm / m. La falta de concentricidad hará que el punto giratorio hidráulico produzca oscilaciones radiales relativamente grandes durante la rotación a alta velocidad. La fuerza radial hace que la junta rotatoria y el mandril se deslicen periódicamente en la dirección axial. No solo se destruye la película de aceite dinámico y aumenta el desgaste de la superficie de contacto, sino que también se desgasta la cara del extremo del sello. Al mismo tiempo, el rodamiento puede soportar un mayor impacto externo. Por lo tanto, una mala coaxialidad causará un gran daño al sello giratorio interno y a los cojinetes, y afectará la vida útil.
La carcasa de la junta rotativa está fija para evitar que gire sincrónicamente con el husillo, siempre que se pueda evitar que gire en círculo.
No use más restricciones. La fuerza radial o axial que actúa sobre el armazón se transmitirá al cojinete de la junta rotativa hidráulica y al sello giratorio interno a través del armazón, lo que obligará al cojinete o sello a desgastarse o dañarse.
Al conectar tuberías de aceite externas, respete estrictamente las especificaciones de instalación del equipo hidráulico. En particular, es necesario verificar estrictamente la limpieza de cada puerto de aceite para evitar que se introduzcan contaminantes externos y rebabas mecanizadas en la junta rotativa. Debido a la compleja estructura interna de la junta rotativa hidráulica y al pequeño espacio libre correspondiente, una vez que los contaminantes externos ingresan a la junta rotativa hidráulica, es fácil dañar la película de aceite, los sellos mecánicos y los atascos de los cojinetes, y fugas graves.
El sello de aceite esquelético de la junta rotatoria se usa para sellar el mandril giratorio, de modo que el aceite que se escapa del sello rotatorio se drene del tubo de aceite con fugas al tanque de aceite. La resistencia a la presión del sello de aceite no suele ser superior a 3 bar, por lo que el tubo de aceite con fugas debe devolverse al aceite sin problemas.
Durante la instalación, el puerto de aceite con fugas de la junta rotativa no debe bloquearse. Si hay una válvula en el tubo de aceite con fugas, debe abrirse antes de introducir el medio; de lo contrario, el sello de aceite se saldrá inevitablemente. Tampoco es posible incorporar el tubo de aceite con fugas en el tubo de retorno de aceite, porque la presión del tubo de retorno de aceite suele superar los 3 bar. No instale un filtro en la tubería de aceite con fugas. Las juntas rotativas generalmente tienen fugas, por lo que no se pueden usar en ocasiones en las que se requiere presión. La fuga de los cierres mecánicos es mayor.
Se puede considerar el servocontrol cuando se requiere controlar la carrera del cilindro hidráulico para compensar la fuga. Cuando el cilindro hidráulico no está posicionado en el medio, el problema será más simple, siempre y cuando el cilindro hidráulico continúe suministrando el medio después de que el cilindro hidráulico se mueva a la posición límite.
Las juntas rotativas generalmente se lubrican y enfrían con medio, por lo que no es posible probar o conducir sin pasar el medio. Asegúrese de abrir la tubería de aceite con fugas después de revisar la junta rotativa o el equipo relacionado. El desgaste o daño de las juntas rotativas hidráulicas se puede estimar midiendo la fuga. La fuga de las juntas rotativas se debe monitorear y rastrear regularmente para monitorear las condiciones de operación de las juntas rotativas.
3. Fallos habituales de las juntas rotativas hidráulicas
En el uso real, las juntas rotativas hidráulicas tienen principalmente dos tipos de fallas. Una falla se manifiesta como el daño del cojinete interno de la junta giratoria y la otra es la fuga externa de la junta giratoria.
Analice las causas del daño interno de los rodamientos, hay tres puntos principales:
1) El aceite hidráulico tiene poca limpieza y granularidad durante la instalación o durante el uso, lo que resulta en un serio desgaste y falla de los elementos rodantes del rodamiento;
2) Cuando se instala la junta rotativa, no se cumplen los requisitos de precisión de la instalación, lo que genera una fuerza desigual en el estado de carga estática del rodamiento y un valor de vibración excesivo en el estado de carga dinámica, lo que daña el rodamiento;
3) El diseño de la junta rotativa hidráulica seleccionada y la calidad de fabricación no cumplen con los requisitos de las condiciones de trabajo del equipo. Las razones de la fuga fuera de la junta rotativa son:
La precisión de mecanizado de la superficie de contacto del sello de instalación es baja, lo que no puede cumplir con los requisitos de precisión del sello;
La selección e instalación del sello no son adecuadas para los requisitos de las condiciones de trabajo;
La precisión de la instalación de la junta rotativa es pobre, lo que provoca una vibración excesiva y daña el sello.
4. Conclusión
En aplicaciones prácticas, debido a las complejas condiciones de trabajo del equipo principal y al entorno cambiante. Al seleccionar una aplicación específica, se debe seleccionar una junta giratoria adecuada para una amplia gama de cargas de acuerdo con las condiciones de trabajo específicas. Para cumplir con los requisitos del equipo principal, desde baja presión y baja velocidad hasta alta presión y alta velocidad en una amplia gama de condiciones de trabajo. La junta rotativa hidráulica de sello mecánico de alta precisión puede realizar mejor el propósito de pequeñas fugas, operación confiable y duradera.
Al mejorar la precisión del procesamiento y los requisitos técnicos de las piezas, y mejorar la precisión de la instalación, la capacidad de la junta giratoria para adaptarse a alta velocidad y alta presión se puede mejorar enormemente y se puede prolongar la vida útil.
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