Selección del cilindro hidráulico telescópico correcto

Cuando necesitas la potencia de un cilindro hidráulico , pero no tiene espacio para un cilindro de varilla tradicional, la mejor solución es un cilindro hidráulico telescópico. Capaces de levantar tanto como un cilindro estándar, los modelos telescópicos pueden adaptarse a la misma cantidad de potencia y solo ocupan entre el 20 % y el 40 % de su longitud extendida mientras están plegados.

Hay varias aplicaciones donde un cilindro hidráulico telescópico es útil y la única forma de realizar ciertas funciones.

Este artículo analizará algunos de los diferentes tipos de cilindros hidráulicos telescópicos y cómo funcionan. También veremos algunas de las aplicaciones más comunes de estos cilindros hidráulicos telescópicos y cómo puede asegurarse de elegir el cilindro correcto para sus necesidades.

Cómo funcionan los cilindros hidráulicos telescópicos

Si bien existen varias variedades de cilindros hidráulicos telescópicos, todos funcionan según el mismo principio. Estos cilindros están construidos a partir de una serie de tubos de acero, que se anidan en tamaño descendente.

El tubo más grande, conocido como barril, es visible cuando el cilindro está retraído. El tubo más pequeño, o émbolo, contiene el extremo que se une a la carga de trabajo. Las otras secciones, que se extienden para formar el resto del trazo, se conocen como etapas.

Por motivos de estabilidad, el número máximo de cilindros en un cilindro hidráulico telescópico es de seis. Más que eso, y el sistema tiende a volverse inestable, presentando múltiples problemas tanto en las etapas de diseño como de ejecución.

Bombas de aceite hidráulico en el sistema para extender el dispositivo. El aceite empuja las etapas de mayor a menor. Cada etapa se extiende en toda su longitud antes de que la siguiente etapa comience a extenderse hasta que, finalmente, el émbolo se extiende por completo. A medida que el cilindro se retrae, el proceso se repite a la inversa:el émbolo se retrae antes de que se retraiga la etapa siguiente, y así sucesivamente.

Cojinetes y Sellos

Cada etapa de un cilindro hidráulico telescópico está soportada por cojinetes guía, que mantienen los cilindros adecuadamente alineados. Estos rodamientos definen qué tan lejos se proyecta la etapa interna de la etapa anterior y cuánto se superponen las dos etapas.

Hay una amplia variedad de opciones disponibles cuando se trata de sellos, cada uno con un diseño y un propósito de utilidad ligeramente diferentes. Por ejemplo, dos diseños estándar (sellos de labios múltiples y sellos en V con bisagras) se instalan usando anillos de tope y tuercas de empaque, y estos encajan dentro de cada sección telescópica. El sello se forma entre el diámetro exterior de la etapa más pequeña y el diámetro interior de la etapa que lo aloja. Estos sellos crean la presión que permite que se extienda el cilindro hidráulico telescópico.

Los tipos de cilindros hidráulicos telescópicos

Los dos tipos principales de cilindros hidráulicos telescópicos son de acción simple y de acción doble; la mayoría de las variaciones surgen de la combinación de estos dos estilos.

Cilindros hidráulicos telescópicos de simple efecto

Un cilindro de simple efecto requiere presión para extenderse. Sin embargo, en lugar de retraerse bajo presión, el dispositivo depende de fuerzas externas para retraerse. Este suele ser el caso cuando una carga constante, como la gravedad, trabaja contra el cilindro, lo que permite que el cilindro se retraiga.

Mientras que un cilindro de acción simple requiere aceite hidráulico para forzar cada etapa fuera del cilindro, el proceso de retracción ocurre cuando se elimina esa presión y el peso que trabaja contra el cilindro supera gradualmente la presión hidráulica. Esto hace que el aceite hidráulico regrese al depósito.

Cilindros hidráulicos telescópicos de doble efecto

Como era de esperar, un cilindro de doble efecto usa fluido hidráulico presurizado para extender y retrae sus etapas, lo que las hace ideales para situaciones en las que no se puede confiar en la gravedad u otra fuerza externa para retraer el cilindro.

En general, la extensión de estos cilindros funciona exactamente igual que en un cilindro de simple efecto. Dicho esto, para usar presión para retraer estos cilindros, cada etapa que se mueve tiene orificios de transferencia de aceite incorporados. A medida que cada etapa se retrae, expone el orificio de transferencia de aceite en la siguiente etapa hasta que todo el cilindro se haya retraído en el cilindro.

Este diseño crea complicaciones que deben ser consideradas. La mayoría de los cilindros hidráulicos telescópicos de doble acción tienen puertos de extensión y retracción ubicados en el émbolo. Pero para proteger las mangueras y los puertos y limitar la cantidad de manguera necesaria para hacer funcionar el cilindro, el émbolo permanece anclado a la base, con el barril ubicado en el extremo de trabajo de la carga.

Aplicaciones típicas para cilindros hidráulicos telescópicos

Hay varias situaciones en las que un cilindro hidráulico telescópico es la herramienta adecuada para el trabajo. Por ejemplo, los cilindros de simple efecto son extremadamente comunes en camiones volquete y por una buena razón.

El contenedor debe inclinarse entre 45 y 60 grados para vaciar un camión volquete. Independientemente de la longitud del contenedor, la longitud de carrera necesaria para girar el contenedor sobre su bisagra sería casi la longitud de la plataforma del camión. No habría forma de retraer la varilla por completo, lo que haría imposible cargar el camión o incluso conducirlo.

Con cilindros hidráulicos telescópicos, por otro lado, el cilindro retraído ocupa mucho menos espacio. Y con el peso del contenedor, no se requiere un cilindro de doble acción para retraerse y devolver la cama a la posición horizontal.

Por otro lado, es más probable que vea un cilindro de doble acción cuando la fuerza hidráulica se usa horizontalmente, lo que significa que no puede depender de la gravedad. Considere los vehículos de saneamiento, donde los desechos se compactan a lo largo de la ruta. El compactador es operado por un cilindro hidráulico telescópico de doble acción, lo que permite que la placa presione contra la basura y luego se retraiga para permitir que se agregue más basura. Debido a que la platina se opera desde arriba, se requiere un cilindro de doble efecto para tirar de la platina hacia la parte superior del camión.

Otras situaciones también requieren cilindros telescópicos. Por ejemplo, los cilindros de empuje constante y velocidad constante se utilizan para perforaciones profundas en las que cada etapa se extiende simultáneamente bajo una presión constante. Sin embargo, aunque puede encontrar cilindros hidráulicos telescópicos especializados como este, es mucho más común encontrar cilindros de acción simple y doble.

Cómo elegir el cilindro hidráulico telescópico adecuado

Encontrar el cilindro hidráulico telescópico correcto es una cuestión de saber qué tan larga debe ser la carrera y cuánta presión necesitará para manejar la carga máxima de su equipo. Eso requiere comprender algunos datos sobre sus necesidades específicas y realizar los cálculos adecuados.

Usemos un cilindro de camión volquete como ejemplo. Hay dos medidas que necesitamos desde el principio. Primero, debe identificar dónde está articulado el contenedor al bastidor del camión. Luego, debe medir la distancia (en pulgadas) entre esa bisagra y el centro de la carga que se levanta. Esta será la mitad del cuerpo del basurero la mayor parte del tiempo, pero puede que no siempre sea así.

La segunda medida (también en pulgadas) comienza nuevamente en la bisagra, pero esta vez mide hasta donde el cilindro se conecta con el cuerpo del volquete. Este número suele ser mucho más largo que el primero.

Cálculos de fuerza y ​​carrera

El siguiente paso es determinar la cantidad de fuerza inicial que necesita para levantar la carga. La parte más difícil del levantamiento es justo al principio, se requiere menos fuerza a medida que aumenta el ángulo de la tolva.

Para calcular la fuerza necesaria para levantar la carga, multiplique la carga prevista en libras (incluido el peso de la tolva) por la primera medida que tomó. Luego, divide ese número por la segunda medida, lo que te dará la fuerza adecuada que necesitas para levantar.

Por ejemplo, supongamos que desea levantar 14 000 libras, con una longitud de 80" hasta el centro de la carga y una distancia de 160" entre la bisagra y el punto base del cilindro.

14 000 x 80 =1 120 000/140 =8 000

Eso significa que debe poder producir 8000 libras de fuerza para comenzar a levantar su carga de 14 000 libras.

Para determinar la longitud de su carrera, simplemente multiplique la distancia entre la bisagra y la base del cilindro por un multiplicador basado en el ángulo de descarga. El ángulo de descarga es el ángulo creado entre el bastidor del camión y la tolva cuando se extiende el cilindro. El ángulo que necesita es simplemente el ángulo en el que el cuerpo del volquete se puede vaciar por completo.

Ángulo de descarga	Multiplicador
42˚	.715
43˚	.733
44˚	.750
45˚	.765
46˚	.780
47˚	.797
48˚	.813
49˚	.830
50˚	.845
51˚	.861
52˚	.877
53˚	.892
54˚	.903
55˚	.923
56˚	.939
57˚	.954

Si está levantando su cama a 49˚, simplemente multiplicaría la distancia entre la bisagra y la base del cilindro (140") por el multiplicador (0,830) para obtener una longitud de carrera de 116,2".

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