Цилиндры подъема задней двери для сельскохозяйственных прицепов

Матрица технических характеристик цилиндров задней двери сельскохозяйственного прицепа

Следующие инженерные параметры устанавливают структурные, металлургические, уплотнительные и эксплуатационные стандарты, необходимые для двухсторонних многоступенчатых телескопических цилиндров подъема задней двери, используемых на сельскохозяйственных прицепах.

Кинематика задней двери сельскохозяйственного прицепа и механика консольного подъема

Сельскохозяйственные прицепы и транспортные средства для логистики выполняют важнейшие транспортные функции во время уборки урожая и ухода за полями. Перевозка контейнеров с семенами, емкостей с химикатами, удобрений в мешках на поддонах и деталей тяжелой техники требует универсальных возможностей задней погрузки. Для облегчения погрузки без использования подъемных погрузочных платформ на фермах прицепы оснащаются гидравлическими подъемными платформами для задней двери.

Вертикальное поднятие и наклон платформы заднего борта обеспечиваются специальными механизмами. гидравлические подъемные цилиндрыЭти двухсторонние главные подъемные цилиндры, установленные на штифтах под задней рамой шасси прицепа, выдвигаются, чтобы поднимать тяжелые платформенные грузы с уровня земли до высоты платформы (от 1100 до 1500 мм).

Двухступенчатая телескопическая конструкция двойного действия обеспечивает преимущества в компактных конвертах.

Шасси сельскохозяйственных прицепов имеют ограниченный дорожный просвет сзади из-за внедорожных шин с высоким клиренсом, подвески осей и задних защитных балок от подкатов. Стандартные одноступенчатые цилиндры не могут обеспечить необходимую общую длину хода без выхода за пределы допустимого зазора оси во время движения по дороге.

Двухсторонние многоступенчатые телескопические цилиндры решают эту геометрическую проблему за счет размещения нескольких трубчатых ступенчатых втулок внутри одного основного внешнего цилиндра. Двухстороннее действие обеспечивает положительное гидравлическое давление как во время подъема, так и во время опускания, гарантируя контролируемое опускание платформы даже при работе с липким, неподатливым грузом в холодную погоду, когда вязкое масло оказывает сопротивление опусканию под действием силы тяжести.

Уравнения момента и крутящего момента консольной балки и гидравлической тяги

Когда гидравлическая тележка или тяжелый контейнер с семенами заезжает на заднюю платформу, вес полезной нагрузки действует как консольная нагрузка на расстоянии плеча момента L._груз от шарнирных пальцев основного механизма подъема. Гидравлическая сила тяги F_{поднимать} Требования к цилиндрам лифта определяются следующим образом:

Где W_{платформа} и В_груз вес платформы и груза, л_{вращаться} — это расстояние между осями механического звена, а α — эффективный угол наклона цилиндра. Поскольку sin(α) мал, когда платформа опирается на землю, начальная подъемная сила, требуемая от камеры крышки, исключительно высока, что требует рабочего гидравлического давления до 25,0 МПа.

Анализ первопричин отказов: изгиб штока поршня и втулки ступени.

Цилиндры подъема задней двери сельскохозяйственных прицепов работают в условиях сильных динамических нагрузок. В отличие от грузовых автомобилей, разгружающих грузы на плоских бетонных погрузочных площадках, сельскохозяйственные прицепы часто загружаются и разгружаются на мягкой сельскохозяйственной грязи, наклонных полях или изрытых гравийных дорогах. В этих условиях преобладающим видом разрушения конструкции является Изгиб (прогиб) штока поршня и втулки ступени.

Стандартные гидравлические цилиндры общего назначения, изготовленные из тонкостенных труб из углеродистой стали или штоков стандартного диаметра, быстро выходят из строя при асимметричной нагрузке грузом на неровной местности.

1. Механика динамического бокового изгиба на мягкой неровной поверхности.

При движении сельскохозяйственного прицепа по неровной местности колеса с одной стороны проваливаются в мягкую почву, что приводит к наклону всей рамы прицепа. Если на одну сторону платформы заднего борта заезжает поддон с удобрениями весом 2000 кг, вектор веса груза создает сильный скручивающий момент M, смещенный от центра._изгиб по всем полностью выдвинутым цилиндрическим узлам:

Где e_{эксцентричность} — это расстояние от центра тяжести груза, L._{расширенный} — это длина удлиненного хода, а θ_склон — это угол наклона грунта. Удлинённые многоступенчатые цилиндрические втулки действуют как тонкая ступенчатая консольная колонна. Если момент инерции (I) ступенчатых труб недостаточен, суммарное осевое сжимающее напряжение и боковое изгибающее напряжение превышают предел текучести (σ)._й) стали, что приводит к необратимой деформации изогнутого стержня.

2. Овализация ствола и разрушение сальниковой герметизации.

Изгиб втулки механизма напрямую приводит к разрушению внутреннего сальникового уплотнения. Когда на соединение механизма действует большой изгибающий момент, он сдавливает внутренние направляющие износостойкие полосы с одной стороны, заставляя круглое поперечное сечение втулки механизма деформироваться в эллипс (овализацию).

Эта овальная деформация расширяет зазор за уплотнением сальника на противоположной стороне. При высоком гидравлическом давлении (P)._гидр При давлении ≥ 20,0 МПа мягкий полиуретановый уплотнительный край выдавливается в этот расширенный зазор, разрываясь в течение сотен циклов хода и вызывая серьезные утечки гидравлического масла по задней раме прицепа.

Металлургия строительных конструкций: превосходство легированной стали 42CrMo.

Для предотвращения изгиба поршневого штока и деформации втулки ступенчатого механизма в условиях интенсивной разгрузки на бездорожье необходимы высокая предельная прочность и усталостная прочность. Стандартные конструкционные углеродистые стали (например, Q235B или AISI 1045) и трубы из низкоуглеродистой стали (например, ST52-3) имеют предел текучести около 235–355 МПа, что делает их уязвимыми к необратимому изгибу при опрокидывании сельскохозяйственного прицепа на мягком грунте поля.

В высокопроизводительных цилиндрах заднего борта сельскохозяйственных прицепов для всех трубчатых втулок, корпусов оснований и креплений используется высокопрочная легированная сталь 42CrMo (соответствующая стандарту GB/T 3077, эквивалентная AISI 4140 / 42CrMo4 по стандарту EN 10083-3).

Кинетика термической обработки при закалке и отпуске

Бесшовные трубы из стали 42CrMo проходят полную закалку и отпуск. Трубы нагреваются до 850–880 °C для полной аустенитизации, закаливаются полимерным методом для преобразования микроструктуры в мелкозернистый мартенсит и отпускаются при температуре 560–620 °C для получения отпущенного мартенсита.

Данная термическая обработка повышает предел текучести сердцевины (σ)._0.2) до более чем 850 МПа и предел прочности при растяжении (σ)_б) до более чем 1000 МПа, с ударной вязкостью по Шарпи с V-образным надрезом, превышающей 45 Дж при -20°C. Высокий предел текучести позволяет втулкам из стали 42CrMo упруго изгибаться под экстремальными боковыми нагрузками во время наклонной разгрузки и возвращаться к идеальной прямолинейности без остаточной деформации.

Сравнение механических свойств

Защита от коррозии методом химического никелирования (ENP).

Сельскохозяйственные прицепы эксплуатируются в суровых условиях, содержащих органические кислоты, используемые для животноводства, жидкие удобрения и полевую грязь. Стандартное твердое хромирование может покрываться микротрещинами, позволяющими кислой влаге проникать к стальной основе и инициировать подпленочную коррозию.

Для противодействия воздействию органических кислот внешняя поверхность каждой втулки из стали 42CrMo подвергается химическому никелированию (ENP) или двухслойному никель-хромовому покрытию (подслой никеля с высоким содержанием фосфора толщиной 15 мкм + внешний слой твердого хрома толщиной 20 мкм). Непористый подслой никеля герметизирует стальную подложку от воздействия кислых навозных пульп, а внешний слой твердого хрома обеспечивает твердость поверхности от 58 до 62 HRC, выдерживая 150-часовые испытания на коррозию в нейтральном солевом тумане (рейтинг ISO 9227 Rating 10).

Рекомендуемая конфигурация: крупногабаритная сценическая конструкция и ударопрочный каркас.

Для устранения изгиба ступеней и деформации уплотнений в подъемных системах задних бортов сельскохозяйственных прицепов требуется разработанный «Комплект усиленной многоступенчатой ​​конфигурации», включающий три структурных усовершенствования: «Конструкция труб ступеней увеличенного диаметра», «Ударопрочная внутренняя амортизация» и «Увеличенное перекрытие направляющих».

1. Конструкция труб сценического оборудования увеличенного диаметра (увеличение момента инерции)

Сопротивление изгибу прямо пропорционально моменту инерции (I) площади поперечного сечения втулки платформы:

Увеличение толщины стенки втулки ступени t_стена Благодаря использованию труб увеличенного диаметра, момент инерции I возрастает более чем на 451 Т3 Т. Это усиление конструкции снижает изгибающий прогиб при нагрузке на поддоны, смещенной от центра, предотвращая необратимую деформацию втулки на мягком грунте.

2. Ударопрочная амортизация и защита от экструзии.

В каждом ступенчатом сальнике используется специально разработанная многокомпонентная система уплотнений, предназначенная для поглощения динамических ударных нагрузок:

• ▸
  Уплотнительная многослойная V-образная салазка из ткани: Края, пропитанные резиной и изготовленные из хлопчатобумажной ткани типа "утиная ткань", поддаются гидравлическому давлению, обеспечивая плотное прилегание даже при незначительном радиальном изгибе сценических рукавов.
• ▸
  Антиэкструзионное защитное кольцо из PEEK: Устанавливается за основными уплотнениями для перекрытия зазоров при скачках давления до 25,0 МПа, предотвращая выдавливание и повреждение мягкой части уплотнения.
• ▸
  Тяжелый двухлопастной скребок для грязи в металлическом корпусе: Полиуретановое скребковое кольцо, заключенное в стальной корпус, удаляет засохшую полевую грязь, соломенные волокна и навозную жижу, после чего рукава ступеней втягиваются в основные трубки.

3. Усовершенствованная система перекрытия направляющих и износостойкой ленты.

Для распределения боковых изгибающих моментов, возникающих из-за неравномерной нагрузки на склонах поля, длина перекрытия внутренних направляющих между соседними втулками платформы в полностью выдвинутом состоянии увеличивается до L._{перекрывать} ≥ 1,8 × D_этапНаправляющие ленты из ПТФЭ, заполненные бронзой и отлитые центробежным методом, обеспечивают перемещение предметного столика, поглощая боковые изгибающие нагрузки и не повреждая поверхности столика с покрытием.

Указание надежного многоступенчатый телескопический гидравлический подъемный цилиндр Конструкция, выполненная из стали 42CrMo, с использованием труб увеличенного диаметра и ударопрочных уплотнений, исключает изгиб ступеней и утечки масла в сельскохозяйственных прицепах.

Стандартные операционные процедуры (СОП) по профилактическому обслуживанию, гигиене жидкостей и диагностике.

Для обеспечения надежности гидравлических систем в периоды интенсивной уборки урожая персонал, занимающийся техническим обслуживанием сельскохозяйственных прицепов, должен регулярно проводить проверку гидравлической системы.

Целевые показатели чистоты по стандарту ISO и рекомендации по удалению воздуха

Гидравлическое масло в системах сельскохозяйственных прицепов должно соответствовать стандарту чистоты ISO 4406 18/16/13 или быть чище. Загрязненное масло ускоряет износ уплотнений ступеней и золотников клапанов управления трактора. Задержанный воздух внутри многоступенчатых телескопических цилиндров необходимо периодически удалять через верхние вентиляционные пробки; сжатый воздух вызывает неравномерное движение ступеней и подпрыгивание платформы во время погрузки.

Пошаговая диагностическая процедура по выявлению изгибов и утечек в предметных стеклах.

С помощью этой диагностической процедуры специалисты могут проверить цилиндры подъема задней двери сельскохозяйственного прицепа:

Часто задаваемые вопросы: Цилиндры заднего борта сельскохозяйственных прицепов

Стратегические закупки и общая стоимость владения

Для производителей сельскохозяйственных прицепов, операторов сельскохозяйственной логистики и дилеров оборудования неожиданные поломки цилиндров задней двери в критически важные сезоны уборки урожая приводят к задержкам поставок и высоким затратам на ремонт. Использование недорогих сменных цилиндров из тонкостенной углеродистой стали или простых однослойных уплотнений часто приводит к многократному изгибанию, утечкам масла и увеличению общих эксплуатационных расходов в долгосрочной перспективе.

Группы по закупке оборудования могут оценивать технические варианты в различных областях. Варианты гидравлических цилиндров для мобильных сельскохозяйственных прицепов Проверка сертификатов на материалы, спецификаций толщины стенок труб и протоколов испытаний под давлением. Оснащение сельскохозяйственных прицепов усиленными шинами. телескопические гидравлические подъемные цилиндры для прицепов и грузовиков Конструкция, выполненная из легированной стали 42CrMo, с использованием труб увеличенного диаметра и химического никелирования, обеспечивает долговременную надежность в эксплуатации и снижение общих эксплуатационных расходов на сельскохозяйственных маршрутах.