Cuando dos o más cilindros hidráulicos se mueven juntos en una máquina móvil, pequeñas diferencias en fugas, carga, volumen de manguera y desplazamiento del cilindro pueden sacarlos gradualmente de su posición.
Un cilindro de refase corrige este error acumulado. Estos cilindros son comunes ensistemas hidráulicos móvilesque conectan varios cilindros en serie y necesitan que regresen repetidamente a la misma posición relativa. Las aplicaciones típicas incluyen implementos agrícolas, equipos plegables, marcos de elevación y sistemas montados en camiones-.
A diferencia de un cilindro convencional, un cilindro con refase normalmente tiene un paso o ranura de derivación interna cerca de un extremo de su carrera. Cuando el pistón llega a ese punto, el aceite pasa a su alrededor y continúa hasta el siguiente cilindro. Cualquier cilindro que esté retrasado puede entonces terminar su carrera, volviendo a poner el conjunto en fase.
Cómo funciona un cilindro de refase
Un cilindro con refase ayuda a un grupo de cilindros-conectados en serie a restablecer su relación posicional en un punto definido del ciclo operativo. Esta disposición a menudo se denomina sistema de cilindro maestro-y-esclavo.
Durante la extensión normal, el aceite ingresa por el extremo de la tapa del cilindro maestro. El aceite desplazado del extremo de la varilla del maestro luego fluye hacia el extremo de la tapa del cilindro esclavo.
La ruta de flujo básica es:
Bomba → Extremo de la tapa del cilindro maestro → Extremo del vástago del cilindro maestro → Extremo de la tapa del cilindro esclavo → Extremo del vástago del cilindro esclavo → Retorno
Los cilindros tienen un tamaño tal que el volumen que sale del cilindro maestro coincide estrechamente con el volumen que necesita el esclavo. Cuando los volúmenes coinciden, ambos cilindros viajan aproximadamente a la misma velocidad.
La sincronización perfecta no dura indefinidamente. Las fugas internas, el aire atrapado, los sellos desgastados, las cargas desiguales, los cambios de temperatura y las tolerancias de fabricación pueden cambiar lentamente las posiciones relativas de los cilindros.
En plena extensión, el pistón maestro pasa o expone su ranura interna de refase. Luego, el aceite puede pasar por alto el pistón y fluir aguas abajo, permitiendo que un cilindro esclavo retrasado complete su carrera. El bypass del esclavo se abre cuando su pistón alcanza la posición de refase correspondiente.
Cross Manufacturing describe sus cilindros DR y DCR como cilindros en serie volumétricamente coincidentes que se resincronizan a través de un bypass interno al final de la carrera. Prince también especifica sistemas de refase maestro-y-esclavo coincidentes para este propósito.
¿Por qué es necesario cambiar las fases de los cilindros?
Considere un implemento agrícola plegable con tres cilindros de elevación. Después de ciclos repetidos:
El cilindro 1 alcanza su máxima extensión.
El cilindro 2 se detiene 0,25 en breve.
El cilindro 3 se detiene 0,5 en breve.
Es posible que el marco ya no permanezca nivelado. Con los cilindros de reprogramación, el operador mueve el circuito a su posición de reprogramación designada y mantiene el flujo hidráulico el tiempo suficiente para que los dos cilindros retrasados se pongan al día.
Un manual de equipos agrícolas Landoll señala que los cilindros en serie pueden estar desfasados entre 1/4 y 1/2. Su procedimiento requiere mantener la función hidráulica al final del recorrido durante 30 a 60 segundos mientras el circuito se purga y reajusta. Ese momento se aplica al equipo específico y no es una configuración universal.
La mayoría de los sistemas móviles de reprogramación utilizanCilindros hidráulicos de doble-acciónporque la presión hidráulica controla tanto la extensión como la retracción. Algunos sistemas de elevación agrícolas más antiguos utilizan disposiciones de simple-acción, pero su comportamiento de plomería y reinicio depende más de la gravedad, la carga externa y el diseño de la máquina.
Aplicaciones y disposiciones comunes de reprogramación
Los cilindros de refase se utilizan cuando varios puntos de elevación deben regresar periódicamente a la misma posición. Las aplicaciones comunes incluyen:
Cultivadores de campo
Gradas de discos
Jardineras y sembradoras
Implementos agrícolas plegables
Sistemas de elevación de barras de herramientas
Equipo-montado en camión
Mecanismos de lona y cubierta.
Plataformas-de manipulación de materiales
Bastidores de elevación de varias-secciones
Cilindros agrícolas son un ejemplo común porque un implemento ancho puede tener un marco central y varias alas que necesitan mantener una altura de trabajo constante.
Configuraciones comunes del sistema
Los sistemas de refase son una categoría entre variasTipos y diseños de cilindros hidráulicos..
Los cilindros de refase de derivación interna-utilizan una ranura, puerto o pasaje cerca del final del recorrido. Este es uno de los arreglos más comunes.
Los sistemas maestro-y-esclavo conectan dos o más cilindros en serie. El desplazamiento del extremo de la varilla-de un cilindro suministra el extremo de la tapa del siguiente.
Los cilindros de reprogramación de control de profundidad- combinan sincronización con una carrera de trabajo ajustable. Los cilindros cruzados DCR, por ejemplo, proporcionan control de profundidad hidráulico y se utilizan como cilindro maestro en un circuito de refase.
Algunos sistemas también utilizan válvulas de retención, válvulas de retención, válvulas de control de flujo-, sensores de posición electrónicos o controles electrohidráulicos.
Refase en comparación con sincronización continua
La sincronización es el requisito para que varios cilindros se muevan juntos. El refase es el método utilizado para corregir periódicamente el error de posición acumulado, generalmente en una condición definida de final-de-carrera.
Un circuito de refase puede proporcionar una buena sincronización práctica, pero no mide ni corrige cada posición del cilindro continuamente durante toda la carrera.
Las aplicaciones que necesitan un posicionamiento extremadamente preciso pueden requerir:
Sensores de posición electrónicos
Válvulas proporcionales de circuito cerrado-
Divisores de flujo
servocontrol
Enlace mecánico
Para los implementos agrícolas que pueden corregir pequeños errores cada vez que el mecanismo llega al final de su recorrido, el reajuste hidráulico suele ser una solución más sencilla y menos costosa.
Tamaño, sincronización y flujo del cilindro
Conectar varios cilindros del mismo tamaño en serie no crea un sistema de refase correctamente adaptado. Los volúmenes de aceite desplazados deben coincidir de un cilindro a otro.
Para un cilindro maestro de doble-efecto convencional:
Área del vástago maestro-área lateral=Área del pistón maestro - Área del vástago
El aceite descargado desde esta área anular impulsa el extremo de la tapa del siguiente cilindro. Para cilindros con carreras iguales y velocidades de desplazamiento similares:
Área del pistón esclavo ≈ Área anular maestra
o:
A₂ ≈ A₁ - Arod
Ejemplo de tamaño de maestro-y-esclavo
Suponga que el cilindro maestro tiene:
Diámetro interior: 4,00 pulgadas
Diámetro de la varilla: 1,375 pulgadas
Carrera: 8 pulgadas
Área del pistón maestro:
A = π × 4² ÷ 4
Un=12.57 pulg²
Área de varilla:
Arod=π × 1,375² ÷ 4
Varilla ≈ 1,48 pulg²
Área anular maestra:
12.57 - 1.48=11.08 pulg²
El diámetro esclavo equivalente aproximado es:
Diámetro=√(4 × 11,08 ÷ π)
Diámetro interior ≈ 3,76 pulgadas
Esto está cerca de un diámetro interior esclavo de 3,75 pulgadas, lo que explica por qué un conjunto de refase a menudo utiliza orificios progresivamente más pequeños. El juego de cilindros completo debe diseñarse en conjunto en lugar de ensamblarse a partir de cilindros de repuesto no relacionados.
Flujo hidráulico requerido
Para el cilindro maestro:
Q = A × L ÷ t
dónde:
Q es el flujo volumétrico.
A es el área del pistón.
L es accidente cerebrovascular.
t es el tiempo de viaje requerido.
Usando el cilindro de 4 pulgadas de diámetro anterior con una carrera de 8 pulgadas completada en 5 segundos:
Volumen del cilindro=12.57 × 8=100.56 pulg³
Flujo requerido=100.56 ÷ 5=20.11 en³/seg
Porque:
1 galón estadounidense=231 in³
El caudal de bomba requerido es:
20,11 × 60 ÷ 231 ≈ 5,2 GPM
Por lo tanto, la bomba necesita suministrar aproximadamente 5,2 GPM antes de que se produzcan pérdidas en el sistema si el maestro debe completar la carrera en 5 segundos.
Tamaño del pasaje de reprogramación
El flujo a través de una restricción se puede aproximar mediante:
Q=Cd × A × √(2ΔP ÷ ρ)
El flujo depende del área del orificio, la densidad del fluido, el coeficiente de descarga y el diferencial de presión. Esta ecuación por sí sola no es una base para perforar o ampliar un pasaje interno de refase en el campo.
Una derivación sobredimensionada puede reducir la precisión del posicionamiento o permitir que el aceite se desvíe cuando no debería hacerlo. Un pasaje de tamaño insuficiente puede hacer que el ciclo de reprogramación sea excesivamente lento. Utilice la geometría de derivación y los límites de flujo especificados por el fabricante del cilindro.
La viscosidad del aceite también cambia con la temperatura. Un sistema que cambia de fase normalmente después del calentamiento puede funcionar más lentamente durante un arranque en frío.
No existe una tolerancia de tiempo de cambio de fase-aceptable y universal. Registre una línea base de tiempo de ciclo-normal para la máquina e investigue cambios significativos en la sincronización entre cilindros.
Instalación, fontanería y seguridad.
Los cilindros con reprogramación dependen de un desplazamiento de aceite predecible de un cilindro al siguiente, por lo que la instalación de tuberías correcta es esencial.
Un circuito típico de dos-cilindros es:
Válvula de control → Puerto de tapa maestra → Puerto de varilla maestra → Puerto de tapa esclava → Puerto de varilla esclava → Válvula de control
Siga el esquema hidráulico del fabricante. La ubicación del puerto no se puede identificar de manera confiable únicamente por la apariencia del cilindro.
Comprobaciones de fontanería
Apoye las mangueras adecuadamente y evite restricciones innecesarias. Controlar:
Tamaño de la manguera
Radio de curvatura
Puntos de abrasión
Mangueras retorcidas
Acopladores rápidos incorrectos
Accesorios restringidos
Orientación del puerto
Aire atrapado
Tuberías maestras-y-esclavas incorrectas
Los equipos hidráulicos móviles en los Estados Unidos comúnmente utilizan juntas tóricas SAE y conexiones abocinadas de 37-grados. SAE J514-1 cubre accesorios hidráulicos abocardados de 37-grados, mientras que SAE J1926 aborda puertos sellados con junta tórica de rosca en pulgadas. Confirme la especificación del puerto real en lugar de llamar "JIC" a cada conexión abocinada.
El tipo de montaje del cilindro hidráulico también debe adaptarse a la trayectoria de carga y al movimiento de la máquina. La geometría incorrecta puede introducir cargas laterales, atascamientos y desgaste desigual incluso cuando los volúmenes hidráulicos coinciden.
Procedimiento de servicio seguro
Antes de desconectar una manguera o retirar un cilindro:
Estacione la máquina en un terreno estable.
Baje los accesorios siempre que sea posible.
Sostenga mecánicamente cualquier estructura elevada.
Apague la fuente de energía hidráulica.
Aislar la energía almacenada.
Libere la presión atrapada según el procedimiento de la máquina.
Aplique el procedimiento de bloqueo, etiquetado o control de energía-que corresponda.
Confirme que la carga no pueda moverse antes de aflojar una conexión hidráulica.
Utilice equipo de protección adecuado para ojos, manos y otros equipos.
Nunca busque una fuga hidráulica con la mano.
OSHA 29 CFR 1910.147 establece requisitos de control de energía-peligrosa para el servicio en la industria general. El reglamento excluye el empleo en la construcción y la agricultura de esa norma específica, por lo que los técnicos en equipos-móviles deben seguir los requisitos de OSHA que se aplican a su industria, así como el procedimiento del fabricante del equipo.
Solución de problemas de un sistema de cilindro de refase
| Síntoma | Posible causa | comprobar primero |
|---|---|---|
| El refase es lento | Bypass restringido, flujo bajo de la bomba o aceite frío | Caudal y temperatura del aceite. |
| El cilindro esclavo se detiene en seco | Aire, tamaño de cilindro incorrecto o fuga interna | Procedimiento de refase y dimensiones del cilindro. |
| Los cilindros se separan repetidamente | Sellos desgastados o falta de coincidencia de volumen | Fuga interna y tamaño maestro-y-esclavo |
| El movimiento es entrecortado. | Aire o plomería restringida | Purgar el circuito e inspeccionar las mangueras. |
| El sistema se sobrecalienta | Bypass o restricción excesivos | Caída de presión y funcionamiento prolongado del final-de-carrera |
| Un cilindro se mueve más rápido | Combinación incorrecta de diámetro y varilla | Especificaciones de cilindro-coincidentes |
| El cilindro no cambia de fase | Paso de derivación bloqueado o cilindro incorrecto | Número de pieza y función de derivación |
Utilice una secuencia de diagnóstico consistente:
Verifique los números de pieza del cilindro → Inspeccione las tuberías → Purgue el aire → Mida el flujo → Mida la presión → Ejecute el ciclo de refase → Verifique las fugas internas → Inspeccione el bypass y los sellos
Las ubicaciones útiles para las pruebas de presión-incluyen la salida de la bomba, la tapa maestra-el suministro final, la línea entre-cilindros y la línea de retorno.
Cuando la inspección llegue al pistón, los sellos, el cilindro o la varilla, compare las medidas y el estado con los disponibles.piezas del cilindro hidráulico. No publique ni aplique un par de ajuste universal. El par correcto depende del tipo de accesorio, el tamaño de la rosca, el material y las especificaciones del fabricante.
Requisitos de reemplazo y modernización
Reemplazar un cilindro con refase requiere más información que el diámetro y la carrera. Antes de realizar el pedido, verifique:
Posición maestro o esclavo
Diámetro del agujero
Diámetro de la varilla
Ataque
Pasador retraído-a-longitud del pasador
Longitud extendida
Estilo de montaje
Diámetro del pasador
Tamaño del puerto
Ubicación del puerto
Presión de trabajo
Dirección de refase
Número de cilindros de la serie.
Número de pieza del cilindro existente
Cambiar el diámetro interior o la varilla de un cilindro cambia la relación de desplazamiento disponible para cada cilindro aguas abajo. Utilice un completoguía de medición del cilindro hidráulicocuando el número de pieza o el dibujo original no están disponibles.
Ejemplos de familias de productos actuales
Listas cruzadas de cilindros de refase de tirantes DR y DCR. Los modelos DR utilizan un mecanismo interno de reprogramación automática, mientras que los modelos DCR añaden control de profundidad hidráulico. Las especificaciones DR publicadas incluyen una presión de trabajo de 2500 psi y una clasificación de impacto máxima de 4000 psi.
Prince ofrece una línea de refase en serie con formatos de números de pieza-como PMS-AM-2550A. Estos sistemas maestro-y-esclavo coincidentes utilizan puertos SAE. Prince especifica una presión máxima de circuito en serie de 3000 psi para esta familia.
La línea Chief TCR Refashing de Bailey es otro ejemplo del mercado estadounidense-. Sus cilindros maestro-y esclavo de doble-acción- tienen una capacidad nominal de 3000 psi.
Estos ejemplos muestran por qué un cilindro ordinario con un diámetro y carrera similares aún puede impedir que el sistema se reajuste correctamente.
Reequipamiento de una máquina antigua
Se puede adaptar una máquina más antigua, pero es necesario evaluar el circuito completo:
Bomba y válvula existentes → Presión del sistema → Fuerza requerida → Desplazamiento maestro → Desplazamiento esclavo → Montajes → Mangueras → Estándares de puerto → Posición de cambio de fase
Agregar un cilindro de derivación por sí solo no necesariamente convertirá un circuito paralelo en un sistema de refase funcional. Una modernización puede requerir un conjunto combinado de cilindros hidráulicos industriales personalizados junto con tuberías, válvulas y geometría de montaje adecuadas.
Recursos descargables útiles
Un OEM, distribuidor o proveedor de cilindros puede respaldar una consulta técnica con:
Calculadora de tamaño de cilindros de refase
Hoja de cálculo de coincidencia maestra-y-esclava
Esquema del circuito hidráulico PDF
Lista de verificación de medición del cilindro
Plantilla de montaje CAD
Lista de verificación de solución de problemas
Formulario de solicitud de cotización de -cilindro de reemplazo
Ejemplo de campo
Landoll documenta series agrícolas-sistemas de cilindros en los que los cilindros pueden tener aproximadamente entre 1/4 y 1/2 posiciones diferentes. El fabricante recomienda repetir el ciclo completo-de carrera y detener-el final-de carrera para purgar el aire y restaurar la fase.
Los datos medidos de la máquina deben respaldar cualquier afirmación sobre mejoras en el tiempo del ciclo, el tiempo de inactividad, la vida útil del sello, la confiabilidad o el costo operativo. Un porcentaje de marketing arbitrario no muestra cómo se desempeña el sistema en servicio.
Selección de un cilindro de refase de repuesto
Para un reemplazo o modernización, prepare el número de pieza del cilindro existente, el diámetro interior, el diámetro de la varilla, la carrera, las dimensiones entre pasadores-a-pasador, información del puerto, presión del sistema y aplicación de la máquina. Incluya el dibujo del cilindro o el esquema hidráulico cuando esté disponible.
La revisión de ingeniería puede cubrir:
Tamaño maestro-y-esclavo
Coincidencia de cilindros de refase
Configuración de puertos y accesorios
Referencia cruzada{0}}de piezas de repuesto
Cotización de cilindro personalizado
Revisión del esquema hidráulico.
Envíe la información a través del formulario de consulta de cilindros. Si necesita discutir la aplicación antes de enviar dibujos,contáctanos.
En una página de ventas orientada a EE. UU.-, publique un número de teléfono local verificado, horario comercial, tiempo de respuesta de ingeniería y stock disponible o tiempo de entrega personalizado junto a la solicitud de cotización. No haga una promesa de tiempo de respuesta que el equipo de servicio no pueda cumplir de manera constante.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un cilindro de refase y cuándo se necesita?
Un cilindro con reprogramación de fases devuelve periódicamente varios cilindros-conectados en serie a sus posiciones relativas correctas. Se utiliza en implementos agrícolas, bastidores de elevación y otros equipos móviles donde se pueden acumular pequeños errores de posición durante ciclos repetidos.
¿Cómo funciona un cilindro de refase?
El aceite desplazado de un cilindro suministra al siguiente cilindro de la serie. Cerca del final de carrera designado, una ranura o conducto interno permite que el aceite pase por alto el pistón para que un cilindro retrasado pueda completar su recorrido.
¿Cómo calculo el flujo requerido y el tamaño del cilindro?
Calcule el flujo del cilindro maestro-a partir del área del pistón, la carrera y el tiempo de recorrido requerido:
Q = A × L ÷ t
En un circuito de refase en serie, haga coincidir el desplazamiento del lado de la varilla-del cilindro aguas arriba con el desplazamiento del extremo de la tapa-del cilindro de aguas abajo.
¿Qué válvulas se necesitan?
El circuito depende de la máquina. Un sistema básico puede utilizar una válvula de control direccional y cilindros de refase correctamente emparejados. Otras aplicaciones también pueden necesitar válvulas de retención, válvulas de control de profundidad-, controles de flujo o válvulas de control de carga-. Siga el esquema hidráulico de los fabricantes de cilindros y equipos.
¿Cuáles son las fallas más comunes del sistema de refase?
Las fallas comunes incluyen aire atrapado, un conducto de refase bloqueado, sellos de pistón desgastados, un cilindro de reemplazo incorrecto, flujo hidráulico bajo, mangueras restringidas, fugas internas excesivas y tuberías maestras-y-esclavas incorrectas.
¿Con qué frecuencia se deben inspeccionar o reconstruir los cilindros con refase?
No existe un intervalo de reconstrucción universal. Siga el programa de mantenimiento del fabricante del equipo y considere el ciclo de trabajo, la contaminación, las fugas, el estado de la varilla, el recuento de ciclos y el entorno operativo. Mantenga disponibles kits de sellos y mangueras críticas específicos de la aplicación-cuando el tiempo de inactividad sea costoso.
¿Se pueden adaptar los cilindros con refase a maquinaria más antigua?
Sí, pero la compatibilidad debe comprobarse a nivel del sistema. Confirme el diámetro interior, el diámetro de la varilla, la carrera, la relación de desplazamiento, las dimensiones de montaje, la orientación del puerto, la presión de trabajo, el flujo de bomba disponible, las válvulas y el recorrido de la manguera antes de modificar el circuito original.