とき油圧シリンダー設計されたサイクル速度に達しなかったり、30 分間運転しても灼熱の状態で動作したりする場合、エンジニアは油圧ポンプや方向制御バルブのせいにすることがよくあります。しかし、作業場では、根本的な原因ははるかに単純であることがよくあります。シリンダーのポートと相互接続する配管のサイズが、必要な流量に対して大幅に小さいのです。
制限されたポートオリフィスを通って押し出される液体は、つままれた庭のホースから噴射される水のように動作します。速度は急上昇し、層流は激しい乱流に崩壊し、左舷スロート全体で大きな圧力降下が発生します。この制限により、貴重な油圧馬力が破壊的な熱に直接変換され、急速な伸長ストロークが遅くなり、高速重力後退中に局所的なキャビテーションや背圧シールの噴出を引き起こす可能性さえあります。
ポートのサイズを適切に設定することは、単に工具箱にあるねじタップを一致させるだけではありません。静かでエネルギー効率が高く、漏れのない電力供給を確保するには、すべての動作ラインで流体速度のバランスをとる必要があります。
流体の速度は、オイルが平行な流線でスムーズに流れるか (層流)、高い摩擦抵抗で激しくかき混ぜられるか (乱流) を決定します。産業用およびモバイル機器の製造者は、さまざまな回路ブランチにわたって厳格な速度ガイドラインに従っています。
| 回線分岐・線路種類 | 推奨速度 (m/s) | 推奨速度 (フィート/秒) |
|---|---|---|
| ポンプ吸引ライン | 0.5～1.2m/秒 | 2.0～4.0フィート/秒 |
| リターンライン（低圧） | 1.5～2.5m/秒 | 5.0～8.0フィート/秒 |
| 連続圧力ライン | 3.0～5.0m/s | 10.0～16.0フィート/秒 |
| 断続的な高流量ライン | 最大6.0m/秒 | 最大 20.0 フィート/秒 (短時間使用) |
| シリンダポートのスロート | 3.5～5.5m/秒 | 12.0～18.0フィート/秒 |
で片ロッド複動シリンダ、後退流中にキャップエンドから出るオイルには面積比が乗算されます (通常、1.5:1 から 2:1)。ポンプがロッド キャビティに 30 GPM を供給すると、**45 ～ 60 GPM がキャップエンド ポートから急激に流出します。キャップポートのサイズが 30 GPM の供給速度のみに合わせて設定されている場合、戻りラインの速度は 25 フィート/秒を超える可能性があり、後退ストロークに対抗する巨大な背圧が発生し、システム全体が過熱する可能性があります。
次の早見表を使用して、ポートに出入りする瞬間的なピーク流量に基づいて推奨最小シリンダー ポート サイズを選択します。
| 流量 (GPM) | 流量(L/min) | SAEストレートネジOリングボス(ORB) | SAE 4 ボルト フランジ(コード 61 / コード 62) |
|---|---|---|---|
| 1 ～ 5 GPM | 4～19L/min | SAE #4 (7/16-20) | 適用できない |
| 5～12GPM | 19～45L/min | SAE #6 (9/16-18) | 適用できない |
| 12～22GPM | 45～83L/min | SAE #8 (3/4-16) | 1/2 インチ コード 61 フランジ |
| 22 ～ 38 GPM | 83～144L/min | SAE #10 (7/8-14) | 3/4 インチ コード 61 フランジ |
| 38～55GPM | 144～208L/min | SAE #12 (1-1/16-12) | 1 インチ コード 61 フランジ |
| 55～90GPM | 208～340L/min | SAE #16 (1-5/16-12) | 1-1/4 インチ コード 61/62 |
| 90～150GPM | 340～568L/min | SAE #20 (1-5/8-12) | 1-1/2 インチ コード 61/62 |
| 150+ GPM | 568+ L/分 | カスタムマニホールドブロック | 2 インチから 3 インチのコード 62 |
[SAE ORB（Oリングボス）] ===> 漏れのないラジアルエラストマーシール。最大 5,000 psi までが好ましい
[ SAE 4 ボルト フランジ] ===> 強い衝撃と振動に強い。 1 インチを超える高流量ポートに最適
[BSPP (G スレッド)] ===> 接着シールリング平面。北米以外のグローバル ISO 規格
[ NPTF（テーパーパイプ）] ===> 金属間のくさび止め。応力亀裂や高圧漏れが発生しやすい
シール方法: まっすぐな UN/UNF 平行ねじが機械的クランプ力を提供し、エラストマー O リングが内部の機械加工された座ぐり面取りに収まります。
OEM がこの製品を好む理由: 亀裂の締めすぎのリスクを排除し、ロックナットでエルボの向きを 90 度に調整でき、ウィープを発生させることなく最大 5,000 psi (345 bar) までの圧力を確実に保持します。
シール方法: 重いスプリット フランジまたは脱落型フランジが、フェース O リングを含むフラット フランジ ヘッドを直接クランプします。油圧シリンダーボディには4本の高張力グレード8ボルトが使用されています。
最適な用途: 重量鉱山掘削機、大トン数のスクラップベーラー、移動式クレーンのポート サイズ 1 インチ以上に不可欠です。激しい機械的ラインの脈動に耐え、レンチのスイングを妨げることなくコンパクトなライン接続を可能にします。
シール方法: エラストマー接着シール リング (Dowty ワッシャー) またはザグリ平面に対して保持された O リングを使用した平行ねじ。
最適な用途: ヨーロッパ、アジア、および輸出商用機器の主要な国際規格であり、SAE ORB と同等の信頼性の高いゼロリーク シーリングを提供します。
破損モード: 管用テーパーねじはねじ山側面に沿った金属の変形に依存します。熱膨張、圧力サージ、振動が発生すると、パイプのドープが洗い流され、漏れが発生します。テーパーフィッティングを締めすぎるとポートボスが外側に押し込まれ、溶接されたシリンダーエンドキャップが頻繁に割れます。
ポートのねじサイズがフローチャートと一致している場合でも、内部形状の欠陥によりシリンダーが絞られる可能性があります。
このガイドの速度とポートのサイジングに関する推奨事項は、業界標準のエンジニアリングのベスト プラクティスを表しています。高周波サーボ サイクリング、水-グリコール流体、または厳しいデューティ サイクルを伴うアプリケーションの場合は、完全な数値流体力学 (CFD) とマニホールドの最適化について HCIC エンジニアリングの専門家にご相談ください。
HCIC は、世界中の移動機器および産業機器メーカー向けに、高性能カスタム油圧シリンダー、統合マニホールド ブロック、油圧パワー ユニットを設計しています。
