Dos cilindros pueden tener el mismo diámetro y carrera y aun así moverse a diferentes velocidades. Uno puede comenzar primero, llegar primero al final del viaje o transportar más carga. En una mesa elevadora, una caja de basura, un marco de manipulación de materiales o una puerta de acceso grande, esa diferencia puede torcer la estructura y acelerar el desgaste de los pasadores y las guías.
El error habitual es tratar la sincronización únicamente como un ajuste de válvula. En la práctica, el movimiento sincronizado depende de cuatro condiciones vinculadas:
- Los cilindros deben tener áreas efectivas y requisitos de carrera compatibles.
- La estructura mecánica debe compartir la carga sin atascarse.
- El circuito hidráulico debe dividir o controlar el caudal de forma consistente.
- El sistema debe ponerse en marcha con las condiciones de aire, temperatura y carga bajo control.
Esta es una guía de ingeniería y puesta en marcha, no una afirmación de que un método de sincronización se adapta a cada máquina.
La sincronización no siempre significa que dos varillas se muevan exactamente a la misma velocidad en todo instante. La tolerancia requerida depende de la función de la máquina.
Para algunos equipos, elcilindros hidráulicosSólo necesita terminar dentro de una diferencia de posición aceptable. Para otros equipos, una pequeña diferencia de altura puede hacer que un marco se atasque o que una carga se desplace. El comprador debe definir el requisito real en términos mensurables, como la diferencia de posición permitida en un recorrido específico.
Antes de seleccionar componentes, registre:
1. Número de cilindros
2. Carrera requerida y posiciones finales
3. Carga transportada por cada cilindro.
4. Diferencia de posición permitida
5. Velocidad de movimiento y tiempo de ciclo.
6. Presión de trabajo y caudal de bomba disponible
7. Guía mecánica y disposición de montaje.
Sin esta información, la palabra "sincronizado" es demasiado vaga para una cita confiable.
Para un cilindro simple, el flujo y el área del pistón influyen en la velocidad. Ahidráulicocilindrocon un área efectiva mayor necesita más aceite para moverse a la misma velocidad. Las áreas del lado del vástago y del lado del pistón también son diferentes en un cilindro de un solo vástago, por lo que la extensión y la retracción no se comportan de manera idéntica.
Los sistemas reales añaden más variables:
- Diferentes longitudes de manguera y restricciones internas
- Tolerancias del carrete de válvula
- Fricción del sello y fricción de la guía.
- Distribución de carga desigual
- Deflexión del marco
- Queda aire en una rama.
- Temperatura y viscosidad del aceite.
- Diferentes posiciones iniciales
El cilindro es sólo una parte de la cadena de movimiento. Cambiar el cilindro sin verificar la máquina y el circuito puede dejar intacto el error de sincronización original.
Un divisor de flujo divide el flujo entrante entre ramas. En la dirección opuesta, un combinador vuelve a unir el flujo de retorno. Esto puede proporcionar una relación hidráulica definida entre cilindros, pero el resultado depende del tipo de válvula, la diferencia de presión, la variación de carga y las características de fuga.
Un divisor no sustituye a una estructura mecánica de libre movimiento. Si se fuerza un cilindro contra una guía apretada, la distribución de presión y flujo puede cambiar mientras el otro cilindro continúa moviéndose.
Algunos sistemas utilizan mangueras, accesorios y válvulas coincidentes para reducir las diferencias entre ramas. Este enfoque es más fácil de mantener cuando el diseño es simple, pero no compensa automáticamente las cargas desiguales o los cambios causados por el desgaste.
La ruta de las sucursales debe estar documentada. Una manguera de repuesto con una longitud, orificio o accesorio diferente puede cambiar la relación de movimiento.
Cuando la precisión de la posición es importante, los sensores pueden medir la posición del cilindro o de la estructura y el controlador puede corregir la diferencia. Esto agrega sensores, cableado, lógica de control y trabajo de puesta en marcha. Debe seleccionarse cuando la máquina necesita un control de posición que un divisor hidráulico pasivo no puede proporcionar de manera confiable.
La ubicación del sensor es importante. Es posible que la posición de la varilla de medición no revele la torsión del marco si la estructura entre los cilindros es flexible. El diseñador del control debe decidir qué posición física representa los requisitos de la máquina.
Un travesaño rígido, un varillaje de compensación o una estructura guiada pueden ayudar a mantener unidos los dos lados. También transfiere fuerzas a través del marco, por lo que los pasadores, soldaduras y guías deben diseñarse para las cargas resultantes.
La ecualización mecánica y el control hidráulico no son intercambiables. Una máquina puede necesitar ambos, o puede necesitar una disposición completamente diferente.
Revise los pasadores, casquillos, horquillas, guías, topes y soportes de montaje. Busque soldaduras dañadas, puntos estrechos, espacios libres desiguales y distorsiones obvias del marco. Mover la estructura a través de su rango de inspección manual seguro donde el procedimiento de la máquina lo permita.
Si la estructura se atasca sin presión hidráulica, no intente resolver el problema aumentando la presión o cambiando la configuración del flujo.
Verifique el esquema con las mangueras y puertos reales. Verifique el orden de las derivaciones, la orientación de las válvulas, los restrictores, las conexiones del divisor y las líneas piloto. Una manguera cambiada puede parecer un problema de ajuste difícil.
También verifique que las mangueras no tiren de los puertos del cilindro cuando la estructura se mueve. Una carga mecánica en el lado de babor puede crear una fricción que parece ser un error de sincronización.
El aire puede hacer que una rama sea compresible e inconsistente. Llenar y purgar el circuito según el procedimiento del equipo. Mantenga la carga apoyada y utilice movimientos seguros a baja velocidad durante la purga inicial.
No asuma que operar los cilindros repetidamente a máxima velocidad ha eliminado todo el aire. Observe el movimiento, el ruido y el estado del aceite mientras el sistema se calienta.
Si el diseño de la máquina lo permite, comience con una prueba controlada de bajo riesgo. Registre la secuencia de inicio, las posiciones de las varillas, el comportamiento de la presión y el tiempo para alcanzar la posición objetivo. No ajuste varios componentes a la vez.
Un sistema que parece sincronizado sin carga puede separarse cuando la carga cambia. Agregue carga en etapas controladas y repita el mismo movimiento. Registre qué lado conduce y si el error cambia con la dirección.
Cambie un restrictor, ajuste de válvula o parámetro de control y luego repita la misma prueba. Mantenga un registro escrito del ajuste original y del resultado. Si el error se vuelve menor en una dirección pero mayor en la otra, es posible que el circuito necesite una estrategia de control diferente en lugar de más ajustes.
| Síntoma | Primeras áreas a comprobar |
|---|---|
| Un cilindro arranca primero | Aire, fricción, restricción de rama, posición inicial. |
| La diferencia de posición crece con el derrame cerebral | Flujo desigual, área efectiva diferente, distribución de carga, restricción de manguera |
| El error cambia con la carga. | Rigidez del marco, fricción de la guía, centro de carga, margen de presión |
| El error cambia cuando está caliente. | Viscosidad del aceite, fricción del sello, comportamiento de la válvula, condición térmica. |
| Los cilindros se encuentran en un extremo pero no en el otro. | Geometría, carrera desigual, dimensiones de montaje, referencia del sensor |
| El movimiento empeora después del servicio. | Ruta de la manguera, orientación de la válvula, condición del pasador, sello o accesorio cambiados |
Éstas son rutas de investigación, no diagnósticos finales. Mida la posición y la presión antes de reemplazar piezas.
La sincronización no es un resultado único de la puesta en marcha. Puede cambiar a medida que la máquina se desgasta.
Incluya estas comprobaciones en el plan de mantenimiento:
- Comparar posiciones de cilindros en un punto de referencia definido.
- Inspeccionar los pasadores y casquillos en busca de holgura y desgaste desigual.
- Comprobar el recorrido de la manguera después de las reparaciones.
- Revisar registros de mantenimiento de filtros y aceite.
- Busque grietas en el marco o daños en la guía.
- Confirme que no se hayan modificado los ajustes del divisor, la válvula y el sensor.
- Registrar el error de posición bajo una condición de carga repetible.
Un simple registro de posición suele ser más útil que una descripción del operador como "el lado izquierdo se siente lento". Utilice las mismas marcas de referencia, condiciones de carga y dirección de movimiento siempre que sea posible.
Para un proyecto de varios cilindros, envíe:
- Esquema hidráulico
- Planos de cilindros y áreas efectivas.
- Dimensiones de carrera y centro de pasador
- Diagrama de carga y centro de gravedad.
- Límites de presión y caudal de la bomba
- Tamaños de manguera y longitudes aproximadas.
- Detalles del divisor, válvula o sensor.
- Tolerancia de posición requerida
- Temperatura de funcionamiento y ciclo de trabajo.
- Fotografías de la estructura de la máquina.
Esta información permite al proveedor de cilindros distinguir un problema de tamaño de cilindro de un problema de circuito o máquina.
Cilindro hidráulico multietapaLa sincronización está controlada por la geometría, el flujo hidráulico, el reparto de carga y la disciplina de puesta en servicio. Los cilindros de apariencia igual no eliminan la necesidad de inspeccionar el marco, las mangueras, las válvulas y las condiciones de operación.
Para un proyecto OEM o de reemplazo, defina primero la diferencia de posición permitida. Luego proporcione el esquema, las dimensiones mecánicas, los datos de carga y el ciclo de funcionamiento. Una revisión adecuada puede determinar si la aplicación necesita cilindros compatibles, un divisor de flujo, retroalimentación de posición, ecualización mecánica o una combinación de controles.
