Lorsque deux vérins hydrauliques ou plus se déplacent ensemble sur une machine mobile, de petites différences de fuite, de charge, de volume de flexible et de déplacement des vérins peuvent progressivement les déplacer.
Un cylindre de rephasage corrige cette erreur accumulée. Ces cylindres sont courants danssystèmes hydrauliques mobilesqui connectent plusieurs cylindres en série et nécessitent qu'ils reviennent à plusieurs reprises à la même position relative. Les applications typiques incluent les outils agricoles, les équipements pliables, les cadres de levage et les systèmes montés sur camion-.
Contrairement à un cylindre conventionnel, un cylindre de rephasage possède normalement un passage de dérivation interne ou une rainure près d'une extrémité de sa course. Lorsque le piston atteint ce point, l’huile le contourne et passe au cylindre suivant. Tout cylindre en retard peut alors terminer sa course, ramenant le jeu en phase.
Comment fonctionne un cylindre de rephasage
Un cylindre de rephasage aide un groupe de cylindres connectés en série-à restaurer leur relation de position à un point défini du cycle de fonctionnement. Cet arrangement est souvent appelé système de cylindres maître-et-esclaves.
Lors d'une extension normale, l'huile pénètre dans l'extrémité du capuchon du maître-cylindre. L'huile déplacée depuis l'extrémité de la tige principale s'écoule ensuite vers l'extrémité du capuchon du cylindre récepteur.
Le cheminement de flux de base est :
Pompe → Extrémité de capuchon de maître-cylindre → Extrémité de tige de maître-cylindre → Extrémité de capuchon de cylindre récepteur → Extrémité de tige de cylindre récepteur → Retour
Les cylindres sont dimensionnés de manière à ce que le volume sortant du maître-cylindre corresponde étroitement au volume nécessaire à l'esclave. Lorsque les volumes correspondent, les deux cylindres se déplacent à peu près au même rythme.
Une synchronisation parfaite ne dure pas indéfiniment. Les fuites internes, l'air emprisonné, les joints usés, les charges inégales, les changements de température et les tolérances de fabrication peuvent lentement modifier les positions relatives des cylindres.
En extension complète, le piston maître passe ou expose sa rainure de rephasage interne. L'huile peut alors contourner le piston et s'écouler vers l'aval, permettant ainsi à un cylindre récepteur en retard de terminer sa course. Le by-pass de l'esclave s'ouvre lorsque son piston atteint la position de rephasage correspondante.
Cross Manufacturing décrit ses cylindres DR et DCR comme des cylindres en série volumétriquement adaptés qui se resynchronisent via un by-pass interne en fin de course. Prince spécifie également des systèmes de rephase maître-et-esclaves adaptés à cet effet.
Pourquoi les cylindres doivent être rephasés
Considérons un outil agricole pliable équipé de trois vérins de levage. Après des cycles répétés :
Le cylindre 1 atteint sa pleine extension.
Le cylindre 2 s'arrête à 0,25 po de court.
Le cylindre 3 s'arrête à 0,5 po de court.
Le cadre peut ne plus rester de niveau. Avec les vérins de rephasage, l'opérateur déplace le circuit vers sa position de rephasage désignée et maintient le débit hydraulique suffisamment longtemps pour que les deux vérins en retard rattrapent leur retard.
Un manuel d'équipement agricole Landoll indique que les cylindres en série peuvent devenir déphasés d'environ 1/4 à 1/2 po. Sa procédure prévoit de maintenir la fonction hydraulique en fin de course pendant 30 à 60 secondes pendant que le circuit se purge et se rephase. Ce timing s'applique à l'équipement spécifique et ne constitue pas un paramètre universel.
La plupart des systèmes de rephasage mobiles utilisentvérins hydrauliques à double-effetcar la pression hydraulique contrôle à la fois l’extension et la rétraction. Certains systèmes de levage agricoles plus anciens utilisent des systèmes à simple effet-, mais leur comportement en matière de plomberie et de réinitialisation dépend davantage de la gravité, de la charge externe et de la conception de la machine.
Applications et dispositions communes de rephasage
Les vérins de rephasage sont utilisés lorsque plusieurs points de levage doivent revenir périodiquement à la même position. Les applications courantes incluent :
Cultivateurs
Herses à disques
Jardinières et semoirs
Outils agricoles repliables
Systèmes de levage de barres d'outils
Équipement-monté sur camion
Mécanismes de bâche et de couverture
Plateformes de manutention-de matériaux
Bâtis de levage à plusieurs-sections
Vérins agricoles sont un exemple courant car un outil large peut avoir un châssis central et plusieurs ailes qui doivent maintenir une hauteur de travail constante.
Configurations système courantes
Les systèmes de rephasage sont une catégorie parmi plusieurstypes et conceptions de vérins hydrauliques.
Les cylindres de rephasage de dérivation interne-utilisent une rainure, un orifice ou un passage près de la fin de la course. C’est l’une des dispositions les plus courantes.
Les systèmes maître-et-esclave connectent deux cylindres ou plus en série. Le déplacement de l'extrémité de la tige-d'un cylindre alimente l'extrémité du capuchon du suivant.
Les cylindres de rephasage à contrôle de profondeur-associent la synchronisation à une course de travail réglable. Les vérins DCR croisés, par exemple, assurent un contrôle hydraulique de la profondeur et sont utilisés comme maître-cylindre dans un circuit de rephasage.
Certains systèmes utilisent également des clapets anti-retour, des vannes de maintien, des vannes de contrôle de débit-, des capteurs de position électroniques ou des commandes électrohydrauliques.
Rephasage par rapport à la synchronisation continue
La synchronisation est la nécessité pour plusieurs cylindres de se déplacer ensemble. Le rephasage est la méthode utilisée pour corriger périodiquement l'erreur de position accumulée, généralement à une condition de fin de -de-course définie.
Un circuit de rephasage peut fournir une bonne synchronisation pratique, mais il ne mesure pas et ne corrige pas chaque position du cylindre en continu tout au long de la course.
Les applications nécessitant un positionnement extrêmement précis peuvent nécessiter :
Capteurs de position électroniques
Vannes proportionnelles en boucle fermée-
Diviseurs de débit
Asservissement
Liaison mécanique
Pour les outils agricoles capables de corriger de petites erreurs dès que le mécanisme arrive en fin de course, le rephasage hydraulique est souvent une solution plus simple et moins coûteuse.
Dimensionnement, timing et débit des cylindres
Connecter plusieurs cylindres de même taille en série ne crée pas un système de rephasage correctement adapté. Les volumes d'huile déplacés doivent correspondre d'un cylindre à l'autre.
Pour un maître-cylindre classique-à double effet :
Tige principale-Zone latérale=Zone du piston principal - Zone de la tige
L'huile évacuée de cette zone annulaire entraîne l'extrémité du capuchon du cylindre suivant. Pour les vérins à courses égales et vitesses de déplacement similaires :
Surface du piston esclave ≈ Surface annulaire maître
ou:
A₂ ≈ A₁ - Arod
Exemple de dimensionnement maître-et-esclave
Supposons que le maître-cylindre possède :
Alésage : 4,00 po
Diamètre de la tige : 1,375 po
Course : 8 po
Zone du piston principal :
A = π × 4² ÷ 4
Un=12.57 po²
Zone de canne :
Arod=π × 1,375² ÷ 4
Arod ≈ 1,48 po²
Surface annulaire maîtresse :
12.57 - 1.48=11.08 po²
L'alésage esclave équivalent approximatif est :
Alésage=√(4 × 11,08 ÷ π)
Alésage ≈ 3,76 po
C'est proche d'un alésage esclave de 3,75 pouces, ce qui explique pourquoi un ensemble de rephasage utilise souvent des alésages de plus en plus petits. L’ensemble complet de cylindres doit être conçu ensemble au lieu d’être assemblé à partir de cylindres de remplacement non liés.
Débit hydraulique requis
Pour le maître cylindre :
Q = A × L ÷ t
où:
Q est le débit volumique.
A est la zone du piston.
L est un accident vasculaire cérébral.
t est le temps de trajet requis.
En utilisant le cylindre d'alésage de 4 pouces ci-dessus avec une course de 8 pouces effectuée en 5 secondes :
Volume du cylindre=12.57 × 8=100.56 po³
Débit requis=100.56 ÷ 5=20.11 po³/sec
Parce que:
1 gallon américain=231 po³
le débit requis pour la pompe est :
20,11 × 60 ÷ 231 ≈ 5,2 GPM
La pompe doit donc fournir environ 5,2 GPM avant les pertes du système si le maître doit terminer la course en 5 secondes.
Rephasage de la taille du passage
Le flux à travers une restriction peut être approximé par :
Q=Cd × UNE × √ (2ΔP ÷ ρ)
Le débit dépend de la surface de l'orifice, de la densité du fluide, du coefficient de décharge et de la différence de pression. Cette équation à elle seule ne constitue pas une base pour forer ou agrandir un passage de rephasage interne sur le terrain.
Un contournement surdimensionné peut réduire la précision du positionnement ou permettre à l'huile de s'écouler alors qu'elle ne le devrait pas. Un passage sous-dimensionné peut rendre le cycle de rephasage excessivement lent. Utilisez la géométrie de dérivation et les limites de débit spécifiées par le fabricant du cylindre.
La viscosité de l'huile change également avec la température. Un système qui se remet en phase normalement après le réchauffement peut fonctionner plus lentement lors d'un démarrage à froid.
Il n'existe pas de tolérance de temps de rephasage-universellement acceptable. Enregistrez une référence de temps de cycle-normal pour la machine et étudiez les changements significatifs dans la synchronisation entre les cylindres.
Installation, plomberie et sécurité
Le rephasage des cylindres repose sur un déplacement d'huile prévisible d'un cylindre à l'autre, une plomberie correcte est donc essentielle.
Un circuit bicylindre-typique est le suivant :
Vanne de régulation → Port du capuchon principal → Port de la tige principale → Port du capuchon esclave → Port de la tige esclave → Vanne de régulation
Suivez le schéma hydraulique du fabricant. L'emplacement du port ne peut pas être identifié de manière fiable à partir de la seule apparence du cylindre.
Vérifications de plomberie
Soutenez correctement les tuyaux et évitez les restrictions inutiles. Vérifier:
Taille du tuyau
Rayon de courbure
Points d'abrasion
Tuyaux pliés
Attaches rapides incorrectes
Aménagements restreints
Orientation portuaire
Air emprisonné
Plomberie maître-et-esclave incorrecte
Aux États-Unis, les équipements hydrauliques mobiles utilisent généralement des raccords à joint torique SAE-et des raccords évasés à 37-degrés. SAE J514-1 couvre les raccords hydrauliques évasés à 37-degrés, tandis que SAE J1926 concerne les ports scellés par joint torique à filetage en pouces. Confirmez les spécifications réelles du port au lieu d'appeler chaque raccord évasé « JIC ».
Le type de montage du vérin hydraulique doit également être adapté au trajet de charge et au mouvement de la machine. Une géométrie incorrecte peut introduire une charge latérale, un grippage et une usure inégale, même lorsque les volumes hydrauliques correspondent.
Procédure de service sécurisée
Avant de débrancher un tuyau ou de retirer une bouteille :
Garez la machine sur un sol stable.
Abaissez les accessoires autant que possible.
Soutenez mécaniquement toute structure surélevée.
Arrêtez la source d’énergie hydraulique.
Isoler l’énergie stockée.
Libérez la pression emprisonnée conformément à la procédure de la machine.
Appliquez la procédure de verrouillage, d'étiquetage ou de-contrôle de l'énergie requise.
Confirmez que la charge ne peut pas bouger avant de desserrer un raccord hydraulique.
Portez un équipement de protection approprié pour les yeux, les mains et tout autre équipement de protection.
Ne recherchez jamais une fuite hydraulique avec la main.
OSHA 29 CFR 1910.147 définit les exigences de contrôle des énergies dangereuses-pour l'entretien dans l'industrie générale. Le règlement exclut l'emploi dans la construction et l'agriculture de cette norme spécifique, de sorte que les techniciens d'équipements mobiles -doivent suivre les exigences de l'OSHA qui s'appliquent à leur secteur ainsi que la procédure du fabricant de l'équipement.
Dépannage d'un système de cylindre de rephasage
| Symptôme | Cause possible | Vérifiez d'abord |
|---|---|---|
| Le rephasage est lent | By-pass restreint, faible débit de pompe ou huile froide | Débit et température de l'huile |
| Le cylindre récepteur s'arrête court | Air, taille de cylindre incorrecte ou fuite interne | Procédure de rephase et dimensions du cylindre |
| Les cylindres s'écartent à plusieurs reprises | Joints usés ou inadéquation des volumes | Fuite interne et dimensionnement des maîtres-et-esclaves |
| Le mouvement est saccadé | Plomberie aérienne ou restreinte | Purger le circuit et inspecter les durites |
| Le système surchauffe | Contournement ou restriction excessif | Chute de pression et fonctionnement en fin de course-prolongée- |
| Un cylindre se déplace plus vite | Combinaison incorrecte d'alésage et de tige | Spécifications-des cylindres correspondants |
| Le cylindre ne se rephasera pas | Passage de dérivation bloqué ou cylindre incorrect | Numéro de pièce et fonction de contournement |
Utilisez une séquence de diagnostic cohérente :
Vérifier les références des cylindres → Inspecter la plomberie → Purger l'air → Mesurer le débit → Mesurer la pression → Exécuter le cycle de rephasage → Vérifier les fuites internes → Inspecter le by-pass et les joints
Les emplacements utiles pour les tests de pression-incluent la sortie de la pompe, l'alimentation de l'extrémité du bouchon principal, la conduite inter-cylindre et la conduite de retour.
Lorsque l'inspection atteint le piston, les joints, le corps ou la tige, comparez les mesures et l'état avec les valeurs disponibles.pièces de cylindre hydraulique. Ne publiez pas et n'appliquez pas de couple de serrage universel. Le couple correct dépend du type de raccord, de la taille du filetage, du matériau et des spécifications du fabricant.
Exigences de remplacement et de modernisation
Le remplacement d'un cylindre de rephasage nécessite plus d'informations que l'alésage et la course. Avant de commander, vérifiez :
Position maître ou esclave
Diamètre d'alésage
Diamètre de la tige
Accident vasculaire cérébral
Goupille rétractée-à-longueur de la goupille
Longueur étendue
Style de montage
Diamètre de la broche
Taille du port
Emplacement du port
Pression de travail
Rephasage de la direction
Nombre de cylindres dans la série
Numéro de pièce du cylindre existant
La modification de l'alésage ou du diamètre de la tige d'un cylindre modifie le rapport de cylindrée disponible pour chaque cylindre en aval. Utilisez un completguide de mesure du vérin hydrauliquelorsque le numéro de pièce ou le dessin d'origine n'est pas disponible.
Exemples de familles de produits actuelles
Listes croisées des cylindres de rephasage de biellette de direction DR et DCR. Les modèles DR utilisent un mécanisme de rephasage automatique interne, tandis que les modèles DCR ajoutent un contrôle hydraulique de la profondeur. Les spécifications DR publiées incluent une pression de service de 2 500 psi et un indice de choc maximum de 4 000 psi.
Prince propose une gamme de rephase en série avec des formats de numéro de pièce-tels que PMS-AM-2550A. Ces systèmes maître-et-esclaves appariés utilisent des ports SAE. Prince spécifie une pression maximale du circuit série de 3 000 psi pour cette famille.
La gamme Chief TCR Rephasing de Bailey est un autre exemple du marché américain-. Ses cylindres maître et esclave à double-effet-ont une pression nominale de 3 000 psi.
Ces exemples montrent pourquoi un cylindre ordinaire avec un alésage et une course similaires peut toujours empêcher le rephasage du système.
Rénovation d'une machine plus ancienne
Une machine plus ancienne peut être modernisée, mais le circuit complet doit être évalué :
Pompe et vanne existantes → Pression du système → Force requise → Cylindrée principale → Cylindrée esclave → Supports → Tuyaux → Normes de port → Position de rephasage
L'ajout d'un cylindre de dérivation seul ne convertira pas nécessairement un circuit parallèle en un système de rephasage fonctionnel. Une rénovation peut nécessiter un ensemble assorti de vérins hydrauliques industriels personnalisés ainsi qu'une plomberie, des vannes et une géométrie de montage appropriées.
Ressources téléchargeables utiles
Un OEM, un distributeur ou un fournisseur de cylindres peut répondre à une demande technique avec :
Calculateur de dimensionnement de cylindre de rephasage
Feuille de calcul de correspondance maître-et-esclave
Schéma du circuit hydraulique PDF
Liste de contrôle pour les mesures des cylindres
Modèle de montage CAO
Liste de contrôle de dépannage
Formulaire de demande de prix pour-cylindre de remplacement
Exemple de terrain
Landoll documente les systèmes de cylindres de séries agricoles-dans lesquels les cylindres peuvent atteindre environ 1/4 à 1/2 dans des positions différentes. Le fabricant recommande des cycles répétés de -course complète et un-maintien de fin de course-pour purger l'air et restaurer la phase.
Les données machine mesurées doivent étayer toute affirmation concernant les améliorations du temps de cycle, des temps d'arrêt, de la durée de vie des joints, de la fiabilité ou des coûts d'exploitation. Un pourcentage de marketing arbitraire ne montre pas comment le système fonctionne en service.
Sélection d'un cylindre de rephasage de remplacement
Pour un remplacement ou une mise à niveau, préparez le numéro de pièce du cylindre existant, l'alésage, le diamètre de la tige, la course, les dimensions des broches-à-les broches, les informations sur les ports, la pression du système et l'application de la machine. Incluez le dessin du cylindre ou le schéma hydraulique lorsqu’il y en a un disponible.
L’examen technique peut couvrir :
Dimensionnement maître-et-esclave
Correspondance des cylindres de rephasage
Configuration des ports et des raccords
Référence croisée des pièces de rechange-
Devis de cylindre personnalisé
Révision du schéma hydraulique
Soumettez les informations via le formulaire de demande de cylindre. Si vous devez discuter de la candidature avant d'envoyer des dessins,Contactez-nous.
Sur une page de vente destinée aux États-Unis-, publiez un numéro de téléphone local vérifié, les heures d'ouverture, le temps de réponse technique et le stock disponible ou le délai de livraison personnalisé à côté de la demande de devis. Ne faites pas de promesse de temps de réponse que l'équipe de service ne peut pas respecter de manière cohérente.
Questions fréquemment posées
Qu'est-ce qu'un cylindre de rephasage et quand est-il nécessaire ?
Un cylindre de rephasage ramène périodiquement plusieurs cylindres connectés en série-dans leurs positions relatives correctes. Il est utilisé sur les outils agricoles, les châssis de levage et autres équipements mobiles où de petites erreurs de position peuvent s'accumuler au fil des cycles répétés.
Comment fonctionne un cylindre de rephasage ?
L'huile déplacée d'un cylindre alimente le cylindre suivant de la série. Près de la fin de course désignée, une rainure ou un passage interne permet à l'huile de contourner le piston afin qu'un cylindre en retard puisse terminer sa course.
Comment calculer le débit requis et la taille du cylindre ?
Calculez le débit du maître-cylindre à partir de la surface du piston, de la course et du temps de trajet requis :
Q = A × L ÷ t
Dans un circuit de rephasage en série, faites correspondre le déplacement côté tige-du cylindre en amont avec le déplacement de l'extrémité du capuchon-du cylindre en aval.
Quelles vannes sont nécessaires ?
Le circuit dépend de la machine. Un système de base peut utiliser une vanne de commande directionnelle et des cylindres de rephasage correctement adaptés. D'autres applications peuvent également nécessiter des vannes de retenue, des vannes de contrôle de profondeur-, des contrôles de débit ou des vannes de contrôle de charge-. Suivez le schéma hydraulique des fabricants de vérins et d’équipements.
Quelles sont les pannes les plus courantes du système de rephasage ?
Les défauts courants incluent de l'air emprisonné, un passage de rephasage bloqué, des joints de piston usés, un cylindre de remplacement incorrect, un faible débit hydraulique, des flexibles obstrués, des fuites internes excessives et une plomberie maître-et-esclave incorrecte.
À quelle fréquence les cylindres de rephasage doivent-ils être inspectés ou reconstruits ?
Il n’existe pas d’intervalle de reconstruction universel. Suivez le calendrier de maintenance du fabricant de l'équipement et tenez compte du cycle de service, de la contamination, des fuites, de l'état de la tige, du nombre de cycles et de l'environnement d'exploitation. Gardez les kits de joints spécifiques à l'application et les flexibles critiques à disposition lorsque les temps d'arrêt sont coûteux.
Les cylindres de rephasage peuvent-ils être installés sur des machines plus anciennes ?
Oui, mais la compatibilité doit être vérifiée au niveau du système. Confirmez l'alésage, le diamètre de la tige, la course, le rapport de cylindrée, les dimensions de montage, l'orientation du port, la pression de service, le débit de pompe disponible, les vannes et le routage des tuyaux avant de modifier le circuit d'origine.