油圧シリンダーは直線的な力を生成するだけではありません。その力を機械構造に安全に伝達する必要もあります。シリンダーマウントの種類は、シリンダーの接続方法、作動中にピボットできるかどうか、アライメント、振動、および荷重方向の変化をどれだけ効果的に処理できるかを決定します。.
間違ったマウントスタイルを選ぶと、ピストンロッド、ロッドベアリング、シールにサイドローディングがかかることがあります。時間が経つにつれて、これにより不均一な摩耗、シール漏れ、曲がったロッド、損傷したピン、またはマウント構造周辺のひび割れが発生する可能性があります。このため、適切な油圧シリンダーマウントを選ぶことは、正しいボア、ストローク、作動圧力を選択することと同じくらい重要です。.
主要な油圧シリンダーマウントの種類は何ですか？
主要な油圧シリンダーマウントの種類には、クレビス、クロスチューブ、タン、球面ベアリング、トラニオン、フランジ、フット、サイドラグマウントがあります。固定マウントは直線的で導かれた動作に使用され、ピボットマウントは機械のリンクがアーク内を移動する際にシリンダーが回転できるようにします。.
油圧シリンダーマウントとは？
油圧シリンダーマウントは、シリンダーと機器の間の機械的接続です。マウントはシリンダー本体に直接溶接される場合もあれば、エンドキャップに機械加工される場合、シリンダーにボルトで固定される場合、またはピストンロッドにねじ込まれる場合もあります。.
マウントは、シリンダーの押し引きの力を機械フレームに伝達しながら、受け入れ可能なアライメントを維持する必要があります。一部のマウントはシリンダーを1つの位置にしっかりと保持し、他のマウントは機械のリンクが動くときに回転を許可します。.
油圧シリンダーの取り付けタイプは一般に二つの主要なカテゴリーに分けることができます：
- 固定取り付け, フランジ、足、側面ラグ取り付けなど
- ピボットマウント, クレビス、クロスタブ、タン、トランニオン、球面ベアリング取り付けなど
正しいカテゴリーは、主に荷重が直線を移動するか、アークに沿って移動するかに依存します。.
固定マウント対ピボットマウント
固定取り付けは、シリンダー本体を機械フレームに対して安定した位置に保ちます。ピストンロッドと駆動コンポーネントが直線的で正確にガイドされた経路に沿って移動する場合に一般的に適しています。固定取り付けは設置誤差を補うための動きがほとんど許容されないため、フレームの剛性とアライメントが特に重要です。.
ピボット取り付けは、シリンダーが伸縮する際にピンまたはベアリングの周りを回転することを許可します。これは移動するリンケージポイント間でシリンダーが機能するモバイル機械、農業機器、トレーラー、建設機器で一般的に使用されます。.
| 取り付けカテゴリー | シリンダーの動き | 最適な用途 | 主要な懸念 |
|---|---|---|---|
| 固定取り付け | シリンダー本体は静止しています | 直線的でガイドされた動き | 正確なアライメント |
| ピボット取り付け | シリンダーはピンまたはベアリングの周りを回転します | アークに沿って移動するリンケージ | 正しいピボット平面とピンの支持 |
| 自己調整式ピボット取り付け | 複数の方向で限られた角度の動きを許可します | わずかな角度の変動を伴う構造 | 耐荷重能力と潤滑 |
いずれのカテゴリも普遍的に優れているわけではありません。正しい選択は、機械の実際の荷重経路と動作幾何学に依存します。.
クレヴィスマウントは、フォーク型の接続とピンを使用してシリンダーを設備に取り付けます。クレヴィスはシリンダーの基部、ピストンロッドの端、または両端に取り付けることができます。.
ピンが回転点を作成するため、リンクが弧を描いて移動する際にシリンダーは回転できます。クレヴィスマウントされたシリンダーは、農業機器、ダンプ機構、建設機器、材料搬送機械、その他の移動アプリケーションで広く使用されています。.
クレヴィスマウントは通常、1つの主要な平面内での動きを許可します。取り付けピンはその平面に対して垂直に配置されるべきであり、接続されたブラケットはクレヴィスの両側に十分な支持を提供するべきです。ピンとピン穴の間に過剰なクリアランスがあると、衝撃荷重、騒音、加速摩耗を引き起こす可能性があります。.
クレヴィスマウントは、重要な横のオフセットを補正することは期待できません。シリンダーとリンクが異なる平面で移動すると、結果として生じる横荷重がロッドベアリングやシールを損傷する可能性があります。.
クロスタブマウントは、シリンダーベースまたはピストンロッドの端に横断されたチューブを持っています。マウントピンはチューブを貫通しており、作動中にシリンダーが回転できるようになっています。.
クロスタブ油圧シリンダーはコンパクトで強力であり、溶接された機械フレームに統合するのが容易です。これらはローダー、バックホー、フォークリフト、トレーラー、農業機械および廃棄物処理機器に一般的に見られます。.
外部クリーヴィスと比較して、クロスタブはシンプルでスペース効率の良い接続を提供できます。ブushingやグリースフィッティングを組み込むことで、ピンの支持が改善され、摩耗が減少する可能性があります。クロスタブ、溶接ジョイント、ピンの直径は、期待される荷重と作業サイクルに合わせて設計する必要があります。.
マウントブラケットは、クロスタブの両端近くでそれを支持する必要があります。ブラケットが離れすぎて配置されている場合、ピンが曲がり、チューブや溶接部に余分なストレスがかかる可能性があります。.
タングマウントは、機械の2つのブラケットの間にフィットする単一の平らなラグまたはアイを使用します。ピンはブラケットとタングを貫通し、ピボット接続を形成します。.
タングマウントは、設置スペースが制限されている場合や、機械にすでにダブルイヤーマウントブラケットがある場合に便利です。これらは農業機器、建設機械、廃棄物処理機器および他の溶接油圧シリンダーアプリケーションで使用されます。.
タングは単一の中央ラグを介して支持されるため、その厚み、溶接サイズおよびピンホールの強度はシリンダーの力に合わせる必要があります。機械のブラケットはピボット運動を制限することなくタングを密接に支持する必要があります。.
タングマウントとクリーヴィスマウントは互換性のある接合部を形成できます：タングがオス接続を提供し、一方でクリーヴィスまたはダブルブラケットがメス接続を提供します。.
球状ベアリングマウントは、シリンダーのアイの中に球形の平面ベアリングを含んでいます。従来のピンジョイントが主に1つの平面で回転するのに対し、球状ベアリングは複数の方向に限られた角度の動きを許可します。.
この自己調整機能は、機械フレームがわずかに屈曲する場合、マウントポイントが完全に平行でない場合、または作動中にリンケージの角度が変わる場合に役立ちます。球状ベアリングシリンダーは、コンパクトな設備、農業機械、特別な車両および建設機器でよく使用されます。.
ただし、球状ベアリングはシリンダーを制御できない側荷重に適合させるものではありません。接続部での限られた角度の不整合には対応しますが、主要なシリンダーの力は依然としてロッドの中心線の近くで作用する必要があります。.
ベアリングサイズ、許容角度、潤滑方法、ピンの硬さおよび動的荷重定格は、選定時に考慮する必要があります。ベアリングがグリースを必要とする場合、潤滑ポイントは設置後もアクセス可能でなければなりません。.
5. トランニオンマウント
トランニオンマウントされたシリンダーは、シリンダー本体の両側から伸びる円筒形のピボットピンを持っています。設計によっては、トランニオンはヘッド近く、キャップ近く、またはバレルの中央周辺に配置されることがあります。.
機械は、ベアリングまたはピローブロックでトランニオンピンを支持し、ピストンロッドがリンケージに従って完全なシリンダーを回転させることを可能にします。トランニオンマウントは、リフティング機器、プレス、材料処理機械および大規模な産業または移動式メカニズムで使用されます。.
トランニオンピンは主にせん断荷重を支えることを目的としています。その支持はトランニオンの肩の近くに配置して曲げストレスを最小限に抑える必要があります。2つの支持ベアリングも正確に整列させて、シリンダーがバインディングなしに回転できるようにする必要があります。.
トランニオンの位置はシリンダーの動き、設置スペースおよびピストンロッドのコラム荷重に影響を与えます。したがって、ロングストロークまたは高力応用は、単に利用可能なスペースからトランニオン位置を選択するのではなく、個別に評価される必要があります。パーカーは同様にトランニオンの支持を密接に推奨し、トランニオンピンに対する曲げ荷重には注意を促しています。.
6. フランジマウント
フランジマウントは、シリンダーヘッドまたはキャップを機械構造に剛性にボルト止めします。取り付け面は一般的にシリンダー中心線に対して垂直であるため、荷重は強固なフレームメンバーに直接伝達されます。.
フランジマウントの油圧シリンダーは、油圧プレス、クランプ機器、産業機械、そして直線的で正確に誘導された動作を伴う他のアプリケーションで一般的に使用されます。これらは剛性のある接続を提供し、高い軸方向の力に適しています。.
取り付け面は平らで強固であり、意図された移動方向に対して垂直でなければなりません。フランジマウントはミスアライメントを補正する能力がほとんどありません。荷重が適切に導かれていない場合、フランジ自体がしっかりと取り付けられていても、ピストンロッドが横に押されることがあります。.
ヘッドフランジとキャップフランジのどちらが好まれるかは、主な力の方向と機械構造に依存します。フランジ、ファスナーおよび支持プレートは、別々のコンポーネントとしてではなく、一つの荷重支持アセンブリとして評価しなければなりません。.
7. フットまたはサイドラグマウント
フットマウントのシリンダーは、シリンダーバレルに平行な足またはサイドラグを通じて機械のベースに取り付けられます。これは水平な産業設置に便利で、メンテナンスのための簡単なアクセスを提供します。.
センターラインフランジマウントとは異なり、フットまたはサイドラグマウントはシリンダー軸からオフセットされた取り付けポイントを通して力を伝達します。このオフセットは、シリンダーが押したり引いたりする際に回転モーメントを生じます。機械フレーム、取り付けボルト、およびシリンダーラグは、そのモーメントに耐えなければなりません。.
駆動荷重は外部で導かれ、シリンダーは慎重に整列させる必要があります。シリンダーが繰り返しの荷重反転の下で取り付け面上で動かないようにするために、キー、ダウエル、またはポジティブストップが必要になる場合があります。.
フットおよびサイドラグマウントは、フレームが十分に剛性があり、荷重経路が直線である場合に最も適しています。駆動メカニズムが弧を描いて移動する際にピボットマウントの代わりに使用すべきではありません。.
油圧シリンダーマウントの種類の比較
| 取り付けタイプ | 固定またはピボット式 | 整列公差 | 典型的な用途 | 主要な設計考慮事項 |
|---|---|---|---|---|
| クレビス | 一平面でのピボット式 | 中程度 | 農業、トレーラー、建設機械 | ピンとブラケットの整列 |
| クロストゥーブ | 一平面でのピボット式 | 中程度 | ローダー、バックホー、フォークリフト、トレーラー | ピンサポートと溶接強度 |
| タン | 一平面でのピボット式 | 中程度 | コンパクトなモバイル機械 | ラグの厚さとブラケットサポート |
| 球面軸受 | 多方向へのピボット | 比較的高い | 柔軟なフレームと複雑なリンク | 軸受の角度と潤滑 |
| トランニオン | 一平面でのピボット式 | 中程度 | リフティングシステム、プレス、重機 | 軸受の位置とピンの曲がり |
| フランジ | 固定 | 低い | プレス、クランピングおよび産業機械 | フラットマウンティング面および軸方向の整合 |
| フットまたはサイドラグ | 固定 | 低い | 水平産業設置 | トルクとフレーム剛性 |
適切な油圧シリンダーマウントの種類を選ぶ方法
まず、シリンダー接続ポイントの両方の動きを完全な運転サイクルを通じて研究します。シリンダーが静止状態であり、荷重が直線的に外部ガイドされたパスで移動する場合、フランジまたはフットマウントが適切である可能性があります。接続ポイントのいずれかが弧を描く場合、クリンチ、クロスチューブ、タン、またはトランションマウントが通常はより適しています。.
次のステップは、主な力の方向を特定することです。シリンダーが主に押すのか引っ張るのか、または両方向でかなりの力で動作するのかを判断します。マウント、ピン、ボルト、溶接、機械ブラケットはすべて、ショックや圧力のピークを含む最大シリンダー力に耐えなければなりません。.
設置スペースも考慮する必要があります。マウントスタイルは、シリンダーの閉じた長さ、ピボットの位置、ポートへのアクセス、ホースに必要なスペースに影響を与えます。機械的に適切なマウントであっても、ホースの干渉を引き起こしたり、シリンダーの自由な回転を妨げたりする場合、問題を引き起こす可能性があります。.
圧縮で作動するロングストロークシリンダーについては、ピストンロッドの座屈を別途確認する必要があります。マウントまたはピボット位置を変更すると、支持されていないロッドの有効長が変わり、したがってロッドの座屈抵抗も変化します。.
サイドローディングが重大な懸念事項である理由
油圧シリンダーは、主に軸方向の力を生み出すように設計されています。適用された荷重がシリンダー中心線と整列していない場合、その力の一部がロッド、グランド、ピストン、およびシールに側方に作用します。.
たとえば、シリンダーが合計力を適用する場合 FF 誤差角度で θ\theta, おおよその横方向力成分は次のとおりです：
F横 = F × sin(θ)
たとえ小さな角度でも、シリンダー全体の力が高い場合、意味のある横方向の力を生み出すことがあります。2°の角度で104kNの荷重が作用すると、約3.5kNの横方向の力が発生します。.
この側の力は、不均一なロッドベアリングの摩耗、損傷したシール、バレル内部のスコアリング、ピストンロッドの曲がりを引き起こす可能性があります。ピボットまたは球面ベアリングマウントは適切な角度の動きを受け入れることができますが、悪いリンクジオメトリや支持されていない外部負荷を修正することはできません。.
一般的な油圧シリンダーマウントの間違い
シリンダーを構造的ガイドとして扱う
油圧シリンダーは動きと力を生み出すべきですが、通常は重い負荷を導く唯一の部品であってはなりません。レール、ベアリング、スライド、またはリンクアームが負荷の経路を制御し、シリンダーが回避可能な横方向の力にさらされないようにする必要があります。.
アーク状の動きのためにリジッドマウントを使用する
駆動コンポーネントがヒンジの周りで回転する場合、ストローク中にシリンダーの角度が変わります。この状況でシリンダーを剛直に固定すると、ピストンロッドが横に押される可能性があります。正しく配置されたピボットマウントが使用されるべきです。.
ピボットジョイントを制限する
クレバスまたはクロスチューブシリンダーは、そのピンの周りで自由に回転できる必要があります。ブラケット、ホース、フィッティング、または近くのフレームメンバーは、この動きを妨げてはなりません。.
サポートされていないまたはサイズの不十分なピンを使用する
マウントピンは、接合部に正しくフィットし、十分なせん断および曲げ強度を持っている必要があります。過剰なピンクリアランスは衝撃負荷を引き起こし、貧弱なブラケットサポートはピンが偏向することを許します。.
フレームの変形を無視する
シリンダーは機械が無負荷のときに正しくアライメントされますが、フレームが作動負荷の下で変形した後は不整合になることがあります。したがって、マウントジオメトリは現実的な操作条件下でチェックされるべきです。.
組み立てたシリンダーの近くでの溶接
シリンダーが組み立てられている間にマウントブラケットを溶接すると、熱や溶接電流がロッド、ベアリング、シールを通過する可能性があります。溶接手順は精密表面および内部コンポーネントを保護する必要があります。また、シリンダー製造元の指示は常に従うべきです。.
油圧シリンダーマウント設置チェックリスト
シリンダーの運転前に次のことを確認してください：
- ベースおよびロッド端ピボット軸が、単一平面の動きが必要な場合に平行であること。.
- シリンダーが機械的干渉なしに完全なストロークを完了できること。.
- マウントピンが正しくフィットし、しっかりと保持されていること。.
- ピボットジョイントがロッドを横に押さえずに自由に回転すること。.
- 固定マウント面が平らで剛性があり、適切に整列されていること。.
- ボルトが正しく指定され、必要なトルクで締められていること。.
- ホースが十分な長さを持ち、シリンダーの動きを制限しないこと。.
- グリースポイントやサービスコンポーネントがアクセスできるままであること。.
- 必要な場合、負荷が外部に導かれていること。.
- ロングストロークピストンロッドが曲がりのチェックを受けていること。.
ボッシュ・レックスロスは、マウント面やマウントコンポーネント—球面ベアリング、トラニオン、足、およびフランジ—が操作中に生成される力を支える能力を持つ必要があることを強調しています。. ボッシュ・レックスロスの油圧シリンダー文書
可能 油圧シリンダーマウントはカスタマイズ可能です?
はい。溶接された油圧シリンダーは、カスタマイズされたクレビス、クロストゥーブ、タン、ピンアイ、球面ベアリング、トラニオン、およびマウントブラケットを使用して製造できます。ピン径、マウント幅、穴間隔、閉じた中心の長さ、ポートの向きなどの寸法は、機器に合わせることができます。.
ただし、マウント構成は外部の写真からのみコピーすべきではありません。シリンダーを正しく設計または交換するためには、通常、製造業者は図面や検証された寸法情報、操作圧力、最大荷重、ストローク、動きの几何学、アプリケーション条件が必要です。.
交換プロジェクトにおいては、完全に引き込まれた状態と完全に伸びた状態の両方でピン中心の寸法を確認することが特に重要です。マウント寸法は、ボア、ロッド直径、ストロークと一緒に機能しなければならず、独立した仕様として扱われるべきではありません。.
