中空ロッド

肉厚の均一性が直径だけより実際の強度を決定します

中空ピストンロッドの強度は、紙の上の外径とボアサイズだけの関数ではありません。全周および全長に沿って壁の厚さがどれだけ均一に保たれているかに大きく依存します。機械加工中に内部ボアが少しでも中心からずれると、ロッドの一方の側の壁がもう一方の側よりも薄くなり、負荷がかかったときに公称の壁の厚さから示唆されるものとは大きく異なる動作をする弱点が生じます。この種の偏心は、単純な外径測定では検出することが困難です。そのため、肉厚検証では通常、外観のみの目視検査または寸法検査に頼るのではなく、ロッドに沿った複数の点で超音波厚さ検査が必要になります。

実際には、これは 2 つのことを意味します 中空ピストンロッド スペックシート上の外径と内径の仕様が同一であっても、一方が穴あけ時に他方よりも厳密な同心度制御で製造された場合、実際の耐荷重は大幅に異なる可能性があります。

内径の仕上げも外表面と同じくらい重要です

ピストンロッドに関する品質に関する議論のほとんどは、シールと相互作用する外面の仕上げに焦点を当てています。ただし、油圧シリンダの中空ピストンロッドの場合、特にボアが作動油を運んだり、内部配管の通路として機能する設計では、内部ボア表面にも注意が必要です。粗いまたは不均一な内面は、流体の流れに乱流を引き起こし、時間の経過とともに内部腐食を引き起こす可能性があり、一部の設計では、疲労寿命を外側からではなく内側から外側に短縮する応力上昇要因として機能します。

二次仕上げ工程としてのホーニング

多くの中空ロッドの用途には、特に穴あけプロセスで残った工具跡を滑らかにするために、穴あけ後の内部ボアのホーニング パスが含まれます。低コストの中空ロッドではこのステップが省略されることがよくあります。これが、外観仕様が同一に見えても、サプライヤー間でボア表面の品質が大きく異なる可能性がある理由の 1 つです。

穴あけ方法が穴以外にも影響を与える理由

中空ピストンロッドの内部ボアの作成は、通常、深穴ドリルまたはガンドリルによって行われ、使用される方法は、穴自体の品質だけでなく、ロッド全体の真直度にも影響を及ぼします。深穴のドリル加工では、長くて狭い経路にわたって多大な熱と切削力が発生します。プロセスが適切に制御されていない場合、ドリルが進行中に中心からわずかにずれることがあります。これにより、穴の偏心が生じ、周囲の材料が内部応力を再分配するとロッドがわずかに湾曲する傾向が生じます。

• ガンドリル加工は、標準的な深穴ドリル加工と比較して、長い長さにわたってより真っ直ぐでより安定した穴を生成する傾向があります。
• プロセス中にドリルを通るクーラントの流れは、熱の蓄積を制御し、ドリルのふらつきのリスクを軽減します。
• 穴あけ後のロッドの応力除去により、外径仕上げ加工前の最終真直度が安定します。
• 一般に、単一の連続パスで穴あけされたロッドは、複数の短い段階で穴あけされたロッドよりも優れた同心度を示します。

無錫の施設で中空ロッドを生産する場合、この段階で生じたボアの真直度の問題は後のプロセスで修正することが非常に困難であるため、当社は連続冷却剤流を使用したガンドリル加工に依存しています。

内部ボアは重量を減らすだけではありません

中空ピストンロッドを選択する最も一般的な理由は軽量化ですが、内部ボアは中実ロッドでは提供できない機能の可能性も広げます。一部のシリンダー設計では、ボアが作動油専用の通路として使用され、シリンダー本体に沿って配線された外部配管を必要とせずに、長いシリンダーの遠端まで圧力が到達することができます。これは、ロングストロークシリンダーの全長に沿って外部ホースを配線することが現実的ではない、スペースに制約のある機器で特に役立ちます。

他の用途では、このボアは二次ロッドまたはセンサー ケーブルを収容するために使用されます。たとえば、外部リミット スイッチのみに依存するのではなく、正確で継続的な位置監視を必要とするシリンダーのストローク フィードバックに使用される位置検出ロッドなどです。

座屈挙動にはソリッドロッドとは異なるサポート戦略が必要です

中空のピストンロッドは、断面全体を満たすのではなく、外壁に向かって材料を分配するため、圧縮荷重下での座屈に対する抵抗力は、直径が増加する中実ロッドのようには変化しません。所定の外径の場合、除去された材料を補うために外径が大きくならない限り、中空ロッドは一般に中実ロッドよりも低い圧縮荷重で座屈します。これは、ストロークの長いアプリケーションでは重要な考慮事項です。この場合、直径を調整したり中間サポートを追加したりせずに、中空設計による軽量化のみに頼ると、実際に直面する横荷重条件に対してロッドのサイズが小さくなってしまう可能性があります。

中空ピストンロッドは中実ロッドでは解決できない問題を解決します

中空ロッドの設計は、純粋に中実ロッドの軽量代替品として選択されるのではなく、重量または内部ルーティング機能のいずれかが実際の機能上の利点を提供するアプリケーションでその地位を獲得する傾向があります。海洋および港湾機器で使用されるロングストロークシリンダは、可動コンポーネントが軽量化されることで支持構造にかかる負担が軽減され、動作中の動的負荷が軽減されるため、質量の削減による恩恵を受けることがよくあります。油田や採掘設備では、ロッド自体に作動油や計装ケーブルを配線するために内部ボアを利用することがあり、システム全体の設計が簡素化されます。

• 往復質量の低減により動的性能が向上するロングストローク用途
• ロッド自体を通る内部流体ルーティングまたはケーブル通路が必要な設計
• シリンダ自重による構造負荷を最小限に抑えることが重要な装置
• ピストンロッド内にハウジング通路を必要とする内部位置検出ロッドを使用するシステム

当社が船舶、港湾、鉱山機械メーカー向けにサポートしてきた油圧シリンダー プロジェクト全体で、 油圧シリンダー中空ピストンロッド ほとんどの場合、軽量化が唯一の決定要因ではなく、これらの機能的ニーズのいずれかに帰着します。