Hydraulcylindrar för skördare, skotare och timmerkranar: Ponsse, John Deere, Komatsu och andra ur en cylindertillverkares perspektiv
Förfrågningar om cylindrar till skogsmaskiner kommer till Hydroforce allt oftare. Kunderna efterfrågar kran- och aggregatcylindrar, men också styr- och bladcylindrar på chassit. Vi bygger varje typ i vår egen verkstad, efter kundens ritning eller efter mått som vi tar från den gamla cylindern. Nedan går vi igenom vanliga maskinklasser och deras cylindrar och visar vad vi konstruerar in innan bearbetningen börjar.
Vad varje maskinklass har
Skogsmaskintillverkare publicerar sällan cylindermått, och deras reservdelskataloger nås via återförsäljare med hjälp av serienummer. Maskinernas uppbyggnad är dock offentlig och visar vilka cylindrar maskinen har.
| Maskinklass | Exempel | Kran och aggregat | Cylindrar på maskinen |
|---|---|---|---|
| Hjulburna skördare | Ponsse Scorpion, Ergo, Bear; John Deere 1270G; Komatsu 931, 951; Rottne H21D; Eco Log 560, 590; Tigercat 1165; Logset 8H GT, 12H GTE | Ponsse C-serie med aggregat i H-serien; John Deere CH7 med Waratah-aggregat; Komatsu 230H och 270H med aggregat i C- och S-serien; Mesera-kranar på Logset | Kranens lyft, knä och teleskop; aggregatets matararmar, kvistknivar och tiltning; ramstyrning och oscillering; hytt- och krannivellering |
| Skotare | Ponsse Buffalo, Elephant, Mammoth; John Deere 1210G, 1510G, 1910G; Komatsu 845; Rottne F20; Eco Log 594; Tigercat 1055D, 1075C, 1085C | Ponsse K-serie; Komatsu 105F och 130F; Cranab FC16 på Eco Log 594; Tigercat- och Mesera-kranar | Kranens lyft, knä och teleskop; grip; styrning; blad; lastutrymmets bredd och stöttor; hyttnivellering |
| Timmerkranar på lastbilar och släp | Cranab, Loglift, Epsilon, Kesla | Grip och rotator monteras som separata enheter | Lyft, knä, teleskop, grip |
Storleksintervall per cylindertyp
Måtten följer ISO 3320-serien. Cylindrar utanför serien bygger vi efter kundens ritning eller efter mått som vi tar från den gamla cylindern. Tabellen visar vilket intervall av hydraulcylindrar vi kan bygga, inte cylindermåtten på någon enskild maskin.
| Cylinder | Cylinderdiameter, mm | Stång, mm | Slaglängd upp till, mm | Arbetstryck, bar |
|---|---|---|---|---|
| Kranlyft och knä | 100-200 | 56-140 | 2000 | upp till 300 |
| Kranteleskop | 40-80 | 25-50 | 2500 | upp till 270 |
| Skördaraggregat och grip | 32-80 | 20-56 | 320 | upp till 350 |
| Nivellering och tiltning | 100-160 | 56-110 | 200 | upp till 300 |
| Styrning och blad | 80-100 | 45-70 | 500 | upp till 280 |
| Stöttor | 50-80 | 28-56 | 650 | upp till 280 |
Enligt publicerade uppgifter arbetar timmerkranar vid 185 till 270 bar, och skördaraggregat är klassade för upp till 350 bar.
Krancylindrar
Lyftcylindern sitter under huvudbommen, på den sida där aggregatet hanterar stammen, och en stock eller aggregatet självt kan träffa den där. På Epsilon M120Z går teleskopcylindern och slangarna inne i bommen. På en öppen kran utsätts cylinderröret för slag och stången blir repad, något vi tar hänsyn till i konstruktionen.
När bommen svänger belastas cylindern även från sidan, och styrbussningen slits ensidigt. Vid långa slag förlänger vi styrbussningen och lägger till ett stopprör, så att kolv och styrbussning hålls tillräckligt långt från varandra vid full utskjutning. Teleskopcylindrar är kranens smalaste. Med 50 mm cylinderdiameter och 2500 mm slaglängd begränsar stångens rakhet den last en sådan cylinder kan bära.
Cylindrar i skördaraggregat
Ett aggregat sluter knivarna runt stammen och pressar matarvalsarna mot barken många gånger för varje träd. Cylindrar driver de rörliga knivarna och matararmarna. Ett stort aggregat tar 320-360 l/min. Kvistknivarna utsätts för höga belastningar, så deras leder går i bussningar med smörjnipplar.
Varje gång knivarna stängs slår en tryckspik mot cylindern. Vi monterar en buffertätning framför stångtätningen och ett sfäriskt glidlager i stångögat, så att cylindern inte böjs när aggregatramen flexar under last.
Chassicylindrar
Styrcylindrar knickar ramen, och bladcylindrar höjer och sänker bladet. På vissa skördare oscillerar proportionellt styrda cylindrar ramen i leden. Många skotare har också cylindrar för hyttdämpning och hyttnivellering.
Dessa cylindrar sitter lågt, där lera och sten flyger. Belastningen på en styrcylinder växlar riktning vid varje sväng. Nivellerings- och oscilleringscylindrar gör mest korta slag kring ett och samma läge, så stången slits längs ett smalt band.
Sex lösningar vi bygger in i skogscylindrar
Lösningarna nedan har blivit standard, både i vår verkstad och i branschen. En specialversion för en viss maskin bygger vi på kundens begäran.
1. Avstrykare och stångskydd
Bark, kåda, sågspån och is når alla avstrykaren, och en högtryckstvätt driver in fint grus under dess läpp. En vanlig snäppavstrykare lämnar en liten spalt vid huset, och där samlas och fryser slam. Därför föredrar vi en avstrykare vars yttre läpp täcker huset, eller en avstrykare med metallhölje som pressas in i packboxen.
Inte alla avstrykare klarar att ta bort is. Många polyuretanavstrykare fungerar under 0 °C men är inte konstruerade för att skära is från stången. Om maskinen står utomhus över natten på vintern utrustar vi dess cylindrar med en avstrykare som är konstruerad för att skära is. Före lackering maskerar vi stången, avstrykaren, anslutningarna och smörjnipplarna.
På lyft- och teleskopcylindrar med lång exponerad stång föreslår vi en bälg. Damm, bark och slag från grenar träffar då bälgen i stället för den kromade stången. Bälgmaterialet håller sig smidigt i kyla. Klämmor håller bälgen vid packboxen och vid stångögat, och kondens tar sig ut genom ett dränerings- eller ventilationshål.
2. Bussningar, ögon och leder
Sidolast repar styrbussningen, och slitpartiklarna förstör tätningar snabbare än smuts utifrån. Vi använder bronsfyllda styrringar på kolven och i packboxen.
Ritningar för skogscylindrar föreskriver sfäriska glidlager från GE 35 ES till GE 60 ES i ögonen. Sand packas i smörjspåren och sliter bort bronsen, och därefter börjar bulten repa ögat. När det finns spel blir varje lastväxling ett slag. Där leden är svår att nå med fettspruta föreslår vi ett lager som är tätat på båda sidor.
Stänger med gaffel- eller ögonhuvud smider vi i ett stycke, utan svets och utan gänga mellan stång och huvud. En sådan stång visas i vår artikel om en 350 bar-cylinder med helsmidd kolvstång.
3. Tätningar och vätskor
Vissa maskintillverkare anger en tätningssats som inte får bytas ut. Vi bearbetar då spåren på kolven och i packboxen efter den satsen och konstruerar resten av cylindern kring dem. I drift passar reservtätningar ur samma sats direkt.
Polyeterpolyuretan fungerar ner till -40 °C, polyesterkvaliteter ner till -30 °C. FKM som material tål värme upp till +200 °C men förlorar elasticitet under -20 °C. Många skogsmaskiner går på biologiskt nedbrytbar syntetisk ester, och i ester har samma tätningsmaterial lägre gränser än i mineralolja. Polyesterpolyuretan är mest känsligt. För estersystem väljer vi polyeterpolyuretan eller FKM och frågar kunden efter exakt oljekvalitet.
4. Tungt arbete
En skogscylinder arbetar utomhus under hela sin livslängd, och grenar och sten repar den. Ett tunt skikt börjar rosta vid den första djupa repan. Ritningar för skogscylindrar kräver ett system av grundfärg och täckfärg på 80 till 150 mikrometer och mer totalt, och vissa anger tvåkomponentsfärg klassad för 500 timmars saltspray. Vi lägger på tjockfilmsbeläggningar och kontrollerar torrfilmtjockleken med mätinstrument på färdiga cylinderrör. Hur vi härdar och förkromar stängerna beskrivs i vår artikel om kolvstänger.
Vi graverar serienumret före lackering, så att det förblir läsligt under färgen.
5. Dämpning och tryckspikar
Kran- och aggregatkretsarna på dessa maskiner för höga flöden: stora aggregat tar 320-360 l/min. Vid sådant flöde når kolven slaglängdens ände i hög hastighet och slår hårt mot cylinderändlocket och genom det mot kranstrukturen. Därför monterar vi änddämpning: i slagets ände går en dämpningstapp in i ett hål i cylinderändlocket och trycker ut resterande olja genom en strypning. Ritningen anger om dämpningen verkar vid indragning, utskjutning eller båda. Vi dimensionerar strypningen för det flöde som kunden uppger.
Buffertätningen tar upp topparna. Den måste släppa fram en tunn oljefilm mot stångtätningen, annars fastnar tryck mellan de två tätningarna och stången börjar kärva och glida. Vi drar åt kolven till föreskrivet vridmoment och låser den, så att vibrationer inte kan lossa den.
6. Kyla och värme
I kyla blir oljan mycket seg, och aggregatets manöverdon blir långsamma och ryckiga. Olja som står i långa ledningar förblir kall längst. Komatsu utrustar 845 med en dieselvärmare för hydraulolja. Trots det går de första slagen en frostig morgon på seg olja vid högt tryck, medan tätningarna fortfarande är stela av kylan.
Den lägsta omgivningstemperaturen i de skogsritningar vi får är -40 °C. Vi väljer tätningsmaterial efter temperaturområdet i varje ritning i stället för ett material för alla cylindrar. På sommaren är risken överhettning, och en aggregatkrets med esterolja är där vi går över till FKM.
Märkning och dokument
Vårt stål levereras med intyg enligt EN 10204 3.1. Det graverade serienumret kopplar varje cylinder till dessa dokument. På kundens begäran lämnar vi information om hur tillverkningen fortskrider.
Vad du ska skicka oss
- ritningen, eller den gamla cylindern så att vi kan ta dess mått;
- maskinens märke, modell och cylinderns infästningsläge (kranlyft, styrning, aggregattiltning);
- arbetstryck och oljeflöde till funktionen;
- tätningssatsen, om den är fastställd;
- oljetyp: mineralolja eller biologiskt nedbrytbar ester;
- omgivningstemperaturens intervall;
- färgsystem, kulör och märkning;
- antal per typ.
Lösningarna som beskrivs ovan ingår i vår standardkonstruktion. Specialversioner bygger vi på begäran.
Skicka din förfrågan till office@hydroforce.ee eller använd kontaktsidan.