Intensificarea presiunii încilindri hidraulicieste o problemă de proiectare a circuitului care poate rămâne invizibilă în timpul funcționării normale și apare numai atunci când o cameră este blocată, o supapă se închide, temperatura uleiului se modifică sau o sarcină forțează mișcarea într-o direcție neașteptată.
Cauza de bază este suprafața inegală pe cele două părți ale unui piston cu o singură tijă. Când uleiul este prins pe o parte, iar cealaltă parte este presurizată sau forțată să se miște, pistonul poate acționa ca un intensificator hidraulic. Presiunea rezultată în camera blocată poate fi mai mare decât presiunea furnizată de pompă.
Blocarea termică este un risc aferent. Dacă uleiul este prins între supapele închise și temperatura cilindrului crește, fluidul se extinde în interiorul unui volum aproape fix. Creșterea presiunii poate acționa asupra etanșărilor, fitingurilor, supapelor, tuburilor și componentelor cilindrului, chiar dacă pompa nu funcționează.
Pentru cumpărătorii OEM, întrebarea cheie nu este doar „Care este presiunea de lucru a cilindrului?” Este, de asemenea, „Ce presiune poate vedea cilindrul când circuitul este blocat, încălzit, coborât, oprit sau condus înapoi?”
Un convenționalcilindru hidraulic cu o tijaare o zonă plină a pistonului pe partea capacului și o zonă inelară mai mică pe partea tijei. Tija ocupă o parte din zona pistonului pe partea tijei.
Dacă partea capacului este presurizată în timp ce volumul de pe partea de tijă nu se poate descărca, forța transmisă prin piston acționează asupra zonei mai mici a tijei. O relație de primă trecere este:
Această relație este un instrument de screening ingineresc. Acesta presupune o stare simplificată, statică și nu înlocuiește o analiză completă a circuitului. Presiunea reală depinde de scurgere, conținutul de aer prins, compresibilitatea fluidului, conformitatea structurală, comportamentul etanșării, răspunsul supapei, frecarea, temperatura și direcția de mișcare.
Raportul suprafeței este motivul pentru care un cilindru poate experimenta o presiune pe partea tijei care depășește presiunea pompei. Cilindrul nu creează energie din nimic; schimbă forța și deplasarea prin geometria pistonului, în timp ce volumul blocat experimentează o presiune diferită.
Presupunem, doar pentru a ilustra relația de zonă, că:
- Suprafața pistonului din partea capacului este de 10 in²
- Zona inelară pe partea tijei este de 7 in²
- Presiunea pe capac este de 2.100 psi
- Camera laterală a tijei nu se poate descărca
Estimarea simplificată de intensificare este:
Aceasta nu este o evaluare a produsului, rezultat al testului sau aprobare de proiect. Este un exemplu de calcul care arată de ce un cilindru nominal pentru presiunea pompei poate necesita încă o revizuire a camerei opuse și a aranjamentului supapei.
Dacă aria laturii tijei este mult mai mică decât aria laturii capacului, raportul de presiune teoretic devine mai sever. Mașina reală poate reduce sau limita presiunea prin scurgeri, o supapă de siguranță sau o mișcare structurală, dar acele căi trebuie proiectate și verificate în mod intenționat.
Condiția clasică este presiunea aplicată la capătul capacului în timp ce capătul tijei este blocat de o supapă direcțională închisă, supapă de reținere a sarcinii, supapă de reținere acționată pilot sau calea fluidului înghețat.
Riscul crește atunci când cilindrul este împins spre retragere de sarcină sau de presiunea de intrare a capacului. Uleiul din partea tijei nu are încotro, așa că presiunea poate crește rapid.
Supapele de reținere a sarcinii sunt utilizate pentru a preveni mișcarea necontrolată. Sunt componente importante de siguranță, dar circuitul trebuie să ofere totuși o cale controlată pentru uleiul prins în timpul extinderii, retragerii, opririi și schimbărilor termice.
Un aranjament de supapă care menține o sarcină suspendată într-o stare poate crea o capcană de presiune într-o altă stare. Revizuirea trebuie să acopere pornirea, mișcarea normală, oprirea de urgență, defecțiunea furtunului, dezactivarea supapei și izolarea întreținerii.
Un cilindru acţionat împotriva unui opritor puternic poate crea un vârf de presiune sau poate capta fluidul dacă supapa continuă să furnizeze debit. Opritorul mecanic nu elimină energia hidraulică; transferă sarcina în structură, cilindru, suporturi și circuit.
Prin urmare, controlul la sfârșitul cursei, setările pernei, căile de relief și opririle mașinii ar trebui revizuite împreună. O pernă nu este un substitut pentru o cale de limitare a presiunii proiectată corect.
Unele circuite conectează în mod intenționat porturile cilindrului într-un mod care modifică viteza sau utilizează ulei deplasat pe partea tijei. Aceste circuite pot crea relații neobișnuite de presiune și debit. Un calcul standard al cilindrului poate să nu descrie presiunile reale în orificii.
Schema ar trebui să identifice fiecare conexiune dintre camerele capac-cap și tija, inclusiv căile de regenerare, liniile pilot, supapele de secvență și controalele debitului.
Uleiul hidraulic se extinde când temperatura îi crește. Dacă uleiul este prins într-un volum rigid sau aproape rigid, expansiunea nu are încotro și presiunea crește.
Creșterea presiunii este influențată de proprietățile fluidului, volumul prins, schimbarea temperaturii, conținutul de aer, elasticitatea componentelor și disponibilitatea scurgerilor sau a reliefului. O estimare simplificată a expansiunii termice poate ajuta la indicarea direcției riscului, dar nu ar trebui utilizată ca predicție finală a presiunii fără datele despre fluid și conformitatea sistemului.
Blocarea termică poate apărea atunci când:
- Un cilindru este izolat de două supape închise
- Verificările operate de pilot prind ambele porturi
- Cuplajele rapide sunt deconectate cu ulei prins între ele
- O mașină este mutată din condiții reci într-un atelier cald
- Lumina soarelui sau o altă sursă de căldură încălzește un cilindru izolat
- Un circuit de menținere a sarcinii previne egalizarea normală a presiunii
Pompa poate fi oprită în timp ce presiunea crește. Acesta este motivul pentru care personalul de întreținere nu ar trebui să presupună că un circuit hidraulic deconectat este lipsit de presiune.
Identificați volumele prinse și calculați sau testați calea presiunii pentru capătul capacului și capătul tijei. Includeți scurgerile supapei, expansiunea termică, aerul blocat și conformitatea structurală.
Un circuit poate avea nevoie de un dispozitiv de eliberare, volum de expansiune, aranjare a acumulatorului sau cale controlată. Soluția corectă depinde de sarcină, pericol, arhitectura supapelor și cerințele aplicabile de proiectare a mașinii.
Nu adăugați o supapă de siguranță fără a verifica reglarea presiunii, capacitatea debitului, calea de refulare și interacțiunea cu funcția de menținere a sarcinii.
Verificați tubul cilindrului, pistonul, tija, garniturile, porturile, furtunurile, fitingurile, supapele, colectoarele și structura de montare. Setarea de descărcare a pompei nu este automat presiunea maximă observată în fiecare cameră blocată.
Revizuiți oprirea normală, oprirea de urgență, pierderea energiei electrice, defectarea furtunului, întoarcerea bobinei supapei, pierderea presiunii pilot și izolarea manuală de întreținere. O condiție de reținere în siguranță poate necesita totuși o cale de eliberare a presiunii.
Definiți starea de pornire la rece, temperatura de funcționare, starea de parcare, temperatura de depozitare și expunerea directă la căldură. Dacă un cilindru poate fi izolat în timp ce fluidul este blocat, presiunea termică trebuie luată în considerare în evaluarea riscului.
Se poate suspecta intensificarea presiunii sau blocarea termică atunci când mașina arată:
- O defecțiune a furtunului de lângă tijă sau a fitingului în ciuda presiunii normale a pompei
- Un model de extrudare a etanșării fără un eveniment de suprapresiune a pompei potrivit
- Un cilindru care devine greu de miscat dupa incalzire sau racire
- O supapă de menținere a sarcinii care se blochează mai strâns decât se aștepta
- Presiune rămasă după oprirea pompei
- Un fiting care nu poate fi slăbit în siguranță în timpul întreținerii
- O supapă de siguranță care se deschide numai după o oprire sau schimbarea temperaturii
- Crește inexplicabile de presiune atunci când un cilindru ajunge la o oprire mecanică
Aceste simptome nu sunt dovada unui singur mecanism. Acestea indică faptul că presiunea în port și comportamentul volumului blocat trebuie măsurate și mapate.
1. Asigurați mașina în siguranță. Urmați procedura de izolare și energie stocată a producătorului mașinii. Nu slăbiți un fiting pentru a „a vedea dacă există presiune”.
2. Înregistrați presiunile ambelor orificii. Măsurați presiunea la porturile cilindrului în condițiile relevante de încărcare și temperatură, nu numai la pompă.
3. Urmăriți logica supapei. Identificați verificările pilotate, supapele de contrabalansare, supapele de secvență, controalele debitului și orice conexiune de regenerare.
4. Identificați volumele blocate. Marcați fiecare secțiune care poate fi izolată prin supape închise sau cuplaje deconectate.
5. Verificați istoricul temperaturii. Înregistrați temperatura fluidului și a mediului ambiant înainte, în timpul și după evenimentul de presiune.
6. Inspectați locația defecțiunii. Comparați garniturile, fitingurile, furtunurile și cavitățile supapelor de la tijă și de la capac pentru daune legate de presiune.
7. Revizuiți revizuirea desenului. Confirmați că modificările pe teren nu au eliminat o cale de evacuare sau au schimbat tubulatura supapei.
8. Re-testați în condiții controlate. Utilizați instrumente adecvate și un plan de testare documentat înainte de a repune mașina în funcțiune.
Un producător poate oferi un răspuns mai util atunci când întrebarea include:
- Alezajul cilindrului, diametrul tijei, cursa și aranjamentul de montare
- Dimensiunile port-cap-cap și tija și direcționarea furtunului
- Schema hidraulica cu simbolurile supapelor si liniile pilot
- Presiunea de descărcare a pompei și presiunea măsurată la fiecare orificiu al cilindrului
- Direcția sarcinii, starea de sarcină suspendată și opritoare mecanice
- Numerele piese pentru supapa de reținere a sarcinii, supapa de contrabalansare și supapa de reținere
- Tipul fluidului, domeniul de temperatură și starea volumului blocat
- Oprire normală, oprire de urgență și comportament de pierdere a puterii
- Fotografii cu etanșări, fitinguri, furtunuri sau supape defecte
- Funcția de reținere necesară și cerințele aplicabile de siguranță a mașinii
O singură valoare a presiunii pompei este rareori suficientă pentru a diagnostica intensificarea presiunii.
Calculul ilustrativ al suprafeței nu este o presiune nominală. Articolul nu atribuie o setare universală de degajare, dimensiunea supapei, intervalul de temperatură permis sau presiunea de lucru sigură unui cilindru nespecificat.
Limita corectă de presiune trebuie să provină din desenul curent al cilindrului, specificațiile materialelor și etanșării, proiectarea circuitului, datele supapei, dovezile de testare și evaluarea riscului mașinii. Un catalog Parker, un articol hidraulic general sau o formulă pot explica mecanismul, dar niciunul dintre ele nu înlocuiește revizuirea finală a cererii.
HCIC, cunoscut și sub numele de Jinan Huachen Industrial Co., Ltd., dezvoltă și produce cilindri hidraulici și unități hidraulice de putere pentru vehicule, manipularea deșeurilor, construcții și echipamente industriale. Pentru o revizuire a intensificării presiunii, furnizați circuitul complet și condițiile de funcționare măsurate, astfel încât cilindrul să poată fi evaluat ca parte a mașinii, nu izolat.
