Zosilnenie tlaku vhydraulické valceje problém konštrukcie obvodu, ktorý môže zostať počas normálnej prevádzky neviditeľný a objaví sa iba vtedy, keď sa zablokuje komora, zatvorí sa ventil, zmení sa teplota oleja alebo si zaťaženie vynúti pohyb v neočakávanom smere.
Základnou príčinou je nerovnomerná plocha na oboch stranách piestu s jednou tyčou. Keď je olej zachytený na jednej strane a druhá strana je natlakovaná alebo nútená sa pohybovať, piest môže pôsobiť ako hydraulický zosilňovač. Výsledný tlak v zablokovanej komore môže byť vyšší ako tlak dodávaný čerpadlom.
Tepelné uzamknutie je súvisiace riziko. Ak sa olej zachytí medzi uzavretými ventilmi a teplota valca stúpne, kvapalina expanduje vo vnútri takmer pevného objemu. Zvýšenie tlaku môže pôsobiť na tesnenia, armatúry, ventily, hadičky a súčasti valca, aj keď čerpadlo nebeží.
Pre kupujúcich OEM nie je kľúčovou otázkou len „Aký je pracovný tlak vo valci? Je to tiež "Aký tlak môže valec vidieť, keď je okruh zablokovaný, zahrievaný, spúšťaný, zastavený alebo spätný pohon?"
Konvenčnýjednotyčový hydraulický valecmá plnú plochu piesta na strane uzáveru a menšiu prstencovú plochu na strane tyče. Tyč zaberá časť plochy piesta na strane tyče.
Ak je strana uzáveru natlakovaná, zatiaľ čo objem na strane tyče sa nemôže vyprázdniť, sila prenášaná cez piest pôsobí na menšiu plochu na strane tyče. Vzťah prvého prechodu je:
Tento vzťah je nástrojom inžinierskeho skríningu. Predpokladá zjednodušený, statický stav a nenahrádza kompletnú analýzu obvodu. Skutočný tlak závisí od netesnosti, obsahu zachyteného vzduchu, stlačiteľnosti tekutiny, konštrukčnej poddajnosti, správania tesnenia, odozvy ventilu, trenia, teploty a smeru pohybu.
Pomer plochy je dôvodom, prečo môže valec zaznamenať tlak na strane tyče, ktorý prevyšuje tlak čerpadla. Valec nevytvára energiu z ničoho; premieňa silu a posun cez geometriu piestu, zatiaľ čo zablokovaný objem pôsobí iným tlakom.
Predpokladajme len na ilustráciu vzťahu plochy, že:
- Plocha piestu na strane krytu je 10 palcov²
- Kruhová plocha na strane tyče je 7 palcov²
- Tlak na strane uzáveru je 2 100 psi
- Komora na strane tyče sa nemôže vyprázdniť
Zjednodušený odhad intenzifikácie je:
Toto nie je hodnotenie produktu, výsledok testu alebo schválenie dizajnu. Je to príklad výpočtu, ktorý ukazuje, prečo môže valec dimenzovaný na tlak čerpadla stále vyžadovať kontrolu protiľahlej komory a ventilového usporiadania.
Ak je plocha na strane tyče oveľa menšia ako plocha na strane viečka, teoretický tlakový pomer sa stáva horším. Skutočný stroj môže uvoľniť alebo obmedziť tlak netesnosťou, poistným ventilom alebo pohybom konštrukcie, ale tieto cesty musia byť zámerne navrhnuté a overené.
Klasickým stavom je tlak aplikovaný na koniec uzáveru, zatiaľ čo koniec tyče je blokovaný uzavretým smerovým ventilom, ventilom na zadržiavanie záťaže, spätným ventilom ovládaným pilotom alebo dráhou zamrznutej tekutiny.
Riziko sa zvyšuje, keď je valec tlačený smerom k stiahnutiu záťažou alebo prichádzajúcim tlakom na konci uzáveru. Olej na strane tyče nemá kam ísť, takže tlak môže rýchlo stúpať.
Aby sa zabránilo nekontrolovanému pohybu, používajú sa ventily na pridržiavanie záťaže. Sú dôležitými bezpečnostnými komponentmi, ale okruh musí stále poskytovať kontrolovanú cestu pre zachytený olej počas vysúvania, zasúvania, zastavovania a tepelných zmien.
Usporiadanie ventilov, ktoré drží zavesené bremeno v jednom stave, môže vytvárať lapač tlaku v inom stave. Kontrola musí zahŕňať spustenie, normálny pohyb, núdzové zastavenie, poruchu hadice, vypnutie ventilu a izoláciu údržby.
Valec poháňaný proti tvrdému dorazu môže vytvoriť tlakovú špičku alebo zachytávať tekutinu, ak ventil naďalej dodáva prietok. Mechanický doraz neodstraňuje hydraulickú energiu; prenáša zaťaženie do konštrukcie, valca, držiakov a okruhu.
Ovládanie konca zdvihu, nastavenie vankúša, odľahčovacie dráhy a zarážky stroja by sa preto mali posudzovať spoločne. Vankúš nie je náhradou za správne navrhnutú dráhu obmedzujúcu tlak.
Niektoré obvody zámerne spájajú porty valcov spôsobom, ktorý mení rýchlosť alebo používa vytlačený olej na strane tyče. Tieto okruhy môžu vytvárať nezvyčajné vzťahy medzi tlakom a prietokom. Štandardný výpočet tlakovej fľaše nemusí popisovať skutočné tlaky v otvoroch.
Schéma by mala identifikovať každé spojenie medzi komorami s uzáverom a koncom tyče, vrátane regeneračných ciest, pilotných vedení, sekvenčných ventilov a riadenia prietoku.
Hydraulický olej expanduje, keď jeho teplota stúpa. Ak je olej zachytený v tuhom alebo takmer tuhom objeme, expanzia nemá kam ísť a tlak sa zvyšuje.
Nárast tlaku je ovplyvnený vlastnosťami tekutiny, zachyteným objemom, zmenou teploty, obsahom vzduchu, elasticitou komponentov a dostupnosťou netesností alebo odľahčením. Zjednodušený odhad tepelnej rozťažnosti môže pomôcť ukázať smer rizika, ale nemal by sa používať ako konečná predpoveď tlaku bez údajov o kvapaline a súladu systému.
Tepelné uzamknutie môže nastať, keď:
- Valec je izolovaný dvoma uzavretými ventilmi
- Pilotom ovládané kontroly zachytávajú oba porty
- Rýchlospojky sú odpojené s olejom zachyteným medzi nimi
- Stroj je premiestnený z chladných podmienok do teplej dielne
- Slnečné svetlo alebo iný zdroj tepla ohrieva izolovaný valec
- Záťažový obvod zabraňuje normálnemu vyrovnávaniu tlaku
Počas zvyšovania tlaku môže byť čerpadlo vypnuté. Preto by personál údržby nemal predpokladať, že hydraulický okruh bez napätia je bez tlaku.
Identifikujte zachytené objemy a vypočítajte alebo otestujte dráhu tlaku pre koniec uzáveru a koniec tyče. Zahrňte netesnosť ventilu, tepelnú rozťažnosť, zachytený vzduch a súlad konštrukcie.
Okruh môže potrebovať odľahčovacie zariadenie, expanzný objem, usporiadanie akumulátora alebo riadenú dráhu doplňovania. Správne riešenie závisí od zaťaženia, nebezpečenstva, architektúry ventilu a príslušných požiadaviek na konštrukciu stroja.
Nepridávajte poistný ventil bez toho, aby ste skontrolovali jeho nastavenie tlaku, prietokovú kapacitu, vypúšťaciu cestu a interakciu s funkciou držania záťaže.
Skontrolujte rúrku valca, piest, tyč, tesnenia, porty, hadice, armatúry, ventily, rozvody a montážnu konštrukciu. Nastavenie odľahčenia čerpadla nie je automaticky maximálnym tlakom zaznamenaným v každej zablokovanej komore.
Skontrolujte normálne zastavenie, núdzové zastavenie, stratu elektrickej energie, poruchu hadice, spätný chod cievky ventilu, stratu riadiaceho tlaku a izoláciu manuálnej údržby. Stav bezpečného držania môže stále vyžadovať cestu na uvoľnenie tlaku.
Definujte podmienky studeného štartu, prevádzkovú teplotu, stav zaparkovania, skladovaciu teplotu a priame vystavenie teplu. Ak je možné izolovať fľašu, kým je tekutina zachytená, pri kontrole rizík sa musí zvážiť tepelný tlak.
Zosilnenie tlaku alebo tepelné zablokovanie môže byť podozrivé, keď stroj ukazuje:
- Porucha hadice alebo armatúry na strane tyče napriek normálnemu tlaku čerpadla
- Vzor extrúzie tesnenia bez zodpovedajúceho pretlaku čerpadla
- Valec, ktorý sa po zahriatí alebo ochladení ťažko pohybuje
- Záťažový ventil, ktorý sa uzamyká pevnejšie, než sa očakávalo
- Zvyšný tlak po zastavení čerpadla
- Armatúra, ktorá sa počas údržby nedá bezpečne uvoľniť
- Poistný ventil, ktorý sa otvára až po zastavení alebo zmene teploty
- Nevysvetliteľné tlakové skoky, keď valec dosiahne mechanický doraz
Tieto príznaky nie sú dôkazom jedného mechanizmu. Uvádzajú, že by sa mal merať a mapovať tlak v porte a správanie pri zablokovanom objeme.
1. Zabezpečte stroj. Postupujte podľa pokynov výrobcu stroja na izoláciu a uskladnenie energie. Neuvoľňujte armatúru, aby ste „zistili, či je prítomný tlak“.
2. Zaznamenajte tlaky oboch portov. Zmerajte tlak na otvoroch valca za príslušných podmienok zaťaženia a teploty, nielen na čerpadle.
3. Sledujte logiku ventilu. Identifikujte pilotom ovládané kontroly, vyvažovacie ventily, sekvenčné ventily, riadenie prietoku a akékoľvek pripojenie na regeneráciu.
4. Identifikujte zachytené zväzky. Označte každú sekciu, ktorá môže byť izolovaná zatvorenými ventilmi alebo odpojenými spojkami.
5. Skontrolujte históriu teplôt. Zaznamenajte teplotu kvapaliny a okolia pred, počas a po tlakovej udalosti.
6. Skontrolujte miesto poruchy. Porovnajte tesnenia, armatúry, hadice a dutiny ventilov na strane tyče a uzáveru kvôli poškodeniu spôsobenému tlakom.
7. Skontrolujte revíziu výkresu. Potvrďte, že úpravy v teréne neodstránili odľahčovaciu dráhu ani nezmenili potrubie ventilu.
8. Opätovne otestujte za kontrolovaných podmienok. Pred vrátením stroja do prevádzky použite vhodné prístrojové vybavenie a zdokumentovaný testovací plán.
Výrobca môže poskytnúť užitočnejšiu odpoveď, ak otázka obsahuje:
- Vŕtanie valca, priemer tyče, zdvih a montážne usporiadanie
- Veľkosti uzáverov a tyčí a vedenie hadíc
- Hydraulická schéma so symbolmi ventilov a pilotnými vedeniami
- Uvoľňovací tlak čerpadla a meraný tlak na každom porte valca
- Smer zaťaženia, stav zavesenia a mechanické dorazy
- Čísla dielov zadržiavacieho ventilu, vyvažovacieho ventilu a spätného ventilu
- Typ kvapaliny, teplotný rozsah a stav zachyteného objemu
- Normálne zastavenie, núdzové zastavenie a správanie pri strate energie
- Fotografie zlyhaných tesnení, armatúr, hadíc alebo ventilov
- Požadovaná funkcia držania a príslušné bezpečnostné požiadavky stroja
Jediná hodnota tlaku čerpadla zriedka stačí na diagnostiku zosilnenia tlaku.
Ilustratívny výpočet plochy nie je tlakovým hodnotením. Nešpecifikovanej fľaši článok nepriraďuje univerzálne nastavenie odľahčenia, veľkosť ventilu, prípustný teplotný rozsah ani bezpečný pracovný tlak.
Správny limit tlaku musí vychádzať z aktuálneho výkresu fľaše, špecifikácie materiálu a tesnenia, konštrukcie okruhu, údajov ventilu, dôkazov o skúške a hodnotenia rizika stroja. Katalóg Parker, všeobecný hydraulický článok alebo vzorec môžu vysvetliť mechanizmus, ale žiadny z nich nenahrádza konečnú kontrolu aplikácie.
HCIC, tiež známy ako Jinan Huachen Industrial Co., Ltd., vyvíja a vyrába hydraulické valce a hydraulické pohonné jednotky pre vozidlá, zariadenia na manipuláciu s odpadom, stavebné a priemyselné zariadenia. Pre kontrolu zosilnenia tlaku poskytnite celý okruh a namerané prevádzkové podmienky, aby bolo možné valec posúdiť ako súčasť stroja, nie samostatne.
