Увеличаване на налягането вхидравлични цилиндрие проблем в дизайна на веригата, който може да остане невидим по време на нормална работа и да се появи само когато камера се блокира, клапан се затвори, температурата на маслото се промени или товар принуди движение в неочаквана посока.
Основната причина е неравната площ от двете страни на бутало с един прът. Когато маслото е уловено от едната страна, а другата страна е под налягане или е принудена да се движи, буталото може да действа като хидравличен усилвател. Полученото налягане в блокираната камера може да е по-високо от налягането, подавано от помпата.
Термичното заключване е свързан риск. Ако маслото се задържи между затворени клапани и температурата на цилиндъра се повиши, течността се разширява в почти фиксиран обем. Повишаването на налягането може да повлияе на уплътненията, фитингите, клапаните, тръбите и компонентите на цилиндъра, въпреки че помпата не работи.
За OEM купувачите ключовият въпрос не е само „Какво е работното налягане на цилиндъра?“ Също така е „Какво налягане може да види цилиндърът, когато веригата е блокирана, нагрята, понижена, спряна или задвижвана назад?“
Един конвенционаленедномоторов хидравличен цилиндърима пълна площ на буталото от страната на капака и по-малка пръстеновидна площ от страната на пръта. Прътът заема част от областта на буталото от страната на пръта.
Ако страната на капака е под налягане, докато обемът от страната на пръта не може да се освободи, силата, предавана през буталото, действа върху по-малката площ от страната на пръта. Връзката на първо преминаване е:
Тази връзка е инструмент за инженерен скрининг. Той предполага опростено, статично състояние и не замества пълен анализ на веригата. Действителното налягане зависи от изтичането, съдържанието на задържан въздух, свиваемостта на течността, структурното съответствие, поведението на уплътнението, реакцията на клапана, триенето, температурата и посоката на движение.
Съотношението на площта е причината цилиндърът да изпитва налягане от страната на пръта, което надвишава налягането на помпата. Цилиндърът не създава енергия от нищото; той обменя сила и изместване през геометрията на буталото, докато блокираният обем изпитва различно налягане.
Да приемем, само за илюстриране на връзката на площта, че:
- Площта на буталото от страната на капака е 10 in²
- Пръстеновидната площ от страната на пръта е 7 in²
- Налягането от страната на капака е 2100 psi
- Камерата от страната на пръта не може да се разреди
Опростената оценка на интензификацията е:
Това не е оценка на продукта, резултат от тест или одобрение на дизайна. Това е пример за изчисление, показващ защо цилиндър, номинален за налягането на помпата, все още може да изисква преглед на противоположната камера и разположението на клапана.
Ако площта от страната на пръта е много по-малка от площта от страната на капака, теоретичното съотношение на налягането става по-строго. Действителната машина може да облекчи или ограничи налягането чрез изтичане, предпазен клапан или структурно движение, но тези пътища трябва да бъдат умишлено проектирани и проверени.
Класическото състояние е налягане, приложено към края на капачката, докато краят на пръта е блокиран от затворен насочващ клапан, клапан за задържане на товара, пилотно управляван възвратен клапан или път на замръзнала течност.
Рискът се увеличава, когато цилиндърът се избута към прибиране от товара или от входящото налягане в края на капачката. Маслото от страната на пръта няма къде да отиде, така че налягането може да се повиши бързо.
Клапаните за задържане на товара се използват за предотвратяване на неконтролирано движение. Те са важни компоненти за безопасност, но веригата все пак трябва да осигурява контролиран път за уловеното масло по време на разширяване, прибиране, спиране и термични промени.
Вентилно устройство, което държи окачен товар в едно състояние, може да създаде капан за налягане в друго състояние. Прегледът трябва да обхваща стартиране, нормално движение, аварийно спиране, повреда на маркуча, изключване на клапана и изолация за поддръжка.
Цилиндър, задвижван срещу твърд ограничител, може да създаде скок на налягането или да улови течност, ако вентилът продължи да подава поток. Механичният ограничител не премахва хидравличната енергия; той пренася натоварването в конструкцията, цилиндъра, опорите и веригата.
Поради това контролът в края на хода, настройките на възглавницата, релефните пътища и спиранията на машината трябва да бъдат прегледани заедно. Възглавницата не е заместител на правилно проектирана пътека за ограничаване на налягането.
Някои вериги умишлено свързват портовете на цилиндъра по начин, който променя скоростта или използва изместено масло от страната на пръта. Тези вериги могат да създадат необичайни връзки между налягане и поток. Стандартното изчисление на цилиндъра може да не описва действителните налягания в порта.
Схемата трябва да идентифицира всяка връзка между камерите в края на капака и края на пръта, включително пътища за регенерация, пилотни линии, последователни клапани и контроли на потока.
Хидравличното масло се разширява, когато температурата му се повиши. Ако маслото е уловено в твърд или почти твърд обем, разширението няма къде да отиде и налягането се увеличава.
Повишаването на налягането се влияе от свойствата на флуида, уловения обем, промяната на температурата, съдържанието на въздух, еластичността на компонента и наличието на теч или облекчение. Опростената оценка на топлинното разширение може да помогне да се покаже посоката на риска, но не трябва да се използва като крайна прогноза за налягането без данните за течността и съответствието на системата.
Термично заключване може да възникне, когато:
- Един цилиндър е изолиран от два затворени клапана
- Проверките, управлявани от пилот, улавят и двата порта
- Бързите съединители са разединени с масло, уловено между тях
- Една машина е преместена от студени условия в топъл цех
- Слънчева светлина или друг източник на топлина загрява изолиран цилиндър
- Верига за задържане на товара предотвратява нормалното изравняване на налягането
Помпата може да е изключена, докато налягането се повишава. Ето защо персоналът по поддръжката не трябва да приема, че хидравличната верига без напрежение е без налягане.
Идентифицирайте уловените обеми и изчислете или тествайте пътя на налягането за края на капака и края на пръта. Включете изтичане на вентила, топлинно разширение, задържан въздух и структурно съответствие.
Веригата може да се нуждае от разтоварващо устройство, разширителен обем, акумулаторно устройство или контролиран път за допълване. Правилното решение зависи от натоварването, опасността, архитектурата на клапана и приложимите изисквания за дизайн на машината.
Не добавяйте предпазен клапан, без да проверите настройката на налягането, капацитета на потока, изпускателния път и взаимодействието с функцията за задържане на товара.
Проверете тръбата на цилиндъра, буталото, пръта, уплътненията, портовете, маркучите, фитингите, клапаните, колекторите и монтажната конструкция. Настройката за освобождаване на помпата не е автоматично максималното налягане, наблюдавано във всяка блокирана камера.
Прегледайте нормално спиране, аварийно спиране, загуба на електрическо захранване, повреда на маркуча, връщане на макарата на клапана, загуба на пилотно налягане и изолация за ръчна поддръжка. Условието за безопасно задържане все още може да изисква път за освобождаване на налягането.
Определете състоянието на студен старт, работната температура, паркираното състояние, температурата на съхранение и директното излагане на топлина. Ако цилиндърът може да бъде изолиран, докато течността е уловена, топлинното налягане трябва да се вземе предвид при прегледа на риска.
Може да се подозира усилване на налягането или термично блокиране, когато машината показва:
- Повреда на маркуча от страната на пръта или фитинга въпреки нормалното налягане на помпата
- Модел на екструдиране на уплътнение без съответстващо събитие на свръхналягане на помпата
- Цилиндър, който се движи трудно след затопляне или охлаждане
- Клапан за задържане на товара, който се заключва по-плътно от очакваното
- Оставащо налягане след спиране на помпата
- Фитинг, който не може безопасно да се разхлаби по време на поддръжка
- Предпазен клапан, който се отваря само след спиране или промяна на температурата
- Необясними пикове на налягането, когато цилиндър достигне механичен ограничител
Тези симптоми не са доказателство за един механизъм. Те показват, че налягането в порта и поведението на блокирания обем трябва да бъдат измерени и картографирани.
1. Направете машината безопасна. Следвайте процедурата за изолиране и съхранена енергия на производителя на машината. Не разхлабвайте фитинг, за да „видите дали има натиск“.
2. Запишете налягането в двата порта. Измерете налягането в отворите на цилиндъра при съответните условия на натоварване и температура, не само на помпата.
3. Проследете логиката на клапана. Идентифицирайте пилотно управлявани проверки, балансиращи клапани, последователни клапани, контроли на потока и всякакви връзки за регенериране.
4. Идентифицирайте задържаните обеми. Маркирайте всяка секция, която може да бъде изолирана чрез затворени вентили или разединени съединители.
5. Проверете историята на температурата. Запишете температурата на течността и околната среда преди, по време и след събитието под налягане.
6. Проверете мястото на повреда. Сравнете уплътнения, фитинги, маркучи и кухини на клапаните от страната на пръта и от страната на капака за повреди, свързани с налягането.
7. Прегледайте редакцията на чертежа. Потвърдете, че модификациите на място не са премахнали пътека за освобождаване или са променили тръбопровода на клапана.
8. Повторно тестване при контролирани условия. Използвайте подходящо оборудване и документиран тестов план, преди да върнете машината в експлоатация.
Производителят може да предостави по-полезен отговор, когато запитването включва:
- Диаметър на цилиндъра, диаметър на пръта, ход и разположение на монтажа
- Размери на порта на капачката и края на пръта и маршрут на маркуча
- Хидравлична схема със символи на клапани и пилотни линии
- Налягане на освобождаване на помпата и измерено налягане във всеки отвор на цилиндъра
- Посока на товара, състояние на окачен товар и механични ограничители
- Номера на частите на вентила за задържане на товара, вентила за противовес и възвратния клапан
- Тип течност, температурен диапазон и състояние на уловения обем
- Нормално спиране, аварийно спиране и поведение при загуба на мощност
- Снимки на повредени уплътнения, фитинги, маркучи или клапани
- Необходима функция за задържане и приложими изисквания за безопасност на машината
Една стойност на налягането на помпата рядко е достатъчна за диагностициране на повишаване на налягането.
Илюстративното изчисление на площта не е номинално налягане. Статията не определя универсална настройка за освобождаване, размер на клапана, допустим температурен диапазон или безопасно работно налягане на неопределен цилиндър.
Правилното ограничение на налягането трябва да идва от текущия чертеж на цилиндъра, спецификацията на материала и уплътнението, дизайна на веригата, данните за клапана, доказателствата от теста и оценката на риска на машината. Каталог на Parker, обща хидравлична статия или формула могат да обяснят механизма, но никой от тях не замества окончателния преглед на приложението.
HCIC, известен също като Jinan Huachen Industrial Co., Ltd., разработва и произвежда хидравлични цилиндри и хидравлични агрегати за превозни средства, обработка на отпадъци, строително и промишлено оборудване. За преглед на повишаване на налягането предоставете пълната верига и измерените работни условия, така че цилиндърът да може да бъде оценен като част от машината, а не изолирано.
