Todellinen syy hydraulimoottorin tyhjennysaukkojen, pumpun vuotoreittien ja kotelon painesuojauksen takana
Hydraulijärjestelmän asennuksessa ja huollossa yksi pieni portti ymmärretään usein väärin: kotelon tyhjennysaukko . Monet teknikot kysyvät saman kysymyksen: miksi hydraulimoottorit vaativat yleensä itsenäisen tyhjennyslinjan, kun taas monissa hydraulipumpuissa sitä ei näytä olevan?
Yleinen mutta virheellinen vastaus on: 'Hydraulimoottorit vuotavat sisäisesti, mutta hydraulipumput eivät.'
Se ei ole totta.
Sekä hydraulipumput että hydraulimoottorit aiheuttavat sisäisiä vuotoja. Joissakin tapauksissa pumpun sisällä oleva vuotomäärä voi olla yhtä merkittävä kuin moottorin sisällä. Todellinen ero ei ole siinä, onko vuotoa olemassa, vaan se, mihin se vuoto voi turvallisesti mennä.
Tämän eron ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää. Väärä kotelon tyhjennysliitäntä voi johtaa akselitiivisteen rikkoutumiseen, laakerien vaurioitumiseen, ylikuumenemiseen, tehon menettämiseen tai jopa täydelliseen hydraulimoottorin vikaan.
Blince Hydraulic tarjoaa laajan valikoiman hydraulimoottorit , mukaan lukien orbitaalimoottorit, radiaalimäntämoottorit, aksiaalimäntämoottorit, jarrumoottorit ja matkamoottorit rakennuskoneisiin, maatalouskoneisiin ja teollisuuslaitteisiin.
Mikä on kotelon tyhjennysportti hydraulijärjestelmässä?
Kotelon tyhjennysaukkoa ei ole suunniteltu 'purkaamaan jäteöljyä'. Sen todellinen tehtävä on suojata hydraulikomponenttien koteloa liialliselta sisäiseltä paineelta.
Missä tahansa hydraulipumpussa tai hydraulimoottorissa täydellinen tiivistys on mahdotonta. Korkeapaineinen öljy kulkee pienten sisäisten välysten läpi, kuten:
mäntien ja sylinterilohkojen välinen välys;
hammaspyörien ja pumppupesän välinen rako;
siipien ja roottoreiden välinen välys;
sisäiset jakelu- ja tiivistyspinnat.
Tämä sisäinen vuoto tulee komponenttikoteloon. Jos sitä ei voida tyhjentää turvallisesti, öljyä kerääntyy kotelon sisään ja kotelon paine nousee nopeasti.
Liiallinen kotelopaine voi aiheuttaa kolme vakavaa ongelmaa.
1. Akselitiivistevika
Tämä on yleisin vika, joka johtuu kotelon väärästä asennuksesta. Monet vakioakselitiivisteet kestävät vain rajoitettua painetta. Kun kotelon paine nousee yli tiivisteen kapasiteetin, tiiviste voi työntyä ulos tai vaurioitua aiheuttaen vakavan öljyvuodon.
2. Laakerivaurio
Korkea kotelopaine voi häiritä laakerien voitelua ja lisätä aksiaalista kuormitusta. Ajan myötä tämä voi aiheuttaa laakerin ylikuumenemista, häkkivaurioita, epänormaalia ääntä tai laakerin täydellisen rikkoutumisen.
3. Tehokkuushäviö ja ylikuumeneminen
Kun kotelon paine kasvaa, se luo vastuksen komponentin sisälle. Tämä vähentää tilavuushyötysuhdetta, lisää sisäistä kitkaa, nostaa öljyn lämpötilaa ja lyhentää hydraulikomponentin käyttöikää.
Siksi kotelon tyhjennysaukon tarkoitus on yksinkertainen: palauttaa sisäinen vuotoöljy säiliöön erittäin alhaisella paineella.
Miksi hydraulimoottoreissa on oltava itsenäinen kotelon tyhjennysputki?
Hydraulimoottori on toimilaite. Sen tehtävänä on muuntaa hydraulinen paine ja virtaus pyöriväksi mekaaniseksi voimaksi. Tästä toimintaperiaatteesta johtuen hydraulimoottorin paluuaukko ei ole aina matalapaineinen.
Tämä on keskeinen ero.
Olipa kyseessä sitten kompakti hydraulinen orbitaalimoottori , suuri vääntömomentti radiaalimäntämoottori, aksiaalimäntämoottori tai jarrumoottori, hydraulimoottori voi kohdata kaksi tärkeää työehtoa.
1. Moottorin paluulinjassa on usein vastapainetta
Kun hydraulimoottori käyttää kuormaa, ulostulopuolella voi olla paluupaine. Tämä paine voi johtua putken vastuksista, venttiileistä, jäähdyttimistä, suodattimista tai tahallisesta vastapaineesta, jota käytetään parantamaan liikkeenhallintaa.
Monissa liikkuvissa hydraulijärjestelmissä paluupaine voi olla 1–3 MPa tai jopa korkeampi.
Jos moottorin kotelon tyhjennysaukko on kytketty paluulinjaan, tämä vastapaine voi tulla suoraan moottorin koteloon. Kun näin tapahtuu, kotelon paine nousee nopeasti ja akselitiiviste saattaa pettää.
2. Hydraulimoottoria voidaan käyttää kuormalla
Joissakin sovelluksissa kuorma voi ohjata moottoria kuormaa ohjaavan moottorin sijaan. Esimerkiksi:
Tässä tilassa hydraulimoottori voi väliaikaisesti käyttäytyä kuin pumppu. Alkuperäisestä paluuportista voi tulla korkeapaineportti.
Jos kotelon tyhjennys on kytketty tähän linjaan, korkeapaineinen öljy voi virrata suoraan moottorin koteloon. Seurauksena voi olla välitön akselitiivistevika, öljyvuoto, laakerivaurio tai moottorin rikkoutuminen.
Tästä syystä hydraulimoottorit vaativat erillisen kotelon tyhjennyslinjan . Tyhjennyslinjan on palattava suoraan säiliöön minimaalisella vastapaineella.
Miksi monet hydraulipumput eivät tarvitse ulkoista tyhjennysaukkoa?
A hydraulipumppu on tehokomponentti. Se muuntaa moottorin tai sähkömoottorin mekaanisen energian hydrauliseksi paineeksi ja virtaukseksi.
Toisin kuin moottorissa, pumpun tuloaukko on normaalisti matalapaineinen tai jopa hieman alipaineinen alue. Tämä antaa monille pumpuille luonnollisen edun: sisäinen vuotoöljy voidaan palauttaa sisäisesti imupuolelle.
Pumpun sisään insinöörit luovat usein pienen sisäisen käytävän kotelon alueen ja imukammion välille. Pumppukotelon sisällä vuotava öljy virtaa takaisin matalapaineiselle sisääntulopuolelle ja imeytyy takaisin järjestelmään.
Koska pumpun tuloaukon paine on paljon alhaisempi kuin ulostulossa, tämä sisäinen tyhjennysrakenne pitää kotelon paineen alhaisena ilman ulkoista kotelon tyhjennysaukkoa.
Tästä syystä monissa hydraulipumpuissa ei näytä olevan erillistä tyhjennysaukkoa. Tyhjennysreitti on jo rakennettu pumpun sisään.
Tärkeää: Kaikki hydraulipumput eivät ole ilman kotelon tyhjennysaukkoja
Ajatus siitä, että 'hydrauliset pumput eivät tarvitse tyhjennysaukkoja' on vain osittain oikea.
Korkeapaineisissa ja suuritehoisissa hydraulijärjestelmissä monissa pumpuissa on oltava ulkoinen kotelon tyhjennysaukko. Yleisin esimerkki on muuttuvatilavuuksinen mäntäpumppu.
Muuttuva mäntäpumput toimivat usein korkeassa paineessa, ja niiden sisäinen vuoto voi olla paljon suurempi kuin yksinkertaisissa kiinteätilavuuksisissa pumpuissa. Lisäksi säädettävä syrjäytyssäätömekanismi voi itse tuottaa vuotavaa öljyä.
Jos kaikki tämä vuotoöljy palautetaan suoraan imuaukkoon, voi ilmetä useita ongelmia:
imuöljyn lämpötila voi nousta;
kavitaatioriski voi lisääntyä;
pumpun sisääntulovastus voi kasvaa;
pumpun itseimeytysteho saattaa heikentyä;
siirtymän säätö voi muuttua epävakaaksi.
Tästä syystä monet korkeapaineiset säädettävät mäntäpumput, suurnopeuspumput, tandempumput ja erikoishydraulipumput on varustettu ulkoisella tyhjennysportilla.
Tässä tapauksessa pumpun tyhjennysputki tulee asentaa samalla tavalla kuin hydraulimoottorin tyhjennysputki: suoraan takaisin säiliöön pienellä vastuksella ja alhaisella vastapaineella.
Yleisimmät viemärin asennusvirheet
Kotelon tyhjennysongelmat ovat yleisimpiä syitä hydraulimoottorin vikaantumiseen. Seuraavia virheitä tulee välttää.
Jotkut teknikot ajattelevat: 'Molemmat linjat palauttavat öljyä säiliöön, joten niiden yhdistämisen pitäisi olla hyvä.'
Todellisuudessa paluulinjassa voi olla painetta. Kun paluupaine tulee moottorin koteloon, akselitiiviste voi pettää nopeasti. Tiivisteen vaihtaminen ei ratkaise ongelmaa, jos tyhjennysputki on edelleen kytketty väärin.
Esimerkiksi kompaktit moottorit, kuten Blince OMM -sarjan Hydraulic Orbit -moottorit on suunniteltu luotettavalla akselitiivisteellä ja kompaktilla rakenteella, mutta tyhjennysliitoksen on silti noudatettava oikeita hydraulijärjestelmän sääntöjä. OMM-tuotesivulla korostetaan myös sen kompaktia muotoilua, integroitua staattori-roottorirakennetta ja korkeapaineisen akselitiivisteen ominaisuuksia.
Virhe 2: Pumpun tyhjennysaukon tukkiminen
Joissakin säädettävän mäntäpumpuissa on pienet tai piilotetut tyhjennysaukot. Asennuksen aikana portti voidaan jättää huomiotta tai se voidaan vahingossa estää.
Jos tyhjennysaukko on tukossa, paine pumpun pesän sisällä voi nousta nopeasti. Tämä voi työntää akselitiivisteen ulos, aiheuttaa raskaan öljyvuotojen ja aiheuttaa vakavia turvallisuusriskejä.
Virhe 3: Liian pienen tai liian pitkän viemäriputken käyttäminen
Vaikka tyhjennysputki on kytketty säiliöön, huono putkisto voi silti aiheuttaa vastapainetta. Liian kapea, liian pitkä tai jyrkkiä mutkia täynnä oleva tyhjennysputki voi rajoittaa öljyn virtausta.
Kotelon tyhjennyslinjat on mitoitettava oikein, jotta kotelon paine pysyy mahdollisimman alhaisena.
Oikeat kotelon tyhjennysasennusohjeet
Noudata seuraavia perussääntöjä hydraulimoottoreissa ja pumpuissa, joissa on ulkoiset tyhjennysaukot:
Kotelon tyhjennyslinjan tulee palata suoraan hydraulisäiliöön.
Älä kytke moottorin tyhjennysjohtoa pääpaluulinjaan.
Älä asenna venttiilejä tai rajoittavia suodattimia kotelon tyhjennyslinjaan.
Pidä tyhjennysputki lyhyenä ja riittävän suurena vähentääksesi vastapainetta.
Vältä useiden moottorin tyhjennysporttien kytkemistä sarjaan.
Varmista, että tyhjennysputki ei aiheuta sifonointi- tai paineenvaihteluongelmia.
Noudata aina valmistajan asennusohjetta.
Nämä yksityiskohdat saattavat tuntua pieniltä, mutta ne vaikuttavat suoraan koko hydraulijärjestelmän luotettavuuteen.
Johtopäätös
Kotelon tyhjennysaukko saattaa näyttää pieneltä yksityiskohdalta, mutta sillä on ratkaiseva rooli hydraulijärjestelmän turvallisuudessa ja luotettavuudessa.
Hydraulimoottorit vaativat erilliset tyhjennyslinjat, koska niiden paluuporteissa voi olla vastapainetta tai niistä voi tulla jopa korkeapaineportteja ylikuormitusolosuhteissa. Monissa hydraulipumpuissa ei ole ulkoista tyhjennysaukkoa, koska niiden sisäinen vuoto voi usein palata matalapaineiselle imupuolelle. Korkeapaineiset säädettävät mäntäpumput ja erikoiskäyttöiset pumput saattavat kuitenkin vaatia ulkoisia kotelon tyhjennyslinjoja.
Hydraulisen moottorin tyhjennysaukko suojaa moottorin koteloa paluulinjan paineelta. Pumpun tyhjennysreitti riippuu yleensä imupuolen paineesta. Väärä tyhjennysliitäntä voi tuhota tiivisteet, laakerit ja koko hydraulikomponentin.
Tämän perusperiaatteen ymmärtäminen auttaa vähentämään vikoja, pidentämään laitteiden käyttöikää ja parantamaan hydraulijärjestelmien luotettavuutta.
