Pravi razlog iza odvodnih otvora hidrauličkog motora, putova curenja pumpe i zaštite od tlaka kućišta
U instalaciji i održavanju hidrauličkog sustava, jedan mali priključak često se pogrešno shvaća: odvodni otvor kućišta . Mnogi tehničari postavljaju isto pitanje: zašto hidraulički motori obično zahtijevaju neovisni odvodni vod, dok se čini da ga mnoge hidrauličke pumpe nemaju?
Uobičajen, ali netočan odgovor je: 'Hidraulički motori cure iznutra, ali hidrauličke pumpe ne.'
To nije točno.
I hidrauličke pumpe i hidraulički motori stvaraju unutarnje curenje. U nekim slučajevima, volumen istjecanja unutar pumpe može biti jednako značajan kao i onaj unutar motora. Prava razlika nije postoji li curenje, nego gdje to curenje može sigurno otići.
Razumijevanje ove razlike je kritično. Pogrešan odvodni priključak može dovesti do kvara brtve vratila, oštećenja ležaja, pregrijavanja, gubitka učinkovitosti ili čak potpunog kvara hidrauličkog motora.
Blince Hydraulic nudi širok raspon hidraulički motori , uključujući orbitalne motore, radijalne klipne motore, aksijalne klipne motore, kočione motore i putne motore za građevinske strojeve, poljoprivredne strojeve i industrijsku opremu.
Što je odvodni otvor kućišta u hidrauličkom sustavu?
Odvodni otvor kućišta nije dizajniran za 'ispuštanje otpadnog ulja'. Njegova stvarna funkcija je zaštititi kućište hidrauličke komponente od prekomjernog unutarnjeg tlaka.
U bilo kojoj hidrauličkoj pumpi ili hidrauličkom motoru savršeno brtvljenje je nemoguće. Ulje pod visokim pritiskom proći će kroz male unutarnje zazore, kao što su:
zazor između klipova i blokova cilindra;
razmak između zupčanika i kućišta pumpe;
razmak između lopatica i rotora;
unutarnje razvodne i brtvene površine.
Ovo unutarnje curenje ulazi u kućište komponente. Ako se ne može sigurno isprazniti, ulje će se nakupiti unutar kućišta i tlak u kućištu će brzo rasti.
Pretjerani pritisak kućišta može uzrokovati tri ozbiljna problema.
1. Kvar brtve vratila
Ovo je najčešći kvar uzrokovan neispravnom instalacijom odvoda kućišta. Mnoge standardne brtve vratila mogu izdržati samo ograničeni pritisak. Jednom kada tlak kućišta naraste iznad kapaciteta brtve, brtva se može izgurati ili oštetiti, uzrokujući ozbiljno curenje ulja.
2. Oštećenje ležaja
Visoki tlak kućišta može poremetiti podmazivanje ležaja i povećati aksijalno opterećenje. S vremenom to može uzrokovati pregrijavanje ležaja, oštećenje kaveza, nenormalnu buku ili potpuni kvar ležaja.
3. Gubitak učinkovitosti i pregrijavanje
Kada se tlak kućišta poveća, stvara se otpor unutar komponente. To smanjuje volumetrijsku učinkovitost, povećava unutarnje trenje, podiže temperaturu ulja i skraćuje životni vijek hidrauličke komponente.
Stoga je svrha otvora za pražnjenje kućišta jednostavna: vratiti unutarnje curenje ulja u spremnik pod vrlo niskim tlakom.
Za više tehničke pozadine o strukturi hidrauličkog motora i principima rada, također možete pročitati Blince's hidraulički motor tehnički artikli
Zašto hidraulički motori moraju imati neovisan odvodni vod kućišta?
Hidraulički motor je aktuator. Njegov zadatak je pretvaranje hidrauličkog tlaka i toka u rotirajuću mehaničku snagu. Zbog ovog principa rada, povratni priključak hidrauličkog motora nije uvijek niskotlačan.
Ovo je ključna razlika.
Bilo da se radi o kompaktu hidraulički orbitalni motor , radijalni klipni motor visokog momenta, aksijalni klipni motor ili kočni motor, hidraulički motor može se suočiti s dva važna radna uvjeta.
1. Povratni vod motora često ima protutlak
Kada hidraulički motor pokreće opterećenje, izlazna strana može imati povratni tlak. Taj tlak može potjecati od otpora cijevi, ventila, hladnjaka, filtara ili namjernog povratnog tlaka koji se koristi za poboljšanje kontrole kretanja.
U mnogim mobilnim hidrauličkim sustavima povratni tlak može doseći 1–3 MPa ili čak i više.
Ako je odvodni otvor kućišta motora spojen na povratni vod, taj protutlak može izravno ući u kućište motora. Kad se to dogodi, tlak u kućištu brzo raste i brtva vratila može otkazati.
2. Hidraulički motor može biti pokretan teretom
U nekim primjenama teret može pokretati motor umjesto da motor pokreće teret. Na primjer:
valjak koji se kreće nizbrdo;
sustav zakretanja bagera tijekom kočenja;
vitlo ili pogonski pogon pod prekoračenjem opterećenja;
rotirajući mehanizam s velikom inercijom.
U ovom stanju, hidraulički motor se može privremeno ponašati kao pumpa. Izvorni povratni priključak može postati visokotlačni priključak.
Ako je odvod kućišta spojen na ovaj vod, visokotlačno ulje može teći izravno u kućište motora. Rezultat može biti trenutni kvar brtve vratila, curenje ulja, oštećenje ležaja ili kvar motora.
Zbog toga hidraulički motori zahtijevaju neovisni odvodni vod kućišta . Odvodni vod mora se vratiti izravno u spremnik s minimalnim protutlakom.
Zašto mnoge hidraulične pumpe ne trebaju vanjski odvodni priključak?
A hidraulička pumpa je komponenta snage. Pretvara mehaničku energiju iz motora ili elektromotora u hidraulički tlak i protok.
Za razliku od motora, ulazni otvor pumpe obično je područje niskog tlaka ili čak blagog negativnog tlaka. To mnogim crpkama daje prirodnu prednost: unutarnje curenje ulja može se interno vratiti na usisnu stranu.
Unutar pumpe inženjeri često stvaraju mali unutarnji prolaz između područja kućišta i usisne komore. Ulje koje curi unutar kućišta pumpe teče natrag na niskotlačnu ulaznu stranu i ponovno se uvlači u sustav.
Budući da je tlak na ulazu pumpe mnogo niži od izlaza, ovaj dizajn unutarnjeg odvoda održava nizak tlak u kućištu bez potrebe za vanjskim otvorom za odvod kućišta.
Zbog toga se čini da mnoge hidrauličke pumpe nemaju odvojeni odvodni otvor. Odvodni put je već izgrađen unutar pumpe.
Važno: Nisu sve hidrauličke pumpe bez odvodnih otvora na kućištu
Ideja da 'hidrauličke pumpe ne trebaju odvodne otvore' samo je djelomično točna.
U visokotlačnim i hidrauličkim sustavima velike snage, mnoge pumpe moraju imati vanjski odvodni otvor kućišta. Najčešći primjer je klipna pumpa promjenjivog obujma.
Crpke s varijabilnim klipom često rade pod visokim tlakom, a njihovo unutarnje propuštanje može biti puno veće od onog kod jednostavnih pumpi s fiksnim volumenom. Osim toga, sam mehanizam za kontrolu promjenjivog pomaka može generirati curenje ulja.
Ako se svo ovo iscurjelo ulje vrati izravno u usisni otvor, može se pojaviti nekoliko problema:
temperatura usisnog ulja može porasti;
rizik od kavitacije može se povećati;
ulazni otpor pumpe može postati veći;
performanse samousisavanja pumpe mogu se smanjiti;
kontrola pomaka može postati nestabilna.
Iz tog razloga, mnoge visokotlačne varijabilne klipne pumpe, pumpe velike brzine, tandem pumpe i hidrauličke pumpe posebne namjene opremljene su vanjskim odvodnim priključkom.
U ovom slučaju, odvodni vod crpke trebao bi biti instaliran na sličan način kao i odvodni vod hidrauličkog motora: izravno natrag u spremnik s malim otporom i niskim povratnim tlakom.
Uobičajene greške pri postavljanju odvoda kućišta
Problemi s odvodom vode među najčešćim su uzrocima kvara hidrauličkog motora. Treba izbjegavati sljedeće pogreške.
Pogreška 1: Spajanje odvoda kućišta motora na povratni vod
Ovo je jedna od najopasnijih grešaka.
Neki tehničari misle: 'Obje linije vraćaju ulje u spremnik, tako da bi njihovo spajanje trebalo biti u redu.'
U stvarnosti, povratni vod može imati pritisak. Nakon što povratni tlak uđe u kućište motora, brtva vratila može brzo otkazati. Zamjena brtve neće riješiti problem ako je odvodni vod i dalje neispravno spojen.
Na primjer, kompaktni motori kao što je Hidraulički orbitalni motor serije Blince OMM dizajniran je s pouzdanim brtvljenjem osovine i kompaktnom konstrukcijom, ali odvodni priključak i dalje mora slijediti ispravna pravila hidrauličkog sustava. Stranica proizvoda OMM također ističe njegov kompaktni dizajn, integriranu strukturu statora i rotora i karakteristike visokotlačne brtve vratila.
Pogreška 2: Blokiranje odvodnog otvora pumpe
Neke pumpe s promjenjivim klipom imaju male ili skrivene odvodne otvore. Tijekom instalacije port može biti zanemaren ili slučajno blokiran.
Ako je odvodni otvor blokiran, tlak unutar kućišta pumpe može brzo porasti. To može izgurati brtvu vratila, izazvati veliko curenje ulja i izazvati ozbiljne sigurnosne rizike.
Pogreška 3: Korištenje odvodne cijevi koja je premalena ili predugačka
Čak i ako je odvodni vod spojen na spremnik, loš dizajn cjevovoda još uvijek može stvoriti protutlak. Odvodni vod koji je preuzak, predugačak ili pun oštrih zavoja može ograničiti protok ulja.
Odvodni vodovi kućišta moraju biti pravilno dimenzionirani kako bi tlak u kućištu bio što je moguće niži.
Smjernice za ugradnju ispravnog odvoda
Za hidrauličke motore i pumpe s vanjskim odvodnim otvorima, slijedite ova osnovna pravila:
Odvodni vod kućišta trebao bi se vratiti izravno u hidraulički spremnik.
Nemojte spajati odvodni vod motora na glavni povratni vod.
Nemojte postavljati ventile ili restriktivne filtre u odvodni vod kućišta.
Neka odvodna cijev bude kratka i dovoljno velika kako bi se smanjio protutlak.
Izbjegavajte serijsko spajanje više odvodnih priključaka motora.
Uvjerite se da odvodni vod ne stvara probleme sa sifoniranjem ili fluktuacijama tlaka.
Uvijek slijedite priručnik za instalaciju proizvođača.
Ovi se detalji mogu činiti malima, ali oni izravno utječu na pouzdanost kompletnog hidrauličkog sustava.
Zaključak
Odvodni otvor kućišta može izgledati kao mali detalj, ali igra ključnu ulogu u sigurnosti i pouzdanosti hidrauličkog sustava.
Hidraulički motori zahtijevaju neovisne odvodne vodove jer njihovi povratni otvori mogu imati protutlak ili čak mogu postati visokotlačni otvori u uvjetima prevelikog opterećenja. Mnoge hidrauličke pumpe ne pokazuju vanjski odvodni otvor jer se njihovo unutarnje curenje često može vratiti na niskotlačnu usisnu stranu. Međutim, visokotlačne varijabilne klipne pumpe i pumpe posebne namjene još uvijek mogu zahtijevati vanjske odvodne vodove kućišta.
Odvodni otvor hidrauličkog motora štiti kućište motora od tlaka u povratnom vodu. Odvodni put pumpe obično ovisi o tlaku na usisnoj strani. Pogrešan odvodni priključak može uništiti brtve, ležajeve i cijelu hidrauličku komponentu.
Razumijevanje ovog osnovnog načela pomaže smanjiti kvarove, produljiti radni vijek opreme i poboljšati pouzdanost hidrauličkih sustava.
