Il vero motivo dietro le porte di drenaggio del motore idraulico, i percorsi di perdita della pompa e la protezione dalla pressione della custodia
Nell'installazione e nella manutenzione dei sistemi idraulici, una piccola porta viene spesso fraintesa: la porta di scarico della custodia . Molti tecnici si pongono la stessa domanda: perché i motori idraulici solitamente richiedono una linea di drenaggio indipendente, mentre molte pompe idrauliche sembrano non averne una?
Una risposta comune ma errata è: 'I motori idraulici perdono internamente, ma le pompe idrauliche no.'
Questo non è vero.
Sia le pompe idrauliche che i motori idraulici generano perdite interne. In alcuni casi, il volume delle perdite all'interno di una pompa può essere altrettanto significativo quanto quello all'interno di un motore. La vera differenza non è se le perdite esistano, ma dove possano andare a finire in sicurezza.
Comprendere questa differenza è fondamentale. Un collegamento errato dello scarico della scatola può portare al guasto della tenuta meccanica, al danneggiamento dei cuscinetti, al surriscaldamento, alla perdita di efficienza o addirittura al guasto completo del motore idraulico.
Blince Hydraulic offre un'ampia gamma di motori idraulici , compresi motori orbitali, motori a pistoni radiali, motori a pistoni assiali, motori frenanti e motori di traslazione per macchine edili, macchine agricole e attrezzature industriali.
Che cos'è una porta di drenaggio della custodia in un sistema idraulico?
Una porta di scarico della custodia non è progettata per 'scaricare l'olio esausto.' La sua vera funzione è quella di proteggere l'alloggiamento del componente idraulico da un'eccessiva pressione interna.
In qualsiasi pompa idraulica o motore idraulico la tenuta perfetta è impossibile. L'olio ad alta pressione passerà attraverso piccoli giochi interni, come:
il gioco tra pistoni e blocchi cilindri;
lo spazio tra gli ingranaggi e gli alloggiamenti della pompa;
il gioco tra palette e rotori;
superfici interne di distribuzione e tenuta.
Questa perdita interna entra nell'alloggiamento del componente. Se non può essere scaricato in sicurezza, l'olio si accumulerà all'interno dell'alloggiamento e la pressione della custodia aumenterà rapidamente.
Una pressione eccessiva del case può causare tre seri problemi.
1. Guasto alla tenuta dell'albero
Questo è il guasto più comune causato da un'errata installazione dello scarico del case. Molte tenute standard per alberi possono sopportare solo una pressione limitata. Quando la pressione della custodia supera la capacità della guarnizione, la guarnizione potrebbe fuoriuscire o danneggiarsi, causando gravi perdite d'olio.
2. Danni ai cuscinetti
Una pressione elevata sull'alloggiamento può disturbare la lubrificazione dei cuscinetti e aumentare il carico assiale. Con il passare del tempo, ciò potrebbe causare il surriscaldamento dei cuscinetti, danni alla gabbia, rumori anomali o il guasto completo dei cuscinetti.
3. Perdita di efficienza e surriscaldamento
Quando la pressione della custodia aumenta, si crea resistenza all'interno del componente. Ciò riduce l'efficienza volumetrica, aumenta l'attrito interno, aumenta la temperatura dell'olio e accorcia la durata del componente idraulico.
Pertanto, lo scopo della porta di scarico della carcassa è semplice: restituire l'olio perso internamente al serbatoio a una pressione molto bassa.
Per informazioni più tecniche sulla struttura del motore idraulico e sui principi di funzionamento, puoi anche leggere quello di Blince articoli tecnici motori idraulici
Perché i motori idraulici devono avere una linea di drenaggio indipendente?
Un motore idraulico è un attuatore. Il suo compito è convertire la pressione idraulica e il flusso in potenza meccanica rotante. A causa di questo principio di funzionamento, la porta di ritorno di un motore idraulico non è sempre a bassa pressione.
Questa è la differenza fondamentale.
Che si tratti di una compatta motore orbitale idraulico , un motore a pistoni radiali a coppia elevata, un motore a pistoni assiali o un motore con freno, un motore idraulico può trovarsi ad affrontare due importanti condizioni di lavoro.
1. La linea di ritorno del motore presenta spesso contropressione
Quando un motore idraulico aziona un carico, il lato di uscita può avere una pressione di ritorno. Questa pressione può provenire dalla resistenza del tubo, dalle valvole, dai raffreddatori, dai filtri o dalla contropressione intenzionale utilizzata per migliorare il controllo del movimento.
In molti sistemi idraulici mobili, la pressione di ritorno può raggiungere 1–3 MPa o anche di più.
Se l'attacco di drenaggio dell'involucro del motore è collegato alla linea di ritorno, questa contropressione potrebbe entrare direttamente nell'alloggiamento del motore. Quando ciò accade, la pressione della custodia aumenta rapidamente e la tenuta dell'albero potrebbe guastarsi.
2. Un motore idraulico può essere azionato dal carico
In alcune applicazioni, il carico può azionare il motore anziché il motore che aziona il carico. Per esempio:
un rullo compressore che si muove in discesa;
un sistema di rotazione dell'escavatore in frenata;
un argano o una trasmissione sotto carico eccessivo;
un meccanismo rotante ad elevata inerzia.
In questa condizione il motore idraulico può comportarsi temporaneamente come una pompa. La porta di ritorno originale può diventare una porta ad alta pressione.
Se lo scarico della carcassa è collegato a questa linea, l'olio ad alta pressione può fluire direttamente nell'alloggiamento del motore. Il risultato può essere un guasto immediato della tenuta meccanica, una perdita d'olio, un danno ai cuscinetti o un guasto al motore.
Ecco perché i motori idraulici richiedono una linea di drenaggio della carcassa indipendente . La linea di scarico deve ritornare direttamente al serbatoio con una contropressione minima.
Perché molte pompe idrauliche non necessitano di una porta di drenaggio esterna?
UN la pompa idraulica è un componente di potenza. Converte l'energia meccanica di un motore o di un motore elettrico in pressione e flusso idraulici.
A differenza di un motore, l'ingresso della pompa è normalmente un'area a bassa pressione o addirittura a pressione leggermente negativa. Ciò offre a molte pompe un vantaggio naturale: l'olio trafilato internamente può essere restituito internamente al lato di aspirazione.
All'interno della pompa gli ingegneri spesso creano un piccolo passaggio interno tra la zona dell'alloggiamento e la camera di aspirazione. L'olio fuoriuscito all'interno del corpo della pompa ritorna al lato di ingresso a bassa pressione e viene nuovamente aspirato nel sistema.
Poiché la pressione di ingresso della pompa è molto inferiore a quella di uscita, questo design di drenaggio interno mantiene bassa la pressione dell'alloggiamento senza richiedere una porta di drenaggio esterna della custodia.
Questo è il motivo per cui molte pompe idrauliche non sembrano avere una porta di scarico separata. Il percorso di scarico è già realizzato all'interno della pompa.
Importante: non tutte le pompe idrauliche sono prive di porte di drenaggio della custodia
L'idea che 'le pompe idrauliche non necessitano di porte di drenaggio' è corretta solo in parte.
Nei sistemi idraulici ad alta pressione e ad alta potenza, molte pompe devono avere una porta di scarico della custodia esterna. L'esempio più comune è il pompa a pistoni a cilindrata variabile.
Le pompe a pistoni variabili spesso funzionano ad alta pressione e la loro perdita interna può essere molto maggiore di quella delle semplici pompe a cilindrata fissa. Inoltre, lo stesso meccanismo di controllo della cilindrata variabile può generare perdite di olio.
Se tutto l'olio perso viene restituito direttamente alla porta di aspirazione, potrebbero verificarsi diversi problemi:
la temperatura dell'olio di aspirazione potrebbe aumentare;
il rischio di cavitazione può aumentare;
la resistenza all'ingresso della pompa potrebbe aumentare;
le prestazioni di autoadescamento della pompa potrebbero diminuire;
il controllo dello spostamento potrebbe diventare instabile.
Per questo motivo, molte pompe a pistoni variabili ad alta pressione, pompe ad alta velocità, pompe tandem e pompe idrauliche per scopi speciali sono dotate di un attacco di drenaggio esterno.
In questo caso, la linea di scarico della pompa deve essere installata in modo simile alla linea di scarico del motore idraulico: direttamente al serbatoio con bassa resistenza e bassa contropressione.
Errori comuni di installazione dello scarico del case
I problemi di drenaggio della cassa sono tra le cause più comuni di guasto del motore idraulico. Dovrebbero essere evitati i seguenti errori.
Errore 1: collegare lo scarico della cassa del motore alla linea di ritorno
Questo è uno degli errori più pericolosi.
Alcuni tecnici pensano: 'Entrambe le linee restituiscono l'olio al serbatoio, quindi collegarle insieme dovrebbe andare bene.'
In realtà, la linea di ritorno potrebbe avere pressione. Una volta che la pressione di ritorno entra nell'alloggiamento del motore, la tenuta meccanica potrebbe guastarsi rapidamente. La sostituzione della guarnizione non risolverà il problema se la linea di scarico è ancora collegata in modo errato.
Ad esempio, i motori compatti come il I motori orbitali idraulici Blince serie OMM sono progettati con una tenuta dell'albero affidabile e una struttura compatta, ma il collegamento di scarico deve comunque seguire le regole corrette del sistema idraulico. La pagina del prodotto OMM evidenzia inoltre il design compatto, la struttura integrata dello statore-rotore e le caratteristiche della tenuta dell'albero ad alta pressione.
Errore 2: bloccare la porta di scarico della pompa
Alcune pompe a pistoni variabili hanno porte di scarico piccole o nascoste. Durante l'installazione, la porta potrebbe essere ignorata o bloccata accidentalmente.
Se l'attacco di drenaggio è bloccato, la pressione all'interno del corpo della pompa può aumentare rapidamente. Ciò può spingere fuori la tenuta meccanica, creare notevoli perdite d'olio e causare gravi rischi per la sicurezza.
Errore 3: utilizzare una linea di scarico troppo piccola o troppo lunga
Anche se la linea di scarico è collegata al serbatoio, una progettazione inadeguata delle tubazioni può comunque creare contropressione. Una linea di scarico troppo stretta, troppo lunga o piena di curve strette può limitare il flusso dell'olio.
Le linee di drenaggio dell'involucro devono essere dimensionate correttamente per mantenere la pressione dell'involucro quanto più bassa possibile.
Linee guida corrette per l'installazione del drenaggio dell'involucro
Per i motori idraulici e le pompe con porte di drenaggio esterne, seguire queste regole di base:
La linea di drenaggio della custodia dovrebbe ritornare direttamente al serbatoio idraulico.
Non collegare la linea di scarico del motore alla linea di ritorno principale.
Non installare valvole o filtri restrittivi nella linea di scarico della custodia.
Mantenere la linea di drenaggio corta e abbastanza larga da ridurre la contropressione.
Evitare di collegare più porte di drenaggio del motore in serie.
Assicurarsi che la linea di scarico non crei problemi di sifonamento o fluttuazioni di pressione.
Seguire sempre il manuale di installazione del produttore.
Questi dettagli possono sembrare piccoli, ma influiscono direttamente sull'affidabilità dell'intero sistema idraulico.
Conclusione
Una porta di scarico della custodia può sembrare un piccolo dettaglio, ma svolge un ruolo fondamentale nella sicurezza e nell'affidabilità del sistema idraulico.
I motori idraulici richiedono linee di drenaggio indipendenti poiché le loro porte di ritorno possono avere contropressione o addirittura diventare porte ad alta pressione in condizioni di carico eccessivo. Molte pompe idrauliche non presentano una porta di drenaggio esterna poiché le perdite interne possono spesso ritornare al lato di aspirazione a bassa pressione. Tuttavia, le pompe a pistoni variabili ad alta pressione e le pompe per scopi speciali potrebbero comunque richiedere linee di drenaggio esterne.
Una porta di scarico del motore idraulico protegge l'alloggiamento del motore dalla pressione della linea di ritorno. Il percorso di drenaggio della pompa solitamente dipende dalla pressione del lato di aspirazione. Un collegamento di scarico errato può distruggere le guarnizioni, i cuscinetti e l'intero componente idraulico.
Comprendere questo principio di base aiuta a ridurre i guasti, prolungare la durata utile delle apparecchiature e migliorare l'affidabilità dei sistemi idraulici.
