油圧システムにおけるアンロードバルブの役割

導入

あなたの 油圧システムは アイドル時に高温になりますか?この無駄なエネルギーには実際にお金がかかります。アンロードバルブはこの問題を解決します。ポンプの流れを自動的に低圧のタンクに迂回させます。この記事では、アンロードバルブの機能、エネルギーの節約方法、およびそれをどこに適用するかを正確に学びます。また、よくある失敗を見つけて迅速に修正することもできます。

油圧システムにおけるアンロードバルブの中核機能を理解する

基本的な仕事 – ポンプの流れをタンクに向け直す

アンロードバルブを内のスマートな交通警官と考えてください 油圧システム。その主な仕事は？。 ポンプの全出力流量を自動的にリザーバーに戻します 圧力が事前設定レベルに達すると、ためらうことはありません。部分的な対策はなし。この動作により、ポンプは完全に「アンロード」されます。確かにポンプは回転し続けますが、非常に低い圧力で動作し、ほとんどアイドリング状態に近い状態になります。システム全体の圧力に対抗できなくなりました。それは大きな違いを生みます。

典型的なで何が起こるかを詳しく見てみましょう 油圧システム。

これが重要な理由は次のとおりです。固定容量型ポンプは、いつ流れが必要になるかを知りません。毎秒同じ音量を押し続けるだけです。アンロードバルブがなければ、アイドル時間中に流れが行き場を失います。したがって、閉回路に衝突します。圧力が急上昇します。ポンプは一生懸命働きます。エネルギーは無駄な熱として流出します。それは望んでいません。私たちはそれを望んでいません。アンロードバルブが機能し、タンクへの広く開いたレーンを開き、ポンプの呼吸を容易にします。これは単純なトリックですが、効率が変わります 油圧システムの動作 。

油圧システムにアンロードバルブが必要な理由

これは多くの人を驚かせる事実です。固定容量型ポンプを備えた 油圧システムでは 、重い荷物を持ち上げているときも、ただ待っているときも、ポンプは同じ流量を供給します。いつも。例外はありません。したがって、プレス機が部品を保持したり、クランプが閉じたままになったりするなど、アクチュエーターの動きが停止すると、その流れはどこかに行かなければなりません。アンロードバルブがない場合、システムはすべてをリリーフバルブに強制的に通過させます。しかし、リリーフバルブは高圧で作動します。これは安全装置であり、エネルギーを節約するものではありません。

それでは何が起こるでしょうか？ 3 つの厄介な点:

• 大量のエネルギーの無駄 – ポンプはフル圧力で動作しながら、有益な仕事はまったく行いません。

• 熱過負荷 – 無駄になったエネルギーが熱に変わり、油圧作動油が調理されます。

• 早期摩耗 – シール、ホース、ポンプは、一定の高圧下でより早く劣化します。

アンロードバルブがすべてを解決します。が開きます。 低圧経路 タンクに直接戻る圧力はほぼゼロまで下がります。ポンプは空転します。油圧 システムは 準備が整っていますが、電力を飲み込むのではなく、電力を消費します。スタンバイ期間中にエネルギーを 80 ～ 90% 節約できます。それはタイプミスではありません。私たちは電気代や燃料代を大幅に削減することについて話しています。さらに、熱が少ないということは、オイルが長持ちすることを意味します。コンポーネントの寿命が長くなります。操作全体がよりスムーズに実行されます。したがって、誰かが「アンロード バルブは何をするものですか?」と尋ねたら、エネルギーを浪費する変えるコンポーネントであると答えてください。 油圧システムを スマートで効率的なシステムに

アンロードバルブの仕組み - ステップバイステップ

内部のスプリング式メカニズム

この賢い装置の内部を覗いてみましょう。いくつかの重要な部分が連携して動作していることがわかります。バネ仕掛けのスプール (場合によってはポペット) が中央にあります。入口ポートはポンプに接続します。出口ポートはリザーバーにまっすぐに戻ります。次にパイロット信号ラインがあり、システムからの圧力を感知します。通常の状態では、スプリングによりすべてが閉じた状態に保たれます。油圧によってスプールが片側から押されます。スプリングが相手から押し返します。どちらの勢力が勝つでしょうか？それは圧力レベルによって異なります。システム圧力が低い状態が続くと、スプリングはしっかりと保持されます。流れが逃げることはありません。ポンプは実際の仕事を行うためにすべてのエネルギーを送ります。しかし、圧力が十分に高くなると、油圧力がバネを克服します。スプールがずれます。バルブがパチパチと開きます。バネと圧力の間の単純な戦いが、アンロードバルブをカチカチと動かすのです。

これを取得するにはエンジニアである必要はありません。感圧スイッチのようなものだと考えてください。低圧？バルブは閉じたままです。高圧？バルブがパカッと開きます。それが核となる考え方です。そして、それはすべてのサイクルで必ず機能します。

荷降ろしサイクル - いつ、どのように開くか

それでは、サイクル全体を段階的に見ていきましょう。どのように恩恵を受けるかを見てみましょう。 油圧システムが このスムーズな自動プロセスから

ステップ 1 – 通常動作 (バルブが閉じている) システム圧力はバルブの設定値を下回っています。アクチュエーターは自由に動きます。アンロードバルブは閉じたままです。ポンプの流れは作業回路に直接送られ、中断されることはありません。すべてが正常に動作します。

ステップ 2 – 圧力が事前設定ポイントに達します (バルブが開きます) 何かが変化します。おそらく蓄電池の充電が完了したのでしょう。または、アクチュエータが限界に達して停止します。システム圧力が上昇します。これは除荷設定値 (通常はリリーフ設定より 50 ～ 200 PSI 低い) を超えます。ついに油圧力がスプリングを打ち負かします。スプールがずれます。バルブが大きく開きます。

ステップ 3 – ポンプの荷降ろし (流れはタンクに送られます) ここで魔法が始まります。ポンプの流れは開いたバルブを通って勢いよく流れ、リザーバーに戻ります。圧力はほぼゼロまで低下します。これはパイプの損失を克服するのに十分なだけです。ポンプは回転しますが、ほとんど何も動作しません。エネルギー消費量が激減します。熱の蓄積が止まります。油圧 システムが 一息つきます。

ステップ 4 – 圧力低下 (バルブが閉じる) 遅かれ早かれ、システムには再び電力が必要になります。おそらくアキュムレータが少し消耗しているのでしょう。あるいはバルブが移動してシリンダーを動かします。システム圧力がリセットレベルを下回ります。スプリングがスプールを押し戻します。バルブが閉じます。ポンプの流れは作業回路に戻ります。再び仕事をする準備ができました。

このサイクルが何百回、何千回と繰り返されます。各サイクルでエネルギーが節約されます。各フェーズで何がどこに流れるかを比較してみましょう。

パターンがわかります。複雑ではありません。バルブは作動モードと休止モードの 2 つのモードを切り替えるだけです。この切り替え動作により、 油圧システムの 効率がそれなしのシステムよりも大幅に向上します。

大規模システムにおけるパイロット運用の役割

小型システムは直動バルブで問題なく動作します。しかし、大型の産業用機器についてはどうでしょうか?ここが問題です。直動式バルブは、高圧に対して閉じた状態を維持するために重いスプリングを必要とします。そのスプリングは圧縮されにくくなります。開くのに大きな油圧力が必要です。実用的ではありません。効率的ではありません。そこでエンジニアは、パイロット操作のアンロード バルブという、よりスマートなソリューションを開発しました。

それらはどのように機能するのでしょうか?彼らは、はるかに大きなメインバルブを制御するために小さなパイロットバルブを使用します。パイロット バルブは、小さなオリフィスを通じてシステム圧力を感知します。圧力が設定値に達すると、パイロットバルブがドレン経路を開きます。これにより、メインスプールの後ろの圧力が解放されます。その場合、中程度のシステム圧力でもメインスプールが押し開かれる可能性があります。小さなスイッチを使って重いブレーカーをオンにするようなものです。結果？巨大なスプリングを使わずに正確なコントロールが可能です。

これら 2 つの設計の違いを確認してください。

アンロードバルブが油圧システムの性能を向上させる主な用途

アキュムレータ充電回路

アキュムレータはの充電式バッテリーのように機能します 、油圧システム。後で使用するために加圧流体を保管します。ここでは、典型的なサイクルを示します。ポンプは、圧力がカットアウトポイントに達するまでアキュムレータを充填します。完全に充電されると、システムはポンプ流量を必要としなくなります。したがって、アンロードバルブが開きます。すべてのポンプの流れを非常に低圧でタンクに直接送ります。その間、アキュムレータは独自に回路に電力を供給します。中断はありません。無駄なエネルギーはありません。

ポンプはいつ再び起動しますか?アンロードバルブは、アキュムレータ圧力が事前に設定されたリセットレベルに低下するまで開いたままになります。仕事で液体を使用するためにこのようなことが起こる可能性があります。あるいは自然漏れによるものもあります。圧力が十分に低下すると、バルブが閉じます。ポンプはアキュムレータを再充電します。その後、サイクル全体が繰り返されます。

高-低 (2 ポンプ) 回路

多くの賢い設計 油圧システムで使用されている 、つまり高低回路について話しましょう。 2 つのポンプを組み合わせます。 1 つのポンプが高流量を供給しますが、圧力は低くなります。 500 PSI で 50 GPM を考えてください。もう 1 つは低流量ですが高圧を供給します。おそらく 3000 PSI で 5 GPM です。なぜポンプが 2 つあるのですか?異なるタスクには異なる電力プロファイルが必要になるためです。素早い動きには流れが必要です。大きな力には圧力が必要です。

アンロードバルブがこれをどのようにうまく機能させるかは次のとおりです。

• 高速アプローチ段階 – 両方のポンプがアクチュエーターに流れを送ります。シリンダーが前方に素早く発射されます。流量が多く、抵抗が少ない。

• 仕事/力フェーズ – アクチュエータが抵抗に遭遇します。システム圧力が上昇します。アンロードバルブの設定値に達します。

• アンロード動作 – バルブが開き、大型ポンプの流れをタンクに直接流します。小型の高圧ポンプのみが動作し続けます。

• 保持または押すフェーズ – 小さなポンプは、大きなポンプからのエネルギーを無駄にすることなく、最大の力を生み出します。

消費電力の違いを確認します。

この設定は、油圧プレス、スクラップベーラー、射出成形機では標準です。また、薪割り機や圧縮機などの一部のモバイル機器にも使用されています。アンロードバルブはスイッチのように機能し、大流量が必要なくなったときに正確に大型ポンプをオフラインにします。スマート、シンプル、そして非常に効果的です。

移動機器および農業機械

掘削機やトラクターについて考えてみましょう。毎秒水力を使用しているのでしょうか?いいえ、一時停止があります。オペレーターは掘削を一時停止します。彼らは機械の位置を変更します。彼らはトラックが移動するのを待っています。短いアイドル時間の間、ポンプは回転し続けます。アンロードバルブなしでは、全圧力に対して動作します。これにより、燃料が燃焼し、オイルが加熱され、コンポーネントが摩耗します。

アンロードバルブは、移動式のあり方を変えます 油圧システム。アクティブな機能がないことを感知します。流れが行き場を失うため、システム内に圧力が高まります。アンロードバルブはあらかじめ設定されたレベルで開きます。ポンプの流れは低圧でタンクに戻ります。エンジン負荷が著しく低下します。違いがわかります。マシンの動作音が静かになります。

実際にオペレーターはどのようなメリットを感じているのでしょうか?

• 燃料消費量の削減 – 一般的な掘削機は、周期的な作業中に 10 ～ 15% を節約できます。

• エンジン負荷の軽減 – 負担が少ないということは、エンジンの寿命が長いことを意味します。

• 作動油の冷却 - 熱は敵です。熱が少ないということは、オイル交換の回数が減り、シールが良好になることを意味します。

• 静かな動作 – 閉回路と戦うポンプからの高音の鳴き声はもうありません。

• 即時応答 – システムは加圧されたままなので、コントロールに触れた瞬間に動きます。

農業機械にも同様のメリットがあります。トラクターの油圧システムは、ローダー、芝刈り機、ベーラーを動かします。パスの間、または列の終わりで一時停止すると、アンロードバルブが作動します。燃料の節約は、長い収穫日にわたって急速に増加します。コンバインでも使用されています。テレハンドラーやスキッドステアローダーも同様です。油圧需要が断続的な機械は、このバルブを取り付けるとより良く動作します。

工業製造 – プレスおよび工作機械

油圧プレスや CNC 工作機械のある工場に足を踏み入れてください。アイドル時間が十分にある長いサイクルが見られます。プレス機が閉じます。数秒間圧力を保持します。すると開きます。部品が排出されます。オペレーターは新しいピースをロードします。その保持時間と待機時間の間、ポンプは高流量を押し出す必要はありません。しかし、固定容量型ポンプはそれを知りません。ただ配信し続けるだけです。アンロードバルブがなければ、すべての流れが高圧でリリーフバルブを通過してしまいます。それは膨大なエネルギーを浪費し、熱を発生させます。

アンロードバルブはこれを完全に解決します。一時停止中はポンプを低圧でアイドリング状態に保ちます。一般的な印刷サイクル全体でのエネルギー使用量は次のとおりです。

数字が物語ります。待機電力の使用量を 70 ～ 90% 削減できます。それは小さな進歩ではありません。これは、複数のシフトを実行している店舗にとっては大変革です。

射出成形機も同様に動作します。金型をクランプし、プラスチックを射出して圧力を保持し、冷却してから開きます。冷却段階だけでも 10 ～ 20 秒続きます。アンロードバルブは、冷却期間中ずっとポンプをアンロード状態に保ちます。これに 1 日あたり数千サイクルを掛けます。私たちは真剣な節約について話しています。 CNC 油圧チャックやクランプ システムなどの工作機械にもメリットがあります。断続的なコンベアリフトを備えたマテリアルハンドリングシステムも同様です。たびに、アンロードバルブが料金を回収します。 油圧システムがたとえ 数秒間であっても、アイドル状態になる

アンロードバルブのメンテナンス、トラブルシューティング、ベストプラクティス

アンロードバルブの故障の一般的な兆候

誰も 油圧システム が作動することを望んでいません。しかし、アンロードバルブが故障し始めると、明確な警告信号が送信されます。何を探すべきかを知る必要があるだけです。現場で見られる最も一般的な症状は次のとおりです。

• アイドル期間中の過度の熱 – リザーバーまたはポンプのハウジングに触れます。いつもよりかなり暑いですか？これは多くの場合、バルブが閉じたままになっていることを意味します。ポンプは、リリーフバルブをタンクに排出するのではなく、強制的にリリーフバルブを通過させます。そのエネルギーはすべて無駄な熱に変わります。

• アクチュエータの応答が遅い、または不安定 – シリンダがクリープしたり躊躇したりしていませんか?おそらくバルブが開いたままになっているのでしょう。が実際に圧力を必要とするときに、流れをタンクにダンプします 油圧システム 。反応が鈍くなります。ポジショニングが雑になります。

• 異常なノイズ (チャタリングやブーンという音) – 正常なバルブはほぼ静かに動作します。カタカタ音や甲高い音が聞こえる場合は、トラブルが疑われます。汚染されたオイルが原因となることがよくあります。磨耗して正しく装着できなくなったスプールも同様です。

• ゲージの圧力変動 - 針が安定せずに飛び跳ねます。スプリングが弱いか、パイロットラインが詰まっていると、バルブの開閉が誤ったタイミングで行われます。安定 油圧システムが した状態になることはありません。

これらの兆候に早めに注意してください。今日の小さな問題は、明日には大規模な修理になります。固着したバルブの修理は、調理済みのポンプや焼けたオイルを交換するよりもはるかに安価です。

予防メンテナンスのヒント

適切なメンテナンスにより、アンロードバルブの快適な状態が保たれます。ハッピーバルブは信頼性の 高い油圧システムを意味します。これらの簡単な方法に従えば、最も一般的な失敗を回避できます。

• 作動油を清潔に保つ – 汚染はアンロードバルブの最大の原因です。スプールに汚れキズあり。スラッジがパイロットオリフィスを詰まらせます。スケジュールに従ってフィルターを変更します。定期的にオイルをテストしてください。きれいな液体は安価な保険です。

• パイロットラインの接続に漏れがないか確認します – パイロット操作のバルブは、漏れのないきれいな信号に依存します。継手やチューブの亀裂からの小さな滴りは、パイロット圧力がバルブに到達しないことを意味します。正しく開閉しません。それらのラインを数か月ごとに検査してください。

• 少なくとも年に 1 回は圧力設定を確認してください 。時間の経過とともにスプリングが弱くなります。彼らは緊張感を失います。それにより、バルブがアンロードされる圧力が変化します。ゲージを接続し、設定を毎年確認してください。仕様に合わせて調整します。所要時間は 10 分で、頭痛も軽減されます。

• システム温度を監視 – 熱によりすべてのコンポーネントの摩耗が促進されます。シールが硬化します。スプールが固着します。春は気性を失います。寿命を最大限に延ばすために、保ってください。 油圧システムを 140°F (60°C) 未満に温度が高くなった場合は、ただ無視するのではなく、根本原因を見つけてください。

四半期ごとに実行できる簡単なチェックリストを次に示します。

これらの手順を必ず守ってください。は 油圧システム より低温で動作し、応答が速くなり、故障の頻度が低くなります。私たちは、適切なケアを行えばバルブが 10 年以上長持ちするのを見てきました。

アンロードバルブを交換またはアップグレードする場合

永久に持続するバルブはありません。どんなに丁寧なメンテナンスをしても部品は消耗してしまいます。しかし、新しいものに交換する時期をどうやって知るのでしょうか?ここに明確な経験則があります。

• 圧力設定が仕様から 10% 以上ずれている場合は交換します 。圧力設定を調整しようとしましたが、スプリングが保持できません。もしかしたらスプールが磨耗しているのかもしれません。もしかしたらスプリングがヘタリを起こしているのかもしれません。いずれにしても精度は落ちます。新しいバルブの時期です。

• 内部漏れが過剰になった場合は交換してください – ポンプは無負荷時でも高温になります。つまり、スプールからオイルが漏れ出ているということです。圧力が存在しないはずの場所に圧力が生じます。簡単なテスト: バルブがアンロードされているときにタンクの戻りラインを触ってください。暖かい場合は、内部バイパスがあります。

• 直動式からパイロット式へのアップグレード – 高流量 (30 GPM 以上) または過酷なサイクルを実行しますか?そこでは直動バルブが苦労します。パイロット操作のユニットは、大きな流量をより高い精度で処理します。反応も早くなります。アップグレードのコストは、エネルギーの節約という形ですぐに回収されます。

• 一般的なサービス間隔に従ってください – 通常の産業環境: 2 ～ 3 年ごとに交換してください。ほこりの多い、高温の、またはハイサイクルの用途: 毎年検査し、必要に応じて交換してください。致命的な障害が起こるのを待ってはいけません。

修理と交換はどうなりますか?ほとんどのアンロードバルブは再構築する価値がありません。新しいシールとスプリングの価格は、新品のバルブとほぼ同じです。そして、まだ磨耗したスプールボアが残っています。交換するだけです。あなたの 油圧システムは きっと感謝してくれるでしょう。

アンロードバルブなしで油圧システムを操作した場合の影響

を稼働できますか? 油圧システム アンロードバルブなしで技術的にはそうです。でも、本当はそうしたくないのです。このコンポーネントをスキップすると、次のようになります。

• 過圧イベント – ポンプは閉じたバルブに対して常に作動します。アクチュエータが停止するたびに圧力が急上昇します。ホースが膨らむ。シールが吹き飛ぶ。シリンダーロッドが曲がってしまいます。こうした失敗は費用が高くつき、危険です。

• 深刻な熱の蓄積 – 無駄なエネルギーが熱になります。たくさんあります。油の温度は 180°F (82°C) を超えて上昇します。液体が酸化して黒くなります。スプール上にワニスが形成されます。シールが硬化して亀裂が入ってしまいます。が 油圧システム 内部から自動的に調理されます。

• ポンプ寿命の短縮 – 継続的な高圧運転により、ピストン、ベアリング、ベーンが急速に摩耗します。 10,000 時間持続するはずのポンプが 2,000 時間で故障する可能性があります。ポンプを 2 ～ 3 倍の頻度で交換することになります。

• 電気代や燃料代の増加 – ポンプは仕事をしない場合でもフルパワーを消費します。 50 HP モーターの場合、アイドル時間 1 時間あたり 3 ～ 5 ドルになります。 1年で何千ドルも無駄にしていることになります。

• 一貫性のないアクチュエータ制御 – アンロードバルブがないため、圧力が大きく変動します。ポンプはリリーフバルブと格闘し、その後落下し、再び格闘します。シリンダーはぎくしゃくした予測不可能な動きをします。精密な作業ができなくなります。

結論

アンロードバルブは、アイドル期間中にポンプの流れを低圧でタンクに送ります。この簡単なアクションにより、油圧システム内のエネルギーの無駄と熱が削減されます。 Blince は 、機器の動作温度を低く保ち、長時間稼働させる信頼性の高いアンロード バルブを提供します。毎日のコストを節約する、よりスマートな油圧ソリューションを Blince にお任せください。

よくある質問

Q: 油圧システムにおけるアンロードバルブはどのような役割を果たしますか?

A: 圧力が高い場合、ポンプの流れをタンクに戻します。これによりポンプの負荷が軽減され、エネルギー使用量が削減されます。

Q: アンロードバルブはどのようにエネルギーを節約しますか?

A: 待機中はポンプを低圧でアイドル状態にします。これにより、油圧システムの消費電力が最大 90% 削減されます。

Q: 油圧システムがないと過熱するのはなぜですか?

A: ポンプの流れは高圧でリリーフバルブを通過します。その無駄なエネルギーは有害な熱に変わります。

Q: アンロードバルブはどこに使用されますか?

A: アキュムレータ回路、2 ポンプ システム、プレス機、およびモバイル機器。アイドル期間のある油圧システムには利点があります。

Q: アンロードバルブはいつ交換すればよいですか?

A: 圧力が 10% を超えてドリフトする場合、または無負荷時にポンプが熱くなる場合は交換してください。 2 ～ 3 年ごとに点検してください。