Czy silniki hydrauliczne mogą być używane jako pompy? Zagrożenia, środki ostrożności i bezpieczniejsze opcje

Co jakiś czas ktoś w warsztacie zada bardzo praktyczne pytanie: skoro silnik hydrauliczny może się obracać, gdy przepływa przez niego olej, to czy możemy napędzać wał od zewnątrz i sprawić, by działał jak pompa? Na papierze pomysł wydaje się rozsądny. W terenie nie jest to takie proste.

A silnik hydrauliczny może wypchnąć olej, gdy jest napędzany wstecznie, ale to nie znaczy, że jest gotowy do wymiany normalnego pompa hydrauliczna . Problem zwykle zaczyna się po stronie wlotu. Pompa jest zbudowana tak, aby płynnie pobierać olej. Wiele silników nie. Gdy do wlotu nie dociera wystarczająca ilość oleju, bardzo szybko mogą pojawić się kawitacja, ciepło, wycieki, hałas i słaby przepływ wyjściowy.

Zatem lepszym pytaniem nie jest: „Czy może wytworzyć przepływ?”. Pytanie brzmi: „Czy może wytworzyć przepływ bezpiecznie, w sposób ciągły i bez uszkodzenia silnika lub reszty układu hydraulicznego?”

Szybka odpowiedź: silnik może mieć napęd wsteczny, ale nie jest to automatycznie pompa

pompa hydrauliczna vs silnik hydrauliczny , A pompa hydrauliczna zamienia moc mechaniczną na moc hydrauliczną. A silnik hydrauliczny zamienia moc hydrauliczną z powrotem na obrót mechaniczny. Ponieważ kierunek energii wygląda na odwracalny, ludzie często zakładają, że komponenty mogą po prostu zamienić zadania.

W prawdziwym sprzęcie wewnętrzne kanały olejowe nie zawsze są zaprojektowane w ten sposób. Pompa ma zwykle kanał wlotowy przeznaczony do dostarczania oleju ze zbiornika o niskim oporze. Silnik ma zwykle dwa otwory robocze przystosowane do przyjmowania oleju pod ciśnieniem. Porty te mogą nadawać się do napędzania silnika, ale mogą być zbyt ograniczające, gdy jedna strona nagle stanie się stroną ssącą.

Z tego powodu silnik może się obracać, a mimo to działać źle jako pompa. Może wymagać dodatniego ciśnienia wlotowego. Może wymagać drenażu obudowy. Może utracić zbyt duży przepływ w wyniku wewnętrznego wycieku. Może się również przegrzać, jeśli cykl pracy jest dłuższy niż oczekiwano. Przed traktowaniem dowolnego silnika jako pompy należy sprawdzić obwód jako całość, a nie tylko kierunek obrotu wału.

Dlaczego ludzie próbują używać silnika hydraulicznego jako pompy?

Większość przypadków zaczyna się od prawdziwego problemu z maszyną. Zapasowy silnik leży na półce. Pompa uległa awarii. Projektant chce zaoszczędzić miejsce. Lub maszyna ma ruchome obciążenie, które napędza silnik po zmniejszeniu głównego dopływu oleju. W takich momentach użycie silnika jako pompy może wydawać się rozwiązaniem na skróty.

Możesz spotkać się z tym pomysłem w kilku sytuacjach:

• Obciążenia wyprzedzające: Wciągarka, napęd kół, przenośnik lub koło zamachowe kontynuują ruch i napędzają wał silnika.

• Układy bezwładnościowe: Ciężka wirująca masa wiruje podczas zwalniania i przepycha olej przez silnik.

• Stanowiska testowe: Silnik jest napędzany przez inny silnik w celu sprawdzenia, czy może on wytworzyć ciśnienie lub przepływ.

• Tymczasowe prace naprawcze: Warsztat stara się utrzymać pracę maszyny przed przybyciem właściwej pompy.

• Regeneracyjne obwody hydrauliczne: Niektóre systemy są zaprojektowane do pochłaniania lub ponownego wykorzystania energii, ale obwody te wymagają odpowiedniego ciśnienia ładowania, zabezpieczenia nadmiarowego i chłodzenia.

Wśród tych przypadków obciążenie przeciążeniowe jest najczęstszym i zarazem najłatwiejszym do błędnego zrozumienia. Silnik nie działa jak zwykła pompa zasilana ze zbiornika z obiegiem otwartym. Obciążenie wymusza przejście w tryb pompy. Jeśli strona niskiego ciśnienia nie zostanie prawidłowo napełniona, silnik może ucierpieć, zanim operator zauważy jakiekolwiek poważne objawy na manometrze.

Pompa hydrauliczna a silnik hydrauliczny: jakie zmiany w trybie pompy?

Różnią się nie tylko nazwą wybitą na obudowie. Droga wlotu oleju, droga wycieku, obciążenie uszczelnienia, ciśnienie w obudowie , stan łożysk i bilans cieplny mogą się zmienić, gdy silnik jest napędzany od strony wału. Poniższa tabela zawiera praktyczne porównanie.

Pierwsze ryzyko: kawitacja na wlocie silnika

Kawitacja jest często pierwszym punktem awarii. Kiedy jest silnik z napędem wstecznym , jeden port staje się wlotem. Jeśli olej nie może dostać się do tego portu wystarczająco szybko, ciśnienie spada. W oleju tworzą się pęcherzyki pary, które następnie zapadają się w obszarach o wyższym ciśnieniu. Zapadnięcie się może spowodować uszkodzenie metalowych powierzchni wewnątrz urządzenia.

W warsztacie kawitację nie zawsze można najpierw wykryć za pomocą kalkulatora. Zwykle się to słyszy. Sekcja silnika lub pompy może wydawać się szorstka, jakby wewnątrz poruszały się małe kamienie lub kulki. Przepływ staje się niestabilny. System może wydawać się słaby. Temperatura oleju może rosnąć szybciej niż normalnie. Jeśli maszyna będzie nadal pracować w ten sposób, uszkodzenie może rozprzestrzenić się na cały obwód hydrauliczny poprzez zanieczyszczenie.

Aby zmniejszyć ryzyko kawitacji, strona wlotowa wymaga starannego przygotowania:

• Użyj krótkiej i wystarczająco dużej linii wlotowej.

• Unikaj małych złączek, ostrych zakrętów, zablokowanych filtrów i niepotrzebnych ograniczeń.

• Podczas pracy utrzymuj wystarczająco wysoki poziom oleju w zbiorniku.

• Upewnij się, że odpowietrznik zbiornika jest czysty i niezatkany.

• Jeśli silnik nie może sam się zasilać, użyj ciśnienia doładowania, pompy ładującej lub zalanego wlotu.

• Sprawdzać lepkość oleju w warunkach zimnego rozruchu.

Jeśli wlot nie może być wypełniony olejem, użycie silnika jako pompy jest zwykle fałszywą oszczędnością. Koszt zaoszczędzony na jednym elemencie może zwrócić się w postaci awarii uszczelnienia, zadrapań wewnętrznych, zanieczyszczenia olejem i przestoju maszyny.

Drugie ryzyko: uszczelnienie wału i ciśnienie spustowe skrzyni

Wiele silników ma konstrukcyjnie przecieki wewnętrzne. Wyciek ten smaruje części wewnętrzne i zwykle jest zawracany przez dren obudowy. Podczas normalnego użytkowania silnika droga wycieku i ciśnienie w obudowie zwykle mieszczą się w oczekiwanym zakresie. W trybie pompy równowaga ta może ulec zmianie.

Ograniczony przewód spustowy, droga powrotna pod wysokim ciśnieniem wstecznym lub kieszeń powietrzna wewnątrz obudowy może podnieść ciśnienie w obudowie. Gdy ciśnienie w obudowie wzrośnie, uszczelnienie wału może zacząć przeciekać. W niektórych konstrukcjach silników tłokowych słaby drenaż obudowy może również wpływać na smarowanie i wewnętrzne powierzchnie stykowe. Silnik może pracować przez krótki czas i nadal działać tracąc życie z każdą minutą.

Przed przetestowaniem dowolnego silnika jako pompy sprawdź następujące elementy:

• Czy ten silnik wymaga przewodu spustowego obudowy?

• Jakie jest maksymalne dopuszczalne ciśnienie w obudowie?

• Czy przewód spustowy jest wystarczająco duży, aby umożliwić przepływ wycieku?

• Czy spust powraca bezpośrednio do zbiornika bez przeciwciśnienia?

• Czy obudowa silnika jest napełniona olejem przed uruchomieniem?

• Czy uszczelnienie wału jest odpowiednie dla kierunku ciśnienia w tym obwodzie?

Jeśli arkusz danych nie zawiera odpowiedzi na te pytania, nie zgaduj. Zapytaj dostawcy hydraulicznego przed uruchomieniem testu.

Trzecie ryzyko: skoki ciśnienia spowodowane bezwładnością

Ciężki ruchomy ładunek może zamienić silnik hydrauliczny w pompę, niezależnie od tego, czy operator tego chce, czy nie. Dzieje się tak w przypadku napędów kół, przenośników, wciągarek, kół zamachowych i podobnego sprzętu. Jeśli ścieżka oleju zostanie nagle zamknięta lub ograniczona, ruchome obciążenie może zmusić silnik do wypchnięcia oleju do zablokowanego przewodu. Ciśnienie może rosnąć bardzo szybko.

Dlatego też praca w trybie pompy wymaga zabezpieczenia ciśnieniowego. W zależności od maszyny inżynierowie mogą zastosować: zawór nadmiarowy , krzyżowy zawór nadmiarowy, zawór antykawitacyjny, akumulator, zawór hamulcowy lub obwód kontrolowanego zwalniania. Nie ma jednej odpowiedzi, która pasowałaby do każdej maszyny. Bezwładność obciążenia, czas zatrzymania, przepływ oleju, pojemność silnika i maksymalne ciśnienie robocze mają znaczenie.

W przypadku maszyn mobilnych problemem nie jest wyłącznie uszkodzenie podzespołów. Skok ciśnienia może również wpływać na skuteczność hamowania, płynność jazdy, zachowanie układu kierowniczego lub sposób, w jaki maszyna zatrzymuje się na wzniesieniu. Jeżeli na sprzęcie przewożą się ludzie, duże obciążenia lub drogie narzędzia, przed rozpoczęciem testu należy sprawdzić obwód.

Czwarte ryzyko: niska wydajność i ciepło

Silnik może generować przepływ oleju przy napędzie wstecznym, ale rzeczywisty przepływ jest zwykle niższy niż wartość teoretyczna. Wewnętrzny wyciek wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia. Tarcie mechaniczne również stanowi część wejściowego momentu obrotowego. Przy niskiej prędkości i wyższym ciśnieniu różnica między obliczonym przepływem a rzeczywistą wydajnością może stać się dość oczywista.

Następnym problemem jest ciepło. Utracona moc zamienia się w ciepło wewnątrz oleju. Gorący olej staje się rzadszy, wycieki stają się coraz większe, uszczelki starzeją się szybciej, a układ staje się mniej stabilny. Jeżeli w obwodzie często występuje stan nadmiaru, temperatura może wzrosnąć jeszcze szybciej.

W przypadku jakichkolwiek długotrwałych testów chłodzenia nie należy traktować po namyśle. Odpowiednio dobrany hydrauliczny wymiennik ciepła może być potrzebny, gdy silnik jest używany w wymagającym cyklu pracy, zwłaszcza gdy trudno jest uniknąć wycieków, ciśnienia i przepływu nadmiarowego.

Kiedy silnik hydrauliczny może pracować w trybie pompy?

Zdarzają się przypadki, w których silnik hydrauliczny może pracować w trybie pompy. Kluczem jest to, że obwód musi być do tego zaprojektowany. Samo podłączenie jednego przyłącza do zbiornika i napędzanie wału nie wystarczy.

Lista kontrolna przed użyciem silnika hydraulicznego jako pompy

Przed uruchomieniem silnika zapoznaj się z poniższą listą kontrolną. Punkty te mogą wyglądać na podstawowe, ale w prawdziwym rozwiązywaniu problemów często stanowią różnicę między czystym testem a uszkodzonym urządzeniem.

1. Potwierdź typ silnika i ograniczenia producenta

Nie zakładaj, że wszystkie silniki hydrauliczne zachowują się w ten sam sposób. Silniki przekładniowe, silniki orbitalne , silniki łopatkowe, silniki z tłokiem osiowym i silniki z tłokiem promieniowym mają różne ścieżki wycieku, konstrukcje łożysk, wymagania dotyczące drenażu i ograniczenia prędkości. Niektórzy mogą tolerować ograniczoną pracę w trybie pompy. Innych w ogóle nie należy używać w ten sposób.

2. Oblicz przepływ na podstawie przemieszczenia i prędkości

Przepływ teoretyczny wynika z przemieszczenia i prędkości wału. Rzeczywisty przepływ będzie niższy z powodu wewnętrznego wycieku. Im wyższe ciśnienie, tym większy staje się ten wyciek. Jeśli oczekuje się, że silnik będzie napędzał cylinder lub utrzymywał ciśnienie, należy przetestować rzeczywistą moc wyjściową, a nie zakładać.

3. Sprawdź wymagany moment wejściowy

Silnik używany jako pompa potrzebuje czegoś więcej niż tylko obrotu. Aby wytworzyć ciśnienie, potrzebny jest wystarczający moment obrotowy wału. Mały silnik elektryczny może swobodnie obracać silnik hydrauliczny bez obciążenia, ale zgaśnie, gdy wzrośnie ciśnienie wylotowe. Redukcja biegów może zwiększyć moment obrotowy, ale zmniejsza także prędkość i przepływ.

4. Chroń wlot przed podciśnieniem

Strona wlotowa musi łatwo przyjmować olej. Może być potrzebny duży przewód ssawny, złącza o niskim oporze, wysoko zamontowany zbiornik lub mała pompa ładująca. Jeśli urządzenie zacznie wytwarzać hałas kawitacyjny, najpierw przerwij test. Nie kontynuuj i miej nadzieję, że dźwięk zniknie.

5. Dodaj ochronę reliefową i antykawitacyjną

Nigdy nie testuj silnika z napędem wstecznym przy zamkniętej ścieżce oleju. Zawór nadmiarowy lub zawór regulujący ciśnienie powinien być zainstalowany dla oczekiwanego przepływu. W układach obciążenia wyprzedzeniowego zawory antykawitacyjne pomagają w utrzymaniu pełnego oleju po stronie niskiego ciśnienia.

6. Obserwuj temperaturę oleju

Temperatura wiele mówi. Jeśli olej szybko się nagrzewa podczas krótkiego testu, może to oznaczać zbyt duży wyciek, ograniczenie lub przepływ nadmiarowy. Zmiana oleju na gęstszy nie zawsze jest rozwiązaniem. W niektórych przypadkach gęstszy olej pogarsza przepływ na wlocie i zwiększa ryzyko kawitacji.

7. Używaj węża i złączki o odpowiednim rozmiarze

Mały wąż może sprawić, że dobry element będzie się źle zachowywał. Linie wlotowe i powrotne powinny odpowiadać wymaganemu przepływowi. Unikaj ostrych zakrętów i niewymiarowych złączek. Jeśli obwód wymaga części zamiennych, odpowiednio dobrany węże i złączki hydrauliczne mogą pomóc zmniejszyć spadek ciśnienia i poprawić powrót oleju.

Bezpieczniejsze alternatywy dla używania silnika jako pompy

Jeśli celem jest zasilanie cylindra, zbudowanie zespołu napędowego lub wymiana uszkodzonej pompy, dedykowana pompa jest zwykle czystszym wyborem. Łatwiej jest dobrać rozmiar, łatwiej chłodzić i łatwiej utrzymać. Eliminuje także wiele problemów związanych z wlotem i uszczelnieniem, które pojawiają się podczas pracy silnika w trybie pompy.

Możliwe alternatywy obejmują:

• Pompa zębata: prosty wybór dla wielu kompaktowych jednostek napędowych i systemów średniociśnieniowych.

• Pompa łopatkowa: Nadaje się do płynniejszego przepływu w wielu przemysłowych układach hydraulicznych.

• Pompa tłokowa: Lepsza do zastosowań wysokociśnieniowych, o zmiennym przepływie i ciężkich warunkach.

• Odwracalny zespół pompy i silnika: Odpowiedni tam, gdzie dwukierunkowa konwersja mocy jest częścią oryginalnego projektu.

• Rozwiązanie zaworu hydraulicznego: W przypadku problemów z obciążeniem wyprzedzającym, w prawo hydrauliczny układ zaworów może rozwiązać problem sterowania bez zmuszania silnika do pracy poza jego strefą komfortu.

Dla większości kupujących bezpieczniejszą ścieżką jest najpierw zdefiniowanie przepływu, ciśnienia, prędkości, rodzaju oleju, cyklu pracy i przestrzeni montażowej. Następnie można wybrać właściwą pompę, silnik, zawór, chłodnicę lub zespół napędowy bez niespodzianek.

Jak Blince pomaga w wyborze silnika hydraulicznego i pompy

Blince dostarcza silniki hydrauliczne, pompy, zawory, węże , wymienniki ciepła i niestandardowe rozwiązania hydrauliczne do maszyn rolniczych, sprzętu budowlanego, maszyn przemysłowych i mobilnych układów hydraulicznych. Jeśli w Twojej maszynie występują przeciążenia, nagrzewa się silnik, hałas kawitacyjny, niestabilny przepływ lub niepewne dopasowanie pompy i silnika, rozwiązaniem może nie być jedna część zamienna. Może być konieczne sprawdzenie całego obwodu.

Podczas wysyłania W zapytaniu należy podać model silnika, pojemność skokową, ciśnienie robocze, przepływ, prędkość wału, rodzaj oleju, kierunek obrotu, cykl pracy, stan obciążenia i schemat hydrauliczny, jeśli jest dostępny. Przydatne są także zdjęcia instalacji. Te szczegóły pomagają Blince'owi ocenić, czy silnik, pompa, blok zaworów, chłodnica czy kompletne rozwiązanie hydrauliczne są lepszą opcją.

Możesz także przeczytać bardziej praktyczne tematy dotyczące wyboru i rozwiązywania problemów w Sekcja aktualności na temat produktów Blince .

Często zadawane pytania: Silnik hydrauliczny używany jako pompa

1. Czy jako pompę można zastosować dowolny silnik hydrauliczny?

Nie. Niektóre silniki mogą wytwarzać przepływ przy napędzie wstecznym, ale to nie znaczy, że nadają się do normalnej pracy pompy. Należy sprawdzić typ silnika, stan wlotu, drenaż obudowy, ciśnienie, prędkość i cykl pracy.

2. Dlaczego silnik hydrauliczny ulega kawitacji, gdy jest używany jako pompa?

Kawitacja zwykle ma miejsce, ponieważ strona wlotowa nie może przyjąć wystarczającej ilości oleju. Wiele silników nie ma takiego samego kanału ssącego o niskim oporze jak pompa, dlatego mogą wymagać dodatniego ciśnienia wlotowego lub przepływu ładunku.

3. Czy motoreduktor jest lepszy do pracy w trybie pompy niż silnik orbitalny?

To zależy od projektu. Jednostki przekładniowe mogą być w niektórych przypadkach prostsze, ale nadal wymagają odpowiedniego zasilania wlotowego, zabezpieczenia uszczelnienia, kontroli ciśnienia i monitorowania temperatury. W pierwszej kolejności należy sprawdzić limit dostawcy.

4. Czy mogę zastosować silnik hydrauliczny jako pompę do cylindra hydraulicznego?

W przypadku krótkiego testu niskociśnieniowego może to zadziałać w niektórych przypadkach. W przypadku normalnej pracy cylindra dedykowana pompa hydrauliczna jest zwykle bezpieczniejsza i łatwiejsza w doborze.

5. Co się stanie, jeśli wlot silnika będzie ograniczony?

Urządzenie może hałasować, tracić przepływ, nagrzewać się i ulegać uszkodzeniom kawitacyjnym. Jeśli cząstki metalu dostaną się do oleju, może to mieć wpływ również na inne elementy hydrauliczne.

6. Czy potrzebuję zaworu nadmiarowego?

Tak. Silnik z napędem wstecznym może wytworzyć ciśnienie, jeśli wylot jest ograniczony lub zablokowany. Odpowiedni zawór nadmiarowy lub zawór regulujący ciśnienie pomaga chronić obwód.

7. Czy obudowa odprowadza ciecz w trybie pompy?

Tak. Ciśnienie w obudowie wpływa na trwałość uszczelnienia wału i smarowanie wewnętrzne. Zawężony lub nieprawidłowo podłączony przewód spustowy może uszkodzić silnik.

8. Dlaczego rzeczywisty przepływ jest niższy od obliczonego?

Obliczony przepływ opiera się na przemieszczeniu i prędkości. Rzeczywisty przepływ jest niższy, ponieważ przecieki wewnętrzne i tarcie biorą udział w energii wejściowej, szczególnie przy wyższym ciśnieniu.

9. Kiedy silnik działa jak pompa?

Może się to zdarzyć w zastosowaniach z obciążeniem wyprzedzeniowym, takich jak wciągarki, napędy kół, przenośniki i systemy koła zamachowego. W takich przypadkach obwód musi kontrolować ciśnienie i zapobiegać kawitacji.

10. Co powinienem wysłać do Blince w celu uzyskania pomocy przy wyborze?

Prosimy o przesłanie modelu silnika lub pompy, pojemności skokowej, ciśnienia, przepływu, prędkości, rodzaju oleju, cyklu roboczego, stanu obciążenia, zdjęć instalacji i schematu hydraulicznego, jeśli są dostępne. Pomaga to potwierdzić, czy bardziej odpowiednie będzie rozwiązanie z silnikiem, pompą, zaworem, chłodnicą lub pełnym układem hydraulicznym.

Tel: +86 189 6887 7545

E-mail: sales16@blince.com

Strona internetowa: https://www.blince.com/

Zespół hydrauliczny Blince

Blince Hydraulic to profesjonalny dostawca komponentów hydraulicznych skupiający się na praktycznych i niezawodnych rozwiązaniach do maszyn mobilnych, sprzętu rolniczego, maszyn budowlanych i przemysłowych układów hydraulicznych. W naszej ofercie znajdziesz szeroką gamę produktów hydraulicznych m.in silniki hydrauliczne, pompy hydrauliczne, zawory hydrauliczne, węże i złączki hydrauliczne , wymienniki ciepła, cylindry i niestandardowe rozwiązania układów hydraulicznych.

Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w doborze produktów hydraulicznych i dostawach międzynarodowych, Blince pomaga klientom wybrać odpowiednie komponenty w oparciu o ciśnienie robocze, natężenie przepływu, pojemność skokową, prędkość, rodzaj oleju, przestrzeń montażową i rzeczywiste warunki maszyny. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz zamiennego silnika hydraulicznego, pompy do zespołu napędowego, czy kompletnego rozwiązania hydraulicznego, nasz zespół pomoże Ci sprawdzić warunki pracy i zaleci praktyczną opcję.

Jeśli nie masz pewności, czy w Twoim zastosowaniu można zastosować silnik hydrauliczny lub potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniej pompy lub silnika, prześlij nam numer modelu, zdjęcia, schemat hydrauliczny, ciśnienie, przepływ, prędkość i ilość. Nasz zespół sprawdzi szczegóły i jak najszybciej przedstawi odpowiednie rozwiązanie i wycenę.

Aby dowiedzieć się więcej odwiedź naszą stronę internetową: www.blince.com