Prawdziwy powód portów spustowych silnika hydraulicznego, dróg wycieków pompy i zabezpieczenia przed ciśnieniem w obudowie
Podczas instalacji i konserwacji układu hydraulicznego często błędnie rozumie się jeden mały port: port spustowy obudowy . Wielu techników zadaje to samo pytanie: dlaczego silniki hydrauliczne zwykle wymagają niezależnego przewodu spustowego, podczas gdy wiele pomp hydraulicznych go nie posiada?
Typową, ale błędną odpowiedzią jest: „Silniki hydrauliczne przeciekają wewnętrznie, ale pompy hydrauliczne nie”.
To nieprawda.
Zarówno pompy hydrauliczne, jak i silniki hydrauliczne powodują wycieki wewnętrzne. W niektórych przypadkach objętość wycieku wewnątrz pompy może być tak samo znacząca jak wewnątrz silnika. Prawdziwa różnica nie polega na tym, czy istnieje wyciek, ale gdzie może on bezpiecznie dotrzeć.
Zrozumienie tej różnicy jest niezwykle istotne. Nieprawidłowe podłączenie spustu obudowy może prowadzić do awarii uszczelnienia wału, uszkodzenia łożysk, przegrzania, utraty wydajności, a nawet całkowitej awarii silnika hydraulicznego.
Blince Hydraulic oferuje szeroką gamę silniki hydrauliczne , w tym silniki orbitalne, promieniowe silniki tłokowe, osiowe silniki tłokowe, silniki hamulcowe i silniki jezdne do maszyn budowlanych, maszyn rolniczych i urządzeń przemysłowych.
Co to jest otwór spustowy obudowy w układzie hydraulicznym?
Otwór spustowy skrzyni nie jest przeznaczony do „spuszczania zużytego oleju”. Jego prawdziwą funkcją jest ochrona obudowy podzespołów hydraulicznych przed nadmiernym ciśnieniem wewnętrznym.
W żadnej pompie hydraulicznej lub silniku hydraulicznym idealne uszczelnienie nie jest możliwe. Olej pod wysokim ciśnieniem przepływa przez małe wewnętrzne szczeliny, takie jak:
luz między tłokami a blokami cylindrów;
szczelina między kołami zębatymi a obudowami pomp;
prześwit między łopatkami i wirnikami;
wewnętrzne powierzchnie rozprowadzające i uszczelniające.
Ten wewnętrzny wyciek przedostaje się do obudowy komponentu. Jeśli nie można go bezpiecznie spuścić, olej będzie gromadził się wewnątrz obudowy, a ciśnienie w obudowie gwałtownie wzrośnie.
Nadmierny nacisk na obudowę może być przyczyną trzech poważnych problemów.
1. Awaria uszczelnienia wału
Jest to najczęstsza awaria spowodowana nieprawidłową instalacją drenażu obudowy. Wiele standardowych uszczelnień wału wytrzymuje jedynie ograniczone ciśnienie. Gdy ciśnienie w obudowie wzrośnie powyżej wytrzymałości uszczelki, uszczelka może zostać wypchnięta lub uszkodzona, powodując poważny wyciek oleju.
2. Uszkodzenie łożyska
Wysokie ciśnienie w obudowie może zakłócać smarowanie łożysk i zwiększać obciążenie osiowe. Z biegiem czasu może to spowodować przegrzanie łożyska, uszkodzenie koszyka, nietypowy hałas lub całkowitą awarię łożyska.
3. Utrata wydajności i przegrzanie
Gdy ciśnienie w obudowie wzrasta, tworzy się opór wewnątrz elementu. Zmniejsza to wydajność objętościową, zwiększa tarcie wewnętrzne, podnosi temperaturę oleju i skraca żywotność elementu hydraulicznego.
Dlatego cel otworu spustowego obudowy jest prosty: zawrócenie wewnętrznego wycieku oleju do zbiornika pod bardzo niskim ciśnieniem.
Dlaczego silniki hydrauliczne muszą mieć niezależny przewód spustowy obudowy?
Silnik hydrauliczny jest siłownikiem. Jego zadaniem jest przekształcenie ciśnienia i przepływu hydraulicznego w obrotową moc mechaniczną. Ze względu na tę zasadę działania w porcie powrotnym silnika hydraulicznego nie zawsze panuje niskie ciśnienie.
To jest kluczowa różnica.
Niezależnie od tego, czy jest to kompakt hydrauliczny silnik orbitalny , promieniowy silnik tłokowy o wysokim momencie obrotowym, osiowy silnik tłokowy lub silnik z hamulcem, silnik hydrauliczny może podlegać dwóm ważnym warunkom pracy.
1. W przewodzie powrotnym silnika często występuje przeciwciśnienie
Gdy silnik hydrauliczny napędza obciążenie, po stronie wylotowej może występować ciśnienie zwrotne. Ciśnienie to może wynikać z oporu rur, zaworów, chłodnic, filtrów lub zamierzonego przeciwciśnienia stosowanego w celu poprawy sterowania ruchem.
W wielu mobilnych układach hydraulicznych ciśnienie powrotne może sięgać 1–3 MPa lub nawet więcej.
Jeśli króciec spustowy obudowy silnika jest podłączony do przewodu powrotnego, to przeciwciśnienie może przedostać się bezpośrednio do obudowy silnika. Gdy tak się stanie, ciśnienie w obudowie szybko wzrasta, a uszczelnienie wału może ulec uszkodzeniu.
2. Silnik hydrauliczny może być napędzany obciążeniem
W niektórych zastosowaniach obciążenie może napędzać silnik, a nie silnik napędzający obciążenie. Na przykład:
walec drogowy jadący w dół;
układ obrotu koparki podczas hamowania;
wciągarka lub napęd jezdny pod obciążeniem wyprzedzającym;
mechanizm obrotowy o dużej bezwładności.
W tym stanie silnik hydrauliczny może chwilowo zachowywać się jak pompa. Oryginalny port powrotny może stać się portem wysokiego ciśnienia.
Jeśli do tego przewodu podłączony jest spust obudowy, olej pod wysokim ciśnieniem może przepływać bezpośrednio do obudowy silnika. Skutkiem może być natychmiastowa awaria uszczelnienia wału, wyciek oleju, uszkodzenie łożyska lub awaria silnika.
Dlatego silniki hydrauliczne wymagają niezależnego przewodu spustowego obudowy . Linia spustowa musi wracać bezpośrednio do zbiornika przy minimalnym przeciwciśnieniu.
Dlaczego wiele pomp hydraulicznych nie potrzebuje zewnętrznego otworu spustowego?
A pompa hydrauliczna jest elementem napędowym. Przekształca energię mechaniczną silnika lub silnika elektrycznego na ciśnienie i przepływ hydrauliczny.
W przeciwieństwie do silnika, wlot pompy znajduje się zwykle w obszarze niskiego lub nawet nieznacznie podciśnieniowego. Daje to wielu pompom naturalną zaletę: olej wyciekający z wnętrza można zawrócić wewnętrznie do strony ssawnej.
Wewnątrz pompy inżynierowie często tworzą mały wewnętrzny kanał pomiędzy obszarem obudowy a komorą ssącą. Olej wyciekający z obudowy pompy przepływa z powrotem do strony wlotowej niskiego ciśnienia i jest ponownie zasysany do układu.
Ponieważ na wlocie pompy panuje znacznie niższe ciśnienie niż na wylocie, taka konstrukcja wewnętrznego spustu utrzymuje niskie ciśnienie w obudowie bez konieczności stosowania zewnętrznego otworu spustowego w obudowie.
Z tego powodu wiele pomp hydraulicznych nie ma oddzielnego otworu spustowego. Ścieżka spustowa jest już zbudowana wewnątrz pompy.
Ważne: Nie wszystkie pompy hydrauliczne są pozbawione otworów spustowych obudowy
Pomysł, że „pompy hydrauliczne nie potrzebują otworów spustowych” jest tylko częściowo słuszny.
W układach hydraulicznych wysokiego ciśnienia i dużej mocy wiele pomp musi mieć zewnętrzny otwór spustowy. Najczęstszym przykładem jest pompa tłokowa o zmiennym wydatku.
Pompy tłokowe o zmiennym tłoku często pracują pod wysokim ciśnieniem, a ich przeciek wewnętrzny może być znacznie większy niż w przypadku prostych pomp o stałej wydajności. Ponadto sam mechanizm kontroli zmiennej wydajności może generować wycieki oleju.
Jeżeli cały wyciekający olej zostanie zawrócony bezpośrednio do przyłącza ssącego, może wystąpić kilka problemów:
temperatura oleju na ssaniu może wzrosnąć;
ryzyko kawitacji może wzrosnąć;
opór wlotowy pompy może wzrosnąć;
wydajność samozasysania pompy może się zmniejszyć;
kontrola przemieszczenia może stać się niestabilna.
Z tego powodu wiele wysokociśnieniowych pomp tłokowych o zmiennym tłoku, pomp szybkoobrotowych, pomp tandemowych i pomp hydraulicznych specjalnego przeznaczenia jest wyposażonych w zewnętrzny króciec spustowy.
W takim przypadku przewód spustowy pompy powinien być zainstalowany w podobny sposób jak przewód spustowy silnika hydraulicznego: bezpośrednio z powrotem do zbiornika z niskim oporem i niskim przeciwciśnieniem.
Typowe błędy w instalacji spustu obudowy
Problemy z drenażem obudowy są jedną z najczęstszych przyczyn awarii silnika hydraulicznego. Należy unikać następujących błędów.
Błąd 1: Podłączenie spustu obudowy silnika do przewodu powrotnego
To jeden z najniebezpieczniejszych błędów.
Niektórzy technicy myślą: „Obie przewody zwracają olej do zbiornika, więc połączenie ich ze sobą powinno być w porządku”.
W rzeczywistości w przewodzie powrotnym może znajdować się ciśnienie. Gdy ciśnienie powrotne dostanie się do obudowy silnika, uszczelnienie wału może szybko ulec uszkodzeniu. Wymiana uszczelki nie rozwiąże problemu, jeśli przewód spustowy jest nadal podłączony nieprawidłowo.
Na przykład silniki kompaktowe, takie jak Hydrauliczne silniki orbitalne serii Blince OMM zostały zaprojektowane z niezawodnym uszczelnieniem wału i zwartą konstrukcją, ale połączenie spustowe musi nadal spełniać prawidłowe zasady układu hydraulicznego. Strona produktu OMM podkreśla również jego zwartą konstrukcję, zintegrowaną konstrukcję stojan-wirnik oraz cechy wysokociśnieniowego uszczelnienia wału.
Błąd 2: Blokowanie otworu spustowego pompy
Niektóre pompy tłokowe o zmiennym tłoku mają małe lub ukryte otwory spustowe. Podczas instalacji port może zostać zignorowany lub przypadkowo zablokowany.
Jeśli otwór spustowy jest zablokowany, ciśnienie wewnątrz obudowy pompy może szybko wzrosnąć. Może to wypchnąć uszczelnienie wału, spowodować znaczny wyciek oleju i spowodować poważne zagrożenie bezpieczeństwa.
Błąd 3: Używanie przewodu odpływowego, który jest za mały lub za długi
Nawet jeśli przewód spustowy jest podłączony do zbiornika, zła konstrukcja rurociągu może nadal powodować powstawanie przeciwciśnienia. Przewód spustowy, który jest zbyt wąski, zbyt długi lub pełen ostrych zakrętów, może ograniczać przepływ oleju.
Przewody spustowe obudowy muszą być odpowiednio zwymiarowane, aby utrzymać ciśnienie w obudowie na jak najniższym poziomie.
Prawidłowe wytyczne dotyczące instalacji spustu obudowy
W przypadku silników hydraulicznych i pomp z zewnętrznymi otworami spustowymi należy przestrzegać następujących podstawowych zasad:
Linia spustowa skrzyni powinna wracać bezpośrednio do zbiornika hydraulicznego.
Nie podłączaj przewodu spustowego silnika do głównego przewodu powrotnego.
Nie instaluj zaworów ani filtrów ograniczających w przewodzie spustowym obudowy.
Przewód spustowy powinien być krótki i wystarczająco duży, aby zmniejszyć przeciwciśnienie.
Unikaj szeregowego łączenia wielu portów spustowych silnika.
Upewnij się, że przewód spustowy nie powoduje problemów z syfonowaniem lub wahaniami ciśnienia.
Zawsze postępuj zgodnie z instrukcją montażu producenta.
Szczegóły te mogą wydawać się małe, ale mają bezpośredni wpływ na niezawodność całego układu hydraulicznego.
Wniosek
Króciec spustowy skrzyni może wyglądać jak drobny szczegół, ale odgrywa kluczową rolę w bezpieczeństwie i niezawodności układu hydraulicznego.
Silniki hydrauliczne wymagają niezależnych przewodów spustowych, ponieważ w ich portach powrotnych może występować przeciwciśnienie lub nawet mogą stać się portami wysokiego ciśnienia w warunkach obciążenia przeciążeniowego. Wiele pomp hydraulicznych nie ma zewnętrznego otworu spustowego, ponieważ ich wewnętrzne wycieki często mogą powracać do strony ssawnej niskiego ciśnienia. Jednakże wysokociśnieniowe pompy tłokowe o zmiennym tłoku i pompy specjalnego przeznaczenia mogą nadal wymagać zewnętrznych przewodów spustowych.
Port spustowy silnika hydraulicznego chroni obudowę silnika przed ciśnieniem w przewodzie powrotnym. Droga spustowa pompy zwykle zależy od ciśnienia po stronie ssawnej. Nieprawidłowe podłączenie spustu może zniszczyć uszczelki, łożyska i cały element hydrauliczny.
Zrozumienie tej podstawowej zasady pomaga zmniejszyć awaryjność, wydłużyć żywotność sprzętu i poprawić niezawodność układów hydraulicznych.
