Skutočný dôvod odvodňovacích otvorov hydraulického motora, únikových ciest čerpadla a ochrany proti tlaku v puzdre
Pri inštalácii a údržbe hydraulického systému je jeden malý port často nepochopený: vypúšťací otvor skrine . Mnohí technici si kladú rovnakú otázku: prečo hydraulické motory zvyčajne vyžadujú nezávislé odtokové potrubie, zatiaľ čo mnohé hydraulické čerpadlá ho zrejme nemajú?
Bežná, ale nesprávna odpoveď znie: 'Hydraulické motory interne netesnia, ale hydraulické čerpadlá nie.'
To nie je pravda.
Hydraulické čerpadlá aj hydraulické motory vytvárajú vnútorné netesnosti. V niektorých prípadoch môže byť objem úniku vo vnútri čerpadla rovnako významný ako objem vo vnútri motora. Skutočný rozdiel nie je v tom, či k úniku dochádza, ale kam môže tento únik bezpečne smerovať.
Pochopenie tohto rozdielu je rozhodujúce. Nesprávne pripojenie odtoku môže viesť k poruche tesnenia hriadeľa, poškodeniu ložísk, prehriatiu, strate účinnosti alebo dokonca úplnému zlyhaniu hydraulického motora.
Blince Hydraulic ponúka široký sortiment hydraulické motory vrátane orbitálnych motorov, radiálnych piestových motorov, axiálnych piestových motorov, brzdových motorov a pojazdových motorov pre stavebné stroje, poľnohospodárske stroje a priemyselné zariadenia.
Čo je vypúšťací otvor skrine v hydraulickom systéme?
Vypúšťací otvor skrine nie je určený na 'vypúšťanie odpadového oleja'. Jeho skutočnou funkciou je chrániť kryt hydraulického komponentu pred nadmerným vnútorným tlakom.
V žiadnom hydraulickom čerpadle alebo hydromotore nie je možné dokonalé utesnenie. Vysokotlakový olej bude prechádzať malými vnútornými medzerami, ako sú:
vôľa medzi piestami a blokmi valcov;
medzera medzi ozubenými kolesami a skriňami čerpadla;
vzdialenosť medzi lopatkami a rotormi;
vnútorné rozvody a tesniace plochy.
Táto vnútorná netesnosť vstupuje do krytu komponentu. Ak sa nedá bezpečne vypustiť, vo vnútri krytu sa nahromadí olej a tlak v puzdre rýchlo stúpne.
Nadmerný tlak na puzdro môže spôsobiť tri vážne problémy.
1. Porucha tesnenia hriadeľa
Toto je najčastejšia porucha spôsobená nesprávnou inštaláciou odtoku. Mnohé štandardné hriadeľové upchávky vydržia len obmedzený tlak. Keď tlak v puzdre stúpne nad kapacitu tesnenia, tesnenie sa môže vytlačiť alebo poškodiť, čo spôsobí vážny únik oleja.
2. Poškodenie ložísk
Vysoký tlak v puzdre môže narušiť mazanie ložísk a zvýšiť axiálne zaťaženie. Časom to môže spôsobiť prehriatie ložiska, poškodenie klietky, abnormálny hluk alebo úplné zlyhanie ložiska.
3. Strata účinnosti a prehriatie
Keď sa tlak v puzdre zvýši, vytvorí sa odpor vo vnútri komponentu. To znižuje objemovú účinnosť, zvyšuje vnútorné trenie, zvyšuje teplotu oleja a skracuje životnosť hydraulického komponentu.
Preto je účel vypúšťacieho otvoru skrine jednoduchý: vrátiť vnútorný únik oleja do nádrže pri veľmi nízkom tlaku.
Prečo musia mať hydraulické motory samostatné vypúšťacie potrubie?
Hydraulický motor je pohon. Jeho úlohou je premieňať hydraulický tlak a prietok na rotačnú mechanickú silu. Kvôli tomuto princípu fungovania nie je spätný otvor hydraulického motora vždy nízkotlakový.
Toto je kľúčový rozdiel.
Či už ide o kompakt hydraulický orbitálny motor , radiálny piestový motor s vysokým krútiacim momentom, axiálny piestový motor alebo brzdový motor, môže hydraulický motor čeliť dvom dôležitým pracovným podmienkam.
1. Spätné vedenie motora má často protitlak
Keď hydraulický motor poháňa záťaž, výstupná strana môže mať spätný tlak. Tento tlak môže pochádzať z odporu potrubia, ventilov, chladičov, filtrov alebo zámerného protitlaku používaného na zlepšenie riadenia pohybu.
V mnohých mobilných hydraulických systémoch môže spätný tlak dosiahnuť 1–3 MPa alebo dokonca vyšší.
Ak je vypúšťací otvor skrine motora pripojený k spätnému vedeniu, tento spätný tlak sa môže dostať priamo do krytu motora. Akonáhle sa to stane, tlak v puzdre rýchlo stúpne a tesnenie hriadeľa môže zlyhať.
2. Hydraulický motor môže byť poháňaný záťažou
V niektorých aplikáciách môže záťaž poháňať motor namiesto toho, aby motor poháňal záťaž. Napríklad:
cestný valec pohybujúci sa z kopca;
výkyvný systém rýpadla počas brzdenia;
navijak alebo pojazdový pohon pri prejazdovom zaťažení;
rotačný mechanizmus s vysokou zotrvačnosťou.
V tomto stave sa môže hydromotor dočasne správať ako čerpadlo. Pôvodný spätný port sa môže stať vysokotlakovým portom.
Ak je odtok skrine pripojený k tomuto vedeniu, vysokotlakový olej môže prúdiť priamo do krytu motora. Výsledkom môže byť okamžité zlyhanie tesnenia hriadeľa, únik oleja, poškodenie ložísk alebo porucha motora.
To je dôvod, prečo hydraulické motory vyžadujú nezávislé odtokové potrubie . Odtokové potrubie sa musí vrátiť priamo do nádrže s minimálnym protitlakom.
Prečo mnohé hydraulické čerpadlá nepotrebujú externý vypúšťací port?
A hydraulické čerpadlo je výkonová súčasť. Premieňa mechanickú energiu z motora alebo elektromotora na hydraulický tlak a prietok.
Na rozdiel od motora je vstup čerpadla normálne nízkotlaková alebo dokonca mierne podtlaková oblasť. To dáva mnohým čerpadlám prirodzenú výhodu: vnútorný únikový olej môže byť vrátený interne na saciu stranu.
Vo vnútri čerpadla inžinieri často vytvárajú malý vnútorný priechod medzi krytom a sacou komorou. Unikajúci olej vo vnútri telesa čerpadla prúdi späť na nízkotlakovú vstupnú stranu a je opäť nasávaný do systému.
Pretože tlak na vstupe čerpadla je oveľa nižší ako na výstupe, tento dizajn vnútorného odtoku udržuje tlak v puzdre nízky bez potreby vonkajšieho odtokového otvoru skrine.
To je dôvod, prečo sa zdá, že mnohé hydraulické čerpadlá nemajú samostatný vypúšťací otvor. Odtoková dráha je už zabudovaná vo vnútri čerpadla.
Dôležité: Nie všetky hydraulické čerpadlá sú bez vypúšťacích otvorov skrine
Myšlienka, že 'hydraulické čerpadlá nepotrebujú odtokové otvory' je správna len čiastočne.
Vo vysokotlakových a vysokovýkonných hydraulických systémoch musí mať veľa čerpadiel externý odtokový otvor skrine. Najbežnejším príkladom je piestové čerpadlo s premenlivým objemom.
Variabilné piestové čerpadlá často pracujú pod vysokým tlakom a ich vnútorný únik môže byť oveľa väčší ako u jednoduchých čerpadiel s pevným objemom. Okrem toho samotný riadiaci mechanizmus s premenlivým objemom môže generovať únik oleja.
Ak sa všetok tento unikajúci olej vráti priamo do sacieho otvoru, môže sa vyskytnúť niekoľko problémov:
teplota nasávaného oleja sa môže zvýšiť;
riziko kavitácie sa môže zvýšiť;
vstupný odpor čerpadla sa môže zvýšiť;
výkon samonasávania čerpadla sa môže znížiť;
kontrola posunu sa môže stať nestabilnou.
Z tohto dôvodu sú mnohé vysokotlakové čerpadlá s premenlivým piestom, vysokorýchlostné čerpadlá, tandemové čerpadlá a špeciálne hydraulické čerpadlá vybavené externým vypúšťacím otvorom.
V tomto prípade by malo byť odtokové potrubie čerpadla inštalované podobným spôsobom ako vypúšťacie potrubie hydraulického motora: priamo späť do nádrže s nízkym odporom a nízkym protitlakom.
Bežné chyby pri inštalácii odtoku
Problémy s odtokom skrine patria medzi najčastejšie príčiny zlyhania hydraulického motora. Treba sa vyhnúť nasledujúcim chybám.
Chyba 1: Pripojenie odtoku skrine motora k spätnému vedeniu
Toto je jedna z najnebezpečnejších chýb.
Niektorí technici si myslia: 'Obe vedenia vracajú olej do nádrže, takže ich prepojenie by malo byť v poriadku.'
V skutočnosti môže mať spätné vedenie tlak. Keď spätný tlak vstúpi do krytu motora, tesnenie hriadeľa môže rýchlo zlyhať. Výmena tesnenia nevyrieši problém, ak je odtokové potrubie stále nesprávne pripojené.
Napríklad kompaktné motory ako napr Hydraulický orbitový motor Blince série OMM je navrhnutý so spoľahlivým tesnením hriadeľa a kompaktnou konštrukciou, ale odtokové pripojenie musí stále dodržiavať správne pravidlá hydraulického systému. Stránka produktu OMM tiež zdôrazňuje jeho kompaktný dizajn, integrovanú štruktúru statora a rotora a vlastnosti vysokotlakového tesnenia hriadeľa.
Chyba 2: Blokovanie vypúšťacieho portu čerpadla
Niektoré variabilné piestové čerpadlá majú malé alebo skryté odtokové otvory. Počas inštalácie môže byť port ignorovaný alebo náhodne zablokovaný.
Ak je vypúšťací otvor zablokovaný, tlak vo vnútri krytu čerpadla sa môže rýchlo zvýšiť. To môže vytlačiť tesnenie hriadeľa, spôsobiť únik veľkého množstva oleja a spôsobiť vážne bezpečnostné riziká.
Chyba 3: Použitie príliš malého alebo príliš dlhého odtokového potrubia
Aj keď je odtokové potrubie pripojené k nádrži, zlý dizajn potrubia môže stále vytvárať protitlak. Príliš úzke, príliš dlhé alebo ostré ohyby môžu obmedziť prietok oleja.
Odtokové potrubia v puzdre musia byť správne dimenzované, aby bol tlak v puzdre čo najnižší.
Správne pokyny na inštaláciu odtoku
Pri hydromotoroch a čerpadlách s externými vypúšťacími otvormi dodržujte tieto základné pravidlá:
Odtokové potrubie skrine by sa malo vrátiť priamo do hydraulickej nádrže.
Nepripájajte odtokové potrubie motora k hlavnému spätnému potrubiu.
Neinštalujte ventily alebo obmedzujúce filtre do odtokového potrubia skrine.
Udržujte odtokové potrubie krátke a dostatočne veľké, aby sa znížil protitlak.
Vyhnite sa zapojeniu viacerých vývodov motora do série.
Uistite sa, že odtokové potrubie nespôsobuje problémy so sifónom alebo kolísaním tlaku.
Vždy postupujte podľa návodu na inštaláciu od výrobcu.
Tieto detaily sa môžu zdať malé, ale priamo ovplyvňujú spoľahlivosť kompletného hydraulického systému.
Záver
Odtokový otvor skrine môže vyzerať ako malý detail, ale zohráva kľúčovú úlohu v bezpečnosti a spoľahlivosti hydraulického systému.
Hydraulické motory vyžadujú nezávislé odvodňovacie potrubia, pretože ich spätné otvory môžu mať spätný tlak alebo sa môžu dokonca stať vysokotlakovými otvormi pri nadmernom zaťažení. Mnoho hydraulických čerpadiel nemá vonkajší odtokový otvor, pretože ich vnútorný únik sa môže často vrátiť na stranu nízkotlakového nasávania. Avšak vysokotlakové čerpadlá s premenlivým piestom a čerpadlá na špeciálne účely môžu stále vyžadovať externé odvodňovacie potrubia.
Odtokový otvor hydraulického motora chráni kryt motora pred tlakom vo spätnom potrubí. Cesta odtoku čerpadla zvyčajne závisí od tlaku na sacej strane. Nesprávne pripojenie odtoku môže zničiť tesnenia, ložiská a celý hydraulický komponent.
Pochopenie tohto základného princípu pomáha znižovať poruchy, predĺžiť životnosť zariadenia a zlepšiť spoľahlivosť hydraulických systémov.
