У приводах гідравлічної системи основним джерелом живлення є електродвигун. Стабільність запуску та експлуатаційна надійність мають вирішальне значення для загальної ефективності та продуктивності всієї гідравлічної системи. Однак частим і розчаровуючим викликом, який зустрічається в практичних застосуваннях, є явище невдачі при запуску двигуна або повне «зупинення» . Ця критична проблема проявляється як раптовий стрибок струму під час запуску, що спричиняє зупинку обертання двигуна, потенційно спрацьовуючи відключення захисного кола, перегрів і навіть катастрофічне перегорання двигуна.
У цій статті розглядаються основні технічні причини зупинки гідравлічного двигуна, аналізуються як з погляду конструкції системи, так і з точки зору робочого стану. Потім він надає дієві вказівки щодо усунення несправностей і ефективні рішення для пом’якшення цих проблем і забезпечення надійної продуктивності системи.
1. Необґрунтовані параметри тиску в гідравлічній системі.
Однією з основних причин зупинки двигуна є неправильно налаштований тиск у системі. Коли налаштування клапана скидання тиску (PRV) або компенсатора значно вище, ніж вимагають фактичні умови роботи, особливо під час критичної фази холодного запуску, електродвигун стикається з величезною проблемою. При запуску він повинен миттєво подолати надмірний гідравлічний опір. Цей попит на крутний момент може легко перевищити номінальну вихідну потужність двигуна, що безпосередньо призведе до зупинки, спричиненої перевантаженням, і активації захисного пристрою (наприклад, спрацьовування автоматичних вимикачів).
Рекомендоване рішення: переконайтеся, що клапани регулювання тиску точно відкалібровані відповідно до робочих потреб. Уникайте початкового підвищення тиску в системі до максимального рівня. Впровадити такі функції, як контури розвантаження при запуску або насоси з компенсацією тиску з характеристиками запуску при низькому тиску. Використання пілотного запобіжного клапана з можливістю дистанційного розвантаження може значно зменшити початкове навантаження на двигун.
2. Надмірно висока в'язкість гідравлічної оливи
В'язкість гідравлічної рідини є основним фактором, що впливає на опір потоку в системі. Середовища з низькими температурами навколишнього середовища або використання високов'язких масел різко зменшують рухливість рідини. Така підвищена в'язкість підвищує опір всмоктуванню насоса, що вимагає від насоса значно більшого пускового моменту. Мотору може просто не вистачити необхідного крутного моменту для початку обертання за цих умов, що призведе до зупинки.
Рекомендоване рішення: суворо вибирайте класи в’язкості гідравлічного масла на основі очікуваного діапазону робочих температур, особливо враховуючи сезонні коливання. Використовуйте низькотемпературні гідравлічні рідини з високим індексом в'язкості (VI), спеціально розроблені для холодного клімату або експлуатації взимку. Переконайтеся, що рідина зберігає адекватні властивості потоку (відповідно до класифікації ISO VG) для мінімальних температур запуску системи. Розгляньте можливість використання підігрівачів бака в стабільно холодних середовищах, щоб підтримувати оптимальну в’язкість масла.
3. Залучення повітря в гідравлічну систему
Наявність повітря в гідравлічній рідині—часто через незначні витоки, кавітацію насоса ('нестача повітря') або недостатнє прокачування системи—утворює повітряні бульбашки, що стискаються. Це погіршує суттєву нестисливість рідини та характеристики безперервного потоку. Результатом є сповільнена реакція системи, непостійні коливання тиску та губчаста робота. Ці аномалії збільшують ефективне навантаження на двигун під час запуску, ускладнюючи або унеможливлюючи подолання інерції та початок плавного обертання.
Рекомендоване рішення: проведіть ретельний огляд лінії всмоктування на наявність витоків або ослаблених з’єднань. Підтримуйте рівень масла в гідравлічному резервуарі значно вище впускного отвору насоса, щоб запобігти завихренню та заковтуванню повітря. Переконайтеся, що вхідний фільтр або фільтр насоса чисті та не засмічені, що може спричинити кавітацію. Виконуйте належні процедури видалення системи під час введення в експлуатацію та після технічного обслуговування. Перевірте перегородки резервуара та дифузори зворотної лінії, щоб звести до мінімуму змішування повітря від турбулентних повернення. Розглянемо деаераційні вентиляційні ковпачки.
4. Недостатня номінальна потужність двигуна
У деяких випадках основна причина полягає в неадекватному розмірі двигуна на початковому етапі проектування системи. Прорахунки або занижені оцінки, особливо в системах високого тиску або великої витрати, можуть призвести до двигуна, чий пусковий момент і постійна вихідна потужність будуть недостатніми для задоволення фактичного попиту. Двигун намагається або зовсім не може подолати початковий момент навантаження, необхідний для запуску насоса, що безпосередньо призводить до зупинки, особливо під навантаженням.
Рекомендоване рішення: точно обчисліть необхідну вхідну потужність гідравлічного насоса (враховуючи тиск, витрату та ефективність). Виберіть електродвигун із номінальною потужністю, яка не тільки відповідає безперервним робочим потребам, але й забезпечує достатній пусковий момент (крутний момент заблокованого ротора), щоб подолати початковий опір системи. Найкраща галузева практика рекомендує включати 10-20% запасу потужності для систем високого тиску або тих, які зазнають частих пікових навантажень. Ознайомтеся з кривими крутний момент і швидкість двигуна та переконайтеся в сумісності з вимогами до запуску насоса.
5. Серйозний внутрішній витік у гідравлічній системі
Значний внутрішній витік, що виникає через зношені компоненти насоса (лопаті, поршні, ущільнювачі), несправні золотники або сідла клапанів або пошкоджені ущільнення циліндра, різко знижує об’ємну ефективність системи. Щоб компенсувати цей витік і підтримувати необхідний вихідний тиск або потік, насос повинен працювати інтенсивніше — працювати з більшим робочим об’ємом або швидкістю протягом більш тривалого часу. Це стійке високе навантаження опосередковано змушує двигун переходити в стан перевантаження. З часом це збільшує виділення тепла та значно підвищує крутний момент, необхідний під час наступних запусків, потенційно спричиняючи зупинку.
Рекомендоване рішення: запровадьте регулярний графік профілактичного обслуговування, щоб контролювати загальну кількість витоків системи. Виконайте детальні перевірки та випробування критичних компонентів: гідравлічних насосів, регулюючих клапанів (особливо клапанів регулювання тиску та напрямних клапанів) і ущільнень приводу. Використовуйте витратоміри та манометри для діагностичного тестування. Замініть зношені ущільнення, перевстановіть клапани або відремонтуйте/замініть надмірно зношені насоси та двигуни, щоб відновити ефективність системи та зменшити паразитне навантаження на двигун. Розгляньте можливість використання датчиків контролю стану для раннього виявлення витоку.
Висновок: системний підхід має важливе значення.
Хоча зупинка двигуна проявляється як проблема приводного блоку, в основному є симптомом основної неефективності або недоліків конструкції в межах самої гідравлічної системи. Для ефективного вирішення цієї постійної проблеми потрібен комплексний комплексний підхід. Розробники та обслуговуючий персонал повинні ретельно розглянути й оптимізувати системну інтеграцію, відповідний вибір і кондиціонування гідравлічної рідини, точне узгодження силового агрегату (мотор-помпи), сувору цілісність ущільнення та конкретне робоче середовище. Лише завдяки цій цілісній перспективі та цілеспрямованій оптимізації всіх цих аспектів можна назавжди усунути основні причини зупинки гідравлічного двигуна, проклавши шлях для справді ефективних, надійних і високопродуктивних гідравлічних систем. Завчасне усунення несправностей і дотримання цих рішень мінімізують дорогий простой і продовжать термін служби обладнання.
