Tăng cường áp lực trongxi lanh thủy lựclà một vấn đề về thiết kế mạch điện có thể không được phát hiện trong quá trình hoạt động bình thường và chỉ xuất hiện khi buồng bị tắc, van đóng, nhiệt độ dầu thay đổi hoặc tải buộc chuyển động theo hướng không mong muốn.
Nguyên nhân cơ bản là do diện tích hai bên của piston một thanh truyền không đều nhau. Khi dầu bị kẹt ở một bên và bên kia bị nén hoặc buộc phải di chuyển, piston có thể hoạt động như một bộ tăng cường thủy lực. Áp suất tạo ra trong buồng bị tắc có thể cao hơn áp suất do máy bơm cung cấp.
Khóa nhiệt là một rủi ro liên quan. Nếu dầu bị kẹt giữa các van đóng và nhiệt độ xi lanh tăng lên, chất lỏng sẽ giãn nở bên trong một thể tích gần như cố định. Sự gia tăng áp suất có thể tác động lên các vòng đệm, phụ kiện, van, ống và các bộ phận xi lanh ngay cả khi máy bơm không chạy.
Đối với người mua OEM, câu hỏi quan trọng không chỉ là “Áp suất làm việc của xi lanh là bao nhiêu?” Nó cũng là “Xi lanh có thể nhìn thấy áp suất nào khi mạch điện bị tắc, nóng lên, hạ thấp, dừng hoặc bị dẫn động lùi?”
Một thông lệxi lanh thủy lực một thanhcó diện tích piston đầy đủ ở phía nắp và diện tích hình khuyên nhỏ hơn ở phía thanh truyền. Thanh chiếm một phần diện tích piston ở phía thanh.
Nếu phía nắp được điều áp trong khi thể tích phía thanh không thể xả ra thì lực truyền qua pít-tông tác dụng lên diện tích phía thanh nhỏ hơn. Mối quan hệ đầu tiên là:
Mối quan hệ này là một công cụ sàng lọc kỹ thuật. Nó giả định một điều kiện tĩnh, đơn giản và không thay thế một phân tích mạch hoàn chỉnh. Áp suất thực tế phụ thuộc vào sự rò rỉ, hàm lượng không khí bị mắc kẹt, khả năng nén chất lỏng, sự tuân thủ cấu trúc, trạng thái bịt kín, phản ứng của van, ma sát, nhiệt độ và hướng chuyển động.
Tỷ lệ diện tích là lý do khiến xi lanh có thể chịu áp suất phía thanh truyền vượt quá áp suất bơm. Hình trụ không tạo ra năng lượng từ hư không; nó trao đổi lực và chuyển vị thông qua hình dạng piston trong khi thể tích bị chặn chịu một áp suất khác.
Giả sử, chỉ để minh họa mối quan hệ diện tích, rằng:
- Diện tích piston phía nắp là 10 in²
- Diện tích hình khuyên bên que là 7 in2
- Áp suất phía nắp là 2.100 psi
- Buồng bên thanh không xả được
Ước tính tăng cường đơn giản hóa là:
Đây không phải là đánh giá sản phẩm, kết quả thử nghiệm hoặc phê duyệt thiết kế. Đây là một ví dụ tính toán cho thấy tại sao một xi lanh được định mức theo áp suất bơm vẫn có thể yêu cầu xem xét lại khoang đối diện và cách bố trí van.
Nếu diện tích phía thanh nhỏ hơn nhiều so với diện tích phía nắp thì tỷ số áp suất lý thuyết sẽ trở nên nghiêm trọng hơn. Máy thực tế có thể giảm hoặc hạn chế áp suất thông qua rò rỉ, van giảm áp hoặc chuyển động của kết cấu, nhưng những đường dẫn đó phải được thiết kế và xác minh có chủ ý.
Điều kiện cổ điển là áp suất tác dụng lên đầu nắp trong khi đầu thanh bị chặn bởi van định hướng đóng, van giữ tải, van một chiều do phi công vận hành hoặc đường dẫn chất lỏng đông lạnh.
Rủi ro tăng lên khi xi lanh bị đẩy về phía rút lại do tải trọng hoặc do áp suất đầu nắp đi vào. Dầu phía thanh truyền không có nơi nào để thoát ra nên áp suất có thể tăng nhanh.
Van giữ tải được sử dụng để ngăn chặn chuyển động không kiểm soát được. Chúng là các bộ phận an toàn quan trọng, nhưng mạch điện vẫn phải cung cấp đường dẫn được kiểm soát cho dầu bị giữ lại trong quá trình giãn nở, rút lại, dừng và thay đổi nhiệt.
Việc bố trí van để giữ tải lơ lửng ở một trạng thái có thể tạo ra bẫy áp suất ở trạng thái khác. Việc xem xét phải bao gồm khởi động, chuyển động bình thường, dừng khẩn cấp, hỏng ống, ngắt điện van và cách ly bảo trì.
Xi lanh được dẫn động dựa vào điểm dừng cứng có thể tạo ra áp suất tăng vọt hoặc bẫy chất lỏng nếu van tiếp tục cung cấp dòng chảy. Việc dừng cơ học không loại bỏ năng lượng thủy lực; nó truyền tải vào kết cấu, xi lanh, giá đỡ và mạch điện.
Do đó, việc kiểm soát điểm cuối hành trình, cài đặt đệm, đường giảm chấn và điểm dừng máy phải được xem xét cùng nhau. Đệm không thể thay thế cho đường giới hạn áp suất được thiết kế chính xác.
Một số mạch cố tình kết nối các cổng xi lanh theo cách thay đổi tốc độ hoặc sử dụng dầu bên thanh truyền bị dịch chuyển. Những mạch đó có thể tạo ra mối quan hệ áp suất và dòng chảy bất thường. Tính toán xi lanh tiêu chuẩn có thể không mô tả áp suất cổng thực tế.
Sơ đồ phải xác định mọi kết nối giữa buồng đầu nắp và đầu thanh, bao gồm đường tái sinh, đường thí điểm, van tuần tự và điều khiển dòng chảy.
Dầu thủy lực giãn nở khi nhiệt độ tăng. Nếu dầu bị mắc kẹt trong một thể tích cứng hoặc gần cứng, sự giãn nở sẽ không còn nữa và áp suất sẽ tăng lên.
Sự gia tăng áp suất bị ảnh hưởng bởi các đặc tính của chất lỏng, thể tích bị giữ lại, sự thay đổi nhiệt độ, hàm lượng không khí, độ đàn hồi của thành phần và khả năng rò rỉ hoặc giảm nhẹ. Ước tính giãn nở nhiệt đơn giản có thể giúp chỉ ra chiều hướng của rủi ro, nhưng không nên sử dụng nó làm dự đoán áp suất cuối cùng nếu không có dữ liệu chất lỏng và sự tuân thủ của hệ thống.
Khóa nhiệt có thể xảy ra khi:
- Một xi lanh được cách ly bằng hai van đóng
- Kiểm tra do phi công vận hành bẫy cả hai cổng
- Khớp nối nhanh bị ngắt kết nối do dầu bị kẹt giữa chúng
- Máy được chuyển từ xưởng lạnh sang xưởng ấm
- Ánh nắng mặt trời hoặc nguồn nhiệt khác làm ấm hình trụ bị cô lập
- Mạch giữ tải ngăn chặn sự cân bằng áp suất bình thường
Máy bơm có thể tắt trong khi áp suất tăng. Đây là lý do tại sao nhân viên bảo trì không nên cho rằng mạch thủy lực đã ngắt điện là không có áp suất.
Xác định thể tích bị giữ lại và tính toán hoặc kiểm tra đường áp suất ở đầu nắp và đầu thanh. Bao gồm rò rỉ van, giãn nở nhiệt, không khí bị mắc kẹt và tuân thủ cấu trúc.
Một mạch điện có thể cần một thiết bị cứu trợ, khối lượng mở rộng, bố trí bộ tích lũy hoặc đường dẫn bổ sung được điều khiển. Giải pháp chính xác phụ thuộc vào tải trọng, mối nguy hiểm, cấu trúc van và các yêu cầu thiết kế máy hiện hành.
Không thêm van xả mà không kiểm tra cài đặt áp suất, lưu lượng, đường xả và tương tác với chức năng giữ tải.
Kiểm tra ống xi lanh, piston, thanh truyền, vòng đệm, cổng, ống mềm, phụ kiện, van, ống góp và kết cấu lắp đặt. Cài đặt giảm áp bơm không tự động là áp suất tối đa được thấy trong mọi buồng bị chặn.
Xem xét dừng bình thường, dừng khẩn cấp, mất điện, hỏng ống, quay trở lại ống van, mất áp suất phi công và cách ly bảo trì thủ công. Điều kiện giữ an toàn vẫn có thể yêu cầu đường giảm áp.
Xác định điều kiện khởi động nguội, nhiệt độ vận hành, điều kiện đỗ xe, nhiệt độ bảo quản và tiếp xúc trực tiếp với nhiệt. Nếu có thể cách ly xi lanh trong khi chất lỏng bị giữ lại thì áp suất nhiệt phải được xem xét khi xem xét rủi ro.
Có thể nghi ngờ tăng áp suất hoặc khóa nhiệt khi máy hiển thị:
- Ống bên thanh hoặc trục trặc khớp nối mặc dù áp suất bơm bình thường
- Kiểu ép đùn phốt không có sự kiện quá áp bơm phù hợp
- Xi lanh trở nên khó di chuyển sau khi làm nóng hoặc làm mát
- Van giữ tải khóa chặt hơn dự kiến
- Áp suất còn lại sau khi dừng bơm
- Phụ kiện không thể nới lỏng một cách an toàn trong quá trình bảo trì
- Van xả chỉ mở sau khi dừng hoặc thay đổi nhiệt độ
- Áp suất tăng vọt không giải thích được khi xi lanh đạt đến điểm dừng cơ học
Những triệu chứng này không phải là bằng chứng của một cơ chế. Họ chỉ ra rằng nên đo và lập bản đồ áp suất cổng và hành vi thể tích bị chặn.
1. Làm cho máy an toàn. Tuân theo quy trình cách ly và năng lượng dự trữ của nhà sản xuất máy. Không nới lỏng khớp nối để “xem có áp lực hay không”.
2. Ghi lại áp suất ở cả hai cổng. Đo áp suất tại các cổng xi lanh trong điều kiện tải và nhiệt độ liên quan, không chỉ ở máy bơm.
3. Theo dõi logic của van. Xác định các thiết bị kiểm tra do phi công vận hành, van đối trọng, van tuần tự, bộ điều khiển dòng chảy và bất kỳ kết nối tái sinh nào.
4. Xác định khối lượng bị mắc kẹt. Đánh dấu mọi phần có thể được cách ly bằng van đóng hoặc khớp nối bị ngắt kết nối.
5. Kiểm tra lịch sử nhiệt độ. Ghi lại nhiệt độ chất lỏng và môi trường xung quanh trước, trong và sau sự kiện áp suất.
6. Kiểm tra vị trí hỏng hóc. So sánh các vòng đệm, phụ kiện, ống mềm và khoang van ở phía thanh và phía nắp để phát hiện hư hỏng liên quan đến áp suất.
7. Xem lại bản sửa đổi bản vẽ. Xác nhận rằng các sửa đổi tại hiện trường không loại bỏ đường dẫn cứu trợ hoặc thay đổi đường ống dẫn nước của van.
8. Kiểm tra lại trong điều kiện được kiểm soát. Sử dụng thiết bị phù hợp và kế hoạch kiểm tra được ghi lại trước khi đưa máy trở lại hoạt động.
Nhà sản xuất có thể đưa ra câu trả lời hữu ích hơn khi câu hỏi bao gồm:
- Lỗ xi lanh, đường kính thanh truyền, hành trình và cách bố trí lắp đặt
- Kích thước cổng đầu nắp và đầu thanh và định tuyến ống
- Sơ đồ thủy lực có ký hiệu van và đường thí điểm
- Áp suất giảm áp của bơm và áp suất đo được tại mỗi cửa xi lanh
- Hướng tải, tình trạng tải treo và các điểm dừng cơ học
- Mã số bộ phận van giữ tải, van đối trọng và van một chiều
- Loại chất lỏng, phạm vi nhiệt độ và tình trạng thể tích bị mắc kẹt
- Hành vi dừng bình thường, dừng khẩn cấp và mất điện
- Hình ảnh các vòng đệm, phụ kiện, ống mềm hoặc van bị hỏng
- Chức năng giữ cần thiết và các yêu cầu an toàn máy hiện hành
Một giá trị áp suất bơm duy nhất hiếm khi đủ để chẩn đoán tình trạng tăng áp suất.
Tính toán diện tích minh họa không phải là đánh giá áp suất. Bài viết không chỉ định cài đặt giảm áp chung, kích thước van, phạm vi nhiệt độ cho phép hoặc áp suất làm việc an toàn cho một xi lanh không xác định.
Giới hạn áp suất chính xác phải đến từ bản vẽ xi lanh hiện tại, thông số vật liệu và con dấu, thiết kế mạch, dữ liệu van, bằng chứng thử nghiệm và đánh giá rủi ro máy. Một danh mục Parker, một bài báo thủy lực nói chung hoặc một công thức có thể giải thích cơ chế, nhưng không có cái nào trong số chúng có thể thay thế cho việc xem xét ứng dụng cuối cùng.
HCIC, còn được gọi là Jinan Huachen Industrial Co., Ltd., phát triển và sản xuất xi lanh thủy lực và bộ nguồn thủy lực cho xe cộ, xử lý chất thải, xây dựng và thiết bị công nghiệp. Để xem xét tăng cường áp suất, hãy cung cấp mạch điện hoàn chỉnh và các điều kiện vận hành đo được để có thể đánh giá bình chứa như một bộ phận của máy chứ không phải tách biệt.
