تشدید فشار درسیلندرهای هیدرولیکیک مشکل طراحی مدار است که می تواند در طول کارکرد عادی نامرئی بماند و تنها زمانی ظاهر می شود که محفظه مسدود شود، شیر بسته شود، دمای روغن تغییر کند یا بار در جهت غیرمنتظره حرکت کند.
علت اصلی نابرابر بودن سطح دو طرف پیستون تک میله ای است. هنگامی که روغن در یک طرف محبوس می شود و طرف دیگر تحت فشار یا مجبور به حرکت می شود، پیستون می تواند به عنوان یک تقویت کننده هیدرولیک عمل کند. فشار حاصل در محفظه مسدود شده ممکن است بیشتر از فشار تامین شده توسط پمپ باشد.
قفل حرارتی یک خطر مرتبط است. اگر روغن بین شیرهای بسته گیر کند و دمای سیلندر افزایش یابد، سیال در یک حجم تقریباً ثابت منبسط می شود. افزایش فشار ممکن است بر روی مهر و موم، اتصالات، سوپاپ ها، لوله ها و اجزای سیلندر تأثیر بگذارد حتی اگر پمپ کار نمی کند.
برای خریداران OEM، سوال کلیدی فقط این نیست که "فشار کاری سیلندر چقدر است؟" همچنین این است که "سیلندر چه فشاری می تواند ببیند وقتی مدار مسدود شده، گرم می شود، پایین می آید، متوقف می شود یا به عقب هدایت می شود؟"
یک متعارفسیلندر هیدرولیک تک میله ایدارای یک ناحیه کامل پیستون در سمت کلاهک و یک ناحیه حلقوی کوچکتر در سمت میله است. میله بخشی از ناحیه پیستون در سمت میله را اشغال می کند.
اگر سمت کلاهک تحت فشار باشد در حالی که حجم سمت میله نمی تواند تخلیه شود، نیروی منتقل شده از طریق پیستون روی ناحیه کوچکتر سمت میله عمل می کند. یک رابطه گذر اول:
این رابطه یک ابزار غربالگری مهندسی است. شرایط ایستا و ساده شده را در نظر می گیرد و جایگزین آنالیز مدار کامل نمی شود. فشار واقعی به نشت، محتوای هوای محبوس شده، تراکم پذیری سیال، انطباق ساختاری، رفتار آب بندی، پاسخ دریچه، اصطکاک، دما و جهت حرکت بستگی دارد.
نسبت مساحت دلیلی است که سیلندر می تواند فشار سمت میله ای را بیشتر از فشار پمپ تجربه کند. سیلندر از هیچ انرژی تولید نمی کند. در حالی که حجم مسدود شده فشار متفاوتی را تجربه می کند، نیرو و جابجایی را از طریق هندسه پیستون مبادله می کند.
فرض کنید، فقط برای نشان دادن رابطه منطقه، که:
- مساحت پیستون سمت درپوش 10 اینچ است
- مساحت حلقوی سمت میله 7 اینچ مربع است
- فشار سمت درپوش 2100 psi است
- محفظه سمت میله قادر به تخلیه نیست
تخمین تشدید ساده شده عبارت است از:
این رتبه بندی محصول، نتیجه آزمایش یا تایید طراحی نیست. این یک مثال محاسباتی است که نشان می دهد چرا سیلندری که برای فشار پمپ نامگذاری شده است ممکن است همچنان به بازبینی محفظه مقابل و آرایش سوپاپ نیاز داشته باشد.
اگر ناحیه سمت میله بسیار کوچکتر از ناحیه سمت کلاهک باشد، نسبت فشار نظری شدیدتر می شود. ماشین واقعی ممکن است فشار را از طریق نشتی، شیر تسکین یا حرکت ساختاری کاهش یا محدود کند، اما این مسیرها باید عمداً طراحی و تأیید شوند.
شرایط کلاسیک فشاری است که به انتهای کلاهک اعمال می‌شود در حالی که انتهای میله توسط یک شیر جهتی بسته، شیر نگهدارنده بار، شیر بازرسی که توسط خلبان کار می‌کند یا مسیر سیال منجمد مسدود می‌شود.
هنگامی که سیلندر توسط بار یا فشار ورودی درپوش به سمت عقب رانده می شود، خطر افزایش می یابد. روغن سمت میله جایی برای رفتن ندارد، بنابراین فشار می تواند به سرعت افزایش یابد.
از شیرهای نگهدارنده برای جلوگیری از حرکت کنترل نشده استفاده می شود. آنها اجزای ایمنی مهمی هستند، اما مدار همچنان باید مسیر کنترل شده ای را برای روغن محبوس شده در حین گسترش، جمع شدن، توقف و تغییرات حرارتی فراهم کند.
چیدمان دریچه ای که بار معلق را در یک حالت نگه می دارد ممکن است در حالت دیگر یک تله فشار ایجاد کند. بررسی باید راه اندازی، حرکت عادی، توقف اضطراری، خرابی شلنگ، قطع برق سوپاپ و جداسازی تعمیر و نگهداری را پوشش دهد.
یک سیلندر که در برابر یک توقف سخت رانده می شود، اگر شیر به جریان خود ادامه دهد، می تواند یک سنبله فشار یا سیال تله ایجاد کند. توقف مکانیکی انرژی هیدرولیک را حذف نمی کند. بار را به ساختار، سیلندر، پایه ها و مدار منتقل می کند.
بنابراین، کنترل پایان ضربه، تنظیمات بالشتک، مسیرهای امداد و توقف ماشین باید با هم بررسی شوند. بالشتک جایگزینی برای مسیر محدود کننده فشار به درستی طراحی شده نیست.
برخی از مدارها به طور عمدی پورت های سیلندر را به گونه ای متصل می کنند که سرعت را تغییر می دهد یا از روغن جابجا شده سمت میله استفاده می کند. این مدارها می توانند روابط فشار و جریان غیرعادی ایجاد کنند. یک محاسبه استاندارد سیلندر ممکن است فشارهای پورت واقعی را توصیف نکند.
این شماتیک باید هر ارتباط بین محفظه های انتهایی و انتهایی میله ای، از جمله مسیرهای بازسازی، خطوط پیلوت، شیرهای توالی و کنترل های جریان را مشخص کند.
روغن هیدرولیک با افزایش دمای آن منبسط می شود. اگر روغن در حجمی صلب یا تقریباً سفت محبوس شود، انبساط جایی برای رفتن ندارد و فشار افزایش می یابد.
افزایش فشار تحت تأثیر خواص سیال، حجم محبوس شده، تغییر دما، محتوای هوا، خاصیت ارتجاعی اجزا و در دسترس بودن نشتی یا تسکین است. برآورد انبساط حرارتی ساده شده ممکن است به نشان دادن جهت خطر کمک کند، اما نباید به عنوان پیش‌بینی فشار نهایی بدون داده‌های سیال و انطباق سیستم مورد استفاده قرار گیرد.
قفل حرارتی زمانی رخ می دهد که:
- یک سیلندر توسط دو دریچه بسته جدا می شود
- چک های خلبانی هر دو پورت را به دام می اندازند
- کوپلرهای سریع با روغن محبوس شده بین آنها جدا می شوند
- یک دستگاه از شرایط سرد به یک کارگاه گرم منتقل می شود
- نور خورشید یا منبع گرمایی دیگر سیلندر ایزوله را گرم می کند
- مدار نگهدارنده بار از یکسان سازی فشار طبیعی جلوگیری می کند
ممکن است در هنگام افزایش فشار، پمپ خاموش باشد. به همین دلیل است که پرسنل تعمیر و نگهداری نباید تصور کنند که یک مدار هیدرولیک بدون انرژی بدون فشار است.
حجم های به دام افتاده را شناسایی کنید و مسیر فشار را برای انتهای کلاهک و انتهای میله محاسبه یا آزمایش کنید. شامل نشت دریچه، انبساط حرارتی، هوای محبوس شده و انطباق ساختاری است.
یک مدار ممکن است به یک دستگاه امداد، حجم انبساط، آرایش انباشته یا مسیر آرایش کنترل شده نیاز داشته باشد. راه حل صحیح به بار، خطر، معماری سوپاپ و الزامات طراحی ماشین قابل اجرا بستگی دارد.
بدون بررسی تنظیمات فشار، ظرفیت جریان، مسیر تخلیه و تعامل با عملکرد نگهدارنده بار، شیر تخلیه را اضافه نکنید.
لوله سیلندر، پیستون، میله، مهر و موم، پورت ها، شیلنگ ها، اتصالات، سوپاپ ها، منیفولدها و ساختار نصب را بررسی کنید. تنظیم تخلیه پمپ به طور خودکار حداکثر فشاری نیست که در هر محفظه مسدود شده مشاهده می شود.
توقف عادی، توقف اضطراری، از دست دادن برق، خرابی شلنگ، برگشت قرقره شیر، کاهش فشار پایلوت و جداسازی تعمیر و نگهداری دستی را بررسی کنید. شرایط نگهداری ایمن همچنان می تواند به یک مسیر کاهش فشار نیاز داشته باشد.
شرایط شروع سرد، دمای کارکرد، وضعیت پارک، دمای ذخیره سازی و قرار گرفتن در معرض حرارت مستقیم را تعریف کنید. اگر بتوان یک سیلندر را در حین گیر افتادن سیال جدا کرد، فشار حرارتی باید در بررسی ریسک در نظر گرفته شود.
هنگامی که دستگاه نشان می دهد ممکن است به تشدید فشار یا قفل حرارتی مشکوک شود:
- خرابی شلنگ سمت میله یا اتصالات با وجود فشار معمولی پمپ
- الگوی اکستروژن مهر و موم بدون رویداد فشار بیش از حد پمپ
- استوانه ای که پس از گرم شدن یا سرد شدن، حرکت آن دشوار می شود
- یک شیر نگهدارنده که محکم تر از حد انتظار قفل می شود
- فشار باقی مانده پس از توقف پمپ
- اتصالاتی که در حین تعمیر و نگهداری به طور ایمن شل نمی شود
- یک شیر تسکین دهنده که تنها پس از توقف یا تغییر دما باز می شود
- هنگامی که یک سیلندر به توقف مکانیکی می رسد فشار غیرقابل توضیحی افزایش می یابد
این علائم اثبات یک مکانیسم نیستند. آنها نشان می دهند که فشار پورت و رفتار حجم مسدود شده باید اندازه گیری و نقشه برداری شوند.
1. دستگاه را ایمن کنید. مراحل جداسازی و انرژی ذخیره شده سازنده ماشین را دنبال کنید. اتصالات را شل نکنید تا ببینید آیا فشار وجود دارد یا خیر.
2. هر دو فشار پورت را ثبت کنید. فشار را در پورت های سیلندر تحت شرایط بار و دمای مربوطه، نه تنها در پمپ، اندازه گیری کنید.
3. منطق سوپاپ را دنبال کنید. چک‌های کنترل‌کننده، شیرهای تعادل، شیرهای متوالی، کنترل‌های جریان و هرگونه اتصال بازسازی را شناسایی کنید.
4. حجم های به دام افتاده را شناسایی کنید. هر قسمتی را که می توان با شیرهای بسته یا جفت های جدا شده جدا کرد علامت گذاری کنید.
5. تاریخچه دما را بررسی کنید. دمای سیال و محیط را قبل، حین و بعد از رویداد فشار ثبت کنید.
6. محل خرابی را بررسی کنید. مهر و موم های سمت میله و سمت درپوش، اتصالات، شیلنگ ها و حفره های شیر را برای آسیب های مربوط به فشار مقایسه کنید.
7. بازنگری نقاشی را مرور کنید. تأیید کنید که اصلاحات میدانی باعث حذف یک مسیر کمکی یا تغییر لوله کشی شیر نشده است.
8. آزمایش مجدد در شرایط کنترل شده. قبل از بازگرداندن دستگاه به سرویس از ابزار دقیق مناسب و یک طرح آزمایشی مستند استفاده کنید.
زمانی که پرس و جو شامل موارد زیر باشد، سازنده می تواند پاسخ مفیدتری ارائه دهد:
- سوراخ سیلندر، قطر میله، سکته مغزی و ترتیب نصب
- اندازه درگاه انتهایی و میله ای و مسیریابی شلنگ
- شماتیک هیدرولیک با نمادهای شیر و خطوط پیلوت
- فشار تخلیه پمپ و فشار اندازه گیری شده در هر پورت سیلندر
- جهت بار، وضعیت بار معلق و توقف های مکانیکی
- شماره قطعه شیر نگهدارنده، شیر تعادل و شیر چک
- نوع سیال، محدوده دما و وضعیت محبوس شده-حجم
- توقف معمولی، توقف اضطراری و رفتار اتلاف نیرو
- عکس های خرابی مهر و موم، اتصالات، شیلنگ یا شیر
- عملکرد نگهداری مورد نیاز و الزامات ایمنی دستگاه قابل اجرا
تنها یک مقدار فشار پمپ به ندرت برای تشخیص تشدید فشار کافی است.
محاسبه مساحت گویا یک درجه بندی فشار نیست. این مقاله یک تنظیم عمومی، اندازه سوپاپ، محدوده دمای مجاز یا فشار کار ایمن را به یک سیلندر نامشخص اختصاص نمی دهد.
حد فشار صحیح باید از نقشه سیلندر فعلی، مشخصات مواد و مهر و موم، طراحی مدار، داده‌های سوپاپ، شواهد آزمایش و ارزیابی ریسک ماشین باشد. یک کاتالوگ پارکر، یک مقاله هیدرولیک عمومی یا یک فرمول می تواند مکانیسم را توضیح دهد، اما هیچ یک از آنها جایگزین بررسی نهایی برنامه نمی شود.
HCIC که با نام شرکت صنعتی Jinan Huachen نیز شناخته می شود، سیلندرهای هیدرولیک و واحدهای نیرو هیدرولیک را برای وسایل نقلیه، حمل زباله، تجهیزات ساختمانی و صنعتی توسعه و تولید می کند. برای بررسی تشدید فشار، مدار کامل و شرایط عملیاتی اندازه‌گیری شده را ارائه دهید تا سیلندر را بتوان به عنوان بخشی از دستگاه ارزیابی کرد، نه به صورت مجزا.
