Ako ste ikada radili s hidrauličkim sustavima - bilo na građevinskim kamionima, poljoprivrednim traktorima ili industrijskim strojevima - znate da se o glatkom, dosljednom protoku ne može raspravljati. Trzajuća ruka utovarivača, neravnomjerno dizanje kipera ili nedosljedan pritisak priključka na farmi vodi do jednog uobičajenog problema: pulsacije hidrauličke pumpe. Kao dobavljač hidrauličkih pumpi koji je godinama radio s flotama, proizvođačima originalne opreme i timovima za održavanje diljem industrije, iz prve sam ruke vidio kako ovaj naizgled mali problem može prerasti u skupe zastoje, prerano trošenje dijelova, pa čak i sigurnosne opasnosti. Razjasnimo što uzrokuje pulsiranje pumpe, kako to uočiti i što možete učiniti da vaš sustav radi glatko.
Prvo, važno je jednostavno definirati pulsiranje hidrauličke pumpe: to je fluktuacija brzine protoka ili tlaka koja se događa kada pumpa pokreće hidrauličku tekućinu. Za razliku od idealnog, postojanog protoka iz savršene crpke, crpke u stvarnom svijetu proizvode male (ili ponekad velike) promjene u izlazu koje se protežu kroz cijeli sustav. U svojoj jezgri, pulsiranje je funkcija načina na koji crpka stvara i istiskuje tekućinu, tako da različite vrste crpki to različito rješavaju. Zbog toga, na primjer, pumpa s zupčanicima promjenjivog volumena kao što jeParker G101 G102 hidraulička pumpa s promjenjivim pomakom za kiper(radni konj za izvancestovne primjene) ima vlastiti skup okidača za pulsiranje, koji se razlikuju od onih kod lopatica ili klipnih pumpi.
Počnimo s najosnovnijim razlogom: unutarnjim dizajnom same pumpe. Svaka pumpa s pozitivnim pomakom (tip na koji se oslanjaju svi industrijski i mobilni hidraulički sustavi) radi tako da hvata tekućinu u komorama i pomiče je od ulaza do izlaza. Oblik, veličina i razmak ovih komora izravno stvaraju varijacije protoka. Uzmimo, na primjer, zupčaste pumpe: imaju dva zupčanika koji se međusobno zahvaćaju i dok se okreću, tekućina zarobljena između zuba zupčanika i kućišta pumpe kreće se prema izlazu. Ali budući da svaki zupčanik ima konačan broj, brzina protoka raste kada zub uđe u mrežu, a opada kada izađe. Ovo stvara prirodnu frekvenciju pulsiranja - obično se mjeri u hercima (Hz) - koja je svojstvena dizajnu pumpe. Za aplikacije s visokim opterećenjem kao što su kiperi kamioni, gdje se to pulsiranje prenosi izravno na sustav dizanja, Parker G101 G102 je projektiran za smanjenje ovog inherentnog pulsiranja s precizno obrađenim zubima zupčanika i tihim, uravnoteženim dizajnom, što ga čini idealnim za poslove gdje je gladak rad kritičan.
Zatim, razmotrite klipne pumpe, još jedan uobičajeni tip za visokotlačne mobilne i industrijske sustave. Klipne pumpe koriste više cilindara s klipnim klipovima koji se izvlače i uvlače kako bi uvukli i istisnuli tekućinu. Broj klipova je ovdje ključni faktor: pumpa sa 7 klipova, na primjer, ima dosljedniji protok od pumpe s 5 klipova jer su impulsi protoka manji i ravnomjernije se preklapaju. Rotacijske dvostruke jednoklipne pumpe poputCAT 170-715 hidraulička rotacijska dvostruka jednostruka klipna pumpa za utovarivače na kotačimadizajnirani su za rukovanje velikim opterećenjem utovarivača na kotačima s dvostrukim klipnim setovima, ali čak i oni imaju ugrađene fluktuacije protoka. Recipročno gibanje klipova stvara cikličku silu koja pomiče tekućinu, a ako nije uravnotežena, to može dovesti do pulsiranja tlaka. Pumpe s promjenjivim lopaticama, poputParker PD hidraulička pumpa s promjenjivim lopaticama za traktor na kotačima, koristite lopatice koje klize u rotoru za stvaranje komora; njihovo pulsiranje je drugačije jer se lopatice pomiču glatko umjesto recipročno, ali varijacije u kutu ili trošenju mogu pojačati tu prirodnu varijaciju protoka tijekom vremena.
Iako je inherentni dizajn osnova, većina problema s pulsiranjem pojačana je problemima na razini sustava, a ne same pumpe. Razgovarajmo o hidrauličnoj tekućini i onečišćenju, krivcu koji prečesto vidim u pozivima za održavanje. Hidraulička tekućina je krvotok sustava, a ako je prljava, prozračna ili pogrešne viskoznosti, dosljednost protoka pretvara u noćnu moru. Zrak u tekućini je posebno velik: kada mjehurići zraka uđu u ulaz pumpe, oni se sabijaju i šire dok pumpa radi, stvarajući pulsiranje "vezano zrakom" koje se čini kao da se sustav trza. Čak i male količine prozračivanja mogu udvostručiti ili utrostručiti prirodno pulsiranje pumpe. Zagađivači poput metalnih strugotina, prljavštine ili degradirane tekućine također igraju ulogu: mogu istrošiti unutarnje dijelove pumpe, poput zuba zupčanika, klipnih brtvi ili lopatica, stvarajući nejednake zazore koji protok pumpe čine manje konzistentnim. Na primjer, istrošeni Geroler motor uparen s hidrauličnom pumpom (poputEaton 119-1042-003 hidraulički motor Geroler serije 10000) može stvoriti protutlak koji pogoršava pulsiranje pumpe, jer vlastita unutarnja curenja i istrošenost motora dodaju fluktuacije tlaka koje se vraćaju u pumpu.
Neispravna instalacija sustava ili podudaranje komponenti još je jedan najčešći uzrok. Vidio sam kako flote mijenjaju zupčastu pumpu za klipnu pumpu bez podešavanja veličine ulaznog voda, što stvara pretjerano ograničenje ulaza. Ako je ulazni vod premali ili predugačak bez odgovarajućeg usisnog filtra, pumpa ne može dovoljno brzo povući tekućinu, što dovodi do kavitacije - stanja u kojem nizak tlak na ulazu uzrokuje isparavanje tekućine, stvarajući mjehuriće koji se skupljaju kada dostignu visoki tlak na izlazu. Taj kolaps stvara udarne valove koji pojačavaju pulsiranje, a s vremenom mogu oštetiti dijelove pumpe, poput prirubnica na Gerotor motorima kao što jeMotor Parker BMJ-295-WDB Gerotor - Zamjena s prirubnicom s 4 vijka, G12 priključkom i cilindričnom osovinom od 32 mm, trošenjem na dodirnim površinama. Još jedna uobičajena pogreška: neusklađena veličina pumpe i motora. Ako je pumpa prevelika za motor, ona tjera višak protoka u sustav, stvarajući skokove tlaka i oscilacije koje se manifestiraju kao pulsiranje.
Istrošenost tijekom vremena je najpredvidljiviji uzrok, ali se često zanemaruje sve dok ne postane problem. Hidrauličke pumpe napravljene su da traju, ali nisu neuništive. Tijekom tisuća radnih sati, dijelovi poput zupčanika, klipova, lopatica i brtvila se troše, stvarajući zazore veće od specifikacija proizvođača. Ovi preveliki zazori dopuštaju povratno curenje tekućine iz visokotlačnog izlaza u niskotlačni ulaz, ometajući predviđeni protok pumpe. Za zupčaste pumpe, istrošeni zubi zupčanika ili brazde na kućištu pumpe smanjuju učinkovitost hvatanja tekućine, što dovodi do neravnomjernog izlaza i većeg pulsiranja. Za klipne pumpe, istrošeni klipni prstenovi ili provrti cilindra stvaraju unutarnje curenje koje čini protok nedosljednim, posebno pod velikim opterećenjem. Čak se i motori upareni s pumpama (kao što su Eaton Geroler ili Parker Gerotor motori) mogu istrošiti, dodajući protutlak i varijacije protoka koje pogoršavaju pulsiranje pumpe.
Dakle, što učiniti ako imate posla s pulsiranjem hidrauličke pumpe? Prvi korak je dijagnosticirati glavni uzrok, a ne samo liječiti simptom. Započnite s osnovnim provjerama sustava: testirajte hidrauličku tekućinu na kontaminaciju (vizualno je pregledajte na zamućenost, što ukazuje na prozračivanje, i pošaljite uzorak na brojanje čestica), provjerite veličinu ulaznog voda i ograničenja (upotrijebite manometar na ulazu pumpe kako biste bili sigurni da je unutar ograničenja proizvođača) i pregledajte sva crijeva i spojeve na curenja koja bi mogla uvlačiti zrak. Ako to ne riješi problem, pogledajte istrošenost pumpe: provjerite unutarnje zazore, osluškujte neuobičajenu buku (visoko cviljenje je znak kavitacije, dok ritmička vibracija često ukazuje na mehaničku istrošenost) i razmotrite starost i radne sate vaše pumpe i komponenti motora.
Za nove instalacije ključan je odabir prave pumpe za vašu primjenu. Za kipere ili tešku opremu za dizanje, precizno konstruirana zupčasta pumpa promjenjivog pomaka kao što je Parker G101 G102 može smanjiti inherentno pulsiranje, dok utovarivači na kotačima mogu imati koristi od dvostruke klipne pumpe kao što je CAT 170-715 za uravnotežen protok pod velikim opterećenjem. Za primjene na farmama gdje su prostor i učinkovitost važni, Parker PD pumpa s varijabilnim lopaticama snažan je izbor, dizajnirana za smanjenje pulsiranja uz održavanje dosljednog protoka. Uparivanje pumpi s kompatibilnim motorima poput Eaton 10000 Series Geroler ili Parker BMJ-295-WDB Gerotor Motora također osigurava da performanse motora ne dodaju nepotrebne varijacije protoka u sustav. Ako osjetite pulsiranje i trebate prilagođeni savjet za vašu specifičnu primjenu, naš tim stručnjaka za hidraulički sustav može vam pomoći identificirati glavni uzrok, preporučiti nadogradnju komponenti ili osigurati novu opremu koja odgovara vašim potrebama.
Ne dopustite da pulsiranje pumpe dovede do neplaniranih zastoja, skupih popravaka ili neučinkovitih operacija. Bilo da ste upravitelj voznog parka, OEM ili tehničar za održavanje, rano rješavanje pulsiranja dugoročno štedi vrijeme i novac. Da biste razgovarali o svojim potrebama hidrauličkog sustava, zatražili ponudu ili dobili personalizirane upute o odabiru komponenti kao što su Parker G101 G102, CAT 170-715 ili druge hidraulične pumpe i motori, obratite se našem timu već danas. Ovdje smo kako bi vaši sustavi radili glatko, iz dana u dan.
Reference
- Manring, ND (2005). Inženjering sustava hidrauličkih pumpi. CRC Press.
- Ivantysyn, J. i Ivantysynova, M. (2005). Hidrostatske pumpe i motori: principi, dizajn, izvedba, modeliranje, analiza, upravljanje i ispitivanje. Tech Books International.
- Hidraulički institut. (2018). Pulsiranje hidrauličke pumpe i smjernice za kontrolu buke. Odbor za standarde hidrauličke industrije.
- Eaton hidraulika. (2022). Priručnik za primjenu i održavanje motora Geroler i Gerotor. Korporacija Eaton.
