بعض الآلات الهيدروليكية يمكن أن تحافظ على موقعها عادةً مباشرة بعد التشغيل. ومع ذلك، بعد التشغيل المستمر وارتفاع درجة حرارة زيت الهيدروليك، قد تبدأ المنصة، أو الذراع، أو الصنابير، أو الملحقات العمل في الانخفاض ببطء.
تُعرف هذه الحالة عادةً بانجراف الأسطوانة الهيدروليكية، أو الزحف الأسطواني، أو غرق الحمولة.
الآلة التي تغمر بعد التسخين لا تعني بالضرورة أنها تحتوي على أسطوانة هيدروليكية تالفة. في كثير من الأحيان، تقليل درجة حرارة الزيت يؤدي إلى تقليل لزوجة زيت الهيدروليك وزيادة التسرب من الفجوات الموجودة في الأسطوانة أو صمام التحكم الاتجاهي أو قفل الهيدروليك أو صمام التوازن.
لذا، فإن التشخيص الصحيح مهم. قد لا يحل استبدال أختام الأسطوانة دون فحص الدائرة الهيدروليكية بالكامل المشكلة.
زيت الهيدروليك الساخن له لزوجة أقل
يصبح زيت الهيدروليك أخف عندما تزداد درجة حرارته.
عندما تكون المعدات باردة، يمكن أن تساعد اللزوجة العالية نسبيًا للزيت في الحد من التسرب من خلال الفجوات الداخلية الصغيرة. قد لا يتسبب التآكل الطفيف في ختم المكبس أو قلب الصمام أو صمام الفحص أو صمام احتجاز الحمولة في حركة ملحوظة.
بعد أن تعمل المنظومة لبعض الوقت، يصبح الزيت أخف ويمر بشكل أسهل من خلال:
- فجوات ختم المكبس
- فجوات قلب الصمام الاتجاهي
- أسطح الإغلاق لصمام الفحص وقفل الهيدروليك
- مقاعد صمام التوازن
- ممرات هيدروليكية داخلية أخرى
مع خروج الزيت تدريجياً من غرفة الدعم، يقل الضغط ويبدأ الأسطوانة في الحركة تحت الحمل المطبق.
قد يظهر هذا كمنصة رفع تنخفض، أو ذراع دعم تنسحب، أو ذراع رافعة تنخفض، أو ملحق يتغير موضعه تدريجياً.
قد يؤدي تسرب الزيت الداخلي لختم المكبس إلى زيادة
تفصل ختم المكبس غرفة جانب القضيب عن غرفة جانب الغطاء داخل أسطوانة هيدروليكية.
بعد فترة طويلة من التشغيل، قد يتآكل الختم أو يتصلب أو يتقطع أو ينضغط أو يتشوه بشكل دائم. قد تبقى التسريبات محدودة عندما يكون الزيت بارداً، ولكن يمكن أن يمر زيت منخفض اللزوجة وساخن عبر المنطقة التالفة للختم بسهولة أكبر.
هذا يغير توازن الضغط بين غرفتي الأسطوانة وقد يسمح لقضيب المكبس بالتحرك تحت الحمل.
ومع ذلك، فإن تسريب ختم المكبس وحده لا يتسبب دائماً في حركة الأسطوانة المستمرة. إذا كانت كلا منفذي الأسطوانة مسدودين تماماً، يحتاج الزيت المنزاح إلى مسار تدفق.
لهذا السبب، يجب عدم إلقاء اللوم على الغوص في الحالة الساخنة تلقائياً على ختم المكبس. يجب أيضاً فحص صمام التحكم ودائرة الاحتفاظ بالحمل.
قد يكون تسرب صمام التحكم الاتجاهي هو السبب الرئيسي
في العديد من الأنظمة الهيدروليكية، تظل الأسطوانة متصلة بصمام التحكم الاتجاهي بعد أن يحرر المشغل ذراع التحكم.
يعمل قنطرة الصمام وجسم الصمام بفجوات صغيرة. تسمح هذه الفجوات للصمام بالتحرك، لكنها أيضاً تخلق مسارات تسرب داخلية محتملة.
عندما يصبح الزيت ساخناً ورقيقاً، قد يمر السائل من غرفة الأسطوانة الحاملة للحمل عبر الصمام ويعود إلى الخزان أو يدخل جزءاً آخر من الدائرة.
يمكن أن تنجرف الأسطوانة حتى عندما يكون ختم المكبس لا يزال في حالة مقبولة.
يجب الشك في صمام التحكم الاتجاهي عندما:
- تبدأ عدة أسطوانات في الغوص بعد أن تصبح النظام ساخناً
- تبقى المشكلة حتى بعد استبدال ختم الأسطوانة
- تحافظ الأسطوانة على موضعها بعد أن يتم عزل منافذها
- يصبح منطقة صمام التحكم ساخنة بشكل غير عادي
- يتغير معدل الانجراف عندما يتم تشغيل وظيفة هيدروليكية أخرى
يمكن أن يزيد تآكل قنطرة الصمام، والتلوث، والخدوش الداخلية، أو عدم العودة الكاملة للصمام من التسريبات.
في العديد من الآلات، يكون تسرب صمام التحكم أكثر شيوعاً من تسرب ختم المكبس الجدي.
قد تتسرب الأقفال الهيدروليكية وصمامات التوازن
تستخدم منصات الرفع والرافعات وأذرع معدات البناء والدعائم الهيدروليكية غالبًا أقفال هيدروليكية وصمامات فحص تعمل بالطيران أو صمامات تعويض.
تم تصميم هذه الصمامات لاحتجاز الزيت داخل الأسطوانة ومنع حركة الحمل غير المنضبطة.
إذا كانت مقعد الصمام أو الكرة أو البكرة أو سطح الختم مرتديًا أو مخدوشًا أو ملوثًا، فقد لا يغلق الصمام تمامًا. يمكن أن يمر زيت ساخن ومنخفض اللزوجة بعد ذلك عبر المنطقة التالفة بسهولة.
قد يظل صمام الاحتفاظ بالحمل مفتوحًا قليلاً بسبب:
- ضغط الطيار المتبقي
- تعديل غير صحيح للصمام
- ضغط عكسي مفرط
- تلوث حول مقعد الصمام
- مرور طيار مقيد
- تركيب غير صحيح
في هذه الحالة، قد تظل الأسطوانة قادرة ميكانيكيًا على حمل الحمل. تكمن المشكلة في أن الصمام المسؤول عن قفل الزيت لا يختم بشكل صحيح.
بالنسبة لمعدات الرفع الحرجة من حيث السلامة، لا ينبغي أن يكون الصمام الاتجاهي القياسي هو العنصر الوحيد الذي يحمل الحمولة المرتفعة.
يمكن أن تؤثر درجة الحرارة العالية على أداء ختم المكبس
تم تصميم الختم الهيدروليكي لدرجات حرارة محددة.
عندما يتجاوز درجة حرارة الزيت الفعلية النطاق المناسب، قد يلين الختم أو يتورم أو يتصلب أو ينكمش أو يفقد مرونته.
قد لا يحافظ ختم المكبس المتدني على ضغط اتصال كافٍ ضد تجويف الأسطوانة. تحت ضغط عالٍ، قد يمتد مادة الختم أيضًا إلى الفجوة بين المكبس وأنبوب الأسطوانة.
يمكن أن تتسبب التعرض الطويل للحرارة في تشوه دائم. بمجرد حدوث ذلك، قد يستمر الختم في التسريب حتى بعد أن يبرد الجهاز.
قد يشير الأسطوانة التي تعمل بشكل طبيعي عندما تكون باردة ولكنها تغمر عند ارتفاع الحرارة إلى أن مادة الختم غير مناسبة لدرجة حرارة الزيت المستمرة الفعلية.
يمكن أن يؤدي التآكل الداخلي إلى إنشاء مسارات تسرب أكبر
يمكن أن تسبب الحمل الجانبي، ومحاذاة سيئة، وأجزاء تثبيت مرتدية تآكلًا غير متساوٍ داخل الأسطوانة الهيدروليكية.
عندما تتآكل حلقات التآكل أو مكونات التوجيه، قد يميل المكبس داخل تجويف الأسطوانة. ثم يحمل ختم المكبس ضغطًا غير متساوٍ وقد يفقد الاتصال الختم من جانب واحد.
يمكن أن يخلق تآكل تجويف الأسطوانة، وقطر تجويف مفرط، وسوء جولة، أو خشونة سطح غير طبيعية أيضًا مسارات تسرب داخلية.
يمر الزيت الساخن عبر هذه المناطق البالية بسهولة أكبر.
قد يؤدي استبدال ختم المكبس فقط إلى تقليل معدل الانجراف مؤقتًا. ومع ذلك، يمكن أن تعود المشكلة إذا لم يتم تصحيح بئر الأسطوانة، وحلقات التآكل، والدبابيس، والمحامل، وظروف التحميل الجانبي الخارجية.
يمكن أن تتسبب التغيرات في الهواء ودرجة الحرارة في حركة محدودة
يمكن أن يؤثر الهواء المخلوط بالزيت الهيدروليكي أيضًا على موضع الأسطوانة.
على عكس الزيت الهيدروليكي، هواء قابل للانضغاط. تحت الحمل، قد تنضغط فقاعات الهواء داخل غرفة الأسطوانة وتسمح قضيب المكبس بالحركة قليلاً.
قد يتسبب الهواء المحتجز أيضًا في:
- حركة أسطوانة إسفنجية
- زحف
- اهتزاز
- ضوضاء غير طبيعية
- تقلبات الضغط
ومع ذلك، عادةً ما يتسبب الهواء في حركة محدودة أو موضع غير مستقر بدلاً من الغرق المستمر لمسافات طويلة.
يتوسع الزيت الهيدروليكي والمكونات المعدنية أيضًا عند تسخينها ويتقلص عند تبريدها. إذا كانت مداخل الأسطوانة مسدودة، فقد يتسبب هذا التغير في درجة الحرارة في تغيير صغير في ضغط الغرفة وموضع الأسطوانة.
إذا استمر منصة أو ذراع أو دعامات في الانخفاض بثبات، فمن الأرجح أن يكون هناك تسرب داخلي أكثر من ضغط الهواء أو التمدد الحراري وحده.
كيف يمكنك تحديد ما إذا كان الأسطوانة أو الصمام يتسرب؟
يجب فحص المعدات تحت ظروف تشغيل باردة وساخنة.
قم بتسجيل حرارة الزيت الهيدروليكي، والحمل المطبق، وموضع الأسطوانة، ومعدل الغرق. يعتبر المقارنة المقياس أكثر موثوقية من الحكم البصري.
تتضمن سلسلة فحص عملية:
- تحقق من الأسطوانة، والخرطوم، والمكونات، والأنابيب بحثًا عن التسرب الخارجي.
- قم بقياس معدل الغرق بينما يكون الزيت باردًا.
- كرر القياس بعد أن يصل الزيت إلى درجة حرارته التشغيلية العادية.
- افحص الصمام الاتجاهي، والقفل الهيدروليكي، وصمام الفحص، وصمام التعويض.
- تحقق من درجة حرارة الصمامات غير الطبيعية، والتلوث، أو الضغط التلقائي المتبقي.
- عزل موانئ الأسطوانة تحت ظروف مسيطرة.
- إجراء اختبار احتباس الضغط أو اختبار التسرب الداخلي إذا لزم الأمر.
- فحص ختم المكبس، حلقات التآكل، فتحة الأسطوانة، دبابيس التثبيت، والمساند.
إذا توقفت الأسطوانة عن الحركة بعد أن تم عزل موانئها بشكل آمن، فمن المحتمل أن يكون التسرب في صمام التحكم أو صمام احتباس الحمولة.
إذا استمرت الأسطوانة في الحركة بعد العزل الصحيح، فإن الأختام الخاصة بالأسطوانة أو الحالة الميكانيكية الداخلية تحتاج إلى مزيد من الفحص.
يجب إجراء أي اختبار يتضمن حمولة معلقة أو مرتفعة مع دعم ميكانيكي مناسب وإجراءات أمان معتمدة.
كيف يمكن تقليل غرق الحمولة في حالة التشغيل الساخن؟
الخطوة الأولى هي التحكم في درجة حرارة تشغيل النظام الهيدروليكي.
يجب أن تتطابق سعة الخزان، المبرد، تدفق الهواء، مستوى الزيت وظروف تبديد الحرارة مع دورة تشغيل المعدات. كما يجب أن يكون تصنيف لزوجة الزيت الهيدروليكي مناسبًا لكل من درجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة الزيت العادية.
تشمل التدابير الوقائية الأخرى:
- اختيار الأختام المناسبة لدرجة حرارة الزيت الفعلية
- استخدام أقفال هيدروليكية أو صمامات موازنة بالحجم الصحيح
- الحفاظ على نظافة الزيت الهيدروليكي
- فحص مقاعد الصمامات والمكابس من التآكل
- التحقق من ضغط الطيار وضبط الصمامات
- تقليل الضغط المرتجع الزائد
- استبدال حلقات التآكل التالفة ومكونات التوجيه
- تصحيح عدم محاذاة الأسطوانة والتحميل الجانبي
- اختبار أداء احتباس الحمولة بعد أن يصبح الزيت ساخنًا
يجب أن تستخدم المعدات التي تدعم الأحمال المرتفعة صمام احتباس الحمولة المناسب أو جهاز أمان ميكانيكي. يجب ألا تعتمد فقط على صمام اتجاهي أو ختم مكبس لمنع الحركة.
الخاتمة
غالبًا ما تبدأ المعدات الهيدروليكية في الغمر بعد التسخين لأن درجة حرارة الزيت المرتفعة تقلل من لزوجة الزيت الهيدروليكي وتزيد من التسرب الداخلي الموجود.
قد يحدث التسرب عبر ختم المكبس، صمام التحكم الاتجاهي، قفل هيدروليكي، صمام فحص، أو صمام موازنة.
لذلك، لا يعني غمر الحمولة تلقائيًا أن الأسطوانة الهيدروليكية تالفة.
يتطلب التشخيص الصحيح فصل تسرب الأسطوانة عن تسرب صمام التحكم وصمام الاحتفاظ بالحمولة. يجب أخذ درجة حرارة الزيت، لزوجة الزيت، حالة الختم، حالة الصمام، التلوث، التآكل الداخلي، وتحميل المعدات بعين الاعتبار.
توفر شركة AiSoar Hydraulics حلول أسطوانات هيدروليكية مخصصة لآلات البناء، معدات الرفع، الآلات الزراعية، معدات التعامل مع النفايات، المركبات الخاصة، والتطبيقات الصناعية.
