Hydraulikzylinder werden häufig in Baumaschinen, landwirtschaftlichen Geräten, Abfallbehandlungsgeräten, Hebebühnen, Sonderfahrzeugen und industriellen Produktionslinien eingesetzt.
Während des Sommers können höhere Umgebungstemperaturen, lange Betriebsstunden, häufige Zyklen und hohe Belastungen dazu führen, dass die Temperatur des Hydrauliköls schnell ansteigt. Hohe Temperaturen schädigen einen Hydraulikzylinder normalerweise nicht sofort, können jedoch die Ölviskosität verringern, Dichtungen beeinträchtigen, interne Spalte verändern und den Ölabbau beschleunigen.
Wenn ein hydraulisches System weiterhin bei übermäßigen Temperaturen arbeitet, kann der Zylinder allmählich Undichtigkeiten, Abdrift, instabiles Verhalten, reduzierte Effizienz und schnelleren Verschleiß entwickeln.
Die Viskosität des Hydrauliköls nimmt ab
Das Hydrauliköl wird dünnflüssiger, wenn die Temperatur steigt.
Wenn die Viskosität unter den empfohlenen Bereich fällt, kann Öl leichter durch Kolbendichtungen, Führungsräume und Regelventile gelangen. Dies erhöht die interne Leckage und kann die Zylinderkraft, die Druckhaltungsleistung und die Effizienz verringern.
Für Hebebühnen, hydraulische Abstützungen, Anhänger-Winden und andere lasttragende Geräte kann nieder-viskoses Öl auch dazu führen, dass der Kolbenstangen unter Last langsam einfährt.
Externe Leckagen werden wahrscheinlicher
Hohe Temperaturen können die Härte und Elastizität von Hydraulikdichtungen verändern.
Wenn Dichtungen abgenutzt, gealtert oder für die tatsächliche Betriebstemperatur ungeeignet sind, können Hitze und Druck dazu führen, dass sich die Dichtlippen erweichen, verformen oder austreten.
Undichtigkeiten können dann um die Stangendichtung, den Zylinderkopf, statische Dichtungen, Anschlüsse oder Fittings erscheinen. Einige Zylinder bleiben kalt trocken, beginnen jedoch zu lecken, nachdem das Öl die Betriebstemperatur erreicht hat.
Die Druckhaltungsleistung kann abnehmen
Ein Hydraulikzylinder kann abdriften, selbst wenn es keine sichtbaren Ölleckagen gibt.
Wenn das Öl dünnflüssiger wird, kann es über die Kolbendichtung oder durch interne Ventilspiele hindurch gelangen. Der Druck transferiert allmählich von einer Seite des Zylinders zur anderen, sodass sich die Kolbenstange unter Last langsam bewegen kann.
Zylinderabdrift wird nicht immer durch den Zylinder selbst verursacht. Richtungsventile, Rückschlagventile, Gegengewichtsventile und Lasthalte-Bauteile können ebenfalls intern lecken. Sowohl der Zylinder als auch der Steuerkreis sollten überprüft werden, bevor Dichtungen ersetzt werden.
Die Alterung der Dichtungen beschleunigt sich
Langfristige Exposition gegenüber heißem Hydrauliköl kann die Lebensdauer der Dichtungen verkürzen.
Je nach Material, Öltyp, Druck und Temperatur können Dichtungen hart, weich, quellen, reißen, schrumpfen oder dauerhaft deformiert werden. Eine Dichtung kann weiterhin funktionieren, selbst nachdem Ihre Elastizität und Dichtungsleistung zu sinken begonnen haben.
Bei Hydraulikzylindern für Hochtemperaturen sollte die Dichtungswahl die kontinuierliche Betriebstemperatur, die kurzfristige Spitzenhöhe, die Ölverträglichkeit und die Zyklusfrequenz berücksichtigen.
Die Schmierung wird weniger effektiv
Hydrauliköl überträgt Druck, schmiert bewegliche Teile und hilft bei der Wärmeabfuhr.
Wenn die Viskosität zu niedrig wird, wird der Schmierfilm zwischen Kolben, Verschleißringen, Zylinderbohrung, Führungsstücken und Kolbenstange dünner. Dies erhöht das Risiko des direkten Oberflächenkontakts.
Wenn das Öl auch Staub, Metallpartikel oder andere Verunreinigungen enthält, kann hohe Temperatur die Bohrung verkratzen, die Stange zerkratzen, den Führungsverschleiß und wiederholte Dichtschäden beschleunigen.
Das bloße Ersetzen von Dichtungen kann das Problem möglicherweise nicht lösen, wenn die Oberfläche der Stange, die Bohrung oder der Führungsabstand bereits beschädigt sind.
Die Oxidation und Kontamination des Hydrauliköls nehmen zu
Hohe Temperaturen beschleunigen die Oxidation von Hydrauliköl.
Wenn das Öl sich verschlechtert, kann es dunkler werden und Schlamm, Lack, Ablagerungen oder einen ungewöhnlichen Geruch entwickeln. Diese Verunreinigungen können sich in Dichtungsrillen, Anschlüssen, Ventilpassagen und internen Zylinderflächen ansammeln.
Wenn Luft oder Wasser vorhanden sind, kann hohe Temperatur auch zur Schäumung, Emulgierung, Korrosion und instabilem Verhalten beitragen. Wiederholtes Erhitzen und Abkühlen kann Kondensation erzeugen, insbesondere in Außengeräten oder feuchten Umgebungen.
Kavitation und Belüftung können Schäden verursachen
Heißes Hydrauliköl kann gelöste Luft leichter freisetzen und kleine Blasen bilden.
Das Risiko steigt, wenn der Ölstand niedrig ist, Saugleitungen eingeschränkt sind, Luft in die Pumpeneinlass gelangt oder die lokale Fließgeschwindigkeit zu hoch ist.
Wenn sich Blasen in ein Hochdruckgebiet bewegen, können sie schnell kollabieren und lokale Druckstöße erzeugen. Im Laufe der Zeit kann Kavitation zu Erosionen an der Zylinderbohrung, dem Kolben, den Anschlüssen oder den Dichtungsrillen führen.
Typische Warnzeichen sind abnormaler Lärm, Vibrationen, schäumendes Öl und instabiles Verhalten.
Die Verchromung der Stangen und der äußere Schutz können sich verschlechtern
Sommerliche Bedingungen beeinflussen auch die äußeren Oberflächen eines Hydraulikzylinders.
Kolbenstangen sind Staub, Regen, Feuchtigkeit, Sonnenlicht und wiederholtem Durchgang durch die Stangendichtung und Wischer ausgesetzt. Verunreinigungen, die um den Wischer festgehalten werden, können die Stangenbeschichtung zerkratzen und die Dichtlippen beschädigen.
Sobald die Oberfläche der Stange beschädigt ist, wird Korrosion und externe Leckage wahrscheinlicher.
Hohe Temperaturen und Sonnenlicht können auch das Verblassen, Rissbildung oder Abblättern von Farbe beschleunigen. In feuchten, küstlichen, salzbesprühten oder chemisch korrosiven Umgebungen kann freiliegendes Metall schneller rosten.
Die thermische Ausdehnung verändert die inneren Spalte
Zylinderröhren, Kolben, Kolbenstangen, Führungsbuchsen, Verschleißringe und Dichtungen dehnen sich alle aus, wenn die Temperatur steigt.
Da diese Komponenten unterschiedliche Materialien verwenden können, dehnen sie sich nicht immer gleich schnell aus.
Wenn die inneren Spielräume zu klein sind, kann eine hohe Temperatur zu erhöhtem Reibungswiderstand, Stick-Slip-Bewegungen, lokalen Überhitzungen oder Festfressen führen. Wenn die Spielräume zu groß werden, kann der innere Leckverlust zunehmen.
Das Design von Hochtemperaturzylindern sollte daher Materialien, Bearbeitungstoleranzen, Dichtungsstruktur, Verschleißringmaterial und die tatsächliche Betriebstemperatur berücksichtigen.
Die Zylindergeschwindigkeit und Stabilität können sich ändern
Ein hydraulischer Zylinder kann sich anders verhalten, nachdem das Öl heiß geworden ist.
In Systemen, die feste Düsen, Drosselventile oder einfache Durchflussregelungen verwenden, kann eine niedrigere Viskosität den tatsächlichen Durchfluss verändern. Der Zylinder kann schneller bewegen, abrupt starten, weniger sanft stoppen oder Geschwindigkeitsfluktuationen zeigen.
Häufig wiederholende Zylinderzyklen erzeugen ebenfalls Reibung und Drosselwärme. Dies kann einen Zyklus erzeugen:
Öltemperatur steigt → Leckage nimmt zu → Effizienz sinkt → Betriebszeit erhöht sich → mehr Wärme wird erzeugt.
Ohne ausreichende Kühlung oder Systemoptimierung kann die Zylindereffizienz zunehmend instabil werden.
Warnzeichen während des Sommerbetriebs
Betriebs- und Wartungsteams sollten auf Folgendes achten:
- Leckagen, die nach dem Aufwärmen deutlicher werden
- Langsame Rückführung der Kolbenstange unter Last
- Unterschiedliche Zylindergeschwindigkeiten bei kalten und heißen Temperaturen
- Schlechte Druckhaltefähigkeit
- Dunkles, schaumiges oder ungewöhnlich riechendes Hydrauliköl
- Abnormale Geräusche oder Vibrationen
- Schäden an der Kolbenbeschichtung oder Zylinderfarbe
Diese Symptome bedeuten nicht immer, dass der Zylinder selbst defekt ist.
Hohe Öltemperaturen können auch mit ungeeigneter Ölviskosität, interner Ventilleckage, unzureichender Reservoirkapazität, schlechter Kühlleistung, übermäßigem Rückdruck, eingeschränktem Ölfluss oder kontinuierlicher Betätigung des Überdruckventils in Zusammenhang stehen.
Das komplette hydraulyische System sollte daher inspiziert werden, bevor die Zylinderdichtungen ersetzt werden.
Schlussfolgerung
Die Auswirkungen der Sommerhitze auf hydraulische Zylinder entwickeln sich in der Regel allmählich.
Ein System zeigt zunächst möglicherweise nur eine höhere Öltemperatur oder geringfügige Undichtigkeiten. Im Laufe der Zeit kann sich dies zu internen Leckagen, Zylinderdrift, Dichtungsversagen, instabilem Verhalten, Korrosion, Kavitation und beschleunigtem Verschleiß entwickeln.
Für Hochtemperatur-, Schwerlast- oder häufige Einsatzgeräte sollten bei der Gestaltung und Wartung der Zylinder die Ölviskosität, Dichtungsmaterialien, interne Spielräume, Oberflächenschutz, Kontaminationskontrolle, Kühlkapazität und der tatsächliche Arbeitszyklus berücksichtigt werden.
Am wichtigsten ist, dass der hydraulische Zylinder immer als Teil des kompletten hydraulischen Systems bewertet werden sollte.
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