Bir hidrolik silindirin, hidrolik yağ çalışma odalarına girdiğinde ve çıktığında düzgün bir şekilde uzanması ve geri çekilmesi gerekir. Ancak bazı silindirler sabit bir hızda hareket etmez. Bunun yerine, çubuk tereddüt edebilir, birden ileri fırlayabilir, tekrar durabilir ya da küçük düzensiz adımlarla tekrar tekrar hareket edebilir.
Bu davranış sıklıkla sarsıntılı hareket, yapışma-kayma veya hidrolik silindir sürünmesi olarak tanımlanır.. Özellikle silindirin düşük hızda çalıştığında, hareketsiz kaldıktan sonra hareket etmeye başladığında veya değişen yükler altında çalıştığında belirgindir.
Birçok durumda, silindirin kendisi tek olası sebep değildir. Conta sürtünmesi, yetersiz yağlama, yan yüklenme, yanlış hizalama, dengesiz yağ akışı, kirlenmiş sıvı, vana davranışı veya sıkışmış hava benzer belirtiler yaratabilir. Doğru teşhis, bu nedenle hem hidrolik silindiri hem de çevresindeki hidrolik sistemi kontrol etmeyi gerektirir.
Bir hidrolik silindiri genellikle hareket etmeye başlamak için gereken kuvvet, onu hareket ettirmek için gereken kuvvetten daha yüksek olduğunda yapışma-kayma geliştirir. Hidrolik basınç, piston veya çubuk kurtuluncaya kadar yükselir, silindir aniden hareket eder, basınç düşer ve silindir tekrar yapışır. Conta sürtünmesi, yetersiz yağlama, yan yüklenme, uygun olmayan yağ viskozitesi, düşük hızlı akış istikrarsızlığı ve hasarlı kayma yüzeyleri yaygın nedenlerdir.
Hidrolik Silindir Yapışma-Kayma Nedir?
Yapışma-kayma, hareket eden yüzeyler arasında yapışma ve ani kayma cylemi tekrar eden bir döngüdür.
Bir hidrolik silindir hareketsizken, piston contaları, çubuk contaları, aşınma halkaları ve diğer kayma bileşenleri direnç oluşturur. Bu direnci aşmak için gereken başlangıç kuvveti genellikle kopma kuvveti veya kopma sürtünmesi olarak adlandırılır.
Silindir hareket etmeye başladığında, sürtünme azalabilir. Başlangıç sürtünmesi ile çalışan sürtünme arasındaki fark çok büyük olursa, silindir sorunsuz hareket edemeyebilir.
Bunun yerine, döngü şöyle görünebilir:
Basınç artar → silindir hareketsiz kalır → kopma kuvveti ulaşılır → silindir aniden hareket eder → basınç düşer → silindir durur → basınç tekrar artar.
Bu tekrarlanan süreç, yapışkan kayma ile ilişkilendirilen karakteristik dur-kalk hareketini üretir.
Etki genellikle çok düşük silindir hızlarında, daha belirgin hale gelir, çünkü contayla kayma yüzeyi arasında daha az sürekli sıvı hareketi ve daha az stabil yağlama vardır. SKF, hassas silindir konumlandırması gereken yerlerde PTFE sızdırmazlık malzemelerinin sıklıkla kullanıldığını belirtmektedir çünkü düşük sürtünme katsayıları yapışkan kayma davranışını minimize etmeye yardımcı olur.
Ancak, titrek hareket otomatik olarak gerçek yapışkan kayma anlamına gelmez. Hidrolik sistemdeki hava, dengesiz valfler, basınç dalgalanmaları veya yetersiz akış da düzensiz silindir hareketine neden olabilir. Bu olasılıklar, arıza teşhisi sırasında ayrılmalıdır.
Hidrolik Silindirin Sarsıntılı Hareket Etmesine Neden Olan Nedir?
Birçok mekanik ve hidrolik koşul düzensiz silindir hareketi üretebilir. Sorunun ortaya çıktığı işletme koşulu genellikle ilk yararlı ipucunu sağlar.
| Olası Sebep | Tipik Belirti | Daha Belirgin Olduğunda |
|---|---|---|
| Yüksek conta sürtünmesi | Silindir tereddüt eder ve ardından sıçrar | Başlangıç veya düşük hızlı hareket |
| Kötü yağlama | Sert, tutarsız hareket | Uzun boşta kalma dönemleri veya düşük hız |
| Yan yükleme / hizasızlık | Hareket belirli strok pozisyonlarında sıkılaşıyor | Yük altında |
| Yağ viskozitesi çok yüksek | Hantal veya titrek hareket | Soğuk başlatma |
| Düzensiz yağ akışı | Hız tekrar tekrar artıyor ve azalıyor | Düşük akış ayarları |
| Hapsolmuş hava | Süngerimsi veya düzensiz hareket | Bakım veya yağ kaybı sonrası |
| Kirlenme / yüzey hasarı | Vuruşun bir kısmında sert hareket | Tekrarlanan döngü |
| Aşınmış kılavuzlar veya yataklar | Sıkışma, düzensiz aşınma, anormal çubuk hareketi | Yan yüklenmiş uygulamalar |
1. Aşırı Conta Sürtünmesi
Hidrolik contalar sızıntıyı kontrol etmek için çubuk ve silindir deligi ile yeterli temas sağlamak zorundadır. Ancak, aşırı contalı ön yük veya uygun olmayan bir conta tasarımı çok fazla sürtünme yaratabilir.
Bu, özellikle gerektiren silindirlerde önem kazanır yavaş, hassas konumlandırma.. Contanın, pistonun arkasında basınç birikmeye başladığında hareketi direnir. Hidrolik güç, kırılma sürtünmesini aştığında, çubuk ani bir şekilde hareket eder, yavaş değil.
Conta malzemesi de önemlidir. Düşük sürtünmeli PTFE bazlı bazı conta tasarımları, çıkış ve çalıştırma sürtünmesini azaltmak ve yapışma kaymasını en aza indirmek için özel olarak tasarlanmıştır. Örneğin Hallite, daha düşük sürtünme ile yapışma kaymasını azaltmak veya ortadan kaldırmak amacıyla tasarlanmış hidrolik piston ve tampon conta tasarımlarını tanımlar.
Bu, PTFE'nin her zaman doğru çözüm olduğu anlamına gelmez. Conta seçimi hala çalışma basıncı, sıcaklık, sıvı uyumluluğu, dışarıya taşma boşluğu, silindir hızı, sızıntı gereksinimleri ve beklenen hizmet ortamını dikkate almalıdır.
2. Kayma Yüzeyinde Yetersiz Yağlama
Çok ince bir hidrolik yağ tabakası genellikle contalar ile piston çubuğu veya silindir deligi arasındaki temasları yağlar. Bu yağlama yetersizleşirse, sürtünme keskin bir şekilde artabilir.
Bu, silindirin son derece yavaş çalıştığı, bir contanın yüzeyden çok fazla yağ çektiği veya sızdırmazlık sisteminin yeterli bir yağlama tabakasının oluşmasına izin vermediği durumlarda gerçekleşebilir.
Sızdırmazlık ve yağlama arasındaki ilişki önemlidir. Yağı çok agresif bir şekilde kontrol eden bir sızdırmazlık sistemi, ardından gelen dinamik contayı yetersiz yağlama ile bırakabilir, sürtünmeyi artırabilir ve potansiyel olarak yapışma kaymasını teşvik edebilir. SKF, çubuk contalarının yetersiz yağlanmasını, artan sürtünme ve yapışma kayması konusunda katkıda bulunabilecek bir durum olarak özel olarak tanımlamıştır.
Bu nedenle, mümkün olan en sıkı temasa sahip contayı seçmek, her zaman hassas veya düşük hızlı bir hidrolik silindir için en iyi yaklaşım değildir.
3. Silindir Aksiyel Uyumsuzluğu veya Yan Yüklenme
Bir hidrolik silindir esasen uzunlamasına ekseni boyunca kuvvet üretmek için tasarlanmıştır. Eğer silindir, montaj pimleri, makine yapısı veya sürülen mekanizma hizalı değilse, yan kuvvet piston çubuğunu gland üzerine itebilir veya pistonun silindirin bir yanına itilmesine neden olabilir.
Sonuç, çubuk kılavuzunda, aşınma halkalarında, contalarda ve piston üzerinde artan sürtünmedir.
Yararlı bir tanı ipucu şudur ki darbe bağımlı direnci.. Silindir bir kısmında sorunsuz hareket ediyorsa ancak belirli bir pozisyonda takılmaya veya sıçramaya başlıyorsa, mekanik hizalama ve yan yükleme dikkatlice incelenmelidir.
Yaygın problemler arasında aşınmış montaj pimleri, deforme olmuş kollar, yanlış montaj geometrisi, bükülmüş piston çubukları, aşırı dış yük momentleri ve yetersiz yatak desteği bulunur.
Şiddetli yan yük altında devam eden işletim, çubuk yüzeyine, kılavuz elemanlara, contalara veya silindir deliklerine zarar vererek bir hareket problemine daha ciddi bir silindir arızası haline dönüşmesine neden olabilir.
4. Hidrolik Yağın Viskozitesi Çok Yüksek veya Çalışma Koşulları Yanlış
Hidrolik yağ viskozitesi hem yağlamayı hem de akış direncini etkiler.
Yağ çok soğuk olduğunda, viskozitesi önemli ölçüde artabilir. Pompa, sıvıyı hortumlar, valfler ve küçük akış kontrol kanalları aracılığıyla hareket ettirmek için daha fazla çaba gerektirirken, conta sürtünmesi de daha belirgin hale gelebilir. Sonuç, başlangıçtan hemen sonra silindirin yavaş veya düzensiz hareket etmesi olabilir.
Problem, makine soğukken en güçlü ise ama yağ normal çalışma sıcaklığına ulaştığında iyileşiyorsa, yağ viskozitesi araştırılmalıdır.
Karşıt uç da sorun yaratabilir. Aşırı sıcak ve ince hidrolik yağ, yağlama kalitesini azaltabilir ve iç sızıntıları artırabilir. Bu nedenle, yağ seçimi sadece ortam sıcaklığına dayanmak yerine, tamamlayıcı çalışma sıcaklığı aralığına dayandırılmalıdır.
5. Düşük veya Dengesiz Hidrolik Akış
Düzgün silindir hareketi makul derecede kararlı yağ akışı gerektirir.
Silindir hızı, akış ile yaklaşık olarak şöyle ilişkilidir:
Silindir Hızı = Akış Hızı ÷ Etkili Piston Alanı
Çok düşük komut hızlarında, akıştaki küçük değişiklikler bile silindirin hızında belirgin farklılıklara yol açabilir.
Kaynak bir akış kontrol vanası, orantılı vana, yönlü vana, pompa, kısıtlı filtre, küçük boyutlu hortum veya yanlış tasarlanmış bir giriş veya çıkış devresi olabilir.
Örneğin, kontrol edilebilir aralığın dip noktasına yakın çalışan bir akış kontrol vanası, çok yavaş silindir hareketi için akışı yeterince tutarlı bir şekilde düzenleyemeyebilir. Yükteki değişiklikler, vananın üzerindeki basınç farkını daha da bozabilir.
Bu tür bir hidrolik kararsızlık mekanik stick-slip'e benzer görünebilir, bu nedenle gerçek basıncı ve akışı kontrol etmeden önce silindir contalarını değiştirmek problemi çözmeyebilir.
6. Hava, Kontaminasyon veya İç Yüzey Hasarı
Hidrolik yağda hapsolmuş hava, sıkıştırılabilir. Hava, basıncı doğrudan pistona iletmek yerine, yük değiştikçe sıkışabilir ve genişleyebilir, bu da gecikmeli veya düzensiz silindir tepkisine yol açar.
Bu, hortum değiştirme, silindir onarımı, hazne servisi, düşük yağ seviyesi veya havayı sıkıştırabilecek başka herhangi bir olaydan sonra sarsıntılı hareket başladığında kontrol edilmesi için özellikle değerlidir.
Kirlenme farklı bir probleme yol açar. Kir ve sert parçacıklar contalara zarar verebilir, çubuğu çizebilir, vanaları etkileyebilir veya iç kayar bileşenler arasında anormal sürtünme yaratabilir.
Hasarlı bir çubuk veya delik de lokalize dirence neden olabilir. Eğer silindir, hareketi sırasında sürekli olarak yaklaşık aynı pozisyonda takılıyor ise, hidrolik kaynağın tek sorun olduğunu varsaymak yerine çubuğu, silindiri, kılavuz bileşenleri ve ilgili makine yapısını kontrol edin.
Sarsıntılı veya Yapışma-Kayma Silindiri Hareketini Nasıl Teşhis Edersiniz?
En iyi arıza giderme yaklaşımı, düzensiz hareketin ne zaman ve hangi koşullar altında meydana geldiğini belirlemektir, bileşenleri değiştirmeden önce.
Tam bir uzatma ve geri çekme döngüsü sırasında silindiri gözlemleyerek başlayın. Problemin her iki yönde mi, sadece yük altında mı, sadece düşük hızda mı, sadece kalkışta mı yoksa sadece darbe içerisindeki bir noktada mı meydana geldiğini belirleyin.
Sonra sistemi mantıksal olarak inceleyin:
- Hidrolik yağın durumunu ve seviyesini kontrol edin. Kirlenme, köpürme, anormal sıcaklık veya yanlış viskozite derecesi arayın.
- Sıkışmış havayı kontrol edin. Sistemin yeni açılmış veya bakıma alınmış olmasına dikkat edin.
- Düşük hız ve normal hız çalışmasını karşılaştırın. Silindirin yüksek hızda çok daha pürüzsüz hale gelmesi durumunda, conta sürtünmesi, yağlama veya düşük akış kontrolü daha yakından incelenmelidir.
- Hareket sırasında basıncı ölçün. Dur-kalk hareketi ile aynı anda meydana gelen tekrarlayan yükselme-düşme basınç deseni, stick-slip tanısını destekleyebilir.
- Silindir montajını ve hizalamasını denetleyin. Mekanik yükü güvenli ve pratik bir şekilde ayırmak, direncin silindirin veya makine yapısının köken alıp almadığını belirlemeye yardımcı olabilir.
- Çubuk, pimler, rulmanlar, kılavuzlar ve contaları kontrol edin. Aşınma, düzensiz aşınma, eğilmiş bileşenler, aşırı boşluk veya anormal conta durumuna dikkat edin.
Basınç ve hareket, ideal olarak hem yüklü olmayan hem de temsil edici çalışma yükü koşulları altında karşılaştırılmalıdır. Yük olmadan pürüzsüz çalışan bir silindir, ancak yük altında titriyorsa, yan yükleme, yetersiz akış kontrolü, yetersiz basınç marjı veya mekanik bağlanma yaşıyor olabilir.
Silindiri yapışma durumundan zorlamak için tahliye valfi ayarını hemen artırmayın. Daha yüksek basınç, sürtünmeyi geçici olarak aşabilirken silindir, hortumlar, valfler, pimler ve makine yapısı üzerindeki yükleri artırır.
Hidrolik Silindir Yapışma-Kayma Sorunu Nasıl Giderilir?
Doğru çözüm, belirtinin değil, nedenin kaynağına bağlıdır.
Aşırı conta sürtünmesi doğrulanırsa, yalnızca daha yumuşak bir conta takmak yerine, tüm conta düzenini değerlendirin. Conta profili, malzeme, ön yük, oluk boyutları, basınç, sıcaklık, hız, yüzey finishi ve yağlama koşulları bir arada dikkate alınmalıdır.
Kesin düşük hızlı konumlama gerektiren silindirler için bir düşük sürtünmeli conta sistemi uygun olabilir. Hidrolik conta sistemlerinin üreticileri, kırılma sürtünmesini ve stick-slip'i azaltmak amacıyla özellikle tasarlanmış PTFE ve diğer sürtünme optimize edilmiş tasarımlar sunmaktadır.
Sorun mekanik yüklenmeden kaynaklanıyorsa, contaları değiştirmeden önce silindirin hizalamasını ve montaj geometrisini düzeltin. Yan yük altında kalan bir silindire yerleştirilen yeni bir conta, aynı sorunu hızla yeniden geliştirebilir.
Hidrolik sistem sorunları ayrı ele alınmalıdır. Hapsedilmiş havayı boşaltın, yağ seviyesini ve viskozitesini kontrol edin, gerektiğinde kirlenmiş sıvıyı veya tıkanmış filtreleri değiştirin ve pompa ve akış kontrol bileşenlerinin gerekli çalışma hızında sabit akış sağlayabileceğini doğrulayın.
Çok yavaş, pürüzsüz hareketin kritik olduğu uygulamalarda hidrolik devre de optimize edilmelidir. Uygun vananın boyutu ve uygun akış kontrol stratejisi genellikle silindir yapımı kadar önemlidir.
Yüzey durumu göz ardı edilmemelidir. Piston çubuğu, silindir içi, aşınma halkaları ve kılavuz bileşenler, seçilen conta sistemi için uygun geometrik ve yüzey kalitesini sağlamalıdır. Çizikler, korozyon, aşırı boşluk veya yerel deformasyon, hidrolik basınç ve akış doğru olsa bile pürüzsüz çalışmayı engelleyebilir.
Sarsıntılı Hareket ile Titreme, Yavaş Hareket ve Silindir Kayması
Birçok hidrolik sorun, operatörün perspektifinden benzer görünebilir, ancak aynı şekilde teşhis edilmemelidir.
| Belirti | Tipik Davranış | Kontrol Edilecek Olası Alanlar |
|---|---|---|
| Yapışma kayma / sürünme | Durur, sonra aniden ileri fırlar | Contası sürtünme, yağlama, hizalama, yan yük, düşük hızlı akış |
| Vızıltı | Hızlı titreşim veya tekrarlayan osilasyon, genellikle gürültüyle | Hava, kavitasyon, basınç istikrarsızlığı, montaj, akış |
| Yavaş silindir | Sürekli hareket eder ama beklenenden daha yavaş | Pompa akışı, kısıtlamalar, iç sızıntı, yük |
| Silindir kayması | Hareketsiz kalması gereken durumda yavaş hareket eder | İç silindir sızıntısı, vana sızıntısı, yük tutma vanası |
Bu ayırım önemlidir çünkü yavaş ama sürekli hareket eden bir silindir yavaş ama sürekli hareket eder mutlaka bir yapışma kayma problemi olduğunu göstermez.
Benzer şekilde, hızlı titreşim veya tıklama, hidrolik silindir vızıltısı olarak daha uygun bir şekilde araştırılmalıdır. AISOAR’ın mevcut hidrolik silindir vızıltısı sorun giderme kılavuzu, hapsolmuş hava, kirli sıvı, yetersiz akış, kavitasyon ve montaj sorunları gibi nedenleri ele almaktadır.
Silindir, kontrol vanası nötr pozisyonda kaybediyorsa, yalnızca sürtünmeyi değil, iç sızıntı ve kontrol vanası sızıntısını araştırın. AISOAR’ın iç sızıntı kılavuzu, silindiri yalnızca dış görünüşüne dayanarak teşhis etmek yerine kontrollü basınç, kayma veya sızıntı testini önermektedir.
Sıkça Sorulan Sorular
S: Hidrolik silindirim ilk hareket etmeye başladığında neden sarsılıyor?
A: Yüksek kopma sürtünmesi bir olası neden olabilir. Silindir dururken basınç artar ve bir kez hidrolik kuvvet başlangıç sürtünmesini aşarsa, çubuk aniden hareket eder. Contanın durumu, yağ viskozitesi, yağlama, hizalama ve yan yük kontrol edilmelidir.
S: Neden hidrolik silindirim düşük hızda titriyor?
A: Kayma-yapışma genellikle düşük hızlarda daha belirgin hale gelir çünkü sürtünme değişiklikleri, küçük hareket miktarına göre daha önemli hale gelir. Düşük hızlı akış kontrolü istikrarsızlığı ve yetersiz yağlama da katkıda bulunabilir.
S: Hidrolik silindirim contaları kayma-yapışmaya neden olabilir mi?
A: Evet. Conta tasarımı, malzeme, ön yükleme, yağlama, oluk boyutları ve çalışma koşulları hepsi sürtünmeyi etkiler. Ancak, contaların değiştirilmesi, hizalama, hidrolik akış, yüzey hasarı ve diğer sistem sorunları göz önüne alındıktan sonra yapılmalıdır.
S: Hidrolik silindirdeki hava titrek hareketine neden olabilir mi?
A: Evet. Sıkışmış hava, basınç değiştikçe sıkışıp genişleyebilir, bu da düzensiz veya gecikmeli hareket üretir. Ancak, bu mutlaka sürtünme kaynaklı kayma-yapışma değildir.
S: Yanlış hidrolik yağ titrek hareketine neden olabilir mi?
A: Evet. Düşük sıcaklıkta çok viskoziteli yağ, akış direncini artırabilir ve yavaş veya istikrarsız hareketi tetikleyebilir. Bu nedenle, yağ durumu, viskozite derecesi ve gerçek çalışma sıcaklığı kontrol edilmelidir.
S: Hidrolik silindir sürekli yapışıyorsa değiştirmeli miyim?
A: Gerekmeyebilir. Öncelikle, sorunun silindirin içinde mi yoksa makinada başka bir yerde mi olduğunu belirlemelisiniz. Hizalama hataları, montaj sorunları, dengesiz valfler, kontaminasyon, yanlış yağ veya mekanik sıkışma benzer belirtiler üretebilir. Çubuk, bore, kılavuzlar veya diğer kritik bileşenler ciddi şekilde aşınmış veya hasar görmüşse ve onarım artık ekonomık değilse, değiştirmek daha uygun hale gelir.
Sonuç
Sarsıntılı hidrolik silindir hareketi bir tanıdan ziyade bir semptomdur.
Doğru stick-slip sürtünmenin sürekli olarak hareketi engellediği ve hidrolik kuvvetin direnci aşacak kadar yüksek olduğu durumlarda meydana gelir. Silindir ardından aniden hareket eder, basınç düşer ve döngü tekrar başlar. Contanın sürtünmesi ve yağlama özellikle düşük hızda çalışmada önemli katkılardır, ancak bunlar olası tek nedenler değildir.
Bir hidrolik silindiri veya conta setini değiştirmeden önce, çalışma desenini, yağ koşulunu, basıncı ve akış stabilitesini, silindirin hizalamasını, yan yüklemeyi, montaj bileşenlerini, çekme çubuğu ve delik durumunu, ayrıca sızdırmazlık sistemini kontrol edin.
Gerekli olan makineler için çok düzgün düşük hızlı hareket veya kesin konumlandırma, silindir tasarımı, sızdırmazlık sistemi, yüzey bitişi, kılavuz düzeni, montaj geometrisi, hidrolik yağ ve kontrol devresini bir bütün olarak değerlendirmelidir.
AISOAR Hidrolikler, tarım, inşaat, malzeme taşıma, mobil ve endüstriyel ekipmanlar için standart ve özel hidrolik silindirler üretmektedir. Sıradışı yükler, düşük hızlı hareket, yüksek döngü oranları, özel montaj koşulları veya hassas hareket gereksinimleri içeren uygulamalar için silindir boyutları ve sızdırmazlık düzenlemeleri gerçek çalışma koşullarına göre seçilebilir.