Xi lanh thủy lực được sử dụng rộng rãi trong máy móc xây dựng, thiết bị nông nghiệp, thiết bị xử lý chất thải, nền tảng nâng, xe đặc biệt và dây chuyền sản xuất công nghiệp.
Trong mùa hè, nhiệt độ môi trường cao hơn, thời gian hoạt động dài, chu kỳ thường xuyên và tải nặng có thể khiến nhiệt độ dầu thủy lực tăng nhanh. Nhiệt độ cao không thường làm hỏng xi lanh thủy lực ngay lập tức, nhưng có thể làm giảm độ nhớt của dầu, ảnh hưởng đến gioăng, thay đổi khe hở bên trong và tăng tốc độ phân hủy dầu.
Nếu một hệ thống thủy lực tiếp tục hoạt động ở nhiệt độ quá cao, xi lanh có thể dần dần phát triển rò rỉ, trôi lơ lửng, chuyển động không ổn định, hiệu suất giảm và mài mòn nhanh chóng.
Độ nhớt dầu thủy lực giảm
Dầu thủy lực trở nên loãng hơn khi nhiệt độ tăng.
Khi độ nhớt giảm xuống dưới phạm vi khuyến nghị, dầu có thể dễ dàng đi qua gioăng pít tông, khe hở dẫn hướng và van điều khiển. Điều này làm tăng rò rỉ bên trong và có thể làm giảm lực xi lanh, hiệu suất giữ áp suất và hiệu quả.
Đối với nền tảng nâng, chân chống thủy lực, càng kéo, và các thiết bị giữ tải khác, dầu có độ nhớt thấp cũng có thể khiến trục pít tông rút chậm dưới tải.
Rò rỉ bên ngoài trở nên có khả năng xảy ra hơn
Nhiệt độ cao có thể thay đổi độ cứng và độ đàn hồi của gioăng thủy lực.
Nếu gioăng bị mòn, lão hóa hoặc không phù hợp với nhiệt độ hoạt động thực tế, sức nóng và áp suất có thể khiến mép gioăng mềm ra, biến dạng hoặc bị ép ra.
Rò rỉ có thể xuất hiện xung quanh gioăng trục, đầu xi lanh, gioăng tĩnh, cổng hoặc các phụ kiện. Một số xi lanh vẫn khô khi lạnh nhưng bắt đầu rò rỉ sau khi dầu đạt đến nhiệt độ hoạt động.
Hiệu suất giữ áp suất có thể giảm
Một silanh thủy lực có thể bị trượt ngay cả khi không có rò rỉ dầu nhìn thấy được.
Khi dầu trở nên loãng hơn, nó có thể chảy qua vòng niêm phong của pít-tông hoặc qua các khe hở của van bên trong. Áp lực dần dần chuyển từ một bên của silanh sang bên kia, cho phép thanh pít-tông di chuyển chậm dưới tải.
Sự trượt của silanh không phải lúc nào cũng do chính silanh gây ra. Các van định hướng, van kiểm tra, van cân bằng và bề mặt giữ tải cũng có thể rò rỉ bên trong. Cả silanh và mạch điều khiển nên được kiểm tra trước khi thay thế các vòng niêm phong.
Tuổi thọ của gioăng tăng tốc
Việc tiếp xúc lâu dài với dầu thủy lực nóng có thể làm giảm tuổi thọ của vòng niêm phong.
Tùy thuộc vào vật liệu, loại dầu, áp lực và nhiệt độ, các vòng niêm phong có thể cứng lại, mềm đi, phình ra, nứt, co lại hoặc bị biến dạng vĩnh viễn. Một vòng niêm phong có thể tiếp tục hoạt động ngay cả sau khi độ đàn hồi và khả năng niêm phong của nó bắt đầu suy giảm.
Đối với các silanh thủy lực có nhiệt độ cao, việc chọn vòng niêm phong nên xem xét nhiệt độ hoạt động liên tục, nhiệt độ đạt đỉnh trong thời gian ngắn, khả năng tương thích của dầu và tần suất chu kỳ.
Bôi trơn trở nên kém hiệu quả hơn
Dầu thủy lực truyền tải áp lực, bôi trơn các bộ phận chuyển động và giúp loại bỏ nhiệt.
Khi độ nhớt trở nên quá thấp, lớp màng bôi trơn giữa pít-tông, vòng mòn, lỗ silanh, các thành phần hướng dẫn, và thanh pít-tông trở nên mỏng hơn. Điều này làm tăng nguy cơ tiếp xúc bề mặt trực tiếp.
Nếu dầu còn chứa bụi, hạt kim loại, hoặc các tạp chất khác, nhiệt độ cao có thể tăng tốc độ hỏng bề mặt, làm xước thanh, mòn hướng dẫn và gây hư hỏng vòng niêm phong lặp lại.
Chỉ thay thế các vòng niêm phong có thể không giải quyết được vấn đề nếu bề mặt thanh, lỗ hoặc khe hở hướng dẫn đã bị suy yếu.
Tăng oxy hóa và ô nhiễm dầu thủy lực
Nhiệt độ cao tăng tốc độ oxy hóa dầu thủy lực.
Khi dầu bị xuống cấp, nó có thể trở nên tối hơn và phát triển bùn, sơn bóng, cặn, hoặc mùi bất thường. Những tạp chất này có thể tích tụ trong rãnh của vòng niêm phong, cổng, lối đi của van và bề mặt bên trong của silanh.
Khi có không khí hoặc nước, nhiệt độ cao cũng có thể góp phần vào việc tạo bọt, nhũ hóa, ăn mòn và chuyển động không ổn định. Việc làm nóng và làm nguội lặp đi lặp lại có thể tạo ra ngưng tụ, đặc biệt trong thiết bị ngoài trời hoặc môi trường ẩm ướt.
Sự xâm thực và khí hóa có thể gây hại
Dầu thủy lực nóng có thể giải phóng không khí hòa tan dễ dàng hơn và hình thành các bọt nhỏ.
Nguy cơ tăng lên khi mức dầu thấp, các đường hút bị hạn chế, không khí vào ống hút bơm, hoặc tốc độ dòng chảy cục bộ quá cao.
Khi các bọt di chuyển vào khu vực có áp suất cao, chúng có thể sụp đổ nhanh chóng và tạo ra lực đè cục bộ. Theo thời gian, hiện tượng xung sẽ gây ra pitting trên lỗ silanh, pít-tông, các cổng, hoặc rãnh vòng niêm phong.
Các dấu hiệu cảnh báo điển hình bao gồm tiếng ồn bất thường, rung động, dầu sủi bọt và chuyển động không ổn định.
Mạ trục và bảo vệ bên ngoài có thể xấu đi
Điều kiện mùa hè cũng ảnh hưởng đến bề mặt bên ngoài của silanh thủy lực.
Các thanh pít-tông tiếp xúc với bụi, mưa, độ ẩm, ánh nắng mặt trời và chuyển động liên tục qua vòng niêm phong và chổi. Các tạp chất bị mắc kẹt xung quanh chổi có thể làm xước lớp mạ của thanh và gây hư hỏng cho các môi trường niêm phong.
Khi bề mặt của thanh bị hư hại, ăn mòn và rò rỉ bên ngoài trở nên có khả năng xảy ra hơn.
Nhiệt độ cao và ánh sáng mặt trời có thể làm gia tăng hiện tượng phai màu, nứt hoặc bong tróc của sơn. Trong môi trường ẩm, ven biển, có sự phun muối, hoặc ăn mòn hóa học, kim loại tiếp xúc có thể gỉ sét nhanh hơn.
Sự nở nhiệt thay đổi khe hở bên trong
Ống xy lanh, pit-tông, thanh pit-tông, vòng bushing hướng dẫn, vòng mòn và bộ phận niêm phong đều giãn nở khi nhiệt độ tăng.
Bởi vì những thành phần này có thể sử dụng vật liệu khác nhau, chúng không phải lúc nào cũng giãn nở với cùng một tốc độ.
Nếu khoảng cách bên trong quá nhỏ, nhiệt độ cao có thể gây ra ma sát tăng, chuyển động dính-trượt, quá nhiệt cục bộ hoặc kẹt. Nếu khoảng cách trở nên quá lớn, rò rỉ bên trong có thể tăng.
Thiết kế xy lanh nhiệt độ cao do đó cần xem xét vật liệu, độ dung sai gia công, cấu trúc niêm phong, vật liệu vòng mòn và nhiệt độ hoạt động thực tế.
Tốc độ và độ ổn định của xi lanh có thể thay đổi
Một xy lanh thủy lực có thể hoạt động khác sau khi dầu trở nên nóng.
Trong các hệ thống sử dụng lỗ cố định, van điều chỉnh, hoặc các điều khiển dòng chảy đơn giản, độ nhớt thấp có thể thay đổi dòng chảy thực tế. Xy lanh có thể di chuyển nhanh hơn, bắt đầu đột ngột hơn, dừng ít mượt mà hơn, hoặc cho thấy biến đổi tốc độ.
Các xy lanh thường xuyên dao động cũng tạo ra ma sát và nhiệt do điều tiết. Điều này có thể tạo ra một chu kỳ:
Nhiệt độ dầu tăng → rò rỉ tăng → hiệu suất giảm → thời gian hoạt động tăng → nhiều nhiệt hơn được tạo ra.
Nếu không có đủ làm mát hoặc tối ưu hóa hệ thống, hiệu suất của xy lanh có thể trở nên ngày càng không ổn định.
Dấu hiệu cảnh báo trong quá trình vận hành mùa hè
Các nhà điều hành và đội ngũ bảo trì nên chú ý đến:
- Rò rỉ trở nên rõ ràng hơn sau khi khởi động
- Rút thanh pit-tông chậm dưới tải
- Tốc độ xy lanh khác nhau khi lạnh và nóng
- Hiệu suất giữ áp lực kém
- Dầu thủy lực tối, có bọt hoặc có mùi lạ
- Âm thanh hoặc rung động bất thường
- Thiệt hại cho lớp mạ hoặc sơn xy lanh
Những triệu chứng này không phải lúc nào cũng có nghĩa rằng chính xy lanh bị khuyết tật.
Nhiệt độ dầu cao cũng có thể liên quan đến độ nhớt dầu không phù hợp, rò rỉ van bên trong, dung tích bình chứa không đủ, hiệu suất bộ làm mát kém, áp lực ngược quá mức, dòng chảy dầu bị hạn chế, hoặc hoạt động liên tục của van xả.
Hệ thống thủy lực hoàn chỉnh do đó nên được kiểm tra trước khi thay thế các con dấu của xi lanh.
Kết luận
Tác động của sức nóng mùa hè lên các xi lanh thủy lực thường phát triển dần dần.
Một hệ thống có thể chỉ biểu hiện nhiệt độ dầu cao hơn hoặc rò rỉ nhỏ. Theo thời gian, điều này có thể phát triển thành rò rỉ bên trong, sự trôi xi lanh, hỏng con dấu, chuyển động không ổn định, ăn mòn, sủi bọt và hao mòn gia tăng.
Đối với thiết bị có nhiệt độ cao, tải nặng, hoặc chu kỳ thường xuyên, thiết kế và bảo trì của xi lanh nên xem xét độ nhớt của dầu, vật liệu con dấu, khoảng trống bên trong, bảo vệ bề mặt, kiểm soát ô nhiễm, khả năng làm mát và chu kỳ làm việc thực tế.
Quan trọng nhất, xi lanh thủy lực luôn nên được đánh giá như một phần của hệ thống thủy lực hoàn chỉnh.
AiSoar Hydraulics cung cấp giải pháp xi lanh thủy lực tùy chỉnh cho máy móc xây dựng, thiết bị nông nghiệp, thiết bị xử lý chất thải, nền tảng nâng, xe đặc biệt và các ứng dụng công nghiệp.
