Một số máy thủy lực có thể giữ vị trí bình thường ngay sau khi khởi động. Tuy nhiên, sau khi hoạt động liên tục và nhiệt độ dầu thủy lực tăng lên, nền, cần cẩu, chân duỗi hoặc thiết bị làm việc có thể bắt đầu hạ xuống từ từ.
Tình trạng này thường được mô tả là trôi xi lanh thủy lực, creep xi lanh, hoặc tải hạ.
Một máy móc rơi xuống sau khi làm nóng không nhất thiết có xi lanh thủy lực bị hỏng. Thông thường hơn, nhiệt độ dầu cao hơn làm giảm độ nhớt của dầu thủy lực và làm tăng rò rỉ qua các khoảng trống hiện có trong xi lanh, van điều khiển định hướng, khóa thủy lực hoặc van đối trọng.
Chẩn đoán đúng là rất quan trọng. Việc thay thế các con dấu của xi lanh mà không kiểm tra toàn bộ mạch thủy lực có thể không giải quyết vấn đề.
Dầu thủy lực nóng có độ nhớt thấp hơn.
Dầu thủy lực trở nên loãng hơn khi nhiệt độ của nó tăng lên.
Khi thiết bị đang lạnh, độ nhớt tương đối cao của dầu có thể giúp hạn chế rò rỉ qua các khoảng trống bên trong nhỏ. Mòn nhẹ trong con dấu piston, ống van, van kiểm tra, hoặc van giữ tải có thể không gây ra chuyển động đáng chú ý.
Sau khi hệ thống hoạt động một thời gian, dầu trở nên loãng hơn và có thể dễ dàng chảy qua:
- Khoảng trống con dấu piston
- Khoảng trống ống van điều khiển
- Bề mặt niêm phong của van kiểm tra và khóa thủy lực
- Ghế van cân bằng
- Các lối đi thủy lực nội bộ khác
Khi dầu dần dần rời khỏi buồng chịu tải, áp lực giảm và xilanh bắt đầu di chuyển dưới tải trọng đã áp dụng.
Điều này có thể thể hiện như một nền tảng nâng hạ thấp, một chân chống thu gọn, một cần cẩu hạ xuống, hoặc một phụ kiện dần thay đổi vị trí.
Rò rỉ bên trong con dấu piston có thể tăng lên.
Phần đệm piston tách buồng bên thanh từ buồng bên nắp ở bên trong xilanh thủy lực.
Sau thời gian hoạt động lâu dài, phần đệm có thể bị mòn, cứng lại, cắt, đùn ra, hoặc bị biến dạng vĩnh viễn. Rò rỉ có thể vẫn được giới hạn khi dầu còn lạnh, nhưng dầu nóng, có độ nhớt thấp có thể dễ dàng vượt qua khu vực niêm phong bị hỏng.
Điều này thay đổi cân bằng áp lực giữa hai buồng xilanh và có thể cho phép thanh piston di chuyển dưới tải.
Tuy nhiên, rò rỉ của phần đệm piston một mình không phải lúc nào cũng gây ra chuyển động liên tục của xilanh. Nếu cả hai cổng xilanh đều bị bịt hoàn toàn, dầu đã di dời vẫn cần một đường chảy.
Vì lý do này, hiện tượng chìm trong trạng thái nóng không nên tự động bị đổ lỗi cho phần đệm piston. Van điều khiển và mạch giữ tải cũng cần được kiểm tra.
Rò rỉ van điều khiển định hướng có thể là nguyên nhân chính.
Trong nhiều hệ thống thủy lực, xilanh vẫn kết nối với van điều khiển hướng sau khi người điều khiển nhả cần điều khiển.
Thanh van và thân van hoạt động với các khe hở nhỏ. Những khe hở này cho phép thanh van di chuyển, nhưng chúng cũng tạo ra các đường rò rỉ nội bộ có thể.
Khi dầu trở nên nóng và mỏng, chất lỏng từ buồng xilanh chịu tải có thể đi qua van và trở về bể chứa hoặc vào một phần khác của mạch.
Xilanh có thể trôi ngay cả khi phần đệm piston vẫn trong tình trạng chấp nhận được.
Van điều khiển hướng nên bị nghi ngờ khi:
- Nhiều xilanh bắt đầu chìm sau khi hệ thống trở nên nóng
- Vấn đề vẫn tồn tại sau khi các phần đệm xilanh được thay thế
- Xilanh giữ vị trí của nó sau khi các cổng của nó bị cách ly
- Khu vực van điều khiển trở nên bất thường nóng
- Tốc độ trôi thay đổi khi một chức năng thủy lực khác được vận hành
Mòn thanh van, ô nhiễm, xước bên trong, hoặc việc trở lại không hoàn chỉnh của thanh van có thể làm tăng rò rỉ.
Trong nhiều máy móc, rò rỉ van điều khiển thường phổ biến hơn rò rỉ niêm phong pít tông nghiêm trọng.
Khóa thủy lực và van đối trọng có thể rò rỉ.
Các nền tảng nâng, cần cẩu, cần kéo thiết bị xây dựng và chân đế thủy lực thường sử dụng các khóa thủy lực, van kiểm tra điều khiển bằng pilot hoặc van đối trọng.
Những van này được thiết kế để giữ dầu bên trong xi lanh và ngăn chặn chuyển động tải không kiểm soát.
Nếu ghế van, phần nhô ra, ống hoặc bề mặt niêm phong đã mòn, xước hoặc bị ô nhiễm, van có thể không đóng hoàn toàn. Dầu nóng, có độ nhớt thấp có thể dễ dàng đi qua khu vực niêm phong bị hư hỏng.
Một van giữ tải cũng có thể vẫn mở một chút do:
- Áp suất pilot dư
- Điều chỉnh van không chính xác
- Áp suất ngược quá cao
- Ô nhiễm xung quanh ghế van
- Một lối đi pilot bị hạn chế
- Cài đặt không chính xác
Trong tình huống này, xi lanh có thể vẫn có khả năng cơ học để mang tải. Vấn đề là van chịu trách nhiệm khóa dầu không niêm phong đúng cách.
Đối với thiết bị nâng quan trọng về an toàn, một van định hướng tiêu chuẩn không nên là thành phần duy nhất giữ tải cao.
Nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của con dấu piston.
Các niêm phong thủy lực được thiết kế cho các dải nhiệt độ cụ thể.
Khi nhiệt độ dầu thực tế vượt quá dải thích hợp, một niêm phong có thể bị mềm, sưng lên, cứng lại, co lại hoặc mất độ đàn hồi.
Một niêm phong pít tông đã mềm có thể không duy trì đủ áp lực tiếp xúc với lỗ xi lanh. Dưới áp suất cao, vật liệu niêm phong cũng có thể đùn vào khoảng cách giữa pít tông và ống xi lanh.
Sự tiếp xúc lâu dài với nhiệt có thể gây ra biến dạng vĩnh viễn. Khi điều này xảy ra, niêm phong có thể tiếp tục rò rỉ ngay cả sau khi máy nguội.
Một xi lanh hoạt động bình thường khi lạnh nhưng chìm khi nóng có thể chỉ ra rằng vật liệu niêm phong không phù hợp với nhiệt độ dầu liên tục thực tế.
Mòn bên trong có thể tạo ra các đường rò rỉ lớn hơn.
Tải bên, căn chỉnh kém và các thành phần gắn kết đã mòn có thể gây mòn không đều bên trong một xi lanh thủy lực.
Khi các vòng mòn hoặc các thành phần hướng dẫn trở nên mòn, pít tông có thể nghiêng bên trong lỗ xi lanh. Niêm phong pít tông sau đó mang áp lực không đều và có thể mất tiếp xúc niêm phong ở một bên.
Việc rãnh xylanh bị trầy xước, đường kính lỗ quá lớn, độ tròn kém hoặc độ nhám bề mặt bất thường cũng có thể tạo ra các con đường rò rỉ bên trong.
Dầu nóng đi qua những khu vực mòn này dễ dàng hơn.
Chỉ thay thế con dấu pít tông có thể tạm thời giảm tỷ lệ trượt. Tuy nhiên, vấn đề có thể trở lại nếu rãnh xylanh, vòng mòn, chốt, ống lót, sự căn chỉnh hoặc điều kiện tải bên ngoài không được khắc phục.
Sự thay đổi không khí và nhiệt độ có thể gây hạn chế chuyển động.
Không khí trộn với dầu thủy lực cũng có thể ảnh hưởng đến vị trí của xylanh.
Không giống như dầu thủy lực, không khí có thể bị nén. Dưới tải trọng, các bọt khí bên trong buồng xylanh có thể nén lại và cho phép cần pít tông di chuyển một chút.
Không khí bị cuốn vào cũng có thể gây ra:
- Chuyển động xylanh thấy nén
- Bò
- Rung
- Âm thanh bất thường
- Biến động áp suất
Tuy nhiên, không khí thường gây ra chuyển động hạn chế hoặc định vị không ổn định hơn là chìm xuống liên tục và xa.
Dầu thủy lực và các bộ phận kim loại cũng nở ra khi được làm nóng và co lại khi được làm lạnh. Nếu các cổng xylanh bị tắc, sự thay đổi nhiệt độ này có thể gây ra một thay đổi nhỏ trong áp suất buồng và vị trí xylanh.
Nếu một nền tảng, cần cẩu hoặc chân đế tiếp tục hạ xuống đều đặn, rò rỉ bên trong có khả năng xảy ra nhiều hơn là nén không khí hoặc sự nở nhiệt đơn thuần.
Làm thế nào bạn có thể xác định xem xi lanh hay van đang rò rỉ?
Thiết bị nên được kiểm tra dưới cả hai điều kiện hoạt động lạnh và nóng.
Ghi lại nhiệt độ dầu thủy lực, tải trọng áp dụng, vị trí xylanh và tỷ lệ chìm. Một phép so sánh đo lường đáng tin cậy hơn một đánh giá bằng mắt.
Một chuỗi kiểm tra thực tế bao gồm:
- Kiểm tra xylanh, ống mềm, phụ kiện và ống cho rò rỉ bên ngoài.
- Đo tỷ lệ chìm khi dầu còn lạnh.
- Lặp lại phép đo sau khi dầu đạt đến nhiệt độ hoạt động bình thường.
- Kiểm tra van định hướng, khóa thủy lực, van kiểm tra và van cân bằng.
- Kiểm tra nhiệt độ van bất thường, ô nhiễm hoặc áp suất pilot còn lại.
- Cô lập các cổng xy-lanh trong điều kiện kiểm soát.
- Thực hiện bài kiểm tra giữ áp suất hoặc kiểm tra rò rỉ bên trong nếu cần.
- Kiểm tra con dấu piston, vòng mòn, lỗ xy-lanh, chốt lắp và vòng đệm.
Nếu xy-lanh ngừng di chuyển sau khi các cổng của nó được cô lập an toàn, rò rỉ có khả năng cao hơn là ở van điều khiển hoặc van giữ tải.
Nếu xy-lanh tiếp tục di chuyển sau khi cô lập đúng cách, thì các con dấu xy-lanh hoặc tình trạng cơ khí bên trong cần được kiểm tra thêm.
Bất kỳ bài kiểm tra nào liên quan đến tải trọng treo hoặc nâng cao phải được thực hiện với hỗ trợ cơ khí phù hợp và quy trình an toàn được phê duyệt.
Làm thế nào có thể giảm tải khi ở trạng thái nóng?
Bước đầu tiên là kiểm soát nhiệt độ hoạt động của hệ thống thủy lực.
Dung tích bể chứa, bộ làm mát dầu, lưu lượng không khí, mức dầu và điều kiện tản nhiệt cần phải phù hợp với chu kỳ hoạt động của thiết bị. Độ nhớt của dầu thủy lực cũng nên phù hợp với nhiệt độ môi trường và nhiệt độ dầu bình thường.
Các biện pháp phòng ngừa khác bao gồm:
- Chọn các con dấu phù hợp với nhiệt độ dầu thực tế
- Sử dụng các khóa thủy lực hoặc van cân bằng có kích thước chính xác
- Giữ cho dầu thủy lực sạch
- Kiểm tra bề mặt và ống van để phát hiện mòn
- Kiểm tra áp suất pilot và cài đặt van
- Giảm áp suất trở lại quá mức
- Thay thế các vòng mòn và các thành phần hướng dẫn đã mòn
- Sửa chữa sự không thẳng hàng và tải bên của xy-lanh
- Kiểm tra hiệu suất giữ tải sau khi dầu đã nóng lên
Thiết bị hỗ trợ tải trọng nâng cao nên sử dụng van giữ tải phù hợp hoặc thiết bị an toàn cơ khí. Nó không nên chỉ phụ thuộc vào van định hướng hoặc niêm phong piston để ngăn chặn chuyển động.
Kết luận
Thiết bị thủy lực thường bắt đầu chìm sau khi làm nóng lên vì nhiệt độ dầu cao hơn làm giảm độ nhớt của dầu thủy lực và tăng cường sự rò rỉ nội bộ hiện có.
Sự rò rỉ có thể xảy ra qua niêm phong piston, van điều khiển định hướng, khóa thủy lực, van kiểm tra hoặc van bù.
Do đó, việc tải chìm không tự động có nghĩa là xi lanh thủy lực bị hỏng.
Chẩn đoán chính xác yêu cầu phân tách sự rò rỉ của xi lanh khỏi sự rò rỉ của van điều khiển và van giữ tải. Nhiệt độ dầu, độ nhớt dầu, điều kiện niêm phong, điều kiện van, ô nhiễm, mài mòn nội bộ và tải thiết bị đều cần được xem xét.
AiSoar Hydraulics cung cấp giải pháp xi lanh thủy lực tùy chỉnh cho máy móc xây dựng, thiết bị nâng, máy móc nông nghiệp, thiết bị xử lý chất thải, xe đặc biệt và ứng dụng công nghiệp.
