Một xi lanh thủy lực di chuyển chậm hơn bình thường không nhất thiết phải được thay thế. Vấn đề có thể xuất phát từ lưu lượng bơm không đủ, ống bị hạn chế, dầu thủy lực lạnh, van điều chỉnh không đúng, rò rỉ nội bộ hoặc kháng lực cơ học quá mức.
Bước đầu tiên là xác định xem xi lanh chậm ở cả hai hướng, chỉ dưới tải, chỉ khi dầu lạnh hoặc chỉ gần cuối hành trình của nó. Những khác biệt này giúp xác định xem lỗi nằm ở nguồn cung cấp thủy lực, mạch điều khiển, xi lanh hay máy móc được dẫn động.
Tại sao một xi lanh thủy lực di chuyển chậm?
Một xi lanh thủy lực thường di chuyển chậm vì nó nhận được lưu lượng dầu không đủ hoặc vì một phần của lưu lượng có sẵn đang bị mất qua rò rỉ hoặc hạn chế. Các nguyên nhân phổ biến bao gồm đầu ra bơm thấp, lọc bị chặn, ống kích thước nhỏ, độ nhớt dầu cao, hạn chế van, rò rỉ seal nội bộ và sắp xếp cơ khí không đúng.
Làm thế nào để xác định tốc độ của xi lanh thủy lực?
Tốc độ của xi lanh thủy lực chủ yếu được xác định bởi lưu lượng dầu đi vào vùng piston hiệu quả:
v=Q/A
Nơi:
- v = tốc độ xi lanh
- Q = lưu lượng dầu vào xi lanh
- A = diện tích piston hiệu quả
Tăng áp suất không trực tiếp làm tăng tốc độ xi lanh. Áp suất cung cấp lực cần thiết để di chuyển tải, trong khi lưu lượng xác định tốc độ mà xi lanh được lấp đầy và di chuyển. Bosch Rexroth cũng bao gồm mối quan hệ giữa vận tốc xi lanh, lưu lượng và lực piston trong tài liệu đào tạo thủy lực của họ. Những kiến thức cơ bản về thủy lực của Bosch Rexroth
Đối với một xi lanh tác động kép với một thân thép, tốc độ mở rộng và thu hồi thường khác nhau ở cùng một lưu lượng. Khu vực piston đầy đủ được sử dụng trong quá trình mở rộng, trong khi khu vực vòng nhỏ hơn được sử dụng trong quá trình thu hồi. Do đó, xi lanh thường thu hồi nhanh hơn so với mở rộng.
Sự khác biệt bình thường giữa tốc độ mở rộng và thu hồi không nên bị nhầm lẫn với một lỗi. Vấn đề sẽ được điều tra khi tốc độ có sự thay đổi đáng kể so với hiệu suất trước đó của máy hoặc không còn đáp ứng thời gian chu trình yêu cầu.
Nguyên nhân nào khiến một xi lanh thủy lực di chuyển chậm?
Lưu lượng bơm không đủ
Lưu lượng bơm thấp là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất khiến tốc độ di chuyển của xi lanh chậm. Bơm có thể quá nhỏ cho tốc độ xi lanh yêu cầu, hoạt động dưới tốc độ quay dự kiến hoặc mất lưu lượng do hao mòn bên trong.
Một bơm bị mòn có thể vận hành xi lanh bình thường mà không có tải nhưng gặp khó khăn khi áp suất hệ thống tăng lên. Rò rỉ bơm thường trở nên đáng kể hơn ở áp suất và nhiệt độ hoạt động cao hơn, làm giảm lưu lượng sử dụng tới xi lanh.
Trước khi thay thế bơm, hãy xác minh tốc độ quay, dung tích, điều kiện đầu vào và lưu lượng đo được tại áp suất hoạt động yêu cầu. Một bài thử nghiệm lưu lượng chỉ được thực hiện ở áp suất thấp có thể không tiết lộ được vấn đề hao mòn của bơm.
Lọc, ống hoặc phụ kiện bị hạn chế
Một con đường lưu lượng bị hạn chế làm giảm lượng dầu vào hoặc ra khỏi xi lanh. Các điểm hạn chế có thể bao gồm bộ lọc bị tắc, ống mềm bị nghiền nát, lớp lót ống bị hỏng, các phụ kiện không đủ kích thước, các khớp nối nhanh kết nối không hoàn toàn và các lối đi của van bị ô nhiễm.
Sự hạn chế dòng chảy trở về cũng quan trọng. Một xi lanh có thể nhận được lưu lượng đầu vào đầy đủ nhưng vẫn di chuyển chậm vì dầu không thể rời khỏi buồng đối diện một cách tự do. Áp suất về quá mức giảm hiệu suất chênh lệch áp suất có sẵn để di chuyển tải.
Một linh kiện bị hạn chế thường tạo ra nhiệt cục bộ vì năng lượng thủy lực bị mất qua điểm hạn chế. So sánh nhiệt độ trước và sau linh kiện nghi ngờ có thể giúp xác định sự sụt giảm áp suất bất thường.
Độ nhớt dầu thủy lực không chính xác hoặc nhiệt độ dầu thấp
Dầu thủy lực trở nên đặc quánh hơn khi nhiệt độ giảm xuống. Khi máy bắt đầu trong điều kiện lạnh, dầu đặc chảy kém hơn qua bộ lọc, van, ống và các lối đi nhỏ bên trong. Xi lanh có thể di chuyển chậm cho đến khi hệ thống thủy lực ấm lên.
Sử dụng dầu với mức độ nhớt không phù hợp có thể tạo ra triệu chứng tương tự ngay cả ở nhiệt độ môi trường bình thường. Dầu đặc quá mức làm tăng sức cản hút và mất lưu lượng, trong khi dầu quá loãng có thể làm tăng rò rỉ bên trong sau khi hệ thống nóng lên.
Việc lựa chọn dầu nên theo dõi khoảng nhớt do nhà sản xuất thiết bị hoặc linh kiện thủy lực khuyến nghị. Thay đổi sang dầu loãng hơn mà không kiểm tra bơm, gioăng và yêu cầu nhiệt độ hoạt động có thể gây ra các vấn đề bổ sung.
Không khí trong hệ thống thủy lực hoặc hiện tượng khoang bơm
Không khí bị mắc kẹt trong một xi lanh hoặc ống thủy lực có thể nén trước khi xi lanh bắt đầu di chuyển. Điều này có thể gây ra chuyển động chậm, mềm, không đều hoặc giật mà không phải là tốc độ chậm ổn định.
Không khí có thể xâm nhập qua mức dầu thấp, các kết nối hút lỏng lẻo, ống hút bị hư hỏng, quy trình xả không chính xác hoặc công việc bảo trì mở mạch thủy lực. Dầu có bọt hoặc đục, tiếng ồn bơm bất thường và chuyển động không ổn định là những dấu hiệu cảnh báo phổ biến.
Sự xung kích của bơm cũng có thể làm giảm lưu lượng hiệu quả. Nó thường xảy ra khi đầu vào bơm bị hạn chế hoặc nguồn dầu không thể lấp đầy các khoang bơm một cách chính xác. Việc tiếp tục mắc kẹt có thể làm hỏng bơm và làm ô nhiễm hệ thống với các hạt mài mòn.
Vấn đề với van điều khiển hoặc van xả
Một van định hướng không mở hoàn toàn có thể hạn chế dòng chảy đến xi lanh. Sự ô nhiễm, sự mòn của ống, cuộn từ yếu, áp suất pilot không đủ hoặc điều chỉnh cơ học không chính xác có thể ngăn van đạt được vị trí dự kiến của nó.
Các van điều khiển lưu lượng và van tỷ lệ cũng nên được kiểm tra. Một van có thể đã được điều chỉnh để giảm tốc độ cố ý, hoặc tín hiệu điều khiển của nó có thể đang hạn chế lưu lượng được yêu cầu.
Van điều áp được thiết lập không chính xác có thể gây ra chuyển động chậm hoặc dừng lại khi chịu tải. Nếu van điều áp mở trước khi xy lanh phát triển đủ lực, dòng chảy bơm sẽ quay trở lại bể thay vì di chuyển tải trọng. Kỹ thuật viên có thể nghe thấy dầu chảy qua van điều áp khi xy lanh di chuyển rất chậm hoặc dừng lại.
Rò rỉ nội bộ bên trong xi lanh
Một ron piston bị hư hỏng hoặc mòn cho phép dầu chảy vượt qua từ buồng có áp suất sang bên đối diện của piston. Bơm có thể tiếp tục cung cấp dầu, nhưng chỉ một phần dòng chảy đó tạo ra chuyển động hữu ích cho xy lanh.
Rò rỉ bên trong thường được nhận thấy rõ hơn khi có tải hoặc khi dầu thủy lực trở nên nóng. Xy lanh có thể di chuyển chấp nhận được khi không có tải nhưng chậm lại, dừng lại hoặc trôi khi cần lực.
Vì rò rỉ bên trong không nhất thiết tạo ra dầu bên ngoài thấy được, xy lanh có thể trông bình thường từ bên ngoài. Thử nghiệm giữ áp suất, cách ly hoặc kiểm tra vượt quá có kiểm soát thường được yêu cầu để xác nhận rò rỉ ron piston.
Sắp xếp cơ khí không đúng và tải bên
Các xy lanh thủy lực được thiết kế chủ yếu để truyền tải lực trục. Nếu xy lanh, các chốt cố định và cơ cấu dẫn động không được căn chỉnh đúng, tải trọng bên sẽ tăng ma sát giữa cần, gland, piston, ổ bi và ron.
Các nguyên nhân cơ học phổ biến bao gồm thanh piston bị cong, chốt cố định bị mòn, giá đỡ bị biến dạng, ổ bi bị hư hỏng, bản lề bị kẹt và sự hướng dẫn không đủ của tải trọng bên ngoài. Những vấn đề này có thể gây ra chuyển động chậm, hành vi dính - trượt hoặc tốc độ khác nhau ở các vị trí khác nhau trong hành trình.
Enerpac xác định tải bên của xy lanh, ô nhiễm, hỏng ron và nhiệt độ cực đoan là những yếu tố phổ biến có thể gây hư hỏng thiết bị thủy lực và giảm hiệu suất đáng tin cậy. Hướng dẫn bảo trì phòng ngừa của Enerpac
Giảm tốc liên quan đến cushion hoặc tải
Một số xy lanh bao gồm đệm có thể điều chỉnh mà cố ý làm chậm piston gần cuối hành trình của nó. Nếu xy lanh di chuyển bình thường qua hầu hết hành trình nhưng chậm lại chỉ gần một đầu, cần kiểm tra điều chỉnh đệm hoặc đường đi của đệm.
Hình học tải có thể thay đổi trong quá trình vận hành. Một liên kết nâng có thể yêu cầu lực xi lanh nhiều hơn ở đầu hành trình so với sau trong chu trình. Chuyển động chậm ở một phần của hành trình vì vậy có thể xuất phát từ hình học của máy thay vì do lỗi của xi lanh.
Mẫu chuyển động chậm chỉ ra điều gì?
Thời gian và điều kiện hoạt động của triệu chứng cung cấp những manh mối chẩn đoán hữu ích.
| Mô hình chuyển động chậm | Những khu vực khả thi để điều tra |
|---|---|
| Chậm trong cả hai hướng | Lưu lượng bơm thấp, lọc bị tắc, van bị hạn chế hoặc cài đặt lưu lượng không đúng |
| Chậm chỉ trong quá trình kéo dài | Hạn chế ở đầu nắp, áp suất phía thanh cao, tải trọng đẩy nặng hoặc cài đặt đệm |
| Chậm chỉ trong quá trình rút lại | Hạn chế ở đầu thanh, áp suất đầu nắp cao, lực cản cơ học hoặc vận hành van không đúng |
| Chậm chỉ khi có tải | Áp suất thấp, van xả mở, bơm bị mòn, rò rỉ bên trong xi lanh hoặc tải trọng quá mức |
| Chậm chỉ khi lạnh | Độ nhớt dầu, hạn chế lọc, điều kiện đầu vào bơm hoặc độ cấp dầu không phù hợp |
| Chậm sau khi dầu nóng lên | Mòn bơm, rò rỉ ở niêm phong piston, rò rỉ van hoặc độ nhớt dầu trở nên quá thấp |
| Chậm gần cuối hành trình | Điều chỉnh đệm, cản trở cơ học hoặc hình học liên kết bên ngoài |
| Chậm và giật cục | Không khí trong hệ thống, ô nhiễm, dính-trượt, không thẳng hàng hoặc kiểm soát van không ổn định |
| Một xi lanh hoạt động chậm trong hệ thống đa xi lanh | Tải không đồng đều, vấn đề chia dòng, sự khác biệt về ống, không khí bị kẹt hoặc rò rỉ nội bộ |
Những dấu hiệu này là manh mối chẩn đoán chứ không phải là chứng cứ cuối cùng. Áp suất, lưu lượng và tình trạng cơ khí vẫn nên được đo trước khi thay thế các thành phần.
Cách chẩn đoán một xi lanh thủy lực chậm
Quá trình khắc phục sự cố nên tuân theo một trình tự có kiểm soát. Thay đổi nhiều thành phần cùng một lúc sẽ khiến việc xác định nguyên nhân thực tế trở nên khó khăn và có thể gây ra các sự cố bổ sung.
- Xác nhận triệu chứng. Ghi lại thời gian kéo dài và thu hồi với máy không tải và dưới tải bình thường. Lưu ý nhiệt độ dầu, áp suất hoạt động và vị trí nơi xi lanh hoạt động chậm lại.
- Kiểm tra dầu thủy lực. Kiểm tra mức dầu, hình thức, độ nhớt và nhiệt độ hoạt động. Tìm kiếm bọt, mờ đục, nước hoặc ô nhiễm nhìn thấy được.
- Kiểm tra các thành phần bên ngoài. Kiểm tra bộ lọc, ống dẫn, phụ kiện, khớp nhanh, vị trí van và kết nối hút. Kiểm tra xem có ống bị đè nén, kết nối lỏng lẻo và tình trạng nóng cục bộ hay không.
- Đo áp suất dưới tải. So sánh áp suất đầu vào của xi lanh với thông số kỹ thuật của máy. Xác định xem hệ thống có đạt được áp suất yêu cầu hay van xả có mở sớm hay không.
- Đo lưu lượng ở áp suất hoạt động. Xác minh lưu lượng bơm và đầu ra van ở áp suất thực tế. Lưu lượng đo mà không có tải có thể trông bình thường ngay cả khi bơm đã mòn.
- So sánh cả hai cửa xi lanh. Áp suất quá mức trên phía trở lại có thể cho thấy một ống, van hoặc phụ kiện bị hạn chế. Áp suất đầu vào thấp có thể cho thấy sự cố về nguồn cung, van hoặc van xả.
- Phân tách nguyên nhân thủy lực và cơ khí. Kiểm tra sự căn chỉnh lắp đặt, chốt, vòng bi, hướng dẫn và cấu trúc được dẫn động. Xác nhận rằng tải có thể di chuyển tự do mà không sử dụng xi lanh làm hướng dẫn chính.
- Kiểm tra rò rỉ nội bộ. Nếu lưu lượng và áp suất bên ngoài là chính xác nhưng xi lanh vẫn chậm dưới tải, hãy thực hiện một bài test rò rỉ hoặc cách ly xi lanh đã được phê duyệt.
Trước khi ngắt kết nối bất kỳ ống hoặc thành phần nào, hãy hạ và hỗ trợ tải một cách cơ học, ngắt nguồn điện và xả áp lực thủy lực đã lưu trữ. Một tải treo không bao giờ được hỗ trợ chỉ bằng áp lực thủy lực. Enerpac cũng khuyến nghị hỗ trợ vững chắc và sử dụng đồng hồ đo áp suất khi vận hành các xilanh thủy lực. Hướng dẫn an toàn xilanh Enerpac
Chẩn đoán qua áp suất và ghi nhận lưu lượng
Đo áp lực và lưu lượng đáng tin cậy hơn việc thay thế các bộ phận chỉ dựa trên triệu chứng.
| Kết quả kiểm tra | Giải thích có thể |
|---|---|
| Áp lực thấp và lưu lượng thấp | Vấn đề cung cấp bơm, tốc độ truyền động, hút hoặc rò rỉ nghiêm trọng |
| Áp lực bình thường nhưng lưu lượng thấp | Van bị hạn chế, cài đặt điều khiển lưu lượng, lối đi quá nhỏ hoặc bơm bị mòn |
| Áp lực đầu vào cao và áp lực hồi cao | Hạn chế đường hồi hoặc hạn chế van |
| Áp suất đạt mức giải phóng nhưng xi lanh chỉ di chuyển một chút | Tải quá mức, bị kẹt cơ học hoặc rò rỉ nội bộ nghiêm trọng |
| Áp suất và lưu lượng bình thường ở van nhưng chuyển động của xi lanh chậm | Rò rỉ ở xi lanh, hạn chế ở cổng hoặc sức cản cơ học |
| Tốc độ giảm khi nhiệt độ dầu tăng | Rò rỉ nội bộ trong bơm, van hoặc xi lanh |
| Tốc độ cải thiện sau khi dầu ấm lên | Độ nhớt dầu lạnh quá mức hoặc hạn chế khi khởi động lạnh |
Áp suất nên được đo ở cả hai bên của các thành phần liên quan khi có thể. Một đồng hồ đo áp suất hệ thống đơn lẻ có thể cho thấy áp suất tồn tại nhưng không thể xác định vị trí xảy ra hạn chế hoặc mất áp suất.
Cách khắc phục một xi lanh thủy lực chậm
Giải pháp đúng phụ thuộc vào nguyên nhân đã được xác nhận. Một xi lanh chậm không nên tự động được sửa chữa bằng cách tăng áp suất hệ thống hoặc điều chỉnh van giải phóng.
Đối với các hạn chế dòng chảy, thay thế các bộ lọc bị ô nhiễm và ống dẫn bị hỏng, làm sạch các lối đi van đã được phê duyệt và xác nhận rằng các đầu nối và couplings nhanh cung cấp diện tích dòng chảy nội bộ đầy đủ. Các thành phần thay thế phải đáp ứng các thông số về áp suất, lưu lượng, nhiệt độ và tương thích chất lỏng cần thiết.
Đối với các vấn đề liên quan đến dầu, điều chỉnh mức dầu trong bồn chứa và sử dụng độ nhớt chất lỏng thủy lực được khuyến nghị. Không khí nên được loại bỏ theo quy trình xả của máy, trong khi các rò rỉ hút phải được sửa chữa trước khi hệ thống được đưa trở lại hoạt động.
Các vấn đề van có thể yêu cầu làm sạch, thử nghiệm điện, xác minh áp suất điều khiển, hiệu chuẩn lại hoặc thay thế. Các cài đặt giải phóng và kiểm soát lưu lượng chỉ nên được điều chỉnh theo các giá trị máy đã được phê duyệt.
Nếu việc kiểm tra xác nhận rò rỉ nội bộ ở xi lanh, kiểm tra các con dấu của piston, lỗ khoan, piston, trục và các bộ phận gland. Việc thay thế các con dấu một mình có thể không giải quyết được vấn đề nếu ống là bị xước, trục bị cong hoặc bề mặt nội bộ vượt quá giới hạn cho phép.
Sự không thẳng hàng cơ học yêu cầu phải điều chỉnh các giá đỡ, trục quay, giá đỡ hoặc hướng dẫn tải bên ngoài của xi lanh. Việc lắp đặt một xi lanh đã được sửa chữa vào cùng một cấu trúc không thẳng hàng sẽ thường gây ra vấn đề quay trở lại.
Kết luận
Một xi lanh thủy lực thường di chuyển chậm do nhận được quá ít lưu lượng dầu sử dụng, không thể phát triển đủ lực dưới tải hoặc đang phải chịu sức cản nội bộ hoặc cơ học quá mức. Lỗi có thể nằm trong bơm, bộ lọc, ống dẫn, đầu nối, van, dầu thủy lực, con dấu của xi lanh hoặc cấu trúc máy.
Chẩn đoán hiệu quả bắt đầu bằng cách quan sát khi nào sự chậm lại xảy ra và sau đó đo áp suất, lưu lượng và nhiệt độ trong các điều kiện hoạt động thực tế. Thay thế xi lanh mà không kiểm tra toàn bộ hệ thống thủy lực và cơ học có thể để lại vấn đề gốc không được giải quyết.
AISOAR Hydraulics sản xuất các xi lanh thủy lực tiêu chuẩn và tùy chỉnh cho máy móc nông nghiệp, thiết bị công nghiệp, hệ thống nâng, xe kéo và máy móc di động. Kích thước lỗ, đường kính trục, hành trình, cổng, kiểu lắp, con dấu, giảm chấn và xử lý bề mặt có thể được cấu hình theo tải, tốc độ, áp suất và môi trường hoạt động yêu cầu.
Câu hỏi thường gặp
Q: Có thể áp suất thủy lực thấp làm cho một xi lanh di chuyển chậm không?
Có, đặc biệt là dưới tải. Áp suất tạo ra lực cần thiết để vượt qua tải trọng và sức cản cơ học. Nếu áp suất không đủ, xi lanh có thể chậm lại hoặc dừng lại ngay cả khi có lưu lượng bơm. Tuy nhiên, việc tăng áp suất không trực tiếp làm tăng tốc độ không tải; tốc độ xi lanh chủ yếu được xác định bởi lưu lượng và diện tích hiệu quả.
Q: Tại sao xi lanh thủy lực của tôi di chuyển bình thường mà không có tải nhưng lại chậm lại khi có tải?
Nguyên nhân phổ biến bao gồm bơm bị mòn, cài đặt van xả áp thấp, rò rỉ gioăng piston bên trong, tải máy quá mức hoặc kẹt cơ khí. Áp suất và lưu lượng cần được đo trong khi xi lanh hoạt động dưới tải.
Q: Tại sao xi lanh chỉ chậm lại khi dầu còn lạnh?
Dầu thủy lực lạnh có độ nhớt cao hơn và tạo ra sự kháng nhiều hơn qua các bộ lọc, van và ống dẫn. Xác minh loại dầu, quy trình khởi động khi lạnh, tình trạng bộ lọc và sắp xếp ống hút của bơm.
Q: Một bộ lọc thủy lực bị tắc có thể làm chậm xi lanh không?
Có. Một bộ lọc áp lực hoặc khôi phục bị tắc có thể hạn chế lưu lượng, trong khi một bộ lọc hút bị hạn chế có thể ngăn bơm nhận đủ dầu. Các chỉ số vượt lọc và các phép đo giảm áp suất nên được kiểm tra nếu có sẵn.
Q: Rò rỉ bên trong có luôn gây ra rò rỉ dầu bên ngoài không?
Không. Một gioăng piston bị mòn có thể cho phép dầu chảy bên trong giữa hai buồng xi lanh mà không có hiện tượng rò rỉ bên ngoài thấy được. Kiểu thất bại này thường được xác nhận thông qua việc kiểm tra áp suất hoặc rò rỉ có kiểm soát.
Q: Tại sao xi lanh lại chậm lại chỉ ở cuối hành trình?
Xi lanh có thể có một bộ giảm chấn có thể điều chỉnh được thiết kế để giảm tốc độ của piston trước khi đạt đến nắp cuối. Việc điều chỉnh bộ giảm chấn không chính xác, các lối đi bộ giảm chấn bị ô nhiễm hoặc sự can thiệp cơ khí có thể gây ra sự giảm tốc độ quá mức ở cuối hành trình.