Bộ nguồn máy xếp di động
Danh mục:Bộ nguồn thủy lực dòng DC
Bộ nguồn thủy lực máy xếp di động này được thiết kế cho máy xếp di động và tích hợp bơm bánh răng áp suất cao, động cơ DC nam châm vĩnh cửu, khối van ...
Xem chi tiếtMột bộ nguồn thủy lực được xây dựng từ sáu nhóm chức năng làm việc cùng nhau: một hồ chứa lưu trữ và điều hòa chất lỏng, một máy bơm chuyển đổi năng lượng cơ học thành dòng chảy, một động cơ điện điều khiển máy bơm, một cụm van chỉ đạo và điều chỉnh áp lực, một mạch lọc để bảo vệ các bề mặt bên trong khỏi bị nhiễm bẩn và các phần cứng hỗ trợ như bộ làm mát, bộ tích điện, ống góp, vòng đệm và thiết bị đo đạc. Mỗi bộ phận của bộ nguồn thủy lực này đều có ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định áp suất hệ thống, tuổi thọ của chất lỏng và thời gian thiết bị chạy trước khi cần bảo dưỡng.
Kích thước và cấp độ của từng bộ phận phụ thuộc vào chu kỳ làm việc, nhiệt độ môi trường và áp suất mà bộ truyền động hạ lưu yêu cầu. Một bộ phận được chế tạo cho máy ép dập hoạt động cứ sau vài giây cần có phản ứng van và khả năng làm mát khác với bộ phận giữ kẹp tĩnh trong nhiều giờ. Việc kết hợp các bộ phận với chu kỳ hoạt động thực tế, thay vì đặt mặc định theo cấu hình tiêu chuẩn theo danh mục, thường là sự khác biệt giữa một bộ nguồn có tuổi thọ kéo dài một thập kỷ và một bộ nguồn cần được xây dựng lại sau hai năm.
Nó cũng hữu ích khi coi bộ nguồn thủy lực như một vòng khép kín chứ không phải là một tập hợp các bộ phận riêng biệt. Chất lượng chất lỏng do bể chứa và mạch lọc thiết lập ảnh hưởng đến độ mòn của bơm, độ mòn của bơm ảnh hưởng đến rò rỉ bên trong và sinh nhiệt, nhiệt ảnh hưởng đến độ nhớt và độ nhớt ảnh hưởng đến độ chính xác của van có thể kiểm soát dòng chảy. Một liên kết yếu trong bất kỳ nhóm thành phần đơn lẻ nào cuối cùng sẽ xuất hiện dưới dạng một triệu chứng ở một nơi khác trong mạch, đó là lý do tại sao việc khắc phục sự cố cho bộ nguồn hầu như luôn phải bắt đầu với tình trạng chất lỏng trước khi xem xét bất kỳ bộ phận riêng lẻ nào.
Các phần bên dưới sẽ giới thiệu từng nhóm thành phần chính, những thay đổi nào giữa cấu hình, tiêu chuẩn và điểm dữ liệu mà các kỹ sư thường tham khảo khi chỉ định các bộ phận và các kiểu lỗi xuất hiện thường xuyên nhất trong trường.
Hồ chứa không chỉ chứa dầu. Nó lắng đọng không khí bị cuốn theo, tản nhiệt qua diện tích bề mặt của nó và cho phép các chất gây ô nhiễm thoát ra ngoài trước khi chất lỏng được hút trở lại đầu vào máy bơm. Một bình chứa có kích thước nhỏ hơn so với tốc độ dòng bơm của nó sẽ tái tuần hoàn chất lỏng nóng, có ga, điều này làm tăng tốc quá trình oxy hóa và rút ngắn tuổi thọ bịt kín trên mọi bộ phận khác trong mạch.
Một quy tắc khởi đầu được sử dụng rộng rãi sẽ định cỡ bể chứa ở mức ba đến năm lần lưu lượng định mức của máy bơm tính bằng gallon mỗi phút , tính bằng gallon. Do đó, một thiết bị được chế tạo xung quanh máy bơm 20 GPM thường sẽ sử dụng bình chứa từ 60 đến 100 gallon, phần dưới dành riêng cho các thiết bị đã bao gồm bộ làm mát phụ trợ.
| Loại nhiệm vụ | Tỷ lệ bể-lưu lượng được đề xuất | Cấu hình vách ngăn điển hình |
|---|---|---|
| Chạy liên tục, tải nhiệt cao | 4:1 đến 5:1 | Tấm vách ngăn có chiều cao đầy đủ với bộ khuếch tán trở lại |
| Trực thường xuyên, công việc báo chí chuẩn mực | 3:1 đến 4:1 | Vách ngăn một phần ngăn cách hút và quay trở lại |
| Các thiết bị di động hoặc bị giới hạn về không gian | 2:1 đến 3:1 | Chỉ có bộ khuếch tán bên trong, không có vách ngăn đầy đủ |
Các hồ chứa cũng có các cổng nạp và thoát nước, một ống thở có bộ phận hút ẩm hoặc hạt, một nút xả từ tính để hứng các mảnh vụn mòn sắt và kính quan sát hoặc thước đo mức kiểu phao. Bỏ qua phích cắm từ tính là một lối tắt phổ biến trên các bộ nguồn thủy lực chi phí thấp hơn và đây là một trong những tính năng bổ sung rẻ nhất so với khả năng chống mài mòn mà nó cung cấp.
Tấm vách ngăn bên trong thường bị bỏ qua, nhưng vị trí của nó quyết định lượng chất lỏng có thời gian dừng trước khi nó được hút trở lại vào máy bơm. Một vách ngăn được đặt quá gần cổng hút sẽ rút ngắn khoảng cách lắng hiệu quả và cho phép chất lỏng sục khí tuần hoàn nhanh hơn khả năng khử khí. Đường hồi lưu thường được cắt ở góc 45 độ và được đặt bên dưới bề mặt chất lỏng để giảm sự bắn tung tóe và hình thành bọt, đồng thời một bộ khuếch tán phù hợp trên đường hồi lưu sẽ phân tán dòng chảy qua một khu vực rộng hơn thay vì hướng dòng tốc độ cao thẳng vào thành bể.
Thép carbon vẫn là vật liệu chứa tiêu chuẩn vì lý do chi phí, thường được hoàn thiện với lớp phủ bên trong chống lại loại chất lỏng cụ thể đang sử dụng, vì dầu khoáng, nước-glycol và chất lỏng phân hủy sinh học đều tương tác khác nhau với thép chưa được xử lý. Bình chứa bằng thép không gỉ xuất hiện trên các thiết bị trong môi trường cấp thực phẩm, rửa trôi hoặc ăn mòn, nơi lớp phủ bị hỏng sẽ gây ra nguy cơ ô nhiễm. Thùng nhôm xuất hiện trên các thiết kế di động và nhạy cảm với trọng lượng, đánh đổi một số khả năng chống va đập để giảm trọng lượng một cách có ý nghĩa.
Bản thân chất lỏng là một thành phần hoạt động, không chỉ là phương tiện và việc chọn sai loại chất lỏng sẽ làm suy yếu mọi bộ phận khác trong mạch bất kể các bộ phận đó được chỉ định tốt như thế nào.
Độ nhớt thường được chỉ định theo cấp ISO, với ISO 32 và ISO 46 bao gồm hầu hết các ứng dụng công nghiệp có khí hậu ôn hòa và ISO 68 dành riêng cho các thiết bị chạy ở nhiệt độ môi trường xung quanh cao liên tục. Chạy chất lỏng quá loãng so với nhiệt độ vận hành sẽ làm tăng rò rỉ bên trong qua máy bơm và van, làm giảm hiệu suất thể tích, trong khi chất lỏng quá đặc sẽ làm hạn chế đầu vào của máy bơm và có thể khiến máy bơm bị đói khi khởi động trong điều kiện lạnh. Chỉ số độ nhớt trên 100 cho thấy chất lỏng không bị loãng khi nhiệt độ tăng, điều này quan trọng hơn đối với các thiết bị có nhiệt độ dao động theo mùa rộng hơn so với lắp đặt trong nhà được kiểm soát khí hậu.
Máy bơm đặt tốc độ dòng chảy và kết hợp với cài đặt van xả, áp suất làm việc tối đa của toàn bộ thiết bị. Ba kiến trúc máy bơm bao gồm phần lớn các thiết bị thủy lực công nghiệp.
Một máy bơm dịch chuyển cố định cung cấp tốc độ dòng chảy không đổi ở tốc độ trục nhất định bất kể tải trọng, với dòng chảy dư thừa được truyền qua van xả dưới dạng nhiệt. Một máy bơm có thể tích, bù áp suất có thể thay đổi sẽ giảm công suất của chính nó khi hệ thống đạt đến áp suất cài đặt, giúp cắt giảm đáng kể sự sinh nhiệt và tiêu thụ điện trên các thiết bị có thời gian dừng dài. Chi phí trả trước cao hơn của một máy bơm biến thiên thường được phục hồi trong vòng một vài năm thông qua chi phí năng lượng và làm mát thấp hơn đối với các thiết bị dành phần lớn chu kỳ của chúng để giữ áp suất thay vì di chuyển dòng chảy.
Hầu hết các máy bơm công nghiệp đều gắn trực tiếp vào động cơ thông qua vỏ chuông và khớp nối linh hoạt thay vì bộ truyền động dây đai, giúp giữ cho trục thẳng hàng và tránh chi phí bảo trì khi căng dây đai. Việc lựa chọn vật liệu khớp nối quan trọng hơn những gì nó có thể xảy ra - khớp nối quá cứng sẽ truyền rung động của động cơ trực tiếp vào trục máy bơm và làm tăng tốc độ mài mòn của ổ trục, trong khi khớp nối quá mềm có thể bị cuộn lại khi tải trọng đảo chiều đột ngột. Dung sai căn chỉnh giữa động cơ và trục máy bơm thường được giữ trong khoảng vài phần nghìn inch, vì độ lệch ngoài phạm vi đó sẽ biểu hiện như rò rỉ phốt trục sớm trước khi nó ảnh hưởng đến hiệu suất.
Một máy bơm piston mới thường hoạt động ở hiệu suất thể tích từ 92 đến 97 phần trăm, nghĩa là chỉ một tỷ lệ nhỏ công suất lý thuyết bị mất do trượt bên trong. Khi máy bơm bị mòn, độ trượt đó tăng lên và áp suất giữ ít ổn định hơn khi chịu tải mặc dù máy bơm vẫn có thể khởi động và chạy bình thường. Việc theo dõi lưu lượng đầu ra hoặc sự suy giảm áp suất dưới một tải cố định theo thời gian sẽ đưa ra cảnh báo về sự hao mòn của máy bơm sớm hơn nhiều so với việc chờ đợi sự cố hoàn toàn.
Động cơ phải phù hợp với yêu cầu về mã lực của máy bơm ở áp suất vận hành dự định chứ không chỉ ở mức lưu lượng. Mã lực của mạch thủy lực được tính toán từ lưu lượng và áp suất cùng nhau, do đó, một máy bơm có vẻ khiêm tốn chỉ dựa vào lưu lượng vẫn có thể cần một động cơ lớn nếu nó dự kiến sẽ giữ áp suất cao liên tục.
| Khung động cơ | Phạm vi mã lực chung | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|
| NEMA 56C / 143TC-145TC | 1 đến 5 mã lực | Thiết bị di động nhỏ, thang máy truyền động đơn |
| 184TC-215TC | 7,5 đến 20 mã lực | Máy ép và kẹp công nghiệp tiêu chuẩn |
| 254TC và lớn hơn | 25 HP trở lên | Máy móc công nghiệp hoạt động liên tục, ép phun |
Động cơ TEFC (hoàn toàn kín, làm mát bằng quạt) chiếm ưu thế trong việc lắp đặt bộ nguồn thủy lực công nghiệp vì đầu bơm tiếp xúc với sương dầu và các hạt trong không khí. Chu kỳ làm việc cũng có vấn đề ở đây: một động cơ được xếp hạng cho chế độ làm việc liên tục (S1) sẽ chạy mát hơn trong ca làm việc kéo dài 8 giờ so với động cơ chỉ được xếp hạng cho chế độ làm việc không liên tục, ngay cả khi cả hai đều có cùng mã lực trên bảng tên.
Khởi động trực tiếp trực tuyến phổ biến đối với các động cơ nhỏ hơn nhưng tạo ra dòng điện khởi động gấp vài lần dòng điện chạy định mức, điều này có thể là vấn đề ở các cơ sở có dịch vụ điện hạn chế hoặc trên các thiết bị khởi động và dừng thường xuyên trong suốt ca làm việc. Bộ khởi động mềm và bộ truyền động tần số thay đổi làm giảm sự đột ngột đó, đồng thời bộ truyền động tần số thay đổi còn cho phép giảm tốc độ động cơ trong khoảng thời gian nhu cầu thấp của chu kỳ, giúp cắt giảm cả mức sử dụng năng lượng và tiếng ồn. Trên các thiết bị có dịch chuyển cố định, việc ghép nối nó với VFD là một trong những thay đổi trang bị thêm hiệu quả hơn để giảm mức tiêu thụ năng lượng ở chế độ chờ mà không cần thay thế chính máy bơm.
Xếp hạng trên bảng tên động cơ giả định nhiệt độ môi trường tiêu chuẩn, thường là 40°C. Các thiết bị được lắp đặt trong tủ kín, phòng cơ nóng hoặc ánh sáng mặt trời trực tiếp thường chạy ở nhiệt độ xung quanh cao hơn mức cơ bản đó và mã lực sử dụng được của động cơ phải được giảm xuống tương ứng, nếu không động cơ sẽ chạy nóng hơn mức cách điện định mức, làm giảm tuổi thọ cuộn dây trước khi xảy ra bất kỳ hư hỏng cơ học nào.
Van là nơi định hình hoạt động của bộ nguồn thủy lực. Ba họ van xuất hiện trong hầu hết mọi công trình, cùng với một số loại van đặc biệt được sử dụng trong các mạch đòi hỏi khắt khe hơn.
Van định hướng hoạt động bằng điện từ định tuyến dòng chảy để kéo dài, rút lại hoặc giữ bộ truyền động. Cấu hình ống chỉ xác định xem mạch là tâm mở, tâm đóng hay tâm song song ở trạng thái nghỉ, từ đó ảnh hưởng đến cách hoạt động của máy bơm khi van không được dịch chuyển. Thời gian đáp ứng trên van điện từ phần ứng ướt tiêu chuẩn thường nằm trong khoảng từ 20 đến 50 mili giây, trong khi các van định hướng tỷ lệ trao đổi một phần tốc độ đó để chuyển đổi theo hướng có kiểm soát, tăng tốc giúp giảm tải sốc lên bộ truyền động và cấu trúc được kết nối.
Van giảm áp đặt trần áp suất tuyệt đối của mạch và bảo vệ mọi bộ phận hạ lưu khỏi sự kiện quá tải. Nó thường được đặt cao hơn áp suất làm việc cao nhất mà hệ thống cần từ 10 đến 20 phần trăm, mang lại mức dự trữ mà không lãng phí năng lượng trên đường giảm áp trong quá trình hoạt động bình thường. Van giảm áp vận hành bằng thí điểm có khả năng chịu áp suất chặt chẽ hơn trong các lưu lượng khác nhau so với van giảm áp tác động trực tiếp và là lựa chọn tiêu chuẩn trên bất kỳ mạch nào trên khoảng 10 GPM.
Van kim, bộ điều khiển dòng bù áp suất và bộ chia dòng quản lý tốc độ truyền động không phụ thuộc vào sự thay đổi tải. Các phiên bản bù áp giữ tốc độ dòng đã đặt ngay cả khi áp suất tải thay đổi, điều này quan trọng đối với bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu tính nhất quán về thời gian chu kỳ, chẳng hạn như kẹp đồng bộ.
Trên các bộ truyền động thẳng đứng, van đối trọng ngăn tải quá mức rơi tự do nếu ống bị vỡ hoặc van định hướng mất tín hiệu, bằng cách duy trì áp suất ngược ở phía đầu ra của bộ truyền động cho đến khi phía đầu vào được điều áp tích cực. Van giữ tải loại này được coi là bộ phận quan trọng về mặt an toàn trên bất kỳ ứng dụng nào mà việc hạ xuống không được kiểm soát sẽ tạo ra mối nguy hiểm, chẳng hạn như bệ nâng hoặc máy ép.
Các ống góp van ngày càng kết hợp một số chức năng này thành một khối đúc hoặc khoan duy nhất, cắt giảm số lượng phụ kiện bên ngoài và các điểm rò rỉ so với một chồng van có đường ống riêng biệt.
Sự ô nhiễm là nguyên nhân gây ra phần lớn các hỏng hóc ngoài ý muốn của bộ phận thủy lực và quá trình lọc là biện pháp bảo vệ chính. Một bộ nguồn thủy lực được xác định rõ sẽ sử dụng quá trình lọc ở nhiều điểm trong mạch thay vì dựa vào một vị trí bộ lọc duy nhất.
| Vị trí lọc | Xếp hạng Micron điển hình | Mục Đích Chính |
|---|---|---|
| Lọc hút | 100 đến 150 micron | Bảo vệ đầu vào máy bơm khỏi các mảnh vụn lớn |
| Bộ lọc dòng áp lực | 10 đến 25 micron | Bảo vệ van và xi lanh ở hạ lưu của máy bơm |
| Bộ lọc dòng trả về | 10 đến 25 micron | Bắt các mảnh vụn bị mòn trước khi nó quay trở lại bể chứa |
Độ sạch của chất lỏng thường được theo dõi bằng cách sử dụng tính năng đếm hạt ISO 4406, báo cáo ba số biểu thị số lượng hạt ở 4, 6 và 14 micron. Mã chẳng hạn như 18/16/13 là mục tiêu thực tế cho mạch công nghiệp áp suất trung bình, trong khi van tỷ lệ và van phụ thường yêu cầu mã chặt chẽ hơn trong phạm vi 16/14/11. Chỉ báo tắc nghẽn, dù bằng hình ảnh hay bằng điện, cho phép nhân viên bảo trì thay đổi các bộ phận dựa trên điều kiện thực tế thay vì khoảng thời gian theo lịch cố định, giúp giảm cả những thay đổi bộ phận sớm và nguy cơ vượt quá công suất của bộ lọc.
Hiệu suất của phần tử bộ lọc thường được biểu thị dưới dạng tỷ lệ beta, so sánh số lượng hạt trên một kích thước nhất định ở thượng nguồn và hạ lưu của phần tử. Tỷ lệ beta là 200 ở mức 10 micron có nghĩa là bộ lọc loại bỏ 199 trên 200 hạt có kích thước đó hoặc lớn hơn và được coi là xếp hạng hiệu quả cao cho bộ lọc dòng áp suất. Tỷ lệ beta quan trọng hơn chỉ xếp hạng micron tiêu đề, vì hai bộ lọc được quảng cáo ở cùng kích thước micron có thể có hiệu suất chụp thực tế rất khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc phương tiện.
Một số bộ nguồn thủy lực bổ sung thêm một vòng lọc ngoại tuyến chuyên dụng, chạy liên tục từ một máy bơm phụ trợ nhỏ độc lập với chu kỳ làm việc của mạch chính. Sự sắp xếp vòng thận này giữ cho bình chứa sạch ngay cả trong thời gian máy bơm chính không hoạt động và thường thấy ở các bình chứa dung tích lớn, nơi chỉ riêng bộ lọc nội tuyến không thể chuyển toàn bộ thể tích chất lỏng thường xuyên đủ để duy trì mục tiêu làm sạch chặt chẽ.
Một bộ tích lũy lưu trữ năng lượng thủy lực dưới áp suất, sử dụng pít-tông, bàng quang hoặc màng ngăn để tách chất lỏng khỏi thể tích khí được nạp trước, hầu như luôn là nitơ. Trong bộ nguồn thủy lực, ắc quy phục vụ một số mục đích riêng biệt.
Bộ tích lũy kiểu bàng quang là lựa chọn phổ biến nhất trong dịch vụ công nghiệp nói chung vì chúng mang lại sự cân bằng tốt giữa tốc độ phản hồi và chi phí. Áp suất nạp trước thường được đặt ở mức khoảng 90% áp suất vận hành hệ thống tối thiểu và cần được kiểm tra định kỳ, vì lượng nitơ nạp giảm chậm theo thời gian qua vật liệu bàng quang.
Bộ tích lũy pít-tông sử dụng pít-tông nổi tự do thay vì một bàng quang linh hoạt để tách khí và chất lỏng, cho phép chúng xử lý khối lượng lớn hơn và tốc độ chu trình cao hơn mà không lo ngại về mỏi làm hạn chế tuổi thọ của bàng quang khi đạp xe nhanh liên tục. Chúng phổ biến hơn trên các máy ép công nghiệp và thiết bị thử nghiệm hoạt động liên tục, nơi bộ tích lũy nhìn thấy hàng nghìn chu kỳ sạc và xả mỗi ca.
Mọi sự kém hiệu quả trong mạch thủy lực đều biểu hiện dưới dạng nhiệt và nhiệt dư thừa là một trong những cách nhanh nhất làm suy giảm cả chất lỏng và vòng đệm trong toàn bộ thiết bị. Bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng không khí sử dụng lõi tản nhiệt chạy bằng quạt và lắp đặt phù hợp ở những nơi có không khí xung quanh và không có nước, trong khi bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống làm mát bằng nước cung cấp khả năng làm mát ổn định hơn trong môi trường nóng hoặc bụi nhưng yêu cầu cấp nước lạnh hoặc cấp nước một lần.
Công suất làm mát thường phù hợp với tải nhiệt được tạo ra bởi van giảm áp, giảm áp suất qua các van và sự kém hiệu quả của bơm chứ không chỉ đơn giản là mã lực của động cơ. Các thiết bị chạy máy bơm dịch chuyển cố định dựa vào van trung tâm đóng trong thời gian dừng dài sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn đáng kể so với máy bơm dịch chuyển thay đổi thực hiện cùng một công việc và thông số kỹ thuật của bộ làm mát sẽ phản ánh sự khác biệt đó thay vì quy tắc ngón tay cái dựa trên mã lực chung.
Một quạt được điều khiển bằng nhiệt độ hoặc một van rẽ nhánh trên mạch làm mát bằng nước sẽ giữ cho nhiệt độ chất lỏng không dao động quá xa theo cả hai hướng, vì chất lỏng chạy quá mát sẽ làm tăng độ nhớt và hạn chế đầu vào của bơm cũng như chạy quá nóng sẽ làm giảm độ nhớt và độ bền màng.
Các thiết bị làm mát bằng không khí tránh được những lo ngại về hệ thống ống nước, xử lý nước và xả thải đi kèm với hệ thống làm mát bằng nước, điều này khiến chúng trở thành lựa chọn đơn giản hơn cho hầu hết các hệ thống lắp đặt công nghiệp độc lập. Đổi lại, các thiết bị làm mát bằng nước giữ nhiệt độ chất lỏng ổn định hơn bất kể điều kiện không khí xung quanh và chiếm ít không gian vật lý xung quanh thiết bị hơn, điều này rất quan trọng trong các cơ sở có không gian sàn hoặc khe hở luồng không khí bị hạn chế. Một số hệ thống lắp đặt lớn hơn sử dụng máy làm lạnh nước-không khí vòng kín đặc biệt để đạt được sự ổn định của việc làm mát bằng nước mà không phải lo lắng về việc tiêu thụ và xả nước của hệ thống mở một lần.
Các khối đa dạng hợp nhất việc lắp van và cổng bên trong vào một thân được gia công hoặc đúc duy nhất, cắt giảm số lần chạy ống bên ngoài và các điểm rò rỉ đi kèm với chúng. Các van kiểu hộp mực được luồn trực tiếp vào các khoang đa tạp đã thay thế phần lớn các cụm van xếp chồng lên nhau cũ hơn trên các bộ nguồn thủy lực mới vì chúng làm giảm cả dấu chân và nhân công lắp ráp.
Ống được đánh giá theo áp suất làm việc, áp suất nổ và bán kính uốn cong, và ống có kích thước nhỏ hơn là một trong những nguyên nhân phổ biến hơn gây ra hiện tượng giảm áp suất bị chẩn đoán nhầm là sự cố máy bơm hoặc van. Vòng đệm mặt vòng chữ O và phụ kiện trùm vòng chữ O hiện được ưa chuộng hơn so với các phụ kiện loe cũ hơn trên các mạch áp suất cao hơn vì chúng bịt kín một cách đáng tin cậy mà không chỉ dựa vào mô-men xoắn kim loại với kim loại, giảm rò rỉ nước rỉ tại các điểm kết nối trong suốt vòng đời của thiết bị.
Đường ống cố định bằng thép hoặc không gỉ thường được sử dụng để chạy cố định giữa bể chứa, máy bơm và ống góp trên các thiết bị cố định, vì đường ống cứng chống mài mòn và kéo dài tuổi thọ của ống trong suốt thời gian lắp đặt. Ống mềm được dành riêng để kết nối với các bộ phận chuyển động, chẳng hạn như xi lanh chuyển động hoặc cho các bộ phận yêu cầu cách ly rung động với máy bơm và động cơ. Trộn cả hai một cách thích hợp, thay vì chạy ống cho toàn bộ mạch cố định để thuận tiện trong quá trình lắp ráp, sẽ kéo dài khoảng thời gian bảo trì giữa các lần sửa chữa rò rỉ một cách có ý nghĩa.
Kích thước đường ống thường được thiết lập để giữ vận tốc chất lỏng trong phạm vi được chấp nhận - khoảng 2 đến 4 feet mỗi giây trên đường hút, 10 đến 15 feet mỗi giây trên đường áp suất và 10 đến 15 feet mỗi giây trên đường hồi lưu. Các đường ống có kích thước nhỏ hơn làm tăng vận tốc vượt quá các phạm vi này, làm tăng độ sụt áp, tạo ra nhiệt bổ sung và đặc biệt ở các đường hút làm tăng nguy cơ tạo bọt ở đầu vào máy bơm.
Các vòng đệm hiếm khi nhận được sự chú ý giống như máy bơm hoặc van khi bộ nguồn thủy lực được chỉ định, nhưng hỏng vòng đệm là một trong những lý do thường xuyên khiến bộ phận này phải sửa chữa ngoài kế hoạch.
Phốt trục quay ở trục truyền động của máy bơm phải chịu sự quay liên tục và bất kỳ sự lệch trục nào trong khớp nối động cơ, khiến nó trở thành một trong những vị trí phốt bị mài mòn cao nhất trên toàn bộ thiết bị. Vật liệu phốt trục phải phù hợp với loại chất lỏng đang sử dụng, vì hợp chất phốt phù hợp với dầu khoáng có thể xuống cấp nhanh chóng khi tiếp xúc với một số chất lỏng chống cháy hoặc phân hủy sinh học nhất định.
Bề mặt lắp ống góp và van dựa vào vòng chữ O hoặc miếng đệm tĩnh thay vì vòng đệm động và chúng thường có tuổi thọ dài hơn vì chúng không chịu chuyển động liên tục. Sự cố của chúng thường liên quan đến mô-men xoắn bu-lông không chính xác trong quá trình lắp ráp hoặc tái sử dụng vòng đệm mà lẽ ra phải được thay thế trong quá trình hoán đổi van, hơn là do các vấn đề tương thích chất lỏng.
| Loại chất lỏng | Vật liệu con dấu tương thích phổ biến | Lưu ý |
|---|---|---|
| Dầu khoáng | Nitrile (Buna-N) | Mặc định tiêu chuẩn cho hầu hết các mạch công nghiệp |
| Nước-glycol chống cháy | EPDM | Nitrile phân hủy trong chất lỏng nước-glycol theo thời gian |
| Este photphat | Fluorocarbon (Viton) | EPDM và nitrile đều không phù hợp |
Thiết bị đo biến một bộ nguồn thủy lực từ một hộp kín thành một thứ có thể được chẩn đoán mà không cần tháo rời. Gói thiết bị đo tối thiểu trên hầu hết các thiết bị công nghiệp bao gồm đồng hồ đo áp suất có van cách ly để bảo vệ đồng hồ đo khỏi xung động, đồng hồ đo mức chất lỏng và nhiệt độ trên bình chứa và chỉ báo tắc nghẽn trên vỏ bộ lọc.
| Nhạc cụ | Nó giám sát những gì | Tại sao nó quan trọng |
|---|---|---|
| Bộ chuyển đổi áp suất | Áp suất hệ thống, đọc bằng điện | Cho phép giám sát PLC và khóa liên động dựa trên áp suất |
| Công tắc nhiệt độ | Nhiệt độ chất lỏng hồ chứa | Kích hoạt làm mát hoặc tắt máy trước khi độ nhớt bị hỏng |
| Công tắc cấp độ | Mức chất lỏng hồ chứa | Ngăn chặn hiện tượng xâm thực bơm do chất lỏng thấp |
| Chỉ báo tắc nghẽn bộ lọc | Chênh lệch áp suất giữa các phần tử lọc | Thay thế phần tử cờ dựa trên điều kiện thực tế |
Việc bổ sung đầu ra điện cho các thiết bị này, thay vì dựa vào các đồng hồ đo chỉ bằng hình ảnh, cho phép PLC hoặc bảng điều khiển tự động tắt thiết bị trước khi tình trạng nhiệt độ thấp hoặc quá nhiệt gây ra hư hỏng, rẻ hơn nhiều so với việc sửa chữa sau một cảnh báo bị bỏ qua.
Trên các hệ thống lắp đặt lớn hơn, thiết bị đo ngày càng cung cấp dữ liệu cho nhà sử học dữ liệu hoặc nền tảng giám sát từ xa thay vì chỉ sử dụng bảng điều khiển cục bộ, cho phép nhân viên bảo trì theo dõi xu hướng áp suất và nhiệt độ trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng thay vì chỉ phản ứng với cảnh báo. Sự thay đổi dần dần trong các xu hướng này - nhiệt độ cơ bản tăng chậm hoặc van xả thường xuyên chạy vòng hơn trước đây - thường là cảnh báo sớm nhất về việc máy bơm hoặc bộ làm mát bị hao mòn, trước khi thiết bị phát ra cảnh báo hoặc hỏng hóc hoàn toàn.
Các bộ nguồn thủy lực độc lập với chức năng bật/tắt đơn giản hoặc điều khiển van bằng tay vẫn chiếm tỷ lệ lớn trong lắp đặt, nhưng việc tích hợp với PLC hoặc bộ điều khiển thủy lực chuyên dụng đã trở thành tiêu chuẩn trên bất kỳ ứng dụng nào có vấn đề về thời gian chu kỳ, trình tự hoặc khóa liên động an toàn.
Sơ đồ điều khiển riêng biệt bật hoặc tắt hoàn toàn các van điện từ, đủ cho các trình tự kéo dài-rút lại-giữ đơn giản. Thay vào đó, điều khiển tỷ lệ và servo điều chỉnh vị trí van liên tục, cho phép kiểm soát khả năng tăng tốc, giảm tốc và định vị giữa hành trình. Kiểm soát tỷ lệ làm tăng thêm chi phí và yêu cầu độ sạch của chất lỏng chặt chẽ hơn, nhưng đó là điều cho phép bộ nguồn thủy lực phù hợp với chuyển động trơn tru, chính xác theo vị trí mà bộ truyền động khí nén hoặc cơ điện đôi khi được cho là xử lý tốt hơn.
Công tắc áp suất, khóa liên động bảo vệ và mạch dừng khẩn cấp thường được nối trực tiếp vào bộ khởi động động cơ và mạch điều khiển van định hướng để khi xảy ra sự cố an toàn sẽ loại bỏ cả truyền động điện và áp suất thủy lực cùng lúc, thay vì chỉ dựa vào phản hồi của phần mềm có thể bị trì hoãn do lỗi hệ thống điều khiển.
Chi phí năng lượng trong suốt vòng đời của bộ nguồn thủy lực thường vượt quá giá mua ban đầu của thiết bị, điều này khiến hiệu suất trở thành yếu tố lựa chọn thành phần theo đúng nghĩa của nó chứ không phải là mối quan tâm thứ yếu.
Các lựa chọn này tương tác với nhau: một máy bơm thể tích biến thiên kết hợp với một động cơ điều khiển bằng biến tần và một ống góp cảm biến tải có thể cắt giảm đáng kể mức tiêu thụ điện so với đường cơ sở có dịch chuyển cố định, tốc độ cố định trên cùng một ứng dụng, mặc dù mức tiết kiệm thực tế phụ thuộc rất nhiều vào lượng thời gian của chu kỳ làm việc được chi tiêu cho nhu cầu một phần so với vận hành toàn dòng.
Các nhóm thành phần được đề cập ở trên áp dụng cho cả bộ nguồn thủy lực di động và cố định, nhưng phần cứng cụ thể được chọn trong mỗi nhóm thường có sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm.
| thành phần | Đơn vị công nghiệp văn phòng phẩm | Đơn vị di động |
|---|---|---|
| Nguồn điện | Động cơ điện cố định | PTO, máy bơm gắn trên động cơ hoặc động cơ điện chạy bằng pin |
| Vật liệu hồ chứa | Carbon hoặc thép không gỉ | Nhôm để giảm trọng lượng |
| làm mát | Bộ trao đổi nhiệt không khí hoặc nước | Làm mát không khí bằng không khí hoặc có quạt hỗ trợ |
| bao vây | Khung mở hoặc tủ cách âm | Khoang kín, chống rung |
Rung là yếu tố thiết kế bổ sung lớn nhất trên thiết bị di động. Các bộ phận có thể không bị xáo trộn trong nhiều năm trên sàn công nghiệp cố định cần vòng đệm khóa, hợp chất khóa ren và kẹp ống chống rung trên khung gầm di động, vì rung động kéo dài trên đường hoặc địa hình sẽ làm lỏng các ốc vít và phụ kiện tiêu chuẩn nhanh hơn nhiều so với việc lắp đặt cố định.
Hầu hết các lỗi bộ nguồn thủy lực đều bắt nguồn từ một trong ba nguyên nhân gốc rễ: ô nhiễm, sục khí hoặc nhiệt. Việc nhận biết các triệu chứng ban đầu của từng loại cho phép nhân viên bảo trì can thiệp trước khi một bộ phận thực sự bị hỏng.
| Triệu chứng | Thành phần có khả năng bị ảnh hưởng | Nguyên nhân gốc rễ chung |
|---|---|---|
| Tiếng rên rỉ hoặc tạo bọt ở máy bơm | Máy bơm, bộ lọc hút | Mức chất lỏng thấp, bộ lọc bị tắc hoặc rò rỉ không khí ở phía hút |
| Phản ứng xi lanh xốp hoặc chậm | Van điều khiển hướng hoặc dòng chảy | Chất lỏng có ga hoặc ống van bị mòn |
| Giảm áp suất dần dần dưới tải | Bơm, van xả | Mòn bên trong do chất lỏng bị ô nhiễm |
| Nhiệt độ chất lỏng tăng theo ca | Van xả, làm mát | Làm mát quá mức hoặc bỏ qua cứu trợ quá mức |
| Phụ kiện khóc lóc và đầu ống | Phụ kiện, cụm ống | Độ rung mỏi hoặc mô-men xoắn không chính xác khi lắp đặt |
| Đồng hồ đo áp suất hoặc đầu dò đọc thất thường | Bộ cách ly máy đo, dây đầu dò | Hư hỏng xung hoặc kết nối điện lỏng lẻo |
Một lịch trình phòng ngừa được xây dựng dựa trên việc lấy mẫu chất lỏng, thay bộ lọc theo lịch dựa trên các chỉ báo tắc nghẽn thay vì khoảng thời gian cố định và kiểm tra trước khi sạc bộ tích lũy định kỳ phát hiện phần lớn các kiểu lỗi này trong khi chúng vẫn không tốn kém để sửa chữa.
Lấy mẫu chất lỏng hàng quý là đường cơ sở chung cho các thiết bị hoạt động trong ngành công nghiệp liên tục, với việc lấy mẫu được chuyển sang khoảng thời gian hàng tháng trên các thiết bị chạy mạch phụ hoặc mạch tỷ lệ có độ chính xác cao trong đó số lượng hạt tăng nhỏ có ảnh hưởng lớn đến phản ứng của van. Lấy mẫu từ đường dây đang chạy chứ không phải từ đáy hồ chứa mang lại bức tranh tiêu biểu hơn về những gì thực sự đang lưu thông qua máy bơm và van.
Các đơn vị danh mục tiêu chuẩn bao gồm phần lớn các ứng dụng, nhưng các bản dựng tùy chỉnh lại phổ biến khi dấu chân, tiếng ồn, chu kỳ hoạt động hoặc mức độ tiếp xúc với môi trường nằm ngoài phạm vi tiêu chuẩn. Một số câu hỏi thực tế định hình hầu hết các thông số kỹ thuật tùy chỉnh.
Nhận được những câu trả lời này ngay trước khi lựa chọn thành phần sẽ tránh được kiểu làm lại tốn kém nhất: sau khi lắp đặt, phát hiện ra rằng máy bơm, động cơ hoặc gói làm mát có kích thước nhỏ hơn so với điều kiện vận hành thực tế.
Khi bộ nguồn thủy lực đặt gần trạm vận hành hoặc trong cơ sở nhạy cảm với tiếng ồn, vỏ cách âm xung quanh máy bơm và động cơ có thể giảm tiếng ồn một cách đáng kể, thường tiết kiệm chi phí hơn so với việc chỉ chuyển đổi loại máy bơm. Thiết kế vỏ bọc phải cân bằng giữa khả năng giảm âm và thông gió thích hợp, vì vỏ bọc kín giữ nhiệt xung quanh động cơ và máy bơm sẽ rút ngắn tuổi thọ của bộ phận ngay cả khi thiết bị yên tĩnh.
Với quá trình lọc và bảo dưỡng chất lỏng thích hợp, các bộ phận cấu trúc của bộ nguồn thủy lực thường có tuổi thọ từ 15 đến 20 năm, mặc dù máy bơm, vòng đệm và ống mềm là những bộ phận dễ bị mòn cần được chế tạo lại hoặc thay thế trong chu kỳ ngắn hơn trước đó.
Khoảng thời gian thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ vận hành và kiểm soát ô nhiễm hơn là một số giờ cố định. Nhiều đơn vị công nghiệp thực hiện thay đổi chất lỏng hàng năm hoặc hai năm một lần khi quá trình lọc giữ cho số lượng hạt ở mức thấp và nhiệt độ luôn được kiểm soát, nhưng việc lấy mẫu chất lỏng là hướng dẫn đáng tin cậy hơn so với chỉ tính theo ngày theo lịch.
Trong hầu hết các trường hợp, điều này đòi hỏi phải thay thế máy bơm và thường là bộ chuyển đổi lắp đặt, vì hai loại máy bơm này khác nhau về mặt cơ học chứ không chỉ khác nhau ở logic điều khiển. Nhìn chung, việc chỉ định đúng loại máy bơm trước dựa trên chu kỳ hoạt động sẽ thực tế hơn là lập kế hoạch nâng cấp sau này.
Một bộ làm mát có kích thước chính xác trên giấy sẽ vẫn hoạt động kém nếu quạt hoặc dòng nước bị hạn chế, nếu van xả bỏ qua nhiều dòng hơn dự định do vấn đề về van hoặc cài đặt áp suất hoặc nếu cấp độ nhớt của chất lỏng không phù hợp với phạm vi nhiệt độ vận hành.
Bộ tích lũy bàng quang phản ứng nhanh hơn và chi phí ít hơn cho khả năng hấp thụ sốc và làm trơn áp suất nói chung, trong khi bộ tích lũy piston xử lý khối lượng lớn hơn và tốc độ chu kỳ cao hơn một cách bền bỉ hơn, khiến chúng phù hợp hơn cho các ứng dụng có nhu cầu tăng đột biến khối lượng lớn, thường xuyên.
Bộ lọc hút bảo vệ đầu vào máy bơm khỏi các mảnh vụn lớn và cố ý thô, thường là 100 đến 150 micron, để tránh hạn chế lưu lượng đầu vào của máy bơm. Bộ lọc đường áp suất mịn hơn nhiều, thường là 10 đến 25 micron và bảo vệ các van và xi lanh nhạy cảm hơn ở hạ lưu của máy bơm.
Áp suất giữ ổn định khi không tải nhưng giảm xuống khi bộ truyền động hoạt động thường dẫn đến hiện tượng hao mòn bên trong bơm hoặc van xả mở sớm hơn điểm đặt, cả hai đều làm giảm lưu lượng hiệu quả khả dụng khi hệ thống thực sự hoạt động thay vì chạy không tải.
Chất lỏng dày hơn cản trở việc chảy qua các đoạn nhỏ bên trong bên trong van định hướng hoặc tỷ lệ, làm chậm chuyển động của ống cuộn và phản ứng của bộ truyền động. Đây là lý do tại sao độ trễ khởi động nguội thường xảy ra ở các thiết bị không hoạt động qua đêm trong không gian không được sưởi ấm và tại sao một số hệ thống lắp đặt lại bổ sung bộ làm nóng bình chứa hoặc chu trình khởi động trước khi chạy ở tốc độ tối đa trong điều kiện lạnh.
Van một chiều do phi công vận hành cho phép dòng chảy tự do theo một hướng trong khi chặn dòng ngược lại cho đến khi tín hiệu áp suất của phi công cố tình mở nó, tín hiệu này thường được sử dụng để giữ xi lanh ở vị trí không bị trôi ngay cả khi van định hướng được đặt ở giữa và không có áp suất hoạt động nào được áp dụng.