توضیح کاویتاسیون هیدرولیک: علل، علائم و نحوه پیشگیری از آن

یک اپراتور جرثقیل متحرک هنگام شروع صبحگاهی سرد متوجه ناله‌ای ضعیف و شنی از پمپ هیدرولیک می‌شود. دستگاه هنوز به طور معمول چرخش می کند، اما وقتی فیلتر در سرویس بعدی باز می شود، یک تکنسین ذرات فلزی ریز را در روغن پیدا می کند. این دنباله نشان می دهد که کاویتاسیون هیدرولیک با چه سرعتی از یک نویز غیرمعمول به آسیب کل سیستم می رسد.

کاویتاسیون دومین علت شایع خرابی پمپ هیدرولیک پس از آلودگی است. همچنین می‌تواند محفظه‌های پمپ، قرقره‌های سوپاپ و سطوح سیلندر هیدرولیک را فرسایش دهد که منجر به تعمیرات پرهزینه و خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده شود. این راهنما توضیح می دهد که کاویتاسیون هیدرولیکی چیست، چه چیزی باعث آن می شود، چگونه آن را تشخیص دهیم، و چگونه از آن جلوگیری کنیم.

کاویتاسیون هیدرولیک چیست؟

کاویتاسیون تشکیل و فروپاشی حباب های پر از بخار در یک سیال هیدرولیک است. زمانی اتفاق می افتد که فشار موضعی روغن کمتر از فشار بخار سیال می شود. در آن نقطه، گازهای محلول و بخش های سبک تر روغن تبخیر می شوند تا حفره ها یا حباب های کوچکی ایجاد کنند. هنگامی که آن حباب ها به پایین دست حرکت می کنند و فشار بهبود می یابد، به شدت فرو می ریزند. هر فروپاشی یک موج ضربه ای متمرکز آزاد می کند که می تواند سطوح فلزی مجاور را فرسایش دهد.

کاویتاسیون تقریباً همیشه در پمپ شروع می شود، زیرا پمپ جایی است که سیال شتاب می گیرد و تغییرات فشار در آن بسیار شدید است. دو شکل کاویتاسیون در سیستم های هیدرولیک تشخیص داده می شود:

چه چیزی باعث ایجاد کاویتاسیون در سیستم های هیدرولیک می شود

صرف نظر از اینکه کاویتاسیون در سمت مکش یا تخلیه ظاهر می شود، مکانیسم زیربنایی یکسان است: پمپ سیال مورد نیاز خود را دریافت نمی کند یا فشار در سمت تخلیه غیرقابل پیش بینی است. تجربه میدانی به مجموعه ثابتی از علل ریشه ای اشاره می کند.

محدودیت های سمت مکش

• فیلتر یا صافی مکش گرفتگی یا کم اندازه.
• شلنگ مکش پیچ خورده، فرو ریخته یا کم اندازه.
• سطح مخزن کم که امکان گرداب و حباب هوا را فراهم می کند.
• یک تنفس مخزن محدود که باعث ایجاد خلاء در داخل مخزن می شود.

سیالات و شرایط عملیاتی

• ویسکوزیته سیال که در راه اندازی سرد بسیار زیاد است.
• سرعت پمپ بالاتر از قابلیت جریان ورودی که توسط سازنده مشخص شده است.
• چرخه بار سریع که باعث افت فشار شدید در ورودی پمپ می شود.
• کف بیش از حد ناشی از سیال تخریب شده یا مواد افزودنی ناسازگار.

اکثر این شرایط به تدریج ایجاد می شوند. فیلتر بارگیری می شود، شیلنگ نرم می شود و فرو می ریزد، یا سرماخوردگی روغن را غلیظ می کند. تا زمانی که نویز ظاهر شود، آسیب ممکن است در حال پیشرفت باشد.

شناخت علائم کاویتاسیون هیدرولیک

اگر بدانید چه چیزی را چک کنید، کاویتاسیون هم قابل شنیدن و هم قابل مشاهده است. اینها رایج ترین علائم هشدار دهنده هستند:

• صدا: صدای ناله کردن، ترکیدن یا ترقه زدن، که اغلب به عنوان سنگ مرمر یا سنگریزه ای که از پمپ عبور می کند توصیف می شود.
• لرزش: لرزش با فرکانس بالا در پمپ و خط مکش که با خاموش شدن دستگاه از بین می رود.
• ظاهر مایع: روغن کف آلود یا کف آلود و در موارد شدید ظاهری شیری یا کدر در مخزن.
• دما: یک محفظه پمپ داغ غیرمعمول ناشی از از بین رفتن فیلم سیال روان کننده در هنگام فروپاشی حباب.
• عملکرد: حرکت کندتر سیلندر، ناپایداری فشار، یا پمپی که نمی تواند فشار نامی را نگه دارد.

هنگامی که این علائم با هم ظاهر می شوند، کاویتاسیون مقصر احتمالی است. را علائم رایج خرابی سیلندر هیدرولیک اغلب با علائم کاویتاسیون همپوشانی دارند، زیرا هر دو به یک مایع آلوده و ضعیف اشاره دارند.

کاویتاسیون در مقابل هوادهی: چگونه آنها را از هم جدا کنیم

کاویتاسیون و هوادهی اغلب با هم اشتباه گرفته می شوند زیرا هر دو تولید صدا و روغن کف می کنند. کاویتاسیون یک فرآیند مرتبط با فشار است: هنگامی که فشار به زیر فشار بخار می‌رسد، حباب‌ها از خود سیال هیدرولیک تشکیل می‌شوند. هوادهی یک مشکل ورودی است: هوای بیرون از طریق اتصالات شل، مهر و موم شفت آسیب دیده یا سطح پایین مخزن به داخل سیستم نشت می کند که به پمپ اجازه می دهد هوا را بکشد.

چگونه کاویتاسیون به پمپ ها و سیلندرها آسیب می رساند

آسیب کاویتاسیون مکانیکی است نه شیمیایی. هر حباب در حال فروپاشی یک موج ضربه ای آزاد می کند که می تواند از قدرت تسلیم فلزات ساختاری رایج فراتر رود. ریزش‌های مکرر سطح را تراشه و گودال می‌کند و الگوهای فرسایشی را که شبیه یک اسفنج یا پوشش ماسه‌ای درشت به نظر می‌رسد، بر جای می‌گذارد.

در پمپ ها، فرسایش روی دندانه های چرخ دنده، نوک پره ها، یا صفحات swash ظاهر می شود. مشکل واقعی این است که بعدا چه اتفاقی می افتد. ذرات فلزی فرسایش یافته وارد سیال در گردش می شوند و از طریق دریچه ها، شیلنگ ها و سیلندرهای هیدرولیک حرکت می کنند. در یک سیلندر، آن ذرات به میله پیستون و سوراخ سوراخ می شوند، مهر و موم های دینامیکی را قطع می کنند و نشت داخلی را تسریع می کنند. یک سیلندر با یک میله تراشه‌دار در نهایت به بیرون نشت می‌کند. سیلندر با مهر و موم پیستون فرسوده تحت بار حرکت می کند و نیروی بالابری را از دست می دهد.

برای ماشین‌های متحرک مانند جرثقیل‌ها، سکوهای هوایی، و کامیون‌های یدک‌کش، عواقب آن فوری است: زمان‌های چرخه کندتر، مشکلات نگهداری بار، و محرک‌های توقیف شده. در ماشین‌های شمع‌بندی، همان الگوهای فرسایش در استوانه‌های دکل حفاری دوار و سیلندرهای لوله جک‌کننده ظاهر می‌شود، جایی که نیروهای زیاد و محیط‌های کثیف میزان آسیب را افزایش می‌دهند.

چگونه از کاویتاسیون هیدرولیک جلوگیری کنیم

پیشگیری از ورودی پمپ شروع می شود. اکثر موارد کاویتاسیون با اطمینان از دریافت منبع بی وقفه سیال تمیز در دما و ویسکوزیته صحیح توسط پمپ حل می شوند. این شیوه ها در ناوگان ساخت و ساز، جابجایی مواد و تجهیزات سیار مؤثر بوده اند:

1. خطوط مکش را برای جریان پمپ کوتاه، مستقیم و اندازه مناسب نگه دارید. از خم شدن ها و محدودیت های تیز اجتناب کنید.
2. فیلترهای مکش را طبق برنامه تعویض کنید و نشانگرهای افت فشار را کنترل کنید تا فیلتر بارگیری را قبل از اینکه روی ورودی تاثیر بگذارد، بگیرید.
3. درجه سیالی را انتخاب کنید که با محدوده دمای محیط مطابقت داشته باشد و در صورت نیاز سیستم را در هوای سرد پیش گرم کنید.
4. سطح سیال مخزن را مطابق مشخصات سازنده نگه دارید و آن را با دستگاه در موقعیت عملیاتی بررسی کنید.
5. تنفس مخزن را از نظر گرفتگی بررسی کنید. یک تنفس مسدود شده خلاء ایجاد می کند که باعث ایجاد حفره می شود.
6. سرعت پمپ را در محدوده نامی نگه دارید. پمپی که بالاتر از ظرفیت ورودی خود کار می کند حتی با یک خط مکش تمیز حفره می کند.
7. یک گیج خلاء را روی ورودی پمپ نصب کنید تا محدودیت‌های ایجاد شده را قبل از ایجاد علائم قابل شنیدن مشاهده کنید.
8. از افزودنی های ضد کف مناسب استفاده کنید و مایعی را که تا حد کف کردن بیش از حد تخریب شده است جایگزین کنید.

توجه معمول به کیفیت سیال نیز نقش اصلی را ایفا می کند. همان روغن از طریق پمپ و سیلندرها گردش می کند، بنابراین اصول پشت سر روانکاری مناسب و مدیریت سیال به طور مستقیم از پیشگیری از کاویتاسیون در کل دستگاه پشتیبانی می کند.

چرا مشخصات سیلندر در ماشین‌های مستعد کاویتاسیون مهم است؟

کاویتاسیون یک مشکل در سطح سیستم است، اما آسیب اغلب ابتدا در سیلندرها ظاهر می شود. در جرثقیل های کامیونی، سیلندرهای لوفینگ و تلسکوپی سنگین ترین بارها و متداول ترین معکوس ها را تحمل می کنند. هنگامی که یک پمپ کاویتاسیون مایع آلوده را به داخل این سیلندرها می فرستد، میله ها نمره گذاری می شوند، مهر و موم ها عمل پاک کردن خود را از دست می دهند، و دستگاه اعتماد به نفس بالابر را از دست می دهد. انتخاب سیلندر در چنین کاربردهایی باید سختی سطح میله، استحکام مهر و موم و تحمل آلودگی ذرات را در نظر بگیرد.

سیلندر لوفینگ جرثقیل سوار بر کامیون برای کنترل بوم سنگین این سیلندر تنظیم زاویه بوم را در جرثقیل های سوار بر کامیون مدیریت می کند. سختی میله و عملکرد آب‌بندی آن زمانی که کاویتاسیون آلاینده‌ها را وارد می‌کند اهمیت دارد، بنابراین برای کاربردهایی که نیاز به بلند کردن مطمئن و حداقل سایش دارند ارزش بررسی دارد. مشاهده محصول →

سکوهای کار هوایی با خطر مشابهی روبرو هستند. سیلندرهای تسطیح و صاف کردن به طور مداوم برای تنظیم سبد کار می کنند در حالی که سکو در زمین های ناهموار حرکت می کند. ذرات ناشی از کاویتاسیون، سایش آب‌بند را در این سیلندرها تسریع می‌کنند و باعث رانش و حرکت پرش در ارتفاع می‌شوند که هم ناامن و هم هزینه بر است.

سیلندر Luffing وسیله نقلیه کاری هوایی برای پایداری ارتفاع بوم این سیلندر ارتفاع بوم را روی سکوهای کاری هوایی تنظیم می کند. با توجه به خطر سایش مهر و موم و حرکت ناگهانی ناشی از ذرات ناشی از کاویتاسیون، عملکرد پایدار آن برای موقعیت ایمن در ارتفاع بسیار مهم است و آن را به یک جزء کلیدی برای ارزیابی تبدیل می کند. مشاهده محصول →

در شرکت ماشین آلات ژجیانگ هوانفنگ، ما سیلندرهای هیدرولیک برای جرثقیل ها، سکوهای کاری هوایی، کامیون های یدک کش، وسایل نقلیه بازرسی پل و تجهیزات شمع سازی تولید می کنیم. وقتی ماشین‌سازان از ما سیلندر می‌پرسند، یکی از اولین سوالاتی که می‌پرسیم این است که آیا کاویتاسیون در ناوگان آنها مشکلی بوده است یا خیر. این سوال به ما می گوید که آیا برای حفظ کارکرد سیلندر در شرایط سیال تخریب شده، آبکاری کروم سخت تر، کیت های آب بندی ارتقا یافته، یا فاصله های داخلی محکم تر را توصیه کنیم.

خط پایین

کاویتاسیون یک راز نیست. این یک فرآیند قابل پیش بینی و مرتبط با فشار با دلایل واضح، علائم واضح و روش های پیشگیری اثبات شده است. هزینه نادیده گرفتن آن بسیار بیشتر از هزینه پیشگیری است: یک پمپ از کار می افتد، دستگاه متوقف می شود و اگر فلز فرسایش یافته به سیلندرها برسد، صورتحساب تعمیر چند برابر می شود.

به ناله گوش کن روغن را بررسی کنید. سمت مکش را بررسی کنید. مایع را در سطح، ویسکوزیته و تمیزی مناسب نگه دارید. این عادات میزان خرابی پمپ را کاهش می‌دهند، عمر سیلندر را افزایش می‌دهند، و تجهیزات هیدرولیک را قبل از اینکه کاویتاسیون فرصتی برای تخریب آن پیدا کند، تولید می‌کند.