Публикации
Гидроцилиндры: лечим от течи
Автор: Константин Литвиненко
№ 3 (56) от 15 марта 2008, в рубрике: Энергетика
Одна из распространенных «болезней» гидроцилиндров – протечки масла через уплотнения.
Наиболее распространенные причины течей:
– повреждение штока поршня или подшипников штока;
– загрязнение гидравлической жидкости.
На течь также влияет: превышение допустимых пределов температур; воздействие химических веществ; высокое либо низкое давление.
Повреждение штока или подшипников
Повреждение подшипников нарушает уплотнение. Одна из причин – несоосность цилиндра и прилагаемой нагрузки. Как следствие – чрезмерная нагрузка на одну из сторон или изгиб штока (если применяется шток недостаточной длины).
Максимально допустимая сила тяги должна ограничиваться диаметром штока и длиной цилиндра.
Признаки повреждений штока или подшипников:
– уплотнения изношены только с одной стороны;
– штоки поршня и гильзы цилиндра изношены или истерты с противоположных сторон практически по всей длине;
– шток поршня должен быть изогнут не более чем на 0,15 мм на 1 м длины, шероховатость поверхности не должна быть более 0,4 мкр.
Техническое решение
Один из вариантов – применение выравнивающих соединителей, сферических подшипников и плавающих штоков. Но для этого при проектировании цилиндра должен быть заложен больший диаметр штока поршня или большая длина для останова. Так, цилиндр способен выдерживать большие нагрузки на подшипники, вызванные потерей жесткости между штоком поршня и грузом, на который он воздействует.
Величина нагрузки, которую может выдержать подшипник, зависит от конструкционного материала. Подшипники, изготовленные из более прочного материала, с большей вероятностью вызовут повреждения штока, чем сами подвергнутся повреждениям. Близкое расположение уплотнения и подшипника штока поршня приводит к тому, что подшипник работает в условиях практически абсолютной сухости, поэтому некоторые производители при изготовлении подшипников используют очень прочные материалы.
Загрязнение гидравлической жидкости
Загрязненные гидравлические жидкости сокращают срок службы уплотнений штока. Абразивные частицы, растворенные в жидкости, повреждают уплотнения и поверхность штока поршня. Внутрь цилиндра также попадают частицы загрязнений, проникая сквозь некачественные или поврежденные грязесъемные манжеты.
Вода наиболее распространенный загрязнитель гидросистем, работающих на минеральных маслах. Она ухудшает смазывающие свойства масла и вызывает эффект старения уплотнений при температуре около 65°С.
Полиуретановые уплотнения подвергаются эффекту гидролиза в жидкостях на основе воды при температуре свыше 50°С. Такое воздействие уменьшает их жесткость и внутренние напряжения в структуре, что, в свою очередь, ведет к возникновению утечек сквозь уплотнения штока.
Насыщенные воздухом гидравлические масла также вызывают физическое разрушение уплотнений поршня штока. Скачки давления в гидросистеме способствуют образованию воздушных пузырьков в гидравлической жидкости, которые, лопаясь, высвобождают энергию. Такой эффект часто наблюдается в гидросистемах с цилиндрами, расположенными вертикально.
Техническое решение
Загрязнение можно уменьшить с помощью фильтрации. Чтобы определить эффективность сброса масла и загрязнителей в резервуар, необходимо сравнить объем масла в цилиндре и объем масла в шланге между цилиндром и гидрораспределителем. Если в шланге больше масла, чем в цилиндре, то загрязнитель, вероятнее всего, не попадет в резервуар, где может быть отфильтрован. Он останется в цилиндре, разрушая уплотнения. Одно из решений – перемещение гидрораспределителя ближе к гидроцилиндру: так сокращается объем масла в шланге по сравнению с цилиндром. Масло попадает в резервуар, где отфильтровывается и охлаждается.
Другое решение проблемы – установка уплотнений скребкового типа и сильфонов штока, сокращающих количество загрязнителей в жидкости.
При установке гидроцилиндра необходимо следить за тем, чтобы ось цилиндра была строго совмещена с осью груза, который он перемещает, это позволит сократить количество металлических частиц загрязнения, образующихся при работе гидроцилиндра.
ТехДетали
Признаки загрязнения гидравлической жидкости:
– характерные отметины на поверхности уплотнений и на поверхности подшипников штока;
– крошение и расслаивание уплотнений при высоких температурах;
– воздушные пузырьки при высоком давлении вызывают появление характерных отметин на внутренней поверхности уплотнений, также они могут вызывать отщепление небольших участков уплотнений. Отметины в форме воронки на поверхности уплотнения вызваны расширением воздушного пузырька. Все гидравлические жидкости содержат растворенный воздух. При быстрой разгрузке гидросистемы, больших потоках через отверстия недостаточного диаметра (турбулентные потоки) или чрезмерных нагрузках на гидросистему в целом – растворенный воздух начинает пузыриться. Чаще это происходит в гидросистемах, работающих на основе водно-гликолевых жидкостей – в них растворяется больше воздуха, чем в гидравлических маслах.
Рис. 1. Повреждение штока гидроцилиндра
Рис. 2. Износ уплотнительного кольца
ТехЭкспертиза
Правила эксплуатации гидравлических домкратов
Светлана Геренко, зам. директора ООО «Гидрокомплектсервис» (г. Екатеринбург):
– Домкраты должны обслуживаться персоналом, хорошо изучившим их конструкцию и особенности эксплуатации. Следует придерживаться нескольких основных правил:
– домкрат устанавливается на плотное основание; под поднимаемый груз и под основание корпуса домкрата укладываются деревянные прокладки – чтобы избежать перекоса и заедания поршня;
– перед работой плунжерный насос следует промыть, а манжеты смазать салом;
– нельзя поднимать поршень домкрата на высоту, большую, чем указано в паспорте – при этом рабочая жидкость может порвать манжет; – для предотвращения аварии (при внезапном оседании домкрата или прорыве манжета) между неподвижной частью домкрата и уширенным буртиком вверху поршня укладывают прокладки (полукольца); – заливать жидкость в домкрат можно только через сетчатые фильтры;
– работать домкратом без манометра или с неисправным манометром не разрешается.
|