Двухступенчатые проверки перехода давления гидравлического насоса

В гидравлическом приводе с регулировкой по высоте цилиндр может быстро перемещаться до достижения нагрузки, а затем замедляться по мере повышения давления. Это изменение может представлять собой ожидаемый двухступенчатый переход давления гидравлического насоса. Большая насосная секция перестает обеспечивать общую подачу после разгрузки, в то время как меньшая секция продолжает обеспечивать движение под нагрузкой. Перед тем как принимать решение о неисправности, проверьте синхронизацию повышения давления, снижение расхода и скорость вращения привода.

Рассмотрим три похожих жалобы, озвученные по телефону. Один цилиндр замедляется точно в момент начала полезной работы и продолжает двигаться с достаточной силой. Второй цилиндр замедляется с момента открытия клапана. Третий замедляется из-за потери оборотов двигателя, после чего тот глохнет. Без учета момента задержки все три случая попадают в наряд на ремонт как «медленное движение под нагрузкой». Зафиксируйте точку, где произошло первое изменение движения.

Предложенный метод предназначен для анализа документированной схемы переключения режимов «высокая-низкая скорость» и интерпретации результатов измерений, полученных квалифицированным персоналом. Перед использованием каких-либо приборов необходимо определить утвержденную процедуру работы оборудования и безопасную схему размещения груза. Числовые данные являются гипотетическими. Необходимо получить фактические характеристики разгрузки, допустимые условия работы и принятые места измерения для указанной конструкции.

Проследите за общей розеткой и маршрутом разгрузки.

Прочитайте схему от двух насосных секций до клапана и цилиндра. В используемой здесь распространенной схеме высокого и низкого давления обе секции обеспечивают подачу при низкой нагрузке. При достижении состояния разгрузки поток из большей секции переходит по пути низкого давления. Функция контроля изолирует этот путь от общего потока высокого давления. Меньшая секция продолжает обеспечивать подачу нагрузки. Фактические пути и точки измерения определяются по схемам насоса и машины.

Маршрут разгрузки может быть внутренним. Внешний видимый шланг резервуара может обеспечивать несколько потоков или выполнять совершенно другую функцию. Перед назначением измеренного обратного потока на большой участок, составьте схему маршрута, используя документацию по схеме. Сохраняйте различие между выходным патрубком насоса, рабочим патрубком цилиндра и любым доступным ответвлением на обратной стороне. Значения в этих местах могут отличаться во время корректной работы машины.

Компания Concentric описывает внутренний разгрузочный клапан в своем семействе насосов высокого и низкого давления. В американском каталоге также указан номинальный расход при заявленной скорости вращения вала и отдельно приведена информация о разгрузочном и максимальном рабочем давлении для устройств, представленных в этом каталоге. Полный номер детали см. в соответствующей строке. Эта структура является полезным примером для проверки коммерческого предложения или паспортной таблички. Семейство насосов высокого и низкого давления Concentric и американский каталог насосов высокого и низкого давления Concentric.

Определите устройство, которое задает каждую часть последовательности.

Насос может иметь общий вал с другой секцией, но при этом обеспечивать работу двух независимых систем. В такой конфигурации изменение давления в одном контуре не обязательно приведет к разделению объединенной подачи, как в примере с промежуточным давлением. Чертеж, показывающий два выхода, два контура и функции их клапанов, содержит больше информации, чем слова «двойной насос» на этикетке. Если в документации показана другая конфигурация, используйте соответствующую ожидаемую последовательность.

Каждое наблюдение занесите в один ряд.

Следите за моментом, когда груз начинает сопротивляться движению. На прессе это может произойти, когда инструмент соприкасается с заготовкой. На дровоколо это может произойти, когда клин входит в более твердую часть бревна. В отчете о работе машины следует указать соответствующее событие, не требуя от оператора воспроизведения опасной ситуации. Выберите утвержденные рабочие точки и зафиксируйте, находились ли масло и привод в сопоставимых условиях.

Простейшая полезная диаграмма имеет четыре канала или наблюдения, привязанных к одному и тому же времени. Запишите общее выходное давление и подаваемый расход в определенных точках. Запишите фактическую скорость вращения насоса или утвержденное измерение, подтверждающее ее. Добавьте положение или скорость цилиндра и соответствующее состояние клапана. Во многих случаях пятое наблюдение давления в рабочем порту цилиндра разрешает кажущееся противоречие между давлением насоса и поведением под нагрузкой.

Максимальные значения давления и расхода, измеренные на разных участках хода поршня, не образуют рабочую точку. Медленно движущийся манометр также может пропустить короткое изменение, которое было бы видно на синхронизированной кривой. Запишите метод измерения, местоположение прибора и любую неопределенность синхронизации. В случае отсутствия канала запишите образовавшийся зазор. Кривая давления без показаний скорости оставляет регулятор замедления привода открытым.

Компания Webtec описывает использование своего тестера RFIK для проверки гидравлического давления, расхода и температуры. Измерительный прибор — это средство сбора данных. Его диапазон и инструкции должны соответствовать утвержденной процедуре работы с оборудованием, а показания должны по-прежнему требовать правильного определения состояния контура. Для любых временных испытаний используйте квалифицированный персонал и подходящее оборудование. Руководство по использованию механического гидравлического тестера Webtec RFIK.

Отделите давление, изменяющее параметры работы машины, от давления, ограничивающего её работу.

Для каждого значения давления необходимо выделить отдельное поле. Условия разгрузки относятся к переходу потока на большом участке. Рабочее давление соответствует фактической нагрузке и траектории движения цилиндра. Предохранительный клапан машины выполняет другую функцию и требует собственного документированного определения. Допустимые производителем давления для выбранного насоса, цилиндра, клапана и соединений ограничивают все испытания.

Разгрузочный клапан может иметь заданное состояние открытия и переход в диапазоне расхода и давления. Критерий обнаружения должен соответствовать соответствующей документации. Поставщик может указать конкретное измеренное изменение расхода при заданной скорости и состоянии жидкости. Техник, который пишет только «переключается при 45 бар», должен также указать, что изменилось и где было измерено давление. Движение манометра во время контакта инструмента может выглядеть как переход до того, как выходной поток стабилизируется.

Для работы цилиндра необходима достаточная разница давлений для перемещения груза. В условиях, когда срабатывает предохранительный клапан, часть подаваемого потока может уходить в сторону, не обеспечивая полезного движения. Для обнаружения потока, связанного с предохранительным клапаном, необходимы данные с соответствующего участка трубопровода или утвержденный метод испытаний. Нагрев обратной линии является поводом для исследования, поскольку несколько нормальных и аномальных потоков могут нагревать одну и ту же обратную магистраль.

Сохраните утвержденные настройки вместе с документацией по оборудованию. Диагностику следует начинать с этих настроек и наблюдаемой последовательности. Изменения в настройках влияют на условия, в которых проводилось тестирование оборудования, и требуют инструкций производителя оборудования и участия уполномоченного персонала.

Прочитайте выдуманный цикл от потока к движению.

Рассмотрим вымышленный цилиндр, простирающийся по всей своей длине. Предположим, диаметр цилиндра составляет 80 мм, расход воды на входе в цилиндр — 40 л/мин, а на рабочем ходе — 11 л/мин. Для первой оценки пренебрежем утечками и предположим, что потоки стабилизируются на каждой фазе. Площадь поперечного сечения цилиндра составляет π × 80² / 4, или приблизительно 5027 мм².

Для перевода из л/мин в мм³/с умножьте на 1 000 000 и разделите на 60. Скорость цилиндра в мм/с — это преобразованный расход, деленный на площадь в мм². Полученный результат предсказывает установившееся движение в указанной камере, поэтому используйте соответствующую эффективную площадь для других конфигураций или направлений.

Рабочий отрезок значительно короче и занимает почти столько же времени. В этом примере изменение происходит непосредственно из-за уменьшения потока, достигающего торца крышки. Ни одно из этих значений не включает задержки, связанные с работой клапана, повышением давления, замедлением или обратным ходом. Измерение полного цикла с помощью секундомера включает эти фазы и требует отдельного сравнения.

Теперь предположим, для иллюстрации силы, 170 бар на конце крышки, пренебрежимо малое манометрическое давление на конце штока и отсутствие механического трения. Оценка силы на конце крышки составляет 17 МПа × 0,005027 м², или около 85,5 кН. Для реального цилиндра с давлением на конце штока вычтите противодействующую силу, используя площадь кольцевого зазора со стороны штока, затем учтите трение и механизм, если это применимо. Сохраните как давление, так и используемые площади. Это предотвратит превращение показаний манометра со стороны насоса в необоснованное утверждение о силе.

Меньший рабочий поток сам по себе не означает низкую силу. В этой простой модели цилиндра одним из факторов является, прежде всего, скорость, тогда как оценка силы зависит от давления и площади камеры. Полезная запись жалоб позволяет отличить «нормальную силу при более медленном рабочем ходе» от «недостаточной силы и медленного движения». Второе наблюдение оставляет открытыми вопросы о нагрузке, давлении и потоке для дальнейшего исследования.

Сравните мощность на каждом этапе отдельно.

Записывайте предполагаемые значения на входе и на выходе в отдельные строки. Для этой иллюстрации примите значения 35 бар и 40 л/мин на выходе из общего насоса во время нагнетания, а затем 170 бар и 11 л/мин во время работы. В качестве повышения давления в этом упрощенном примере используйте манометрическое давление на выходе, а манометрическое давление на входе считайте пренебрежимо малым. Давление в цилиндре необходимо измерить отдельно или указать предполагаемые потери.

В третьем ряду показана связь между потоком из одной ступени и давлением из другой. Первые два ряда используются для иллюстрации рабочих точек. Фактические требования к приводу также зависят от механических и гидравлических потерь, мощности, поглощаемой ненагруженным участком, и от того, что происходит во время перехода. Циркуляционный путь низкого давления по-прежнему обеспечивает поток и может поглощать мощность.

Для дополнительного расчета предположим, что в ненагруженном участке поток составляет 29 л/мин по пути с повышением давления на 5 бар. Его гидравлическая мощность равна 5 × 29 / 600 ≈ 0,24 кВт. Эти значения являются предположениями для данной ветви. Их нельзя получить путем вычитания одного зарегистрированного выходного потока из другого, если скорость вращения привода, утечки и характеристики отдельных путей не позволяют провести расчет. Рассчитайте полную потребность в валу, используя соответствующие данные о производительности и фактическую мощность привода.

Проверяйте производительность двигателя или электромотора на рабочей скорости. Во время переключения передач падение скорости изменяет расход из обеих секций насоса. Если привод замедляется до того, как зафиксированное падение расхода произойдет, выясните причину этого изменения скорости. Снижение расхода, происходящее вслед за нагрузкой, когда вал поддерживает заданную скорость, может иметь другое объяснение. Сравните две кривые, прежде чем заказывать насос для решения проблемы с приводом.

Медленно с первого миллиметра

Если цилиндр работает медленно перед касанием обрабатываемой детали, начните с подтверждения заданного направления, фактической скорости вращения и ожидаемых условий приближения. Запишите положение поршня, когда оператор впервые обнаружил проблему. Сравните один и тот же участок эталонного хода при аналогичной температуре масла и одинаковых настройках привода. Запишите фактическую нагрузку на механизм, включая любое сопротивление во время номинального приближения.

Если давление высокое перед контактом, отметьте точку срабатывания датчика разгрузочного клапана на чертеже и сравните ее состояние с ожидаемым переходом. Считайте показания на выходе насоса и рабочем порту одновременно. Большая разница требует проверки пути перед тем, как отнести все показания на выходе к цилиндру.

Правильная скорость вращения привода и низкое выходное давление делают целесообразным исследование потока меньшего сечения. Проверка контура должна установить, куда поступает поток из большего сечения, открыт ли разгрузочный канал и выполняет ли свою функцию комбинированный контроль.

Если расход на обеих ступенях ниже ожидаемого, проверьте общие условия, влияющие на оба показателя. Учитывайте скорость вращения привода, подачу жидкости на входе, состояние рабочей жидкости и местоположение прибора. Проблема на входе может меняться в зависимости от температуры рабочей жидкости или общего требуемого расхода. Результаты измерения расхода на холостом ходу при прогретой жидкости не позволяют определить, что происходит при более низкой температуре в комбинированном такте.

Быстрый подход, затем слабая работа

На этапе приближения может казаться, что все в порядке, в то время как на этапе работы нагрузка не соответствует требуемой. Найдите изменение в общем подающем трубопроводе, затем проверьте давление и движение цилиндра после того, как оно стабилизируется. Ожидаемый переход в меньшую секцию указывает на изменение расхода. Последующее давление и движение покажут, выполняет ли машина полезную работу.

В иллюстративном рабочем задании скорость вращения вала остается постоянной, и рабочее давление доступно, однако измеренная скорость поршня падает ниже расчетного расхода на конце крышки. Убедитесь, что расходомер охватывает активную камеру. Затем проверьте состояние клапана и давление со стороны штока и используйте утвержденный метод для исследования утечек, байпаса или механического сопротивления. Если расходомер установлен перед клапаном, эти проблемы остаются нерешенными.

Если давление остается ниже требуемой нагрузки, а наличие предохранительного клапана подтверждает проход масла, проверьте фактическую нагрузку и заданные параметры работы предохранительного клапана. Замену насоса следует назначать только в том случае, если наличие соответствующих компонентов и необходимой сборки подтверждает необходимость замены.

Когда привод замедляется или останавливается

Наведите курсор на повышение давления и считайте показания канала скорости вращения вала. Если двигатель замедляется до того, как большая часть разгружается, проверьте нагрузку на привод в течение этого интервала. Проверка муфты и привода выполняется в соответствии с процедурой, описанной для машины. Эта последовательность помогает отличить запоздалый переход от привода, который не может поддерживать свою скорость.

Отметьте восстановление на графике. Запись может показать провал в момент начала движения, стабильный рабочий ход или повторяющиеся остановки. Запишите продолжительность провала и то, что восстанавливает движение. Одного лишь пикового значения недостаточно для понимания этого различия.

Многократное перемещение одного груза

При многократном переключении сохраняйте участки подъема и спада кривой давления. При каждом изменении расхода регистрируйте состояние клапана и положение поршня. Сравнивайте наблюдаемые условия разгрузки и восстановления с определениями для выбранного устройства. Повторные измерения следует проводить только в условиях утвержденного режима работы.

Колебания давления и расхода также могут отражать изменения в работе привода. Поставьте график скорости рядом с графиком давления. В тех случаях, когда ожидаемое возвращение к комбинированному потоку увеличивает спрос, нестабильный привод может замедлиться и снова изменить поведение давления. Это гипотеза, которую следует проверить по временной последовательности. В реальной машине может быть другой путь обратной связи по давлению, поэтому обратитесь к схеме и утвержденным пределам испытаний.

Зафиксируйте, какая часть хода подвергается воздействию. Повторяющиеся изменения в момент первоначального контакта и повторяющиеся изменения на протяжении всей установившейся работы подразумевают разные условия для воспроизведения. В подходящем отчете можно указать: «три наблюдаемых перехода в первой части контакта, затем стабильное движение» и приложить информацию о времени и нагрузке. Такая закономерность обеспечивает более вескую основу для анализа, чем «поиски эффекта накачки».

Сделайте результаты холодного и теплого нагрева сопоставимыми.

При холодном пуске проверьте входной контур и потери давления при требуемом суммарном расходе. При работе при более высокой температуре обратите внимание на изменение подаваемого расхода в той же точке нагрузки. Перед сравнением проверьте обе температуры на соответствие пределам машины и рабочей жидкости.

Сопоставьте фазы и направления при сопоставимой скорости вращения вала и нагрузке. Если первая строка соответствует холодному приближению, а вторая — теплой работе, сохраните их как два отдельных наблюдения за работой. Вторая запись о приближении или вторая запись о работе обеспечит недостающее сравнение.

Для определения параметров работы насоса используйте данные о его характеристиках, а для получения информации о доступе, сбросе давления и обслуживании — руководство по эксплуатации оборудования. В руководстве Champion 201549 приведен пример инструкций по эксплуатации и устранению неисправностей, специфичный для данной модели машины.

Назначьте следующую проверку из трассировки.

Распределите дело по группам, исходя из отсутствующих доказательств. Отправьте специалисту по проверке насосов информацию о несоответствии при известных скорости, давлении и объеме. Отправьте специалисту по проверке оборудования информацию об измеренном падении давления между выходным отверстием и исполнительным механизмом или о проблеме в последовательности действий. Отправьте руководителю тестирования информацию о неопределенном местоположении датчиков или времени срабатывания.

Если доступно только значение пика датчика, отправьте это наблюдение вместе с его местоположением и уточните, какое измерение потока или движения позволит различить предполагаемые состояния.

Если переключение режимов происходит по команде, но разница давлений между выходом насоса и исполнительным механизмом под нагрузкой оказывается больше ожидаемой, необходимо отследить потери давления в гидравлической цепи в этих условиях работы.

Сформулируйте запрос на замену, исходя из двух ключевых моментов.

Начните с полного кода насоса и идентификации машины. Запишите оба ожидаемых состояния подачи с указанием расхода, давления, скорости вращения вала и состояния масла. Отметьте старое и предлагаемое разгрузочные устройства и укажите условия, при которых должен возвращаться объединенный поток. Приложите чертеж машины для предохранительного клапана и соответствующих путей возврата или обхода. Приложите наблюдаемый график, если заказ был оформлен после жалобы.

Затем сравните интерфейсы. Зафиксируйте вращение с учетом условного обозначения на чертеже, фланец, вал и муфту, входные и выходные соединения, монтажный зазор и правильное расположение опор. Подтвердите номинальные условия на входе и скорости для данной конфигурации. На общем входе наибольший спрос на подающий поток может оказывать поток на входе. Расположение шлангов и патрубков должно соответствовать применимым требованиям как на этом этапе, так и во время более медленного хода.

При выборе насоса для закупки учитывайте разницу между утвержденной моделью, предлагаемым вариантом и неизвестным. Каталог, содержащий лишь номинальные значения расхода, не учитывает параметры рабочей производительности, поведения при разгрузке и применимой конфигурации. Запросите документы, которые связывают эти детали с конкретной предлагаемой деталью. Сравнение только заявленного расхода может помочь выбрать насос, подходящий к фланцу, но обеспечивающий другое время хода или нагрузку на привод.

Используйте два указанных выше параметра, чтобы сузить круг кандидатов в линейке гидравлических насосов BLINCE . При запросе на анализ заявки укажите описание оборудования, чтобы BLINCE могла определить точную конструкцию и подтверждающие данные для данной задачи.

Вопросы о двухэтапном переходе

Всегда ли более медленный ход соответствует стадии высокого давления?

Найдите первое замедленное движение на графике. Нормальная разгрузка может уменьшить общий поток по мере увеличения нагрузки и привести к тому, что поршень будет двигаться под давлением. Если движение уже было замедленным на момент приближения, проанализируйте это предыдущее состояние. Если скорость вращения вала упала первой, определите состояние привода.

Можно ли определить факт разгрузки только по звуку?

Сохраняйте звук как временную характеристику. Сочетайте его с общим расходом и давлением на выходе в определенных точках, а также со скоростью вращения вала и движением цилиндра. Звук может помочь определить местоположение события в записи. Данные, полученные с помощью схемы, подтверждают функцию события.

Влияет ли максимальный объем каталога на скорость прессования?

Используйте поток, доступный в активной камере во время фазы прессования. Возьмите соответствующую эффективную площадь поршня и проверьте фактические условия и потери. В документированной схеме с высоким и низким давлением подача через меньшую секцию часто определяет эту часть хода поршня. Суммарный номинальный поток относится к другому состоянию.

Какой самый короткий и полезный документ следует отправить вместе с запросом в службу поддержки?

Укажите идентификаторы насоса и оборудования, точку начала неисправности и показания в этой точке. Отобразите на схеме места расположения датчиков давления и расхода, а также укажите скорость вращения привода, температуру масла и направление работы клапанов. В отчете должны быть видны все пробелы.