- Гідроциліндри — це агрегати, які в процесі експлуатації, на практиці дають досить велику частину відмов у роботі гідравлічних систем. В основному їх відмови відбуваються із-за неправильної експлуатації або зневаги до обслуговування.
Зовнішні пошкодження та їх наслідки очевидні і можуть бути виявлені при щоденних оглядах машини (вм’ятини на корпусі, подряпини, забоїни на штоку, тощо). А ось внутрішні витоку і нормальний знос потребують більш пильної уваги.
Основні причини виникаючих несправностей в гідроциліндрах наступні:
Порушення періодичності технічного обслуговування гідросистем.
Використання низькосортних гідравлічних масел (найчастіше сумішей різних масел).
Наявність механічних домішок у маслі, внаслідок чого відбувається засмічення фільтрів і жиклерів, зависання золотників і клапанів, порушення цілісності ущільнювальних елементів (манжет, кілець, грязесъемников) гідроциліндрів, і в результаті порушення нормальної роботи гідросистеми експлуатованої машини.
Порушення параметрів установки у вузлах і агрегатах, тобто такі випадки, коли в конструкції виникає ефект вигину штока гідроциліндра.
Порушення правил експлуатації (перевищення вантажопідйомності, механічні пошкодження тощо).
Наслідки очевидні і неминучі:порушення герметичності, за рахунок інтенсивного зносу ущільнень;
механічні пошкодження штоків, гільз, поршнів — задираки, відколи, злам, вигин;
знос посадочних місць підшипників, втулок у вушках.
порушення цілісності опорно-ущільнюючих елементів.
Працездатність гідроциліндра зазвичай знижується поступово у часі, а знос може бути більше 20%, коли це усвідомлює працівник, помічаючи сповільненість і збільшення тимчасових циклів.Основним способом оцінки технічного стану гідросистеми є її тестування, що в даний час з-за поганої оснащеності даним видом обладнання неприйнятно для наших експлуатаційників.
Тому цілком доречно в таких випадках при визначенні внутрішньої витоку через ущільнювальні елементи поршня гідроциліндра, скористатися наступними рекомендаціями: висунути шток на максимальну довжину робочого ходу і чекати при працюючій гідросистемі протягом 3-х хвилин і якщо шток посунеться більше, ніж на
15 мм, то значить є внутрішня витік через ущільнювальні елементи поршня.Експлуатація гідроциліндра повинна проводитися у відповідності з Технічним описом та інструкцією по експлуатації виробу, на який він встановлюється.
Монтаж, демонтаж і експлуатація гідроциліндра на виробі повинні проводитися персоналом, ознайомленим з «Технічним описом та інструкцією по експлуатації»
на машину і гідроциліндр.Коротко загальні вимоги при проведенні монтажу та установки гідроциліндрів наступні:
Розбирання, складання гідроциліндрів і заміну опорнонаправляющих і ущільнювальних елементів виробляти згідно «Інструкції по обслуговуванню і ремонту гідравлічних циліндрів». При монтажі і експлуатації гідроциліндрів повинні дотримуватися правила безпечної роботи, наведені в ГОСТ 16028-70, ГОСТ 12.2.086-83. а також в інструкції з експлуатації машини.
Перед установкою гідроциліндра на машину необхідно не менш ніж за 12 годин його розконсервувати.
При монтажі гідроциліндра необхідно забезпечити дотримання напрямку дії зусилля з віссю штока на всьому шляху його руху, а також надійність закріплення гідроциліндра. При монтажі гідроциліндрів необхідно забезпечити жорстку фіксацію штока (плунжера) щодо гільзи для запобігання його самовільного висунення. Монтаж гідроциліндрів масою до 30 кг здійснюють вручну, понад 30 кг — із застосуванням підйомно-транспортних засобів.
Монтаж гідроциліндра на виріб (машину) рекомендується проводити знімними вантажозахоплювальними пристроями, наприклад, вантажним текстильним стрічковим стро-
пом типу СТП або СТК, необхідної вантажопідйомності.Схеми стропування:
- При установці гідроциліндрів на шарнірних підшипників, відхилення (неперпендикулярность) його геометричної осі не повинна перевищувати 2 град в одному напрямку. При змащенні шарнірних підшипників через опорний палець, мастильні канавки на опорних пальцях повинні збігатися з отворами для змащування у внутрішньому кільці підшипника. При монтажі шарнірного підшипника у вушко роз’єм на його зовнішньому кільці (паз) повинен встановлюватися перпендикулярно напрямку діючої навантаження.
Основні правила монтажу гідроциліндрів наступні:Радіальні навантаження на шток (плунжер) повинні бути мінімальними;
Слід забезпечити співвісність штока (плунжера) і з’єднуються з ним вала веденого механізму. Для перевірки співвісності встановлюють монтажні струни, схили та інші
пристосування. Непаралельність осі штока і напрямки переміщення ведених штоків вузлів не повинна перевищувати 0,1 мм на довжині 150 мм
Кріплення гідроциліндрів повинно бути міцним і жорстким (за винятком спеціальних випадків), а для зчленування штока (плунжера) з приводом рекомендується застосовувати шарнірне з’єднання;
Величину робочого ходу штока (плунжера) гідроциліндра слід вибирати кілька більшої величини максимального ходу веденого механізму щоб уникнути можливих ударів поршня об кришку;
Не допускається навантажувати шток в крайніх положеннях додатковою силою, що перевищує номінальну;
При виникненні в крайніх положеннях штока динамічних навантажень, що перевищують максимально допустимі, в гідросистемі необхідно передбачити пристрої для гальмування і демпфування поршня;
Повинен бути забезпечений зручний доступ до гидроцилиндру для поточного обслуговування та спостереження за його роботою
Внутрішні діаметри трубопроводів для підключення гідроциліндра до гідравлічній системі повинні бути прийняті з умови забезпечення необхідного часу спрацьовування на основі розрахункових або досвідчених даних. Для зменшення опору потоку необхідно уникати великого числа вигинів і застосовувати трубопроводи малої довжини. Труби перед монтажем повинні бути ретельно очищені від забруднень.При роботі в запилених умовах шток (плунжер) гідроциліндра слід захищати від попадання пилу і бруду, що запобігає передчасний вихід з ладу ущільнювачів.
Після установки гідроциліндра шарнірні підшипники потрібно змастити універсальної среднеплавкой мастилом ВУС-1 ГОСТ 1033 або іншими аналогами до її появи в зазорах підшипників.
Після монтажу гідроциліндра і підключення його до гідравлічній системі потрібно обов’язково видалити повітря з гідроциліндра і гідросистеми.
Перевірка роботи гідроциліндра складається з переміщення штока (плунжера) в режимі робочого ходу і повернення вхолосту і під навантаженням. Шток (плунжер) повинен пересуватися плавно, без вібрацій і заїдань.
Протягом перших 8 годин роботи тиск в гідроциліндрах не повинно перевищувати 50% номінального значення. Технічне обслуговування гідроциліндра полягає у своєчасній заміні ущільнень при появі витоків.
При швидкому виході ущільнень з ладу слід знайти і усунути причини їх підвищеного зносу. Такими причинами можуть бути: попадання забруднень в порожнину циліндра; робота на забрудненій робочої рідини; появу корозії на штоку і гільзі (при тривалих зупинках гідроприводу); наявність подряпин і щербин на штоку та гільзі.
Правила заміни ущільнень наступні: перед установкою ущільнювальних елементів очистити всю систему від забруднень; ущільнення не повинні проходити над гострими крайками, виступами штока, різьбленням, посадочними канавками і т. п. (ці місця перед монтажем ущільнень повинні бути закриті відповідно до рекомендаціями з монтажу ущільнень); ущільнення і деталі ущільнювального вузла повинні бути змазані, відсутність мастила або недостатня мастило ущільнень і прилеглих до них деталей перед складанням можуть, незважаючи на хороші монтажні умови і обережність, викликати пошкодження ущільнень; для монтажу ущільнень необхідно використовувати спеціальний інструмент, виготовлений з пластмасового прямокутного профілю з добре закругленими кромками і оправками у відповідності з існуючими рекомендаціями.
При налагодженні гідроциліндрів забороняється:
— Проводити роботи на циліндрах, що знаходяться під тиском;Включати гідропривід зі слабко закріплених або незакріпленим циліндром;
Підтягувати штуцера, кріпильні деталі під час роботи циліндра;
Встановлювати деталі з дефектами, що впливають на міцність конструкції;
Встановлювати циліндр без технічного паспорта, що підтверджує його придатність до експлуатації.
Рух штока (плунжера) гідроциліндра ривками вказує на недостатній розмір або засмічення підвідних труб, падіння тиску в гідросистемі, неправильно вибраний розмір гідроциліндра, порушення правил монтажу циліндра або порушення стану тертьових поверхонь штока і гільзи.
При відмові в роботі гідроциліндра потрібно перевірити правильність складання і встановлення ущільнень поршня і штока, а також стан деталей.
Найбільш характерні несправності в роботі гідроциліндрів, причини їх виникнення і способи усунення приведені в таблиці 1.
Важливим моментом є правильний вибір робочої рідини для гідроциліндрів. Основними вихідними параметрами, що визначають вибір типу робочої рідини, є:Діапазон температур навколишнього середовища і характер зміни температур в цьому діапазоні;
Максимально можлива температура в сталому режимі роботи;
Тиск робочої рідини в гідроприводі;
Допустима тривалість експлуатації гідравлічної системи без заміни масла;
Допустима в процесі експлуатації забруднення робочої рідини (з урахуванням вимог до елементів гідроприводу, можливих джерел забруднення і тонкості фільтрації);
Трудомісткість заміни масла;
Характеристики застосовуваних матеріалів, зокрема, матеріалів ущільнювальних пристроїв;
Вартість робочої рідини.
При виборі робочої рідини необхідно також враховувати наступні особливості робочих рідин і їх вплив на працездатність гідроприводів.Для забезпечення герметичності і заданого ресурсу гідросистем, що експлуатуються при позитивних температурах, доцільно застосовувати мінеральні масла з кінематичною в’язкістю 20-40 сСт при тисках до 70 кг/см2 і 60-100 сСт при тисках 70-200 кг/см;.
Практично тривала робота з відносно високим ККД може бути забезпечена при кінематичної в’язкості не менше 20-25 сСт.
У верстатах, гірничих машинах, пресах широко застосовуються масла високої міри очищення: АУ, турбінні 22 та 30, індустріальні (ГОСТ 20799-88). Недоліком масел по ГОСТ 20799-88 є схильність до окислення і виділення смол.Нормальна експлуатація гідросистем можлива при кінематичної в’язкості робочої рідини не більше 1500 сСт. Хоча запуск гідросистем можливий при кінематичної в’язкості 3000-5000 сСт, для гідросистем негайної готовності кінематична в’язкість не повинна перевищувати 2000 сСт.
Тривала стабільність характеристик мінеральних масел може бути забезпечена при температурах, що не перевищують 70 °С. Робота при більш високих температурах призводить до різкого зниження терміну служби робочих рідин. При високих температурах (до 200 °С) доцільно застосовувати кремній, органічні рідини (наприклад, 7-50С-3). При цьому необхідно враховувати, що ці рідини мають високу плинність, низькі змащувальні властивості. В них розчиняються пластифікатори синтетичних каучуків. У зв’язку з цим особливу увагу слід приділити вибору конструкції і матеріалів ущільнень і тертьових пар.Технічні вимоги до робочої рідини гідросистем представлені в таблиці 2
Рекомендовані робочі рідини і їх параметри гідроприводу будівельно-дорожніх машин, комунальної та сільськогосподарської техніки наведені в таблиці 3 Робочі рідини при тривалій роботі в умовах високих тисків і температур змінюють свої фізико-хімічні властивості, тому їх необхідно періодично замінювати. Збільшити строк служби робочих рідин можна при застосуванні масел з присадками, забезпечення теплового режиму з максимальною температурою масла не більше 60 – 70 °С, захисту системи від потрапляння ззовні забруднень і води, а також належної фільтрацією олії.
Контроль за станом масла в процесі експлуатації здійснюється по зміні таких основних параметрів: стабільності кислотного числа, в’язкості та рівня забрудненості.
Забруднення робочої рідини. Під частинками забруднення розуміють всі сторонні частинки, включаючи смолоутворення, органічні частки, колонії бактерій і продукти їх життєдіяльності, Розмір цих часток, крім волокон, приймається по найбільшому виміру. Волокнами вважаються частинки товщиною не більше 30 мкм при відношенні довжини до товщини не менш як 10:1.
Ступінь забруднення робочих рідин може бути оцінена ваговим способом по ГОСТ 6370, згідно з якими вміст рідини в механічних домішок до 0,005% включно оцінюється як відсутність їх. Однак вагова концентрація лише побічно характеризує небезпека забруднення для роботи гідросистеми, т. к. при одній і тій же ваговій концентрації характер забруднень (розміри та кількість) можуть бути різними.
Точнішою є оцінка ступенів забрудненості по ГОСТ 17216. яким встановлено 17 класів відрізняються один від одного за кількістю та розмірами знаходяться в рідині частинок забруднення.
Рідини класів 0-2 доцільно використовувати для прецизійних приладів, особливо точних лабораторних і контрольних робіт, класів 3-12 — для випробувальних і промивальних стендів, відповідальних систем (гідросистеми літаків, прецизійні верстати і т. д.), класів 13-17 — для гідросистем грубого силового устаткування в загальному машинобудуванні.
По ГОСТ 17216 наявність у рідинах частинок розміром більше 200 мкм (не рахуючи волокон) не допускається.
Контроль розмірів і кількості частинок забруднень (за гранулометричним складом) заснований на візуальному підрахунку частинок, що знаходяться в пробі рідини, або з допомогою мікроскопа з пятидесятикратным збільшенням, або за мікрофотографії проби. Недоліком цих методів є їх тривалість (після відстоювання проби протягом доби підрахунок часток триває 2-3 год).
Застосування фотоэлектронных приладів дозволяє автоматизувати цей процес.
В сучасних гідросистемах, агрегати яких мають малі зазори в рухомих з’єднаннях, наявність домішок у рідині, сумірних з величинами зазорів, може призвести не тільки до зниження ресурсу, але і до виходу з ладу системи з-за істотного підвищення тертя або заклинювання тертьових пар. Для очищення від домішок, що містяться в самій рідині або потрапляють в неї у вигляді продуктів зносу, корозії і розкладання матеріалів гідроприводу, застосовується фільтрація. Фільтрація здійснюється при протіканні рідини через пори фільтруючого матеріалу, розмір яких визначає тонкість фільтрації. Фільтруючі елементи поділяються на поверхневі (сітчасті, дротові, паперові, тканинні) і об’ємні (пластинчасті, повстяні, фетрові, багатошарові сітчасті і тканинні, пластмасові, металокерамічні та ін).
Тонкість фільтрації оцінюється за найменшим розміром частинок, затримуваних фільтром. У процесі експлуатації необхідно зливати скупчилися забруднення з корпусу фільтра, промивати сітчасті або заміняти забруднені паперові фільтроелементи.
