Sistemi idraulici e pneumatici: Installazione e manutenzione

Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, l'applicazione della tecnologia di trasmissione idraulica sta diventando sempre più diffusa e la percentuale di apparecchiature idrauliche in vari settori dell'economia nazionale è in costante aumento. Nelle applicazioni pratiche, un sistema di trasmissione idraulica ben progettato e utilizzato secondo operazioni standardizzate ha generalmente un tasso di guasti molto basso.

Tuttavia, se l'installazione, il debug, l'utilizzo e la manutenzione non vengono eseguiti correttamente, possono verificarsi vari guasti, con gravi ripercussioni sulla produzione. Pertanto, la qualità dell'installazione, dell'uso, del debug e della manutenzione influisce direttamente sulla durata, sulle prestazioni e sulla qualità del prodotto dell'apparecchiatura. Pertanto, l'installazione, il debug, l'uso e la manutenzione dei sistemi idraulici occupano una posizione importante nella tecnologia idraulica.

Questo capitolo approfondisce vari aspetti dell'installazione, del debug, dell'uso e della manutenzione dei sistemi idraulici per gettare le basi dell'applicazione pratica per i lettori.

I. Installazione di sistemi idraulici

L'installazione di sistemi idraulici comprende l'installazione di tubazioni idrauliche, componenti idraulici e componenti ausiliari. In sostanza, si tratta di collegare le varie unità o componenti del sistema in un circuito attraverso connettori per fluidi (un termine generale per tubi e giunti per l'olio) o blocchi idraulici integrati.

1. Installazione dei connettori del fluido

I sistemi idraulici possono essere suddivisi in integrati (tipo stazione idraulica) e dispersi in base alla forma di collegamento dei componenti di controllo idraulico. Indipendentemente dalla forma, per collegare il sistema sono necessari connettori per fluidi.

Nei connettori per fluidi, i giunti sono generalmente collegati direttamente ai blocchi integrati o ai componenti idraulici, e il carico di lavoro principale è il collegamento delle tubazioni. Pertanto, la scelta ragionevole delle tubazioni, l'installazione corretta e la pulizia accurata influiscono notevolmente sulle prestazioni del sistema idraulico.

(1) Selezione e ispezione delle condutture

Quando si scelgono le tubazioni, occorre scegliere il diametro, lo spessore delle pareti, il materiale e la tubazione appropriati in base alla pressione, alla portata, al mezzo di lavoro, all'ambiente di utilizzo e ai requisiti dei componenti e delle giunzioni del sistema.

La condotta deve avere una resistenza sufficiente, una parete interna liscia e pulita e deve essere priva di sabbia, ruggine e scaglie di ossido. Durante la posa delle tubazioni, si deve tenere conto dell'ordine e dell'estetica della condotta, oltre che della comodità di installazione, utilizzo e manutenzione. La lunghezza della condotta deve essere la più breve possibile per ridurre le perdite di pressione, i ritardi e le vibrazioni.

Durante l'ispezione delle condutture, se si riscontrano corrosione o scolorimento significativo sui lati interni o esterni, se la conduttura è tagliata, se ci sono piccoli fori nella parete, se la superficie della conduttura è ammaccata per più di 10% o addirittura 20% del diametro della conduttura (a seconda dei requisiti del sistema), o se la profondità della crepa della ferita della conduttura supera 10% dello spessore della parete della conduttura, la conduttura non dovrebbe essere utilizzata.

Quando si ispezionano le condotte che sono state immagazzinate per lungo tempo, se si riscontra una grave corrosione interna, la parete interna deve essere accuratamente pulita con acido, ripulita e quindi controllata per verificarne la durata. Solo dopo aver superato l'ispezione, la condotta può essere installata.

Quando si ispezionano le tubazioni piegate, si deve prestare attenzione a garantire che la raggio di curvatura non sia troppo piccolo. Una curvatura eccessiva aumenta la concentrazione di tensioni nella condotta, riducendone la resistenza alla fatica e rendendola più incline alle rughe a dente di sega.

La rotondità delle grandi sezioni trasversali non deve superare le 15%; l'assottigliamento dello spessore della parete esterna in corrispondenza della curva non deve superare le 20% dello spessore della parete della condotta; il lato interno della curva non deve presentare torsioni, schiacciamenti o grinze irregolari. Sia il lato interno che quello esterno della curva non devono presentare forme a dente di sega o irregolari. Il diametro esterno minimo della curva appiattita deve essere pari a 70% del diametro esterno del tubo originale.

(2) Installazione di connettori per tubazioni

1) Requisiti di installazione delle condotte di aspirazione

L'installazione delle condotte di aspirazione deve soddisfare i seguenti requisiti:

La condotta di aspirazione deve essere la più corta possibile, con poche curve, e il diametro del tubo non deve essere troppo piccolo.
Il tubo di aspirazione deve essere collegato saldamente senza perdite d'aria per evitare che la pompa aspiri aria durante il funzionamento, causando rumore nel sistema e rendendo impossibile l'aspirazione dell'olio. Pertanto, si raccomanda di utilizzare un sigillante per collegare la tubazione di aspirazione alla porta di aspirazione della pompa.
Ad eccezione delle pompe a stantuffo, in genere è necessario installare un filtro sulla tubazione di aspirazione della pompa idraulica, con una precisione di filtrazione di 100-200 mesh. La portata del filtro deve essere almeno doppia rispetto alla portata nominale della pompa e si deve considerare la facilità di smontaggio per la pulizia. In genere, nella progettazione del serbatoio dell'olio è previsto un foro manuale vicino al filtro di aspirazione della pompa idraulica.

2) Requisiti di installazione per le tubazioni di ritorno

L'installazione delle tubazioni di ritorno deve soddisfare i seguenti requisiti:

La linea di ritorno principale dell'attuatore e la linea di ritorno della valvola di troppopieno devono estendersi al di sotto della superficie dell'olio nel serbatoio per evitare spruzzi d'olio e la miscelazione con bolle d'aria. Il tubo di ritorno deve essere tagliato con un angolo di 45° rispetto alla parete del serbatoio.
Quando le porte di scarico di valvole riduttrici di pressioneLe valvole di sequenza, le elettrovalvole, ecc. con perdite esterne sono collegate alla tubazione di ritorno e non devono esserci contropressioni. In caso contrario, la porta di scarico deve essere collegata separatamente al serbatoio dell'olio per evitare di compromettere il normale funzionamento della valvola.
Le tubature orizzontali devono avere una pendenza compresa tra 3/1000 e 5/1000. Se la condotta è troppo lunga, è necessario fissare una fascetta ogni 500 mm per trattenere il tubo dell'olio.

3) Requisiti di installazione dei tubi dell'olio idraulico

La posizione di installazione delle tubazioni dell'olio idraulico deve essere il più vicino possibile alle apparecchiature e alle fondamenta, facilitando al contempo il collegamento e la manutenzione delle tubazioni secondarie. Per evitare che le condutture dell'olio idraulico vibrino, è necessario installarle in un luogo solido. Nelle aree vibranti, è necessario aggiungere degli smorzatori per eliminare le vibrazioni, oppure installare dei blocchi di legno e dei cuscinetti di gomma dura sui morsetti dei tubi per evitare che le parti metalliche entrino direttamente in contatto con la tubazione.

4) Requisiti di installazione dei tubi di gomma

I tubi di gomma sono utilizzati per il collegamento tra due parti con movimento relativo. L'installazione dei tubi di gomma deve soddisfare i seguenti requisiti:

Per evitare curve brusche, il raggio di curvatura R deve essere superiore a 9-10 volte il diametro esterno e deve essere piegato a una distanza di 6 volte il diametro dal giunto. Il tubo deve piegarsi sullo stesso piano di movimento del raccordo per evitare torsioni. In corrispondenza del raccordo, deve pendere liberamente per evitare di piegarsi a causa del suo stesso peso.
Il tubo non deve lavorare in tensione e deve avere un certo margine (variazione di lunghezza di ±4%). Nei casi in cui il tubo sia troppo lungo o soggetto a forti vibrazioni, è consigliabile utilizzare delle fascette per fissarlo. Tuttavia, i tubi utilizzati ad alta pressione dovrebbero utilizzare le fascette il meno possibile, perché la deformazione del tubo sotto pressione può causare una perdita di energia per attrito in corrispondenza della fascetta.
Per quanto possibile, installare il tubo lontano da fonti di calore. Se inevitabile, installare uno scudo termico o una guaina termica. Assicurarsi che il tubo, i raccordi e l'ambiente siano compatibili.

2. Installazione dei componenti idraulici

L'installazione e i requisiti specifici dei vari componenti idraulici sono descritti nel manuale del prodotto. I componenti idraulici devono essere puliti con cherosene prima dell'installazione e tutti i componenti idraulici devono essere sottoposti a test di pressione e di tenuta.

L'installazione può iniziare dopo il superamento dei test. Prima dell'installazione, è necessario calibrare i vari strumenti di controllo automatico per evitare incidenti dovuti a imprecisioni. Di seguito vengono illustrate le precauzioni per l'installazione dei componenti idraulici.

(1) Installazione e requisiti dei componenti della valvola idraulica

Prima di installare i componenti idraulici, controllare il certificato di conformità e leggere il manuale per i componenti idraulici non sigillati. Se il prodotto è qualificato e non è stato conservato all'aperto per lungo tempo, causando la formazione di ruggine interna, non sono necessari ulteriori test e non è consigliabile ripulirlo e smontarlo. Se si verifica un guasto durante il test, smontare il componente solo se necessario e dopo un'accurata valutazione.

Durante l'installazione, prestare attenzione a quanto segue:

Prestare attenzione all'orientamento dell'ingresso e dell'uscita dell'olio di ciascun componente della valvola.
Se non è prevista una posizione di installazione specifica, installarla in una posizione comoda per l'uso e la manutenzione. In genere, le valvole direzionali devono essere installate con l'asse orizzontale. Quando si installa la valvola direzionale, serrare le quattro viti in modo uniforme, di solito con uno schema diagonale.
Per le valvole installate con flange, non serrare eccessivamente le viti, poiché un serraggio eccessivo può causare una scarsa tenuta. Se l'elemento o il materiale di tenuta originale non soddisfa i requisiti di tenuta, sostituire l'elemento o il materiale di tenuta.
Alcune valvole hanno due fori con la stessa funzione per comodità di produzione e installazione. Dopo l'installazione, bloccare il foro non utilizzato.
Per le valvole regolabili, di solito la rotazione in senso orario aumenta il flusso o la pressione, mentre la rotazione in senso antiorario diminuisce il flusso o la pressione.
Durante l'installazione, se mancano alcune valvole e connettori, è consentito utilizzare in sostituzione valvole idrauliche con una portata superiore alla portata nominale del 40%.

(2) Installazione e requisiti dei cilindri idraulici

L'installazione dei cilindri idraulici deve essere solida e affidabile. Il collegamento delle tubazioni non deve essere allentato e la superficie di installazione del cilindro e la superficie di scorrimento del pistone devono mantenere un parallelismo e una perpendicolarità sufficienti.

Durante l'installazione dei cilindri idraulici, prestare attenzione a quanto segue:

Per i cilindri mobili montati a piedi, l'asse centrale deve essere concentrico con l'asse della forza di carico per evitare forze laterali, che possono facilmente causare l'usura delle guarnizioni e il danneggiamento del pistone. Quando si installano cilindri idraulici per oggetti in movimento, assicurarsi che il cilindro e l'oggetto in movimento mantengano un movimento parallelo sulla superficie della guida.
Quando si stringono le viti del premistoppa del corpo del cilindro idraulico, il grado di serraggio deve garantire che il pistone si muova in modo flessibile per l'intera corsa senza stallo o resistenza irregolare. Un serraggio eccessivo delle viti aumenta la resistenza e accelera l'usura, mentre un serraggio troppo lento provoca perdite d'olio.
In caso di corse lunghe e temperature elevate dell'olio di lavoro, un'estremità del cilindro idraulico deve rimanere flottante per evitare gli effetti dell'espansione termica.

(3) Installazione e requisiti delle pompe idrauliche

Quando la pompa idraulica è disposta su un serbatoio dell'olio separato, esistono due metodi di installazione: orizzontale e verticale. Nel caso dell'installazione verticale, i tubi e la pompa si trovano all'interno del serbatoio dell'olio, facilitando la raccolta delle perdite d'olio e mantenendo un aspetto ordinato. Per l'installazione orizzontale, i tubi sono a vista, rendendo più agevole l'installazione e la manutenzione.

Le pompe idrauliche in genere non devono sopportare carichi radiali, quindi spesso vengono azionate direttamente da un motore attraverso un giunto flessibile. Durante l'installazione, il motore e l'albero della pompa idraulica devono avere un'elevata coassialità, con un errore inferiore a 0,1 mm, e l'angolo di inclinazione non deve superare 1° per evitare carichi aggiuntivi sull'albero della pompa e rumori.

Quando si utilizza una trasmissione a cinghia o a ingranaggi, la pompa idraulica deve essere sollevata dai carichi radiali e assiali. I motori idraulici sono simili alle pompe; alcuni motori possono sopportare determinati carichi radiali o assiali, ma non devono superare i valori ammissibili specificati.

L'altezza di installazione della bocca di aspirazione della pompa idraulica è solitamente specificata a non più di 0,5 m sopra la superficie dell'olio. Alcune pompe consentono un'altezza di aspirazione superiore, mentre altre richiedono che la bocca di aspirazione sia al di sotto della superficie dell'olio. Le pompe non autoadescanti necessitano di una pompa ausiliaria per l'alimentazione dell'olio.

Durante l'installazione delle pompe idrauliche, prestare attenzione a quanto segue:

L'ingresso, l'uscita e il senso di rotazione della pompa idraulica devono soddisfare i requisiti indicati sulla pompa e non devono essere collegati in modo errato.
Quando si installa il giunto, non colpire con forza l'albero della pompa per evitare di danneggiare il rotore della pompa.

(4) Installazione di componenti ausiliari

Oltre ai connettori del fluido, i componenti ausiliari del sistema idraulico comprendono anche: filtri, accumulatori, raffreddatori e riscaldatori, dispositivi di tenuta, nonché manometri, pressostati, ecc.

I componenti ausiliari svolgono un ruolo di supporto nel sistema idraulico, ma non devono essere trascurati durante l'installazione, altrimenti possono compromettere gravemente il normale funzionamento del sistema idraulico.

Quando si installano i componenti ausiliari (l'installazione delle tubazioni è stata introdotta in precedenza), prestare attenzione ai seguenti punti:

L'installazione deve essere rigorosamente conforme ai requisiti di progetto e si deve prestare attenzione all'ordine e all'estetica.
Prima dell'installazione, pulire e ispezionare con cherosene.
Purché soddisfi i requisiti di progettazione, considerate il più possibile la facilità d'uso e di manutenzione.

II. Debug del sistema idraulico

Dopo che l'installazione e il controllo di precisione dell'apparecchiatura idraulica sono stati qualificati, essa deve essere regolata e testata per garantire che possa soddisfare i vari requisiti del processo produttivo in condizioni operative normali e raggiungere la massima capacità produttiva dell'apparecchiatura come progettato.

Dopo che l'apparecchiatura idraulica è stata riparata, sottoposta a manutenzione o riassemblata, deve essere sottoposta a debug prima di poter essere utilizzata. Le fasi e i metodi per il debug del sistema idraulico possono essere eseguiti come segue.

1. Preparazione prima del debug del sistema idraulico

(1) Familiarizzare con la situazione e determinare gli elementi di debugging

Prima di eseguire il debug, è necessario comprendere a fondo la struttura, le prestazioni, la sequenza di lavoro, i requisiti di utilizzo e i metodi di funzionamento dell'apparecchiatura da sottoporre a debug in base al manuale dell'apparecchiatura e ai dati tecnici pertinenti, nonché il collegamento tra i sistemi meccanico, elettrico, pneumatico e idraulico.

Studiare attentamente le funzioni di ciascun componente del sistema idraulico, comprendere lo schema idraulico, chiarire l'effettiva posizione di installazione, la struttura, le prestazioni e le parti di regolazione dei componenti idraulici sull'apparecchiatura, analizzare le variazioni di pressione, le variazioni di velocità e l'utilizzo di potenza di ciascun ciclo di lavoro del sistema idraulico e familiarizzare con la marca e i requisiti dell'olio utilizzato nel sistema idraulico.

Sulla base delle informazioni di cui sopra, determinare il contenuto, i metodi e le fasi del debug, preparare gli strumenti di debug, gli strumenti di misura e le condotte di prova aggiuntive e formulare misure tecniche di sicurezza per garantire l'incolumità delle persone ed evitare incidenti alle apparecchiature.

(2) Ispezione dell'aspetto

Sia le apparecchiature nuove che quelle riparate devono essere sottoposte a un'ispezione estetica per verificare la presenza di fattori che influiscono sul normale funzionamento dell'impianto idraulico. Un'ispezione estetica efficace può prevenire molti guasti, pertanto è necessario eseguire un'ispezione estetica preliminare prima del collaudo. I contenuti principali di questa fase sono i seguenti:

Verificare che l'installazione e i collegamenti delle tubazioni di ciascun componente idraulico siano corretti e affidabili. Ad esempio, verificare se le porte di ingresso, uscita e ritorno di ciascun componente idraulico sono corrette e se l'ingresso, l'uscita e il senso di rotazione della pompa idraulica corrispondono alle direzioni indicate sulla pompa.
Prevenire le schegge, fluido da tagliocontrollare che particelle abrasive, polvere e altre impurità cadano nel serbatoio dell'olio e verificare che i dispositivi di protezione di ciascun componente idraulico siano completi e affidabili.
Controllare se il grado e la precisione di filtrazione dell'olio nel serbatoio dell'olio soddisfano i requisiti e se il livello dell'olio è adeguato.
Verificare che le posizioni di ogni componente idraulico, tubazione e giunto del sistema siano comode per l'installazione, la regolazione, l'ispezione e la riparazione. Verificare che i manometri e gli altri strumenti di osservazione siano installati in luoghi facili da osservare.
Controllare se la rotazione del motore della pompa idraulica è regolare e uniforme.

I problemi riscontrati durante l'ispezione estetica devono essere corretti prima della regolazione e del funzionamento di prova.

2. Debug del sistema idraulico

La regolazione e il collaudo dell'impianto idraulico non sono in genere completamente separati e spesso vengono eseguiti alternativamente. I principali contenuti del debug comprendono regolazioni individuali, prove a vuoto e prove di carico. Nel sito di installazione, alcune apparecchiature idrauliche possono essere sottoposte solo a prove a vuoto.

(1) Prova a vuoto

Per prova a vuoto si intende un controllo completo per verificare se ogni componente idraulico, i vari dispositivi ausiliari e ogni circuito del sistema idraulico funzionano normalmente in condizioni di funzionamento a vuoto; se la commutazione automatica dei cicli di lavoro o delle varie azioni soddisfa i requisiti.

I metodi e le fasi per le prove a vuoto e le regolazioni sono i seguenti:

1) Avviare a intermittenza la pompa idraulica per lubrificare completamente le parti scorrevoli dell'intero sistema, azionare la pompa idraulica in condizioni di scarico (ad esempio allentando la valvola di scarico o mettendo la valvola direzionale di tipo M in posizione neutra), verificare se la pressione di scarico della pompa idraulica rientra nel valore consentito; osservare se il funzionamento è normale, se vi è un rumore fastidioso; se vi è una schiuma eccessiva nel serbatoio dell'olio e se il livello dell'olio rientra nell'intervallo specificato.

2) Far funzionare il sistema in condizioni di assenza di carico, facendo prima appoggiare il pistone del cilindro idraulico sulla testa del cilindro o facendo appoggiare le parti mobili sul ferro di arresto (se si tratta di un motore idraulico, fissare l'albero di uscita), o usare altri metodi per arrestare le parti mobili, regolare gradualmente la valvola di sicurezza al valore di pressione specificato e controllare se ci sono anomalie durante il processo di regolazione della valvola di sicurezza.

Quindi far ruotare più volte il cilindro idraulico con la corsa massima o far ruotare il motore idraulico, aprire la valvola di scarico del sistema per scaricare l'aria accumulata; verificare la correttezza e l'affidabilità dei dispositivi di protezione di sicurezza (come valvole di sicurezza, relè di pressione, ecc.).

Osservare la pressione di ciascun circuito dell'olio dal manometro e regolare il valore della pressione del dispositivo di protezione di sicurezza entro l'intervallo specificato; controllare se le perdite interne ed esterne di ciascun componente idraulico e della tubazione rientrano nell'intervallo consentito; dopo aver funzionato a vuoto per un certo periodo di tempo, controllare se il livello dell'olio nel serbatoio dell'olio scende entro l'intervallo di altezza specificato.

Poiché l'olio è entrato nella conduttura e nel cilindro idraulico, il livello dell'olio nel serbatoio dell'olio si abbassa e può persino esporre la griglia del filtro sul tubo di aspirazione al di sopra del livello dell'olio o causare una lubrificazione insufficiente del sistema idraulico e della trasmissione meccanica, con conseguente rumore. Pertanto, è necessario rifornire tempestivamente il serbatoio dell'olio. Questo problema è particolarmente importante per le apparecchiature meccaniche con grandi meccanismi idraulici e capacità delle tubazioni, ma con piccoli serbatoi dell'olio.

3) Coordinarsi con i componenti elettrici per regolare il ciclo di lavoro automatico o la sequenza di azioni e verificare se il coordinamento e la sequenza di ogni azione sono corretti; controllare la fluidità del movimento durante l'avvio, il cambio di direzione e la commutazione della velocità; non devono verificarsi fenomeni di strisciamento, salto o impatto.

4) L'impianto idraulico deve funzionare ininterrottamente per un certo periodo di tempo (generalmente 30 minuti). Controllare l'aumento di temperatura dell'olio, che deve rientrare nel valore consentito (la temperatura generale dell'olio di lavoro è di 35-60°C). Una volta completata la prova a vuoto, è possibile eseguire la prova di carico.

(2) Esecuzione della prova di carico

La prova di carico consiste nel far funzionare il sistema idraulico sotto un carico predeterminato in base ai requisiti di progetto. Attraverso la prova di carico, si verifica se il sistema è in grado di raggiungere i requisiti di lavoro predeterminati, come la forza, la coppia o le caratteristiche di movimento dei componenti di lavoro.

Verificare che il rumore e le vibrazioni rientrino nell'intervallo consentito; controllare la fluidità del movimento durante il cambio di direzione e la commutazione della velocità dei componenti di lavoro e che non si verifichino fenomeni di strisciamento, salto o impatto; verificare la situazione di perdita di potenza e l'aumento della temperatura dopo un periodo di lavoro continuo.

La prova di carico viene generalmente eseguita prima in una o due condizioni inferiori al carico massimo. Se tutto è normale, è possibile eseguire la prova di carico massimo per evitare incidenti come danni alle apparecchiature.

(3) Regolazione dell'impianto idraulico

La regolazione dell'impianto idraulico deve essere effettuata durante l'installazione e il collaudo del sistema, mentre alcuni elementi possono essere regolati in qualsiasi momento durante l'uso. Di seguito vengono presentati alcuni elementi e metodi di base per la regolazione dell'impianto idraulico.

Pressione di lavoro della pompa idraulica. Regolare la valvola di sicurezza della pompa in modo che la pressione di esercizio della pompa idraulica sia superiore alla pressione di esercizio del motore idraulico sotto il carico massimo.
Pressione della corsa rapida. Regolare la valvola di scarico della pompa in modo da renderla 15%-20% superiore alla pressione effettiva richiesta per la corsa rapida.
Pressione di lavoro del relè di pressione. Regolare la molla del relè di pressione in modo che sia inferiore di 0,3-0,5 MPa rispetto alla pressione di lavoro della pompa idraulica (questo avviene quando il componente di lavoro si ferma o è contro il blocco di arresto).
Sequenza di commutazione. Regolare il finecorsa, la valvola pilota, il blocco di arresto, il blocco d'urto e lo strumento di autodiagnosi per far sì che la sequenza di commutazione e la sua precisione soddisfino i requisiti dei componenti di lavoro.
Velocità e bilanciamento dei componenti di lavoro. Regolare la valvola a farfalla, la valvola di regolazione, la pompa idraulica variabile o il motore idraulico variabile, il sistema di lubrificazione e il dispositivo di tenuta in modo da rendere il movimento dei componenti di lavoro fluido, senza urti e vibrazioni e senza perdite esterne. In condizioni di carico, il calo di velocità non deve superare 10%-20%.

3. Prova di pressione del sistema idraulico

Lo scopo principale della prova di pressione del sistema idraulico è quello di verificare la tenuta dell'olio e la resistenza alla pressione del sistema e dei circuiti. La prova di pressione del sistema adotta generalmente un test graduale, controllando una volta per ogni livello e aumentando gradualmente fino alla pressione di prova specificata. In questo modo si possono evitare incidenti.

Selezione della pressione di prova: Per i sistemi a media e bassa pressione, dovrebbe essere pari a 1,5-2 volte la pressione di esercizio abituale del sistema, mentre per i sistemi ad alta pressione dovrebbe essere pari a 1,2-1,5 volte la pressione di esercizio massima del sistema; nei circuiti con grandi impatti o forti variazioni di pressione, la pressione di prova dovrebbe essere superiore alla pressione di picco; per i tubi in gomma, non dovrebbero verificarsi deformazioni anomale a 1,5-2 volte la pressione di esercizio abituale e non dovrebbero verificarsi danni a 2-3 volte la pressione di esercizio abituale.

Durante la prova di pressione del sistema è necessario tenere presente i seguenti aspetti:

Durante la prova di pressione, la valvola di sicurezza del sistema deve essere regolata sul valore della pressione di prova selezionata.
Quando si immette olio nel sistema, la valvola di sfiato del sistema deve essere aperta e può essere chiusa solo dopo che l'aria è stata completamente espulsa. Allo stesso tempo, è necessario aprire la valvola a farfalla.
Se durante il test si verificano suoni anomali nel sistema, il test deve essere interrotto immediatamente e la causa deve essere identificata ed eliminata prima di continuare il test.
Durante il test è necessario adottare misure di sicurezza.

Per quanto riguarda la questione della temperatura dell'olio idraulico durante il funzionamento e il debug, va notato che la temperatura più adatta per i sistemi idraulici in generale è di 40-50°C. A questa temperatura, l'efficienza dei componenti idraulici è massima e la resistenza all'ossidazione dell'olio è ottimale.

Se la temperatura di esercizio supera gli 80°C, l'olio idraulico si deteriora precocemente (il tasso di deterioramento dell'olio idraulico raddoppia per ogni aumento di 10°C), oltre a causare una diminuzione della viscosità, scarse prestazioni di lubrificazione, facile distruzione del film d'olio e facile bruciatura dei componenti idraulici. Pertanto, la temperatura di esercizio dell'olio idraulico non deve superare i 70-80°C. Quando supera questa temperatura, la macchina deve essere fermata per il raffreddamento o devono essere adottate misure di raffreddamento forzato.

A basse temperature ambientali, durante il funzionamento e il debug, la viscosità dell'olio idraulico aumenta, la perdita di pressione e il rumore della pompa aumentano, l'efficienza diminuisce e i componenti si danneggiano facilmente. Quando la temperatura ambiente è inferiore a 10°C, è considerata una temperatura pericolosa. Pertanto, è necessario adottare misure di preriscaldamento e abbassare la pressione di taratura della valvola di sicurezza per ridurre il carico sulla pompa idraulica. Il funzionamento normale deve essere effettuato solo quando la temperatura dell'olio supera i 10°C.

III. Uso, manutenzione e cura dell'impianto idraulico

Con lo sviluppo della tecnologia di trasmissione idraulica, sempre più apparecchiature adottano la trasmissione idraulica e anche il suo campo di applicazione si sta ampliando. Molti di questi dispositivi idraulici operano all'aperto per tutto l'anno, esposti a vento, sole e pioggia, e sono fortemente influenzati dalle condizioni naturali.

Per garantire e sfruttare appieno l'efficienza di questi dispositivi, ridurre la frequenza dei guasti e prolungarne la durata, è necessario rafforzare la manutenzione e la cura quotidiane. L'ampia esperienza di utilizzo dimostra che il modo migliore per prevenire i guasti è quello di rafforzare le ispezioni regolari dell'apparecchiatura.

1. Ispezione giornaliera dell'impianto idraulico

Prima che un sistema di trasmissione idraulica si guasti, spesso si verificano alcuni piccoli fenomeni anomali. Grazie a un'adeguata manutenzione quotidiana, alla cura e all'ispezione durante l'uso, questi fenomeni anomali possono essere individuati ed eliminati tempestivamente per garantire il normale funzionamento del sistema.

Il contenuto principale delle ispezioni giornaliere consiste nel controllare lo stato della pompa idraulica prima e dopo l'avvio, nonché prima dell'arresto del funzionamento. Le ispezioni giornaliere vengono solitamente eseguite con metodi relativamente semplici, come i sensi visivi, uditivi e tattili.

(1) Ispezione dell'aspetto prima del lavoro

Le perdite di grandi dimensioni sono facili da individuare, ma le piccole perdite nelle giunzioni dei tubi dell'olio spesso non si notano facilmente. Tuttavia, queste piccole perdite sono spesso un precursore di guasti al sistema. Pertanto, le guarnizioni devono essere controllate e pulite frequentemente. I giunti dei tubi flessibili allentati sulle macchine idrauliche sono spesso un sintomo precoce di un guasto meccanico.

Quando si riscontra una piccola perdita alla giunzione di un tubo flessibile e di un tubo a causa dell'allentamento, è necessario stringere immediatamente la giunzione, come ad esempio la tenuta delle filettature nel collegamento tra lo stelo del cilindro idraulico e i componenti meccanici.

(2) Ispezione prima di avviare la pompa

Prima di avviare la pompa idraulica, verificare che il serbatoio dell'olio sia riempito secondo le norme, utilizzando come standard il limite superiore dell'indicatore di livello dell'olio. Misurare la temperatura dell'olio con un termometro. Se la temperatura dell'olio è inferiore a 10°C, il sistema deve funzionare per più di 20 minuti a vuoto (con la valvola di sicurezza in stato di scarico).

(3) Ispezione durante e dopo l'avviamento della pompa

Quando si avvia la pompa idraulica, utilizzare il metodo di avvio e arresto ripetuto per aumentare la temperatura dell'olio. Dopo che gli attuatori funzionano in modo flessibile, avviare il funzionamento normale. Se durante l'avvio la pompa non ha alcuna uscita, fermarsi immediatamente e verificarne la causa. Dopo l'avvio della pompa, è necessario eseguire i seguenti controlli:

1) Ispezione della cavitazione

Quando il sistema idraulico è in funzione, osservare se lo stelo del pistone del cilindro idraulico presenta un fenomeno di salto durante il movimento, se si verificano perdite quando lo stelo è completamente esteso e se si verificano rumori anomali dalla pompa idraulica e dalla valvola di sicurezza sotto carico pesante. Se il rumore è forte, è il momento ideale per verificare la presenza di cavitazione.

La causa principale della cavitazione nel sistema idraulico è l'ingresso di aria nella parte di aspirazione della pompa idraulica. Per evitare la cavitazione, tutti i giunti sul tubo di aspirazione della pompa idraulica devono essere serrati per garantire la tenuta della tubazione di aspirazione. Se il rumore non viene eliminato nemmeno dopo aver serrato questi giunti, arrestare immediatamente la macchina per ulteriori controlli.

2) Ispezione del surriscaldamento

Un altro sintomo di guasto della pompa idraulica è il surriscaldamento. La cavitazione può causare il surriscaldamento perché quando la pompa idraulica si riscalda a una certa temperatura, comprime il gas nelle cavità dell'olio, causando il surriscaldamento. Se si riscontra un surriscaldamento dovuto alla cavitazione, arrestare immediatamente la macchina per un'ispezione.

3) Ispezione delle bolle

Se l'aria fuoriesce dal lato di aspirazione della pompa idraulica, entra nel sistema e forma bolle nel serbatoio dell'olio. La presenza di bolle nel sistema idraulico causa tre problemi: in primo luogo, rende instabile il movimento degli attuatori, influenzando il modulo volumetrico dell'olio idraulico; in secondo luogo, accelera l'ossidazione dell'olio idraulico; in terzo luogo, causa la cavitazione. Pertanto, è fondamentale impedire all'aria di entrare nel sistema idraulico.

A volte l'aria può penetrare nel sistema idraulico anche dal serbatoio dell'olio. Pertanto, è necessario controllare frequentemente se il livello dell'olio nel serbatoio dell'olio soddisfa i requisiti specificati e se l'apertura del tubo di aspirazione è immersa sotto la superficie dell'olio, mantenendo una profondità di immersione sufficiente. L'esperienza pratica ha dimostrato che l'apertura del tubo di ritorno dell'olio deve trovarsi a circa 10 cm al di sotto del livello più basso dell'olio nel serbatoio dell'olio.

Quando il sistema funziona in modo stabile, oltre a prestare sempre attenzione al volume dell'olio, alla temperatura dell'olio, alla pressione e così via, controllare anche le condizioni di lavoro degli attuatori e dei componenti di controllo e prestare attenzione all'intero sistema per verificare la presenza di perdite d'olio e vibrazioni. Dopo che il sistema è stato utilizzato per un certo periodo, se si verificano fenomeni avversi o anomali che non possono essere eliminati con regolazioni esterne, potrebbe essere necessario smontare e riparare o sostituire le parti.

2. Uso e manutenzione dell'olio idraulico

Il sistema di trasmissione idraulica utilizza l'olio idraulico come mezzo di lavoro per trasmettere energia. Dopo aver selezionato correttamente l'olio idraulico, è necessario mantenerlo pulito ed evitare che impurità e sporcizia si mescolino ad esso.

L'esperienza ha dimostrato che oltre 75% dei guasti al sistema idraulico sono causati dalla contaminazione dell'olio idraulico. Pertanto, il controllo della contaminazione dell'olio idraulico è molto importante. I contaminanti presenti nell'olio idraulico comprendono circa 75% di particelle metalliche, 15% di polvere e 10% di altre impurità come ossidi, fibre e resine.

I contaminanti più dannosi sono le particelle solide, che accelerano l'usura delle superfici in movimento relativo, ostruiscono piccoli fori e spazi vuoti nei componenti e talvolta causano persino l'incollamento dei cursori delle valvole, con conseguente malfunzionamento dei componenti. Possono anche bloccare il filtro sulla porta di aspirazione della pompa idraulica, causando un'eccessiva resistenza all'aspirazione e impedendo il corretto funzionamento della pompa idraulica, con conseguenti vibrazioni e rumori.

In breve, più contaminanti sono presenti nell'olio, più rapidamente diminuiscono le prestazioni dei componenti del sistema. Pertanto, mantenere pulito l'olio idraulico è un aspetto importante della manutenzione del sistema di trasmissione idraulica. Queste operazioni non sono difficili ma possono dare buoni risultati. Si consigliano i seguenti metodi:

Il magazzino dell'olio idraulico deve essere conservato in un luogo pulito e gli strumenti come barili di olio, imbuti e stracci devono essere mantenuti puliti. È meglio usare panni di seta o dacron per pulire, per evitare che le fibre si attacchino ai componenti e blocchino i passaggi, causando guasti.
L'olio idraulico deve essere rigorosamente filtrato per evitare che le impurità solide danneggino il sistema. L'impianto deve essere dotato di filtri grossolani e fini, a seconda delle necessità, e i filtri devono essere controllati e puliti regolarmente. Se danneggiati, devono essere sostituiti tempestivamente.
Il serbatoio dell'olio deve essere coperto e sigillato per evitare la caduta di polvere e deve essere installato un filtro dell'aria sul serbatoio dell'olio.
L'olio idraulico dell'impianto deve essere controllato e sostituito regolarmente in base alle condizioni di lavoro. In genere, dopo aver accumulato 1000 ore di lavoro, l'olio deve essere sostituito. Se si continua a usarlo, l'olio idraulico perde le sue proprietà lubrificanti e può diventare acido. In caso di uso intermittente, l'olio può essere sostituito ogni sei mesi o un anno in base alle condizioni specifiche. Quando si cambia l'olio, rimuovere i sedimenti sul fondo e pulire il serbatoio dell'olio. Quando si riempie il serbatoio dell'olio, utilizzare un filtro con almeno 120 maglie.
Se i tubi in acciaio vengono utilizzati per la trasmissione dell'olio, prima dell'uso devono essere immersi nell'olio per 24 ore per formare una pellicola inerte.
Durante l'assemblaggio e lo smontaggio dei componenti, questi devono essere puliti per evitare l'ingresso di agenti contaminanti.
Se si riscontra una grave contaminazione dell'olio idraulico, identificarne la causa ed eliminarla tempestivamente.

3. Impedire l'ingresso di aria nel sistema

L'olio idraulico utilizzato nel sistema idraulico ha una compressibilità molto bassa e il suo effetto può essere generalmente ignorato. Tuttavia, l'aria a bassa pressione ha una compressibilità molto elevata, circa 10.000 volte quella dell'olio idraulico. Pertanto, anche una piccola quantità di aria nel sistema può avere un impatto significativo.

L'aria disciolta nell'olio idraulico fuoriesce dall'olio a bassa pressione, creando bolle e formando la cavitazione. Nelle aree ad alta pressione, queste bolle vengono rapidamente schiacciate dall'olio idraulico, causando una rapida compressione che genera rumore nel sistema. Inoltre, quando il gas viene improvvisamente compresso, rilascia una grande quantità di calore, causando un surriscaldamento locale e danneggiando i componenti idraulici e l'olio idraulico.

L'elevata comprimibilità dell'aria provoca inoltre lo strisciamento degli attuatori, interrompendo il funzionamento regolare e talvolta causando vibrazioni, tutti fattori che influiscono sul normale funzionamento del sistema. Una grande quantità di bolle d'aria mescolate all'olio idraulico può inoltre causarne il deterioramento e ridurne la durata. Pertanto, è essenziale evitare che l'aria penetri nel sistema idraulico.

A seconda dei diversi motivi per cui l'aria entra nel sistema, durante l'uso e la manutenzione è necessario osservare i seguenti punti:

Controllare regolarmente il livello dell'olio nel serbatoio. Il livello deve essere mantenuto tra i livelli minimo e massimo dell'indicatore di livello. Al livello minimo, anche le aperture del tubo di aspirazione e del tubo di ritorno devono trovarsi al di sotto della superficie dell'olio ed essere separate da una parete divisoria.
Cercare di evitare che la pressione nelle varie parti del sistema scenda al di sotto della pressione atmosferica. Utilizzare buoni dispositivi di tenuta, sostituire tempestivamente quelli guasti, serrare le viti sulle giunzioni dei tubi e sulle superfici di accoppiamento e pulire tempestivamente il filtro di ingresso.
Installare una valvola di scarico nella parte superiore del cilindro idraulico per espellere l'aria dal cilindro e dal sistema.

4. Impedire che la temperatura dell'olio diventi troppo alta

La temperatura di esercizio dell'olio nel sistema di trasmissione idraulica delle macchine idrauliche è generalmente mantenuta tra i 30 e i 65°C. Se la temperatura dell'olio supera questo intervallo, si verificano molti effetti negativi sul sistema idraulico.

I principali effetti dell'aumento della temperatura dell'olio sono i seguenti:

L'aumento della temperatura dell'olio ne riduce la viscosità, aumentando le perdite all'interno dei componenti e del sistema, riducendo così l'efficienza volumetrica della pompa idraulica.
L'aumento della temperatura dell'olio ne riduce la viscosità, aumentando la portata attraverso le aperture delle valvole a farfalla o a fessura, con conseguente modifica della velocità di lavoro originariamente regolata. Ciò influisce particolarmente sulla stabilità e sulla precisione dei servosistemi idraulici.
L'aumento della temperatura dell'olio riduce la viscosità, assottigliando il film di olio lubrificante sulle relative superfici in movimento, aumentando l'usura meccanica e facilitando il verificarsi di guasti quando l'olio non è molto pulito.
L'aumento della temperatura dell'olio ne accelera l'ossidazione, causandone il deterioramento e riducendone la durata. I sedimenti possono anche ostruire piccoli fori e fessure, compromettendo il normale funzionamento del sistema.
L'aumento della temperatura dell'olio provoca la deformazione termica dei macchinari. I componenti delle valvole idrauliche si espandono quando si riscaldano, riducendo potenzialmente l'accoppiamento del gioco, influenzando il movimento del nucleo della valvola, aumentando l'usura e persino causando il blocco della valvola.
Una temperatura eccessiva dell'olio provoca un rapido invecchiamento e deterioramento dei dispositivi di tenuta, con conseguente perdita delle prestazioni di tenuta.

Le cause della temperatura eccessiva dell'olio sono molteplici. Alcune sono dovute a una progettazione errata dell'impianto, come una capacità del serbatoio troppo piccola, un'area di raffreddamento insufficiente, l'assenza di un circuito di scarico nell'impianto, che fa sì che la pompa idraulica continui a traboccare ad alta pressione quando si ferma, tubi dell'olio troppo sottili e lunghi, un numero eccessivo di curve o una scelta errata dei componenti idraulici che causano un'eccessiva perdita di pressione.

Alcuni sono problemi di produzione, come la scarsa precisione nella lavorazione e nell'assemblaggio dei componenti, l'eccessivo riscaldamento per attrito tra le relative parti in movimento o le gravi perdite che causano una significativa perdita volumetrica. Dal punto di vista dell'uso e della manutenzione, per evitare una temperatura eccessiva dell'olio è necessario tenere presente i seguenti punti:

Mantenere il livello corretto dell'olio nel serbatoio per garantire una circolazione e un raffreddamento sufficienti dell'olio nel sistema.
Selezionare correttamente la viscosità dell'olio utilizzato nel sistema. Se la viscosità è troppo alta, aumenta la perdita di energia durante il flusso dell'olio; se è troppo bassa, aumentano le perdite. Entrambi causano l'aumento della temperatura dell'olio. Quando l'olio si deteriora, riduce anche l'efficienza volumetrica della pompa idraulica e distrugge il film d'olio tra le relative superfici in movimento, aumentando la resistenza e la perdita per attrito, tutti fattori che causano il riscaldamento dell'olio. Pertanto, è necessario mantenere pulito l'olio e sostituirlo tempestivamente.
La pompa idraulica deve essere scaricata quando il sistema non è in funzione.
Controllare regolarmente che l'acqua nel refrigeratore sia sufficiente e che le tubature non siano ostruite.

5. Precauzioni per la riparazione dell'impianto idraulico

Dopo un certo periodo di utilizzo, l'impianto idraulico può presentare fenomeni anomali o malfunzionamenti dovuti a varie ragioni. Quando questi non possono essere risolti con le regolazioni, può essere necessario smontare e riparare o sostituire i componenti. A parte le riparazioni semplici come la pulizia e il rimontaggio o la sostituzione di guarnizioni o molle, le riparazioni di smontaggio più importanti devono essere eseguite con grande attenzione, preferibilmente presso il produttore o un centro di revisione competente.

Quando si effettuano le riparazioni, assicurarsi di tenere un registro. Questi registri sono preziosi per diagnosticare le cause di futuri guasti e possono anche servire come base per determinare quali sono i pezzi di ricambio comunemente utilizzati per l'apparecchiatura.

Preparare le seguenti parti di ricambio comuni per le riparazioni: guarnizioni dei cilindri idraulici, guarnizioni dell'albero della pompa, vari O-ring, molle per le elettrovalvole e le valvole di sicurezza, manometri, elementi filtranti per le tubazioni, vari giunti e tubi flessibili, solenoidi e membrane per gli accumulatori.

Inoltre, è necessario disporre della documentazione necessaria per le riparazioni: manuali d'uso delle apparecchiature idrauliche, schemi del sistema idraulico, cataloghi dei prodotti per i vari componenti idraulici, cataloghi dei prodotti per i materiali di tenuta e tabelle delle prestazioni degli oli idraulici.

IV. Installazione, messa in servizio e manutenzione di sistemi pneumatici

1. Installazione di sistemi pneumatici

(1) Installazione di condotte

Prima dell'installazione, verificare che la parete interna della tubazione sia liscia, rimuovere la ruggine e pulirla.
I supporti della condotta devono essere solidi e non devono vibrare durante il funzionamento.
Serrando tutti i giunti, la tubazione non dovrebbe perdere aria.
La saldatura delle condutture deve soddisfare le condizioni standard specificate.
Quando si installano i tubi, la loro lunghezza deve avere un certo margine; quando si piegano, non iniziare la piegatura dal giunto finale; quando si installano tratti rettilinei, non allungare tra il giunto finale e il tubo; i tubi devono essere installati il più lontano possibile da fonti di calore o installare schermi termici; qualsiasi sezione del sistema di tubazioni deve essere staccabile; l'inclinazione, il raggio di curvatura, la distanza e la pendenza dell'installazione della tubazione devono essere conformi alle normative vigenti.

(2) Installazione dei componenti

Prima dell'installazione, pulire i componenti e, se necessario, eseguire prove di tenuta.
La direzione delle frecce o delle marcature sui vari corpi valvola deve corrispondere alla direzione del flusso d'aria.
I componenti logici devono essere raggruppati e installati sulla piastra di base in base alle esigenze del circuito di controllo, mentre il circuito dell'aria deve essere condotto sulla piastra di base e collegato con tubi flessibili.
Non installare l'anello di tenuta troppo stretto, in particolare l'anello di tenuta a forma di V, poiché ha un'elevata resistenza, quindi la tenuta deve essere adeguata.
L'asse del cilindro mobile e l'asse della forza di carico devono essere concentrici; in caso contrario, la forza laterale accelererà l'usura delle parti di tenuta e piegherà lo stelo del pistone.
I vari strumenti di controllo automatico, i regolatori automatici, i relè di pressione, ecc. devono essere calibrati prima dell'installazione.

2. Lavaggio del sistema e test di pressione

Dopo l'installazione del sistema di tubazioni, utilizzare aria secca con una pressione di 0,6MPa per soffiare via tutte le impurità presenti nel sistema. Se non ci sono impurità entro 5 minuti, il sistema è qualificato. Dopo il soffiaggio, smontare e pulire le parti come i nuclei delle valvole, gli elementi filtranti e i pistoni.

La conformità della tenuta del sistema agli standard può essere verificata con un test di tenuta, generalmente mantenendo il sistema a una pressione da 1,2 a 1,5 volte quella nominale per un periodo di tempo (ad esempio, 2 ore). Escludendo gli errori causati dalle variazioni di temperatura ambientale, la variazione di pressione non deve superare il valore specificato nella documentazione tecnica. Durante il test, regolare la valvola di sicurezza alla pressione di prova. Durante la prova di pressione è meglio utilizzare un metodo di prova graduale e prestare sempre attenzione alla sicurezza.