TOPlist
facebook google+ linkedin youtube
header-print

Novinky

Proč vysoký tlak znamená velkou údržbu

10.04. 2016by Admin E-konstruktér

S tlakem roste hustota výkonu jednotlivých součástí a soustavy jako celku. Vyšší provozní tlaky však s sebou nesou řadu nevýhod…

U většiny hydraulických aplikací existují v zásadě dva způsoby, jak dosáhnout požadovaného výkonu: vysoký průtok při (relativně) nízkém tlaku a nízký průtok při vysokém tlaku. Je to proto, že výkon je dán součinem průtoku a tlaku; při zvýšení tlaku je možné úměrně snížit průtok, a výkon přitom zůstane stejný. Například průtok 100 litrů/min. při tlaku 200 bar dává stejný výkon jako 50 litrů/min. při 400 bar.

Vyšší tlaky znamenají, že je možné dosáhnout vyšší síly a krouticího momentu s menšími součástmi. A protože mají tyto součásti menší objem, je možné dosáhnout vyšších rychlostí při menších průtocích. Menší průtoky znamenají, že je možné zmenšit potrubí, ventily a dokonce i nádrž – vzpomeňme si na starou praktickou zásadu (v současnosti většinou opomíjenou), že velikost nádrže by měla být trojnásobkem až pětinásobkem průtoku čerpadla za minutu.

Proto s tlakem roste hustota výkonu jednotlivých součástí a soustavy jako celku. Vyšší provozní tlaky však s sebou nesou řadu nevýhod:

  • Klesá vlastní odvod tepla soustavy, protože se snižuje plocha nádrže (má menší objem), potrubí i součástí. Jinými slovy, u vysokotlakého systému o stejném výkonu a účinnosti je potřeba větší výměník tepla.

  • Větší kolísání objemu (stlačení) kapaliny při vyšších tlacích znamená menší tuhost systému a horší dynamickou odezvu.

  • Vyšší hladiny hluku v důsledku vyšších špičkových tlaků a většího přenosu energie při dané hmotnosti.

  • Potenciálně větší tření a opotřebení vyplývající z většího zatížení ložisek a kluzných ploch a závažnější poškození plynoucí ze zavzdušnění, kavitace a tzv. mikro-dieselingu vyvolaným většími kompresními poměry.

Ve většině aplikací však přesto výhody, které přinášejí vyšší provozní tlaky, převažují nad nevýhodami. Proto jsme také už několik desetiletí svědky nárůstu průměrných provozních tlaků hydraulických zařízení. Samozřejmě to ale přináší určité konstrukční problémy. Mezi několik nejběžnějších patří například:

  • Bytelnější konstrukce hadic, tj. méně pružné vedení, větší poloměry ohybů a případně i nutnost použití speciálních armatur a metod montáže.

  • Těžší těla ventilů, akční členy, čerpadla, potrubí – nebo nutnost použití exotičtějších, a tím i nákladnějších materiálů při jejich konstrukci.

  • Je nutné používat vyspělejší materiály těsnění, nová provedení drážek a menší tolerance, aby nedocházelo k porušení těsnosti systému.

  • Je třeba věnovat větší pozornost uspořádání nádrží, výběru vedení a umístění součástí s ohledem na skutečnost, že součásti rezonují s větší energií a produkují vyšší hladiny akustického tlaku.

Kromě těchto problémů s pevností materiálů a hlukem se na chvíli zamysleme nad tím, jak rostoucí provozní tlaky ovlivní spolehlivost. Víme, že síla v hydraulickém systému je součinem tlaku a plochy. Když se proto zvýší provozní tlak, zvýší se i zatížení mazaných povrchů.

Pro zachování neporušeného mazacího filmu mezi silně zatíženými třecími plochami jsou zásadní viskozita oleje a pevnost filmu. Olej považuji za tu nejdůležitější součást každého hydraulického systému. A zcela určitě to platí v případě strojů, které pracují při vyšších tlacích. Pro optimální spolehlivost je nejzásadnější volba oleje A TAKÉ údržba.

Kontrola znečištění je také mnohem důležitější než v jiných případech. Protože čím větší je zatížení mazaných třecích ploch, tím náchylnější jsou k opotřebení a poškození způsobenému kontaminací vodou a pevnými částicemi.

Pro konstruktéry strojů budou mnohem důležitější než dnes takové aspekty, jako jsou velikost nádrže, instalovaná kapacita chlazení, filtrace, kontrola kontaminace a doporučené oleje. A ještě mnohem závažnější bude dopad chyb nebo opomenutí ve fázi konstrukce na zařízení.

Pro uživatele hydraulických zařízení, kteří nemají propracované, nebo dokonce vůbec žádné postupy údržby, platí, že provozní náklady jejich hydraulických zařízení mohou pouze narůstat. A to kvůli pravděpodobnému vyššímu výskytu předčasných selhání v důsledku problémů s teplotou, degradací oleje, mazáním a kontaminací. Jinými slovy, absence aktivní údržby bude nákladnější než kdy dřív.

zdroj: hydraulicspneumatics.com

hodnocení

Diskuze

Newsletter

Chcete dostávat novinky emailem?