Beberapa mesin hidrolik beroperasi normal segera setelah dihidupkan. Tekanan, kecepatan, dan kebisingan mungkin tampak dapat diterima. Namun, setelah 30 menit, satu jam, atau lebih lama, suhu minyak dapat terus meningkat. Mesin kemudian mungkin bergerak lebih lambat, kehilangan efisiensi, memicu alarm suhu tinggi, atau mati secara otomatis.
Ini tidak selalu berarti bahwa suatu komponen tiba-tiba gagal. Dalam banyak kasus, sistem menghasilkan panas lebih cepat daripada yang dapat dikeluarkan oleh reservoir, pipa, dan pendingin.
Suhu operasi akhir tergantung pada dua faktor:
- Panas yang dihasilkan per unit waktu
- Panas yang dipancarkan per unit waktu
Ketika produksi panas tetap lebih tinggi daripada penghilangan panas, suhu terus meningkat sampai sistem mencapai keseimbangan termal baru. Jika suhu keseimbangan itu berada di atas rentang yang dapat diterima, sistem menjadi terlalu panas.
Panas Menumpuk Secara Bertahap
Sistem hidrolik tidak mencapai suhu maksimumnya segera setelah dihidupkan. Minyak, reservoir, pompa, blok katup, pipa, dan aktuator menyerap sebagian panas selama periode operasi awal.
Pada saat yang sama, tangki, pipa, selang, dan pendingin mentransfer panas ke udara sekitar atau air pendingin. Inilah sebabnya mengapa mesin dapat berfungsi normal selama uji coba singkat.
Saat operasi berlanjut:
- Minyak terus menyerap panas
- Pompa dan katup menjadi lebih hangat
- Suhu rata-rata reservoir meningkat
- Ruang mesin menjadi lebih panas
- Pendingin mendekati batas pembuangan panasnya
Jika panas dihasilkan lebih cepat daripada yang dapat dihilangkan, suhu akan terus terakumulasi. Sebuah sistem dapat melewati beberapa pengujian tanpa beban tetapi menjadi terlalu panas setelah satu jam produksi.
Frekuensi Siklus Terlalu Tinggi
Setiap gerakan hidrolik menciptakan kehilangan tekanan, gesekan, dan kebocoran internal. Kehilangan ini diubah menjadi panas.
Ketika mesin menyelesaikan lebih banyak siklus per menit, pompa, katup, pipa, silinder, dan motor hidrolik menghasilkan lebih banyak panas dalam periode yang sama.
Beban termal tinggi biasa terjadi ketika:
- Silinder sering memperpanjang dan menarik kembali
- Motor hidrolik mulai dan berhenti berulang kali
- Beberapa aktuator beroperasi bersama-sama
- Mesin sering berubah kecepatan atau arah
- Ada sedikit waktu menganggur antara siklus
- Kecepatan produksi melebihi kondisi desain awal
Sebagai contoh, meningkatkan mesin dari tiga menjadi lima siklus per menit meningkatkan beban termal meskipun tekanan kerja tetap tidak berubah. Jika pompa, reservoir, dan pendingin tidak ditingkatkan, suhu minyak dapat meningkat dengan cepat selama operasi terus menerus.
Pompa Bekerja Tanpa Melakukan Pekerjaan Berguna
Banyak sistem menggunakan pompa dengan perpindahan tetap. Selama motor atau mesin menyala, pompa terus memberikan aliran.
Mesin mungkin tidak memerlukan aliran penuh selama periode menunggu, gerakan kecepatan rendah, atau berhentinya aktuator. Minyak berlebih dapat kembali ke reservoir melalui katup pelepas, katup penguras, saluran tengah katup arah, katup pengatur aliran, atau sirkuit bypass.
Jika sistem tidak mengeluarkan dengan benar, atau tekanan pengeluaran terlalu tinggi, pompa terus mengonsumsi daya tanpa menghasilkan keluaran yang berguna. Sebagian besar daya itu menjadi panas.
Masalah ini umum terjadi pada mesin dengan strok kerja pendek dan periode menunggu yang panjang. Sistem mungkin dingin saat startup tetapi menjadi panas karena pompa menghabiskan sebagian besar waktunya beroperasi di bawah tekanan yang tidak perlu atau kondisi throttling.
Periode Penahanan Tekanan yang Panjang Menghasilkan Panas
Press hidraulik, fixture penjepit, platform pengangkat, dan silinder yang mendukung beban statis mungkin perlu menahan tekanan untuk jangka waktu yang lama.
Jika pompa terus memasok minyak untuk menjaga tekanan, ia harus mengkompensasi kebocoran internal di katup, pipa, dan aktuator. Kebocoran mungkin kecil, tetapi dalam beberapa jam, kehilangan energi dapat menghasilkan panas yang substansial.
Masalah menjadi lebih parah ketika:
- Pompa tetap dalam siaga tekanan tinggi
- Aliran kecil terus menerus melewati katup pengatur tekanan
- Akumulator hilang atau terlalu kecil
- Periksa, katup penyeimbang, atau katup penahan beban bocor secara internal
- Bahan segel piston silinder bocor
- Katup proporsional terus-menerus mengoreksi posisi
Solusi yang lebih efisien mungkin termasuk akumulator, operasi pompa yang dikendalikan oleh sakelar tekanan, pompa displacement variabel dengan siaga aliran rendah, atau sirkuit penahan beban yang dioptimalkan.
Minyak Panas Meningkatkan Kebocoran Internal
Saat suhu oli meningkat, viskositas biasanya menurun. Oli yang lebih tipis lebih mudah mengalir melalui celah internal di pompa, katup, motor, dan silinder.
Ini dapat menciptakan siklus yang memperkuat dirinya sendiri:
Suhu oli meningkat → viskositas menurun → kebocoran internal meningkat → efisiensi menurun → lebih banyak energi menjadi panas → suhu meningkat lebih jauh
Oli dingin mungkin sementara menyembunyikan keausan pada pompa atau katup. Setelah sistem menjadi panas, kebocoran menjadi lebih jelas.
Gejala umum meliputi:
- Gerakan aktuator yang lebih lambat
- Waktu penumpukan tekanan lebih lama
- Kinerja tekanan yang lebih buruk
- Operasi pompa atau motor yang terus menerus
- Rumah pompa atau blok katup yang panas
- Aliran pompa yang lebih rendah ketika oli dalam keadaan panas
Ketika kinerja dan suhu memburuk bersama, aliran pompa dan kebocoran harus dibandingkan di bawah kondisi operasi dingin dan panas.
Pendingin Mencapai Batas Kapasitasnya
Sebuah pendingin hidrolik tidak dapat menghilangkan panas tanpa batas. Kinerjanya bergantung pada suhu oli, suhu lingkungan, aliran udara, suhu air pendingin, kebersihan, dan kondisi instalasi.
Pendinginan mungkin menjadi tidak mencukupi ketika:
- Pendingin tidak cukup besar
- Waktu operasi yang terus menerus melebihi kondisi desain
- Suhu lingkungan lebih tinggi dari yang diperkirakan
- Kecepatan siklus, tekanan, atau aliran telah meningkat
- Sirip pendingin tersumbat
- Aliran udara kipas tidak mencukupi
- Udara buang panas bersirkulasi kembali
- Aliran air pendingin terlalu rendah
- Suatu suhu air pendingin meningkat
- Kehilangan tekanan di sisi oli berlebihan
Uji singkat tidak dapat mengkonfirmasi apakah sebuah pendingin ukuran yang benar. Kinerja pendinginan harus dievaluasi setelah mesin mendekati kesetimbangan termal di bawah siklus kerja nyatanya.
Reservoir Terlalu Kecil
Reservoir membantu menghilangkan panas, melepaskan udara terperangkap, dan memungkinkan kontaminan mengendap.
Jika volume efektifnya terlalu kecil, oli kembali panas mungkin disedot kembali ke dalam pompa sebelum memiliki cukup waktu untuk mendingin atau melepaskan udara.
Hasil yang mungkin termasuk:
- Waktu tinggal oli yang pendek
- Kenaikan suhu rata-rata yang lebih cepat
- Pemisahan udara yang buruk
- Oli kembali panas memasuki zona hisap
- Kapasitas panas sistem yang berkurang
- Beban lebih besar pada pendingin
Tingkat oli yang rendah menciptakan masalah serupa karena lebih sedikit oli tersedia untuk menyerap dan melepaskan panas.
Sebuah reservoir yang memadai untuk mesin asli mungkin menjadi terlalu kecil setelah aliran pompa, frekuensi siklus, atau waktu operasi kontinu meningkat.
Katup dan Pipa Menyebabkan Kehilangan Tekanan Berkelanjutan
Oli kehilangan tekanan setiap kali melewati katup, pipa, filter, fitting, penghubung cepat, dan pendingin. Kehilangan tekanan itu diubah menjadi panas.
Lokasi kehilangan tinggi yang umum meliputi:
- Katup pengontrol aliran yang sebagian tertutup
- Katup proporsional yang digunakan secara terus menerus untuk kontrol kecepatan
- Katup arah yang kurang ukuran
- Saluran kembali kecil
- Kopling cepat yang terbatas
- Filter tersumbat
- Pipa dengan belokan yang berlebihan
- Pendingin dengan resistansi tinggi
Jika satu blok katup, rumah filter, fitting, atau bagian pipa jauh lebih panas dari komponen di sekitarnya, ini dapat menunjukkan penurunan tekanan yang kontinu di lokasi tersebut.
Lingkungan Sekitar Menjadi Lebih Panas
Udara di sekitar sistem hidrolik juga dapat menjadi lebih panas selama operasi yang berkelanjutan. Motor, mesin, komponen hidrolik, dan peralatan di sekitarnya melepaskan panas ke ruang yang sama.
Masalah umum meliputi:
- Unit tenaga hidrolik yang dipasang di dalam kabinet tertutup
- Ventilasi yang buruk di sekitar reservoir dan pendingin
- Udara buangan pendingin yang ditarik kembali ke dalam kipas
- Reservoir yang dipasang dekat mesin atau pipa knalpot
- Peralatan yang terkena sinar matahari langsung
- Tungku atau bahan panas yang terletak di dekatnya
Dalam kondisi ini, pendingin mungkin berfungsi dengan baik tetapi tetap tidak dapat menolak cukup panas karena udara sekitarnya sudah terlalu panas.
Cara Mendiagnosis Masalah Keseimbangan Panas Hidrolik
Satu bacaan suhu oli tidaklah cukup. Sistem harus dipantau dalam kondisi produksi yang sebenarnya.
Catat data berikut pada interval tetap:
- Suhu lingkungan atau suhu dalam penutup mesin
- Suhu minyak di reservoir
- Suhu jalur pengeluaran dan kembali pompa
- Suhu inlet dan outlet pendingin
- Tekanan kerja, cadangan, dan tekanan penahan
- Aliran pompa dalam kondisi dingin dan panas
- Waktu siklus mesin lengkap
- Waktu sebelum alarm atau penurunan kinerja muncul
Jika suhu oli meningkat dan kemudian stabil dalam rentang operasional yang dapat diterima, sistem mungkin telah mencapai keseimbangan termal yang normal.
Jika suhu terus meningkat tanpa titik stabilisasi yang jelas, maka penghasil panas masih lebih besar daripada penghilangan panas. Inspeksi harus fokus pada frekuensi siklus, aliran pelepasan yang kontinu, tekanan cadangan, kebocoran pompa dan katup, volume reservoir, kehilangan tekanan, kapasitas pendingin, dan ventilasi.
Kesimpulan
Ketika suhu oli hidrolik terus meningkat selama operasi tidak terputus, penyebab utamanya biasanya adalah akumulasi panas daripada satu kegagalan komponen terpisah.
Siklus yang sering, operasi pompa yang kontinu, periode menahan tekanan yang lama, kebocoran internal, kehilangan throttling, reservoir kecil, dan pendinginan yang tidak memadai dapat meningkatkan pembangkitan panas. Meningkatnya suhu kemudian mengurangi viskositas oli dan meningkatkan kebocoran internal, menciptakan siklus efisiensi yang lebih rendah dan peningkatan suhu lebih lanjut.
Diagnosis harus dilaksanakan selama siklus kerja yang sebenarnya, bukan hanya selama startup. Dengan mencatat suhu, tekanan, aliran, dan waktu siklus, operator dapat menentukan apakah sistem mencapai keseimbangan termal yang aman.
Mengurangi kehilangan energi yang tidak perlu dan meningkatkan kapasitas reservoir, kinerja pendingin, dan ventilasi peralatan adalah cara paling efektif untuk menjaga sistem hidrolik tetap stabil selama periode operasi kontinu yang panjang.
