Một hệ thống thủy lực được thiết kế cho dịch vụ nhiệt độ cao không thể được phê duyệt chỉ qua một bài kiểm tra ngắn, không tải ở nhiệt độ phòng.
Các thành phần riêng lẻ có thể đáp ứng tiêu chuẩn áp suất và nhiệt độ của chúng, nhưng hệ thống lắp ráp có thể hoạt động khác sau vài giờ vận hành. Khi dầu trở nên nóng và mỏng hơn, sự rò rỉ bên trong có thể tăng lên, công suất bơm có thể giảm, tốc độ bộ truyền động có thể thay đổi, và khả năng giữ tải có thể xấu đi. Một bộ làm mát có vẻ đủ trong quá trình đưa vào sử dụng cũng có thể không duy trì được nhiệt độ dầu ổn định trong chu kỳ sản xuất thực tế.
Việc xác thực do đó nên được thực hiện trên toàn bộ hệ thống thủy lực dưới các điều kiện gần với ứng dụng thực tế.
Bài kiểm tra nên xác nhận bốn điểm:
- Hệ thống đạt được nhiệt độ hoạt động ổn định.
- Áp suất, lưu lượng và chuyển động vẫn chấp nhận được khi dầu nóng.
- Hệ thống làm mát có thể loại bỏ nhiệt phát sinh trong quá trình vận hành liên tục.
- Vận hành ở nhiệt độ cao không gây mất hiệu suất vĩnh viễn.
Thiết lập cơ sở đường cơ sở trạng thái lạnh
Trước khi thử nghiệm nhiệt, ghi lại hiệu suất của hệ thống ở một nhiệt độ môi trường đã biết với dầu gần với nhiệt độ khởi động bình thường của nó.
Cơ sở đường cơ sở nên bao gồm:
- Áp suất đầu ra bơm và lưu lượng thực tế
- Cài đặt van xả
- Tốc độ bộ truyền động và thời gian hoàn chỉnh của chu trình
- Áp suất dòng hồi chính
- Sụt áp bộ lọc
- Hiệu suất giữ tải
- Dòng điện motor hoặc tải động cơ
- Rò rỉ bên ngoài, tiếng ồn và độ rung
Cũng ghi lại nhiệt độ môi trường, nhiệt độ dầu trong bể chứa, nhiệt độ đầu ra của bơm và nhiệt độ của đầu vào và đầu ra của bộ làm mát.
Bất kỳ điều kiện bất thường nào phát hiện ở giai đoạn này cần được sửa chữa trước khi kiểm tra ở nhiệt độ cao. Các vấn đề hiện tại như áp suất hồi quá mức, hoạt động của van không ổn định, hiệu suất giữ không tốt, hoặc rò rỉ bên ngoài thường sẽ trở nên nghiêm trọng hơn khi nhiệt độ dầu tăng.
Dữ liệu trạng thái lạnh cung cấp tài liệu tham khảo để đánh giá những thay đổi trạng thái nóng.
Tái tạo chu kỳ làm việc thực tế
Chu trình thử nghiệm nên phản ánh cách máy sẽ hoạt động thực tế.
Chạy bơm không tải trong vài phút có thể xác nhận chức năng cơ bản, nhưng nó không xác minh thiết kế nhiệt. Bài kiểm tra nên bao gồm trình tự chuyển động thực tế, tải bộ truyền động, mức áp suất, tốc độ, các chức năng đồng thời, thời gian nghỉ và thời gian giữ áp suất.
Ví dụ, nếu hai xi-lanh thường hoạt động cùng nhau, chúng cũng nên hoạt động cùng nhau trong quá trình thử nghiệm. Nếu thiết bị giữ một tải ở áp suất cao trong vài phút, điều kiện đó phải được đưa vào.
Thời gian hoạt động liên tục cũng quan trọng. Một máy được thiết kế để hoạt động trong vài giờ không thể được xác minh bằng một bài kiểm tra ngắn gọn kết thúc trước khi bể chứa, cụm van và bộ làm mát đạt nhiệt độ hoạt động bình thường của chúng.
Bài kiểm tra nên tiếp tục cho đến:
- Nhiệt độ dầu trở nên ổn định;
- Thời gian hoạt động quy định được hoàn thành;
- Một giới hạn nhiệt độ hoặc hiệu suất đã định được đạt đến; hoặc
- Một điều kiện bất thường yêu cầu dừng hoạt động.
Xác nhận cân bằng nhiệt
Trong quá trình hoạt động, bơm, van, bộ lọc, ống dẫn, và bộ truyền động chuyển đổi một phần năng lượng đầu vào thành nhiệt.
Cân bằng nhiệt đạt được khi sự sinh nhiệt của hệ thống khoảng đều bằng với nhiệt được loại bỏ qua bể chứa, ống dẫn, bộ làm mát, không khí, hoặc nước làm mát. Tại thời điểm này, nhiệt độ dầu nên ổn định trong khoảng cho phép của dầu và các thành phần hệ thống.
Nhiệt độ nên được ghi lại theo các khoảng thời gian đều đặn tại một số địa điểm:
- Bể chứa
- Cửa ra của bơm
- Đường ống trở chính
- Cửa vào của bộ làm mát
- Cửa ra của bộ làm mát
- Bộ vỏ bơm
- Bộ van
- Vỏ máy
Nhiệt độ của bể chứa cho thấy tình trạng tổng thể của hệ thống, nhưng các phép đo địa phương cũng là cần thiết. Một đoạn van có thể chạy nóng hơn nhiều so với bể chứa do việc giảm áp hoặc rò rỉ nội bộ.
Tốc độ tăng nhiệt độ cũng rất quan trọng. Một hệ thống nóng dần và ổn định có thể được chấp nhận. Sự tăng nhiệt độ nhanh có thể cho thấy dòng xả liên tục, giảm áp quá mức, áp suất trở về cao, lọc bị hạn chế, hoặc hiệu suất bơm thấp.
Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng mà không có chiều hướng ổn định rõ ràng, thì sự phát sinh nhiệt lớn hơn khả năng làm mát có sẵn.
So sánh hiệu suất lạnh và nóng
Nhiệt độ một mình không đủ chứng minh hệ thống có đáng tin cậy hay không.
Khi độ nhớt giảm, sự rò rỉ bên trong qua bơm, van, xi lanh, động cơ và van điều khiển tải có thể tăng lên. Hệ thống có thể vẫn dưới nhiệt độ báo động trong khi hiệu suất hoạt động của nó đã suy giảm.
Lặp lại các phép đo chính sau khi hệ thống đạt điều kiện hoạt động nóng bình thường:
- Lưu lượng bơm tại cùng áp suất và tốc độ
- Áp suất đầu ra bơm và áp suất tác động
- Áp suất hồi chính
- Tốc độ tác động
- Thời gian chu kỳ hoàn chỉnh
- Dòng điện motor hoặc tải động cơ
- Suy giảm áp suất trong quá trình giữ
- Giảm tải hoặc dịch chuyển xi lanh
Giảm đáng kể trong lưu lượng bơm có thể chỉ ra hiệu suất thể tích thấp hơn.
Nếu áp suất đầu ra bơm cao hơn nhiều so với áp suất tải tác động, năng lượng có thể bị mất qua các van, ống, bộ lọc hoặc mạch hồi.
Nếu áp suất hệ thống vẫn bình thường nhưng chuyển động của tác động trở nên chậm hơn, có thể sự rò rỉ bên trong đã tăng lên trong bơm, van điều khiển, xi lanh hoặc động cơ thủy lực.
Các giới hạn chấp nhận cần được xác định trước khi thử nghiệm. Chỉ xác nhận rằng “máy vẫn hoạt động” là không đủ.
Kiểm tra khả năng giữ tải với dầu nóng
Các thử nghiệm giữ tải nên được thực hiện sau khi dầu đạt đến nhiệt độ hoạt động bình thường.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống nâng, kẹp, ấn, và định vị. Một xi lanh giữ đúng với dầu lạnh có thể trôi sau khi dầu trở nên loãng hơn.
Ghi lại:
- Áp suất giữ ban đầu
- Áp suất sau thời gian giữ đã chỉ định
- Chuyển động của xi lanh hoặc tải
- Tần suất khởi động lại bơm
- Nhiệt độ van và bộ truyền động
- Rò rỉ bên ngoài
Sự suy giảm áp suất một mình có thể không xác định được chính xác vấn đề vì áp suất có thể bị ảnh hưởng bởi sự nén dầu, sự giãn nở của ống và sự thay đổi nhiệt độ. Sự dịch chuyển tải thực tế thường là một phép đo hữu ích hơn.
Nếu bơm thường khởi động lại để phục hồi áp suất, có thể có rò rỉ nội bộ trong xilanh, van định hướng, van kiểm tra hoặc van cân bằng.
Nếu bơm hoạt động liên tục với áp suất cao trong quá trình giữ, mạch điện có thể tự sản sinh ra nhiệt không cần thiết. Một bộ tích trữ, khóa thủy lực, van cân bằng hoặc cách bố trí bơm điều khiển bằng công tắc áp suất có thể cần thiết.
Đánh giá hiệu suất làm mát
Một quạt quay không xác nhận rằng bộ làm mát có kích thước phù hợp.
Hiệu suất làm mát nên được đánh giá dưới tải bình thường sau khi dầu đạt đến nhiệt độ đủ cao.
Đối với một hệ thống làm mát bằng không khí, kiểm tra:
- Nhiệt độ dầu ở cửa vào và cửa ra của bộ làm mát
- Sự sụt giảm áp suất bên dầu
- Hướng quay và tốc độ của quạt
- Lưu lượng khí qua bộ làm mát
- Sự sạch sẽ của cánh tản nhiệt
- Nhiệt độ không khí vào
- Sự tuần hoàn không khí nóng
Đối với một hệ thống làm mát bằng nước, cũng kiểm tra nhiệt độ nước làm mát vào, lưu lượng và nhiệt độ ra.
Sự sụt giảm nhiệt độ qua bộ làm mát cho thấy sự dẫn nhiệt đang xảy ra. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ trong bể tiếp tục tăng, bộ làm mát đang loại bỏ ít nhiệt hơn so với nhiệt mà hệ thống tạo ra.
Trước khi lắp đặt một bộ làm mát lớn hơn, hãy kiểm tra các nguồn nhiệt có thể tránh được như dòng xả liên tục, điều tiết van quá mức, rò rỉ nội bộ và áp suất hồi cao.
Dự trữ làm mát cũng nên được xem xét. Một hệ thống được kiểm tra trong một xưởng có nhiệt độ 25°C có thể không ổn định trong môi trường mùa hè 40°C.
Xác minh cảnh báo và bảo vệ
Việc theo dõi và bảo vệ nhiệt độ nên được thử nghiệm như một phần của toàn bộ hệ thống thủy lực.
Các chỉ số cảm biến nên được so sánh với một tham chiếu đã được hiệu chỉnh nếu có thể. Bài kiểm tra nên xác minh:
- Nhiệt độ khởi động quạt làm mát
- Hoạt động van nước làm mát
- Cảnh báo nhiệt độ cao
- Hoạt động với công suất giảm hoặc tải giảm
- Ngắt nguồn do quá nhiệt
- Khởi động lại an toàn sau khi làm mát
- Phản ứng với cảm biến bị lỗi hoặc bị ngắt kết nối
Cài đặt báo động và ngắt nên dựa trên giới hạn nhiệt độ liên tục thấp nhất liên quan giữa dầu, bơm, gioăng, ống, cuộn từ, động cơ và các thành phần điện.
Một báo động được cài đặt quá thấp có thể gây ra những gián đoạn không cần thiết. Một báo động được cài đặt quá cao có thể cho phép sự oxy hóa dầu, hư hại con dấu, hoặc rò rỉ quá mức trước khi cơ chế bảo vệ được kích hoạt.
Làm mát xuống và kiểm tra lại
Sau khi chạy ở nhiệt độ cao, hãy để hệ thống nguội theo quy trình tắt máy bình thường. Sau đó, lặp lại các phép đo cơ bản chính.
Kiểm tra xem:
- Lưu lượng bơm trở về gần giá trị ban đầu
- Áp suất vẫn ổn định
- Tốc độ và thời gian chu trình của bộ điều khiển hồi phục
- Hiệu suất giữ không thay đổi
- Rò rỉ mới đã xuất hiện
- Van hoặc bộ điều khiển có dấu hiệu kẹt
- Tiếng ồn hoặc rung động đã tăng lên
- Màu sắc, mùi hoặc bọt của dầu đã thay đổi
Nếu hệ thống không trở về gần hiệu suất ban đầu ở trạng thái lạnh, thì việc vận hành ở nhiệt độ cao có thể đã gây ra suy giảm dầu, mài mòn bơm, hư hại con dấu, kẹt van, hoặc rò rỉ vĩnh viễn.
Hoàn thành kiểm tra nóng mà không tắt máy không có nghĩa là hệ thống đã vượt qua nếu có sự suy giảm vĩnh viễn xảy ra sau đó.
Chuẩn bị báo cáo thử nghiệm kỹ thuật
Báo cáo cuối cùng nên chứa dữ liệu đo lường thay vì chỉ có một tuyên bố “đạt”.
Nó nên ghi lại:
- Loại dầu và độ nhớt
- Nhiệt độ môi trường
- Áp suất làm việc, lưu lượng, và tải trọng
- Chuỗi và tần suất chu trình
- Thời gian hoạt động liên tục
- Nhiệt độ tại mỗi điểm đo
- Nhiệt độ đầu vào và đầu ra của bộ làm mát
- Lưu lượng bơm lạnh và nóng
- Biến động thời gian chu trình
- Suy giảm áp lực giữ và chuyển động tải
- Dòng điện động cơ
- Rò rỉ, tiếng ồn và rung động
- Kết quả báo động và tạm dừng
- Kết quả kiểm tra làm mát
Biểu đồ nhiệt độ so với thời gian đặc biệt hữu ích vì chúng cho thấy liệu hệ thống có đạt được sự cân bằng nhiệt hay không. Xu hướng dòng chảy, thời gian chu trình và dòng điện động cơ có thể tiết lộ tổn thất hiệu suất khi dầu nóng lên.
Kết luận
Hệ thống thủy lực nhiệt độ cao chỉ đáng tin cậy khi toàn bộ hệ thống tiếp tục hoạt động chính xác sau khi nóng lên.
Xác thực nên tái tạo điều kiện môi trường thực tế, áp lực, lưu lượng, tải, chu kỳ hoạt động, thời gian giữ và thời gian hoạt động liên tục. Các xu hướng nhiệt độ phải được đánh giá cùng với lưu lượng bơm, tốc độ bộ chấp hành, áp lực hồi, giữ tải và công suất đầu vào.
Một hệ thống thành công nên đạt được nhiệt độ hoạt động ổn định, duy trì hiệu suất dầu nóng chấp nhận được, vận hành các chức năng làm mát và bảo vệ của nó một cách chính xác, và trở về gần với điều kiện ban đầu sau khi làm mát.
Nếu nhiệt độ dầu tiếp tục tăng, lưu lượng giảm đáng kể, các thành phần địa phương quá nhiệt, hoặc việc giữ tải suy giảm, mạch thủy lực, lựa chọn bơm và van, ống dẫn, bể chứa và hệ thống làm mát nên được xem xét lại.
Tăng thiết lập báo động hoặc lắp đặt một bộ làm mát lớn hơn có thể che giấu triệu chứng, nhưng không xác nhận rằng thiết kế là đáng tin cậy.