Экспертные решения для отказов гидравлических цилиндров

Гидравлические цилиндры — жизненно важная часть множества различных типов машин в самых разных отраслях, и когда они выходят из строя, последствия могут варьироваться от раздражающих до опасных. Важно понимать природу отказа гидравлического цилиндра, включая его причины и наилучшие способы устранения после возникновения.

Гидравлические цилиндры

Гидравлические цилиндры (которые вы можете встретить под названием линейные гидравлические моторы) — это гидравлические актуаторы, используемые для получения линейного движения за счет эффективной передачи силы через практически несжимаемую гидравлическую жидкость. Их можно найти практически в любой отрасли: от массивных землеройных машин, таких как гидравлические лопаты, до авиапромышленности, где они применяются на самолетах и наземном обеспечении. Гидравлические цилиндры обычно являются критическим компонентом любой системы, в которой они находятся, что означает, что их отказ может привести к проблемному простою. Поэтому важно понимать, что вызывает отказы гидравлических цилиндров и что можно сделать для их предотвращения.

Компоненты гидравлического цилиндра

Наиболее важные компоненты гидравлического цилиндра включают корпус (который заключает большинство деталей), поршневой шток (часть, которую большинство людей видит), поршень (передающий движение штоку), днище цилиндра, головку цилиндра и множество уплотнений и подшипников. Отказ любого из этих элементов повлияет на гидравлический цилиндр в целом.

Химическая атака

Гидравлические цилиндры часто используются в средах, где они могут контактировать с коррозионными материалами. Когда такая среда присутствует, обычно первой поражается уплотнение цилиндра (в зависимости от материала уплотнения). Если обнаружены признаки химической атаки на уплотнении, его нужно не только заменить, но и заменить на материал, совместимый с коррозионными химикатами рабочей среды. При закупке новой гидравлической цилиндрической системы разумно проконсультироваться с производителем о потенциальных химических проблемах с уплотнениями.

Загрязненная гидравлическая жидкость

Загрязненная гидравлическая жидкость может принимать две проблемные формы в гидравлических цилиндрах: загрязнение воздухом или водой, и частицчатое загрязнение. Наличие воздуха или воды в жидкости влияет на производительность цилиндра, затрагивая нагрузки, которые он может обрабатывать, и силу хода. С другой стороны, частицчатое загрязнение может уничтожить уплотнения и привести к другим критическим проблемам. Большинство частицчатого загрязнения представляет собой абразивные частицы, и как только они оказываются зажатыми между поверхностью поршневого штока и уплотнением штока, уплотнение повреждается и начинает течь. Большинство загрязнения попадает к гидравлическому уплотнению через неисправное скребковое уплотнение (wiper seal), но оно также может быть введено при обслуживании и ремонте, если не соблюдаются чистотные процедуры.

Коррозия внутри корпуса

Если воде разрешен доступ внутрь гидравлического цилиндра, она может вызвать внутреннюю коррозию корпуса. Этот тип повреждения трудно отремонтировать и часто требует замены пострадавших деталей. Лучший способ предотвратить такой ущерб — предотвратить проникновение воды, которое часто происходит из-за поврежденных уплотнений. С другой стороны, такой ущерб также может быть признаком того, что цилиндр не соответствует типу среды, в которой он используется.

Поврежденные опорные втулки (eye bearings)

Опорная втулка выйдет из строя при одной из двух обстоятельств: (1) когда цилиндр подвергается нагрузке выше его спецификации или (2) когда цилиндр подвергается внезапному удару или ударной нагрузке. Если нагрузка превышает указанную для цилиндра, что-то выйдет из строя, и обычно это опорная втулка.

Поврежденные штоковые подшипники и поршневые штоки

Причиной поврежденных штоковых подшипников и изогнутых поршневых штоков обычно является неправильное выравнивание между цилиндром и нагрузкой, но также может быть вызвано нагрузкой на гидравлический цилиндр сверх указанной для него. Когда выравнивание неверное, возникает боковая нагрузка или изгиб, которые штоковые подшипники не рассчитаны нести.

Вмятины на штоках и корпусах

Корпус или шток гидравлического цилиндра могут быть вмятины достаточно глубоко, чтобы вызвать проблемы с производительностью и потребовать их замены. Этот тип повреждения обычно результат удара другой единицей техники или очень тяжелым предметом. Обычно проявляется в том, что шток не может быть полностью выдвинут или втянут (т.е. цилиндр не может выполнить полный ход). Попытки продолжить использование цилиндра с вмятиной на штоке или корпусе приведет к повреждению других компонентов, включая подшипники и уплотнения.

Чрезмерный износ

Большинство случаев чрезмерного износа можно отследить до децентрировки штока и цилиндра. Когда эти два компонента не выровнены правильно, возникают дополнительные силы, перпендикулярные движению штока, известные как поперечная нагрузка или боковая нагрузка. Эти силы в конечном итоге приводят к повреждению подшипников, поршней, штоков и корпусов.

Экстремальные температуры

Еще одна главная причина отказа гидравлических цилиндров — экстремальные рабочие температуры — и слишком холодные, и слишком горячие. Когда рабочие температуры слишком высоки, это может привести к преждевременному выходу из строя уплотнений. Кроме того, при высоких температурах способность жидкости адекватно смазывать критические детали также может стать проблемой и привести к преждевременному износу и значительному снижению эффективности. Это часто видно на подшипниках, выходящих из строя слишком рано. Чрезмерные температуры также ускоряют естественную деградацию гидравлической жидкости и смазок.

С другой стороны, если рабочие температуры слишком низкие, смазка и гидравлическая жидкость становятся слишком густыми для правильной работы, и ущерб гидравлическому цилиндру может произойти. Холодные температуры также могут заставлять материалы уплотнений вести себя хрупко, приводя к трещинам по бокам. Если уплотнения пострадают от экстремальных температур, пострадавшее уплотнение должно быть заменено на изготовленное из материала, совместимого с рабочими температурами.

Если гидравлическая жидкость и смазки неблагоприятно влияют на рабочие температуры, то должен использоваться другой тип, рейтинговый для ожидаемых рабочих температур.

Выдавленное уплотнение

Еще одна серьезная проблема, которая может возникнуть с гидравлическими цилиндрами — выдавливание уплотнения, которое обычно происходит между корпусом и головкой или днищем. По мере того как губка уплотнения начинает выдавливаться в зазор выдавливания, она испытывает экстремальный износ. Куски губки могут быть сорваны, вводя загрязнение в систему и приводя к течению уплотнения. Когда есть доказательства, что уплотнение начало выдавливаться в зазор, становится необходимым другой тип материала уплотнения или геометрия уплотнения.

Текучее уплотнение

Наиболее распространенной причиной отказа гидравлического цилиндра являются текучие уплотнения, которые не только позволяют критическим жидкостям покидать систему (включая смазки), но и позволяют повреждающим загрязнителям (воде, воздуху и частицам) проникать внутрь гидравлического цилиндра. Большинство причин отказа уплотнений: использование неправильного размера уплотнения, неподходящие зазоры между уплотнением и поверхностью, коррозия уплотнения, чрезмерный износ из-за абразивного загрязнения жидкости, плохое выравнивание между уплотнением штока и штоком, и неправильная установка. Однако помните, что уплотнения неизбежно изнашиваются со временем и достигают точки, когда их нужно заменить.

Заключение

Большинство отказов гидравлических цилиндров — результат проблем, связанных с уплотнениями (включая утечки, загрязнение и выдавливание), подшипниками (включая штоковые и опорные втулки) и вмятинами на штоке или корпусе. Наиболее частые причины отказа: децентрировка, экстремальные температуры, нормальный или чрезмерный износ, химические атаки, коррозия и гидравлическое загрязнение. Секрет предотвращения большинства этих отказов довольно прост: регулярное профилактическое обслуживание. Например, анализ жидкости может выявить ряд проблем (воздух или вода, частицчатое загрязнение, коррозия, химическая атака, деградация от температуры). Визуальный осмотр может выявить децентрировку, текучие уплотнения, коррозию и вмятины на штоках и корпусах.

MAC Hydraulics

В MAC Hydraulics наша команда техников может не только ремонтировать гидравлические цилиндры, но и предоставлять нарядное обслуживание и тестирование, которое снизит ваши затраты на M&O, простой и ремонт. Будь то изношенный подшипник, децентрированный шток или вышедшее из строя уплотнение, наша квалифицированная команда выполнит необходимые ремонты за минимальное время. Они не только устранят детали, требующие замены или регулировки, но и отследят корневую причину отказа и дадут рекомендации, чтобы вы могли предотвратить повторение. Мы также шлифуем штоки, растачиваем трубы и заменяем все уплотнения при выполнении ремонта. Свяжитесь с нами сегодня в MAC Hydraulics, чтобы узнать, что мы можем предложить в плане ремонта, обслуживания и тестирования гидравлических цилиндров!