تحليل خمسة أسباب للتدفئة في النظام الهيدروليكي لحفارة كوماتسو PC200
بالنسبة لمثل هذه الأعطال، يوصى عمومًا بالبدء بتحليل داخلي للنظام الهيدروليكي من الخارج. تنتج الأسباب الداخلية بشكل رئيسي عن تصميم النظام غير المعقول. نظرًا لعوامل مثل المطابقة غير المعقولة بين المكونات، وقنوات خطوط الأنابيب الضيقة، والانحناءات المتعددة، وأنصاف أقطار الانحناء الصغيرة، وعدم كفاية سعة خزان الوقود. يجب مراعاة مثل هذه المشكلات بشكل كامل أثناء مرحلة التصميم، وإلا سيؤدي ذلك إلى أوجه قصور متأصلة في النظام الهيدروليكي للحفارة، والتي سيكون من الصعب التغلب عليها بمجرد تصنيع المنتج.
(1) تسخين النظام الهيدروليكي الناجم عن عوامل خارجية
يتم توصيل محرك المضخة الهيدروليكية لحفارة Komatsu PC200 من خلال مخمد ممتص الصدمات داخل صندوق ممتص الصدمات. عند التعامل مع عطل في تسخين النظام الهيدروليكي في الحفارة، وُجد أن مستوى الزيت في صندوق امتصاص الصدمات كان أعلى بكثير من المسمار عند مستوى الزيت الملاحظ (عادةً حوالي 1.5 لتر). ولّد هذا الزيت الزائد كمية كبيرة من الحرارة أثناء دوران مخمد ممتص الصدمات ونقلها إلى المضخة الهيدروليكية، مما تسبب في تسخين النظام.
في هذه المرحلة، يمكن التخلص من العطل عن طريق تصريف زيت ممتص الصدمات إلى المستوى القياسي. هناك سببان لارتفاع مستوى الزيت في صندوق ممتص الصدمات: أولاً، يقوم المشغل بإعادة تعبئة الزيت بشكل أعمى؛ المشكلة الثانية هي تقادم مانع تسرب الزيت في طرف عمود المضخة الهيدروليكية، مما يسبب تسرب الزيت الهيدروليكي. يجب استبدال هذا الأخير عن طريق إزالة سدادة المضخة الهيدروليكية واستبدال مانع تسرب الزيت.
(2) يؤدي ضعف أداء المبرد في تبديد الحرارة إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت
الأشكال الرئيسية لضعف أداء تبديد الحرارة في المشعاعات هي: تشوه أو انسداد زعانف تبديد الحرارة الخارجية، وضعف تأثير التبريد؛ عدم كفاية سعة مروحة التبريد؛ انسداد خط الأنابيب الداخلي لمبرد الزيت الهيدروليكي. بالإضافة إلى الحكم البديهي، يمكن أيضًا استنتاج الأولين الأولين من الفرق الصغير في درجة الحرارة بين الأنابيب العلوية والسفلية للمبرد. في هذا الوقت، من الضروري تنظيف المشتت الحراري وتشديد حزام المروحة. يمكن تحديد انسداد خط الأنابيب الداخلي في مشعات الزيت الهيدروليكي عن طريق تركيب مقاييس الضغط في ممرات الزيت في مدخل ومخرج المبرد وفحص فرق الضغط بين الاثنين. إذا كانت درجة حرارة الزيت حوالي 45 درجة مئوية وكان فرق الضغط أقل من 0.12 ميجا باسكال، فإنه يعتبر طبيعيًا. إذا كان أعلى من 0.12 ميجا باسكال، فهذا يشير إلى انسداد شديد في أنبوب الزيت ويجب إزالة الأغطية العلوية والسفلية للرادياتير لتنظيف خط الأنابيب.
(3) يتسبب فشل الصمام أحادي الاتجاه لمرشح الزيت المرتجع الهيدروليكي في ارتفاع درجة حرارة الزيت الهيدروليكي
من الرسم التخطيطي للنظام الهيدروليكي، يمكن ملاحظة أن الصمام أحادي الاتجاه لعنصر فلتر الزيت الراجع للنظام الهيدروليكي متصل بمخرج عنصر فلتر الزيت الراجع بالتوازي مع مشعاع الزيت الهيدروليكي. وتتمثل وظيفته في الفتح تلقائيًا عندما يكون فرق الضغط في مشعاع الزيت الراجع أعلى من 0.185 ميجا باسكال، وقصر دائرة المبرد لتشكيل ممر الزيت الراجع. في العمل العملي، نظرًا لتركيب الصمام في الجزء السفلي من عنصر فلتر الزيت الراجع، يصعب فحصه وصيانته. بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض المشغلين لديهم اختيار غير سليم لجودة الزيت الهيدروليكي، وعدم تغيير الزيت على المدى الطويل، وسوء الصيانة على المدى الطويل، مما تسبب في تلوث الزيت بشكل خطير. نتيجة لذلك، يكون الصمام عالقًا في وضع الفتح العادي (حتى أن البعض يزيله دون تصريح)، ولا يكون لمبرد الزيت المرتجع تأثير تبديد الحرارة، مما يؤدي حتمًا إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت. افحص أي التصاق لهذا الصمام في كل مرة يتم فيها استبدال الزيت الهيدروليكي.
(4) الاختيار غير الصحيح لرتبة الزيت الهيدروليكي أو رداءة جودة الزيت مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الزيت
في السنوات الأخيرة، كانت هناك حوادث متعددة لارتفاع درجة حرارة زيت النظام الهيدروليكي بسبب استخدام زيت غير مطابق أو زيت مغشوش. على سبيل المثال، يمكن أن يتسبب سوء استخدام الزيت ذي اللزوجة العالية في فقدان الضغط المفرط في تدفق السوائل، والذي يتحول إلى طاقة حرارية ويمكن أن يؤدي إلى ارتفاع مفرط في درجة الحرارة؛ كما يمكن أن يتسبب سوء استخدام الزيت الهيدروليكي ذي اللزوجة المنخفضة في حدوث تسربات كبيرة في المضخة الهيدروليكية العاملة والمكونات الهيدروليكية، مما يولد حرارة؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض السوائل منخفضة الجودة ذات اللزوجة المنخفضة ذات الأداء الضعيف في اللزوجة ودرجة الحرارة، وهي عرضة للاستحلاب والتجويف أثناء الإنتاج، وتنتج فقاعات، والتي يمكن أن تولد درجات حرارة عالية محلية تحت ضغط الزيت الهيدروليكي العالي وتفاقم من تآكل المكونات.
(5) تسخين النظام الناتج عن الضبط غير السليم لصمامات الضغط في المضخات والأنظمة الهيدروليكية
كمصدر طاقة للنظام الهيدروليكي، تؤثر حالة عمل المضخة الهيدروليكية على درجة تسخين النظام. إذا كانت المضخة الرئيسية للحفارة PC200 عبارة عن مضخة غطاسة، إذا كان موضع التركيب بين لوحة التوزيع وجسم الأسطوانة، والأحذية المنزلقة والألواح المائلة وجسم أسطوانة الغطاس في المضخة مهترئًا، فغالبًا ما يتسبب ذلك في تسخين المضخة الهيدروليكية بسرعة. يمكن الحكم على ذلك من خلال ملاحظة خصائص التسخين السريع والضوضاء للمضخة. طريقة الإصلاح هي طحن وإصلاح سطح التزاوج مانع التسرب أو استبدال الأجزاء التي لا يمكن إصلاحها.
مضخة التحكم التجريبية للحفارة PC200 عبارة عن مضخة تروس، والتي توفر زيت ضغط التحكم في التشغيل للنظام وتضبط إزاحة المضخة الرئيسية وفقًا لمتطلبات الحمل. إذا كان وجه طرف الترس للمضخة متآكلًا أو كان خلوص السن كبيرًا، سيزداد التسرب الداخلي، مما يؤدي إلى تسخين المضخة ويؤثر على التشغيل العادي للمضخة الرئيسية.
يمكن أن يؤدي الضغط الزائد أو غير الكافي لصمام التنفيس إلى ارتفاع حرارة النظام الهيدروليكي. إذا تم ضبط ضغط النظام مرتفعًا جدًا، فقد يتسبب ذلك في تشغيل المضخة الهيدروليكية بما يتجاوز ضغطها المقدر، مما يؤدي إلى زيادة التحميل الزائد على المضخة، ويؤدي إلى زيادة درجة حرارة الزيت؛ وعلى العكس من ذلك، إذا كان تنظيم ضغط النظام منخفضًا جدًا، فإن آلية العمل ستواجه في كثير من الأحيان ظاهرة فتح صمام الفائض وتفريغه تحت الحمل العادي، مما يتسبب في زيادة تدفق النظام الهيدروليكي والتسخين.
ظاهرة تسخين النظام الهيدروليكي ومخاطره. يعد تسخين النظام الهيدروليكي ظاهرة عطل شائعة في الحفارات، وهو أيضًا عطل ناعم معقد يجب تحليله والتعامل معه. في ظل ظروف التشغيل العادية، يجب أن تكون درجة حرارة زيت النظام الهيدروليكي لحفارة كوماتسو PC200/400 أقل من 60 درجة مئوية (يجب أن تكون درجة حرارة مضخة الزيت أعلى من 5-10 درجات مئوية). إذا تجاوزت هذا الحد بشكل كبير، فإنه يسمى تسخين النظام الهيدروليكي. خصائص العطل هي: عندما تعمل الحفارة باردة، تكون الإجراءات المختلفة طبيعية. بعد حوالي ساعة من التشغيل الميكانيكي ، مع ارتفاع درجة حرارة الزيت الهيدروليكي ، تصبح المحركات المختلفة للحفارة' ؛ تصبح المحركات المختلفة ضعيفة وبطيئة في العمل ، خاصة عندما تكون قوة الحفر غير كافية ويكون المشي والدوران صعبًا. إذا لم يكن من الممكن التعامل مع ظاهرة التسخين في النظام الهيدروليكي في الوقت المناسب، فسيكون لها آثار ضارة للغاية على النظام:
(1) تنخفض لزوجة الزيت، ويزداد التسرب، ويزداد تسرب الزيت، ويزداد النظام حرارة، مما يشكل حلقة مفرغة;
(2) تسريع أكسدة الزيت، وتشكيل مواد تشبه الهلام، وسد الثقوب الصغيرة في المكونات، والتسبب في تعطل المكونات الهيدروليكية أو تعطلها وتعطلها عن العمل;
(3) تقادم وفشل الأختام والخراطيم المطاطية;
(4) تكثيف تآكل وتلف مضخة الزيت ومكونات الصمام الهيدروليكي، بل وجعلها غير صالحة للاستخدام.
مثال على تحليل أعطال تسخين النظام الهيدروليكي في الحفارات. بشكل عام، بالنسبة لمثل هذه الأعطال، يجب أن تكون الخطوة الأولى هي البدء بتحليل داخلي خارجي للنظام الهيدروليكي. الأسباب الداخلية ناتجة بشكل رئيسي عن تصميم النظام غير المعقول. نظرًا لعوامل مثل المطابقة غير المعقولة بين المكونات، وقنوات خطوط الأنابيب الضيقة، والانحناءات المتعددة، وأنصاف أقطار الانحناء الصغيرة، وعدم كفاية سعة خزان الوقود. يجب مراعاة هذه المشكلات بشكل كامل أثناء مرحلة التصميم، وإلا سيؤدي ذلك إلى أوجه قصور متأصلة في النظام الهيدروليكي للحفارة، والتي سيكون من الصعب التغلب عليها بمجرد تصنيع المنتج.
2.1 تسخين النظام الهيدروليكي الناجم عن عوامل خارجية، مثل محرك المضخة الهيدروليكية للحفارة Komatsu PC200، متصل من خلال مخمد ممتص الصدمات داخل صندوق امتصاص الصدمات. عند التعامل مع عطل تسخين النظام الهيدروليكي في حفّار، تبيّن أن مستوى الزيت في صندوق ممتص الصدمات كان أعلى بكثير من المسمار عند مستوى الزيت الملاحظ (عادةً حوالي 1.5 لتر). ولّد هذا الزيت الزائد كمية كبيرة من الحرارة أثناء دوران مخمد ممتص الصدمات ونقلها إلى المضخة الهيدروليكية، مما تسبب في تسخين النظام. في هذه المرحلة، يمكن التخلص من العطل عن طريق تصريف زيت ممتص الصدمات إلى المستوى القياسي. هناك سببان لارتفاع مستوى الزيت في صندوق ممتص الصدمات: أولاً، يقوم المشغل بإعادة تعبئة الزيت بشكل أعمى؛ المشكلة الثانية هي تقادم مانع تسرب الزيت في طرف عمود المضخة الهيدروليكية، مما يسبب تسرب الزيت الهيدروليكي. يجب استبدال هذا الأخير عن طريق إزالة سدادة المضخة الهيدروليكية واستبدال مانع تسرب الزيت.
2.2 يمكن أن يتسبب ضعف أداء تبديد الحرارة في المشعاعات في ارتفاع درجات حرارة الزيت. الأشكال الرئيسية لضعف أداء تبديد الحرارة في المشعاعات هي: تشوه أو انسداد زعانف تبديد الحرارة الخارجية، وضعف تأثير التبريد؛ عدم كفاية قدرة مروحة التبريد؛ انسداد خط الأنابيب الداخلي لمبرد الزيت الهيدروليكي. بالإضافة إلى الحكم البديهي، يمكن أيضًا استنتاج الأولين الأولين من الفرق الصغير في درجة الحرارة بين الأنابيب العلوية والسفلية للمبرد. في هذا الوقت، من الضروري تنظيف المشتت الحراري وتشديد حزام المروحة. يمكن تحديد انسداد خط الأنابيب الداخلي في مشعاعات الزيت الهيدروليكي عن طريق تركيب مقاييس الضغط في ممرات الزيت في مدخل ومخرج المبرد وفحص فرق الضغط بين الاثنين. إذا كانت درجة حرارة الزيت حوالي 45 درجة مئوية وكان فرق الضغط أقل من 0.12 ميجا باسكال، فإنه يعتبر طبيعيًا. إذا كان أعلى من 0.12 ميجا باسكال، فهذا يشير إلى انسداد شديد في أنبوب الزيت ويجب إزالة الأغطية العلوية والسفلية للرادياتير لتنظيف خط الأنابيب.
2.3 يتسبب فشل الصمام أحادي الاتجاه لمرشح الزيت المرتجع الهيدروليكي في ارتفاع درجة حرارة الزيت الهيدروليكي. من الرسم التخطيطي للنظام الهيدروليكي، يمكن ملاحظة أن النظام الهيدروليكي عودة النظام الهيدروليكي صمام أحادي الاتجاه لمرشح الزيت المرتجع متصل بمخرج مرشح الزيت المرتجع بالتوازي مع مشعاع الزيت الهيدروليكي. وتتمثل وظيفته في الفتح تلقائيًا عندما يكون فرق الضغط في مشعاع الزيت الراجع أعلى من 0.185 ميجا باسكال، وتقصير دائرة المشعاع لتشكيل ممر الزيت الراجع. في العمل العملي، نظرًا لتركيب الصمام في الجزء السفلي من عنصر فلتر الزيت الراجع، يصعب فحصه وصيانته. بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض المشغلين لديهم اختيار غير صحيح لجودة الزيت الهيدروليكي، وعدم تغيير الزيت على المدى الطويل، وسوء الصيانة على المدى الطويل، مما تسبب في تلوث الزيت بشكل خطير. ونتيجة لذلك، يكون الصمام عالقًا في وضع الفتح العادي (حتى أن البعض يزيله دون إذن)، ولا يكون لمبرد الزيت المرتجع تأثير تبديد الحرارة، مما يؤدي حتمًا إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت. افحص أي التصاق لهذا الصمام في كل مرة يتم فيها استبدال الزيت الهيدروليكي.
2.4 الاختيار غير السليم لدرجات الزيت الهيدروليكي أو رداءة نوعية الزيت مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت. في السنوات الأخيرة، حدثت أعطال متعددة بسبب استخدام زيت غير مطابق أو رداءة الزيت، مما أدى إلى زيادة درجة حرارة زيت النظام الهيدروليكي. على سبيل المثال، يمكن أن يتسبب سوء استخدام الزيت ذي اللزوجة العالية في فقدان الضغط المفرط في تدفق السوائل، والذي يتحول إلى طاقة حرارية ويمكن أن يؤدي إلى ارتفاع مفرط في درجة الحرارة؛ كما يمكن أن يتسبب سوء استخدام الزيت الهيدروليكي ذي اللزوجة المنخفضة في حدوث تسربات كبيرة في المضخة الهيدروليكية العاملة والمكونات الهيدروليكية، مما يؤدي إلى توليد الحرارة؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض السوائل منخفضة الجودة ذات اللزوجة المنخفضة ذات الأداء الضعيف في اللزوجة ودرجة الحرارة، وهي عرضة للاستحلاب والتجويف أثناء الإنتاج، وتنتج فقاعات، والتي يمكن أن تولد درجات حرارة عالية محلية تحت ضغط الزيت الهيدروليكي العالي وتفاقم تآكل المكونات.
يمكن أن يؤدي الضبط غير الصحيح للمضخة وصمام ضغط النظام الهيدروليكي إلى تسخين النظام. كمصدر طاقة للنظام الهيدروليكي، فإن حالة عمل المضخة الهيدروليكية تؤثر على درجة تسخين النظام. إذا كانت المضخة الرئيسية للحفارة PC200 عبارة عن مضخة غطاسة، إذا كان موضع التركيب بين لوحة التوزيع وجسم الأسطوانة، والأحذية المنزلقة والألواح المائلة وجسم أسطوانة الغطاس في المضخة مهترئًا، فغالبًا ما يتسبب ذلك في تسخين المضخة الهيدروليكية بسرعة. يمكن الحكم على ذلك من خلال ملاحظة خصائص التسخين السريع والضوضاء للمضخة. تتمثل طريقة الإصلاح في طحن وإصلاح سطح التزاوج المانعة للتسرب أو استبدال الأجزاء التي لا يمكن إصلاحها. مضخة التحكم التجريبي للحفارة PC200 عبارة عن مضخة تروس، والتي توفر زيت ضغط التحكم في التشغيل للنظام وتضبط إزاحة المضخة الرئيسية وفقًا لمتطلبات الحمل. إذا كان وجه طرف الترس للمضخة متآكلًا أو كان خلوص السن كبيرًا، سيزداد التسرب الداخلي، مما يؤدي إلى تسخين المضخة ويؤثر على التشغيل العادي للمضخة الرئيسية. يمكن أن يتسبب الضغط الزائد أو غير الكافي لصمام التنفيس أيضًا في تسخين النظام الهيدروليكي. إذا تم ضبط ضغط النظام عاليًا جدًا، فقد يتسبب ذلك في تشغيل المضخة الهيدروليكية بما يتجاوز ضغطها المقدر، وزيادة التحميل الزائد على المضخة، ويؤدي إلى زيادة درجة حرارة الزيت؛ على العكس من ذلك، إذا كان تنظيم ضغط النظام منخفضًا جدًا، فسوف يتسبب ذلك في تعرض آلية العمل بشكل متكرر لظاهرة فتح صمام الفائض وتفريغه تحت الحمل العادي، مما يؤدي إلى تسخين النظام الهيدروليكي الزائد
