Come effettuare l'analisi sulla generazione e l'eliminazione delle vibrazioni nel sistema idraulico a fluido?
La vibrazione è un fenomeno che si verifica spesso nel funzionamento dei sistemi idraulici. Deriva principalmente da due aspetti: la vibrazione generata dal movimento del sistema meccanico e generata durante il processo di lavorazione del fluido.
La maggior parte delle vibrazioni sono molto dannose per il sistema idraulico, ad eccezione ovviamente dell'attrezzatura idraulica che utilizza il principio della vibrazione.
Le vibrazioni influiscono direttamente sulle prestazioni del motore principale e del sistema idraulico, provocando danni ai componenti idraulici, agli accessori e alle tubazioni. Quindi in tal modo ridurrà la durata del sistema.
1. Cause della vibrazione del fluido
- Vibrazione della pompa idraulica
La pulsazione del flusso di una pompa idraulica è una caratteristica intrinseca della pompa. Durante il processo di aspirazione e spremitura dell'olio, la pressione e il flusso cambiano periodicamente formando un impulso di pressione.
Questa pulsazione causerà inevitabilmente pulsazioni di pressione nel tubo di uscita della pompa idraulica e si diffonderà all'intero sistema, producendo vibrazioni del fluido. Inoltre, lo shock di pressione nell'area intrappolata della pompa idraulica, il flusso di ritorno della pompa a stantuffo e l'incapacità della pompa variabile di ridurre l'erogazione dell'olio nel tempo in cui la pressione dell'olio aumenta, causano tutte vibrazioni idrauliche.
- Vibrazioni causate dalle bolle
L'olio è generalmente miscelato con circa 2% a 5% di aria e l'aria miscelata è sospesa nell'olio idraulico sotto forma di bolle con un diametro da 0,05 a 0,5 mm.
Quando la pressione parziale dell'olio miscelata con l'aria scende alla pressione di separazione dell'aria, l'aria disciolta nell'olio si separerà e precipiterà, formando un gran numero di bolle (questo fenomeno è chiamato cavitazione).
Quando l'olio con un gran numero di bolle fluisce di nuovo a una pressione più alta in punti alti, le bolle vengono istantaneamente frantumate per formare alte pressioni locali, causando grandi fluttuazioni di pressione e facendo vibrare il sistema.
- Vibrazioni causate dalla commutazione della valvola idraulica
Nel sistema idraulico, quando l'inerzia del carico è grande, se la valvola di controllo direzionale viene improvvisamente chiusa o aperta, la portata del liquido che scorre nella tubazione cambierà improvvisamente. In questo momento, la conversione dell'energia cinetica del liquido provocherà shock di pressione e vibrazioni.
- Fenomeno di corsa in avanti e vibrazioni causate dal carico d'urto
Quando la variazione del carico fa sì che l'attuatore idraulico passi improvvisamente dallo stato di lavoro allo stato di scarico, a causa dell'inerzia del sistema, si verificherà una spinta in avanti, causando shock idraulico e vibrazioni. Quando l'attuatore idraulico viene caricato improvvisamente dallo stato di assenza di carico, a causa del carico d'urto la pressione del liquido aumenta improvvisamente, provocando shock e vibrazioni di pressione.
2. Misure per eliminare la vibrazione del fluido
- Riduce l'influenza delle bolle d'aria
- Una scelta ragionevole dei componenti idraulici contribuirà a ridurre l'influenza delle bolle d'aria sul sistema
Quando si seleziona un filtro di aspirazione olio, è possibile scegliere un filtro di aspirazione olio autosigillante pronto all'uso con un dispositivo di segnalazione, come il filtro di aspirazione olio autosigillante fuori scatola serie TF. Quando l'elemento filtrante è bloccato da contaminanti, il grado di vuoto dell'uscita dell'olio è 0,018, quindi il trasmettitore invierà un segnale di allarme per ricordare all'operatore di sostituire l'elemento filtrante in tempo per evitare l'ostruzione dell'elemento filtrante. Oppure risulterà in una cattiva aspirazione dell'olio della pompa dell'olio e un vuoto parziale all'ingresso dell'olio e all'aspirazione dell'aria.
- Progettare in modo ragionevole la struttura dei componenti idraulici per ridurre l'influenza delle bolle d'aria nel sistema
Predisporre giunti di misurazione della pressione con dispositivi di scarico in ogni punto alto della tubazione idraulica e scaricare regolarmente il gas miscelato nella tubazione attraverso il dispositivo di scarico dei giunti di misurazione della pressione.
Quando si progetta il serbatoio dell'olio, impostare il filtro dell'olio e il filtro di aspirazione dell'olio rispettivamente disposti su entrambe le estremità del serbatoio dell'olio per aumentare la corsa dell'olio che scorre nel serbatoio dell'olio, in modo che l'olio abbia il più tempo possibile per far precipitare le bolle durante il processo di bypass.
La connessione della tubazione è ben sigillata, scegliere una guarnizione di tenuta combinata con migliori prestazioni di tenuta alla giunzione del giunto del tubo e il blocco integrato per evitare infiltrazioni d'aria.
2. Ridurre l'impatto delle valvole idrauliche
La valvola di inversione e la valvola di troppopieno nella valvola idraulica possono facilmente provocare un impatto del fluido e quindi causare vibrazioni. Quindi questo punto dovrebbe essere considerato quando si seleziona il modello.
Selezionando la valvola direzionale, quando la pressione è alta e la portata è grande, scegliere la valvola direzionale elettore-idraulica con migliore stabilità di commutazione. Quando si seleziona la funzione neutra della valvola direzionale, se l'inerzia del carico è grande, è possibile scegliere la funzione di tipo Y per garantire che ci sia ancora un certo effetto tampone dopo la chiusura della valvola. Se il motore idraulico del sistema inerziale grande non può continuare a ruotare dopo la chiusura della valvola di inversione, è possibile scegliere la funzione tipo O o tipo M.
E prima che la valvola di inversione venga chiusa, è meglio scaricare prima la pompa idraulica e chiudere la valvola di inversione dopo un certo ritardo. Se si seleziona la valvola di troppopieno, quando la pressione è alta e il flusso è grande, utilizzare la valvola di sfioro pilotata.
3. Adeguata compensazione dinamica
Se nel sistema sono installate una valvola di sovraccarico e una valvola di contropressione, le prestazioni dinamiche del sistema saranno notevolmente migliorate e lo shock idraulico sarà ridotto.
Inoltre, l'impostazione di una valvola di contropressione può anche aumentare la pressione minima di esercizio del sistema, evitando la generazione di bolle. E allo stesso tempo rallenterà il fenomeno dello scatto frontale causato dai cambiamenti delle condizioni di lavoro, riducendo così le vibrazioni del sistema.
4. Altre misure
Al fine di ridurre le vibrazioni della tubazione, durante la progettazione di tubazioni idrauliche, è possibile installare fascette per tubi in base alle specifiche di progettazione ed evitare il più possibile curve strette della tubazione.
Gli accumulatori devono essere installati all'ingresso e all'uscita degli attuatori idraulici per alleviare lo shock idraulico.
3. Conclusione
La vibrazione è un fenomeno fisico inseparabile del sistema idraulico. L'analisi corretta delle cause delle vibrazioni e l'adozione di misure di controllo ragionevoli ed efficaci sono importanti per migliorare l'efficienza del sistema e prolungarne la durata.
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