Гидравлик насосны үйл ажиллагаанд нөлөөлөх хүчин зүйлс юу вэ?

Гидравлик насосны дотоодын үр өгөөжийн алдагдал

Гидравлик насосны үр өгөөж нь үйлчилгээний зардал, системийн найдвартай байдлыг шууд нөлөөлөх бөгөөд гурван үндсэн алдагдлын ангилал ажиллагааг муутгаж байна.

Эзлэхүүний алдагдал: Дотоодын зууралт ба шингэний шахагдах чанарын нөлөө

Хөдөлгөөнт хэсгүүд болон тэдгээрийн багцын хоорондох жижиг зайгаар шингэн урсах үед энэ нь гарч буй урсгалын хэмжээг бай ердийн бууруулдаг. Шингэгүүд даралтанд нягтардаг тул эзэлхүүн нь системийн даралтаас хамааран өөрчлөгдөх учир энэ асуудал илүү мууддаг бөгөөд өндөр даралттай ажилладаг системүүдэд ялангуяа илэрдэг. Хуучин насоснууд нас барих, элэгдэхээс болж цаг соёсоор 15-30 хувийн шингэн илүү их алддаг. Шинэ насоснууд ерөнхийдөө ойролцоогоор 95% үр дүнтэй ажилладаг боловч жил эцэслэх тутам 2023 оны Engineering Toolbox-ийн мэдээллээр ихэнх нь 80%-иос доош унах болдог. Дараа нь юу болох вэ? Насос ижил хэмжээний гаралтыг үйлдвэрлэхийн тулд илүү их хүч чармайлт гаргах ёстой болдог тул энерги хэрэглэх зардал ачааллын дагуу хязгааргүй ихсэж, зарим тохиолдолд зөв зардалд харьцуулахад дөрөвний нэгээр илүү их байх болно.

Механик алдагдал: Трийл, өргөст тулгуур элэгдэл, сэлбэгийн даралт

Үрэлт нь бид бүгд сайн мэдэх тулгуур, поршень, амраас зэрэг гулсах хэсгүүд дээр үүсдэг бөгөөд энэ үрэлт нь системд оруулах энергиийн 7-12 хувийг хожигдуулдаг. Тулгуурын хэсэг изэндэхэд их хэмжээний чангаарах жийг (drag torque) үүсгэж, заримдаа эсэргүүцэл 40%-иар нэмэгдэж болно. Харин хуучирсан герметик халхавчуудын талаар яаж хэлэх вэ? Эдгээр нь даралт их үед механик үр ашигийг ойролцоогоор 8% бууруулах зовхион дотор муу нөлөөллийг оруулж ирдэг. Энэ юуны учир гэвэл өмнө нь үйлдвэрлэлтэнд ашиглагдаж байсан энерги нь шингэнийг шилжүүлэхийн оронд дулаан болон алга болдог. Энэ дулааны цуглуулалт нь бүх компонентийн изэндлийг хурдасгадаг. Иймээс металл гадаргуунууд шууд хоорондоо үрэхээс сэргийлэх, машины ерөнхий ажиллагааг сайн байлгахын тулд тогтмол тослолтын шалгалт хийх нь маш чухал.

Шингэний алдагдал: Турбулент, урсгалын тусгаарлалт, халхавчны эсэргүүцэл

Үр ашгүй шингэний систем нь ихэвчлэн краны доторх эргэлдээ үүсэх, хурц өнцгүүд дээр эсвэл гэнэт хэмжээ өөрчлөгдөх цэгт урсгал тусгаарлагдах, мөн удирдлагын крануудыг дамжих үеийн даралт алдалт зэрэг асуудлаас үүдэлтэй байдаг. Шингэний урсгал эргэлдмэл болох үед энерги нь дулаан болон алдагдана. Урсгалын тусгаарлалт нь системийн кинетик энергийг хурааж авдаг сөрөлдөөс үүсгэдэг. Чиглэлийн удирдлагатай крануудад гардаг эсэргүүцлийг ч бас мартах ёсгүй, зарим тохиолдолд эдгээр алдагдал нийт системийн даралтын ойролцоогоор 20% -ийг алдуулдаг. Зүйр цэвэр урсгалыг хадгалахын тулд инженерүүд портын загварыг сайжруулах, боломжтой бол илүү том эсвэл даралтын ялгаа багатай кран суурилуулах, мөн урсгалын естөй зүйлийг алдагдуулдаг хоолойн гэнэт шилжилтийг анхаарч ажиллах хэрэгтэй. Эдгээр тохируулгууд нь сайн шингэний ажиллагааны тулд чухал байдаг зүйр цэвэр урсгалыг хадгалахад ихээхэн нэмэр болдог.

Шингэний дамжуулалтын шинж чанар ба насосны ажиллагаанд үзүүлэх нөлөө

Нягт байдлын тэгшитгэл, смазк, хэмжээний үр ашигт чанар

Зөв вискозитет нь хүрээлэн бүрхүүл үүсгэх, сайн тулгуурлал хангах, агшин зуур системд шингэн хөдөлгөөнийг удирдахад гол үүрэг гүйцэтгэнэ. Вискозитет зөв бөлгөөнд, хоёр деталь хооронд төдийлүүн тун утасгаж бүрхүүл үүсгэн, систем доторх урсгалын алдагдалд саад тавин, ийнхүл системийн бүрэн ажиллах чадварыг хадгалан үлдээдэг. Үүнээс илүү урсгалын алдагдал нь 2023 оны «Шингэний динамика» тайлангаар үнэлснэр хүчтэй даралт үүсгэдэг системд бүрэн ажиллах чадварыг ойролцоогоор 15 хувь хүртэл бууруулж болой. Зөв вискозитет нь мөн үүрдүүр ба хүрээлэн бүрхүүлд тулгуурлал хангаж, үрэлдүүр хүчний үр дүнд үүсгэдэг хоёрдогч гэмтэлсүүдийг бууруулж, нэгдүгээрт энергийн хэрэглээг бууруулж, хоёрдугаарт үүрдүүрийн үйлдүүр хугацааг уртасгаж бөлгөөнд тусалдэг. Харин шингэн хэт нарийн бөлгөөнд, урсгалын алдагдал ихсэн, хамгаалах үүрэг хангаж чадахгүй; харин хэт зузаан бөлгөөнд, систем хүчтэй үзүүрлэлд тулгарж, шаардлагатайгаас илүү хүч төрүүлж, ийнхүл хүчний хэрэглээг нэмж бөлгөөнд тусалдэг. Производителүүдийн вискозитетийн түвшний тухайд өгсөн зөвлөмжүүдийг дагах нь зөвхөн системийн хамгийн үр дүнтэй ажиллах чадварыг хангахад л чухал бөлгөөнд, мөн компонентүүдийн үйлдүүр хугацааг уртасгаж, солих шаардлагыг бууруулж бөлгөөнд тусалдэг.

Хамгийн сайн үр дүнтэй цэгт (BEP) температураас хамаарсан зууралтын өөрчлөлт ба үр ашгийн коэффициент

Температурын өөрчлөлт нь шингэний зууралтыг ихэд нөлөөлж, урсгалын нэгжид хамгийн бага энерги зарцуулах цэг болох Хамгийн Үр Дүнт Ажиллагааны Цэг (BEP) дээрх насосны ажиллагаанд нөлөөлдөг. Ойролцоогоор 30 градусаар температур нэмэгдэх үед шингэний зууралт ойролцоогоор хагасаар багасдаг. Энэ нь дотоод урсгалыг муутай болгох ба үйл ажиллагааг BEP гэж нэрлэдэг энэ амтлаг чиглэлээс холдуулдаг. 2023 онд Thermal Performance Study-н зарим судалгаагаар үзүүлсэнээр ийм шилжилт нь системийн нийт үр ашгийг ойролцоогоор 10%-иар бууруулж болзошгүй юм. Халуун цаг агаар нь шингэнийг шингэн болгох ба ингэснээр тэгшилтүүд илүү их ачаалалтай ажиллах, боловсролт нь багасдаг. Харин хүйтэн орчинд эсрэг нөхцөл байдаг: шингэг нимгэрч, урсгалд илүү их эсэргүүцэл үзүүлж, илүү их чадал зарцуулдаг. Иймээс одоо ихэнх суурилуулалтууд температур хэлбэлзэх үед ч BEP-ийн ойролцоо тогтвортой ажиллахад тусалдаг өндөр зууралтын индекстэй (HVI) шингэнийг сонгож байна. Эдгээр тусгай найрлага нь кавитацийн гэмтэл, хэт хурдан износ гэх мэт асуудлыг багасгаж, цаг хугацааны туршид засварын зардлыг хэмнэхэд тусалдаг.

Ажиллах нөхцөл: Кавитаци, NPSH, хүчдэлд тохироогүй ажиллах

Хүчдэлд надёжно ажиллах насосын кавитацийн механизм ба шаардлагатай NPSH-ийн хүрээ

Шингэний даралт шингэн бүүдүүвэр болгохын тулд шаардлагатай даралтаас доогуур унах үед кавитаци үүсдүг. Үүн дараа жижиг уурны бөмбөлгүүд үүсдүг, түүнд дараа түүдүүвэр бөмбөлгүүд даралт өндөр бүс рүү орж ирж хүчтэй төрөлдүг. Түүн дараа жижиг хүчтэй урсгал ба хүчтэй цохилт үүсдүг, түүн нь импеллер, насосын корпус, хяналтын вентиль зэрэг чухал деталд нөлөөлдүг. Судалгаанууд харуулж буйн дагуу, энэ гэмтэл системийн үр дүнтэй бүүдүүвэр бүүдүүвэр хувьд ойролцоогоор 12 хувь буург, ажиллах надёжностыг урт хугацаанд хүнд нөлөөлдүг. Энэ үзэлд саад тавихын тулд «Нетто эерэг суулгах толгой» (NPSH) гэж нэрлэгдэх хүчин зүйлсийг удирдах насосын зөв ажиллахын тулд үлбүүдүүвэр шаардлагатай.

• Шаардлагатай NPSH (NPSHR) насосын ууршлыг саад тавихын тулд шаардлагатай суулгах толгойн хамгийн бага утга
• Боломжит NPSH (NPSHA) системийн үнэнхүү суулгах толгой
• NPSHA нь NPSHR-ийн доор унах үед кавитаци болох магадлал их бөгөөд эвдрэл учруулдаг

Зориулалтын бус үйл ажиллагаа — ялангуяа бага урсгалын нөхцөл, өндөр шингэний температур эсвэл системийн эсэргүүцэл ихсэх нь даралт буурах, хийн саван үүсэхийг илүү хурдасгадаг. Үйлдвэрийн найдвартай ажиллагааны хувьд NPSHR-ээс дээш 25% аюулгүй байдлын зайн хэмжээг хангах нь ерөнхийдөө хамгийн сайн практик гэж үздэг. Гол стратегиудад:

Энэ аюулгүй байдлын зайг хадгалахын тулд сорогчийн шүүлтүүрийг энгийн шалгах, савны найралтын гүн, оролтын даралтын хандлагыг хянах нь чухал юм.

Гидравлик насосны үйл ажиллагааг удаан хугацаагаар хадгалахын тулд урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ болон бүрэлдэхүүн хэсгийн бүтэн байдлыг хангах

Асуудал гарахаас өмнө засвар үйлчилгээнийг сайн хянаж байх нь гидравлик насосыг илүү урт хугацаанд үр дүнтэй ажиллуулах хамгийн сайн аргуудын нэг болох нь тогтоогдсон. Техникчид савлангийн, чийдэнгийн эсвэл поршений гадаргуун дээрх элэгдлийн шинж тэмдгийг эрт үед нь олж илрүүлбэл дараа үеийн томоохон асуудлыг урьдчилан сэргийлэх боломжтой. Хэн ч цаг хугацаа, мөнгө алдах хүссэнгүй учраас хүсээгүйгээр зогсохыг хүсдэггүй. Цэвэр шингэн ч мөн их чухал. Систем доторх бохирдол, хог хаягдал хөдөлгөөнт хэсгүүдийн хоорондох хамгаалах бүрхүүлийг сулруулж, бүрэн бусадтай харьцулахад хурдан хэмжээнд компонентүүдийг элэгдүүлдэг. Өнгөрсөн жил Fluid Power Journal сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар үзүүвэл шүүлтүүрийг тогтмол солих, мөн шингэнийг үе үе шалгах нь компонентийн амьдралыг ойролцоогоор дөрөвний нэгээр уртасгадаг. Олон үйлдвэрүүд одоо шингэний даралтын ялгааг, хэлбэлзэлийн загварыг, температурын хэлбэлзлийг цаг хугацаагаар хянах боллоо. Эдгээр ажиглалтууд нь жижиг асуудлуудыг томоохон доголдол эсвэл бүх системийн гэнэтийн гэмтэл болохоос өмнө илрүүлэхэд тусалдаг. Ийм ажиглах байдлын засвар үйлчилгээний стратегийг хэрэгжүүлдэг үйлдвэрүүд нь хэвийн бус нөхцөлд ч ажиллагаагаа хамгийн сайн түвшинд байлган, гэнэтийн зогсолтыг ерөнхийдөө арван таван хувь багасгадаг.

Түгээмэл асуултууд

Гидравлик насосын үндсэн алдагдлын төрлүүд юу вэ?

Гидравлик насос нь эзлэхүүний, механик болон гидравликийн алдагдалд өртдөг. Эзлэхүүний алдагдал нь дотоод урсгал, шингэний шахагдвараас, механикийн алдагдал нь үрэлт, износлоос, гидравликийн алдагдал нь турбулент болон хяналтын байтуудын эсэргүүцлээс үүсдэг.

Вискозитет гидравлик насосны ажиллагаанд яаж нөлөөлөх вэ?

Вискозитет нь тэгш хэрчмийн болон тосолгооны үр дүнтэй байдлыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Зөв вискозитетийн түвшин нь урсгалыг саатуулж, износлоос хамгаалж, системийн үр ашигийг хадгалж өгдөг. Температурын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй вискозитетийн өөрчлөлт насосны үр ашигт их нөлөө үзүүлдэг.

Кавитаци гэж юу вэ? Яагаад энэ нь гидравлик системд хортой вэ?

Кавитаци нь даралт буурахад уур болон пузыр үүсч, цохигдох үед компонентуудад (жишээ нь: импеллер, хяналтын байт) гэмтэл учруулдаг. Энэ нь системийн үр ашиг, найдвартай байдлыг бууруулдаг тул NPSH-ийг зохицуулах нь маш чухал.

Яагаад гидравлик насосны урьдчилан сэргийлэх засварын ажил чухал вэ?

Урьдчилан сэргийлэх үйлчилгээ нь элэгдэл, гэмтлийг эрт үед нь илрүүлэх, томоохон асуудал болон хүлээгдээгүй гэмтэл гарахаас сэргийлнэ. Тогтмол үйлчилгээ нь шингэнийг цэвэр байлгаж, деталь бүрэлдэхүүн хэсгийн элэгдлийг бууруулж, тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацаа болон найдвартай байдлыг уртасгадаг.