Неисправности гидроцилиндров

Непрерывная работоспособность спецтехники требует частую профилактику и своевременный ремонт. Даже небольшие неисправности гидроцилиндров парализуют работу всех систем и, как следствие, задержку с выполнением плана. Особенно это очевидно при работе карьерных гидравлических экскаваторов, где основное усилие приходится как раз на гидроцилиндры.

Механизм и типы гидроцилиндров

Гидравлический цилиндр – механизм, приводящий в работу ковши и другие детали землеройных машин. В гидравлике «топливо» для движения, в отличие от газа, жидкое: масляные-смазочные вещества либо вода.

Принцип слаженной работы в том, что изменяется давление, действующее на рабочую жидкость в полости цилиндра. Для поступательного — она нагнетается, для возвратного — действует пружина при максимальном давлении.

Типы гидроцилиндров экскаватора

Конструкция имеет большое значение при выявлении неисправности гидроцилиндра. Различается два типа: односторонние и двухсторонние (возвратная сила у которых небольшая за счёт того, что действие «сглаживается» в процессе возврата и пружина распрямляется медленно).

Следующим критерий — принцип действия гидроцилиндра. Их сразу несколько: плунжерные, поршневые, шарнирные, телескопические и пр.

Основная классификация по месту назначения:

Ковш — тут цилиндр действует как важная деталь для управления действиями. Он обеспечивает угол открытия и закрытия, позволяя подстроиться под ту или иную породу (твердую, сыпучую).
Рукоять (часть конструкции между стрелой и ковшом). Более глубокое управление движением: повороты, глубина погружения и т.д.
Стрела (основа для рукояти и ковша). Отвечает за крупные и грубые движения, регулировку угла подъема и поворота.

Вне зависимости от типа, внутреннее устройство в целом одинаково. Отличаются только технические характеристики: размер, диаметр, ход, мощность, свойства рабочей жидкости. Но основные причины неполадок и их решение схожи для всех моделей.

Как и почему гидроцилиндры ломаются

Механизм гидроцилиндров очевидно достаточно прост. Как следствие, поломка провоцируется даже мелкой механической стружкой, случайно попавшей внутрь. Есть много вариантов того, почему ломаются детали, поэтому необходимо небольшое сводное руководство, где собраны основные причины. Оно так же позволит анализировать потенциальные причин и последующие шаги корректировок.

Проявление	Вероятные причины	Меры
	Связанные со штоком
Загрязнен поршневой шток	Некачественная гидравлическая жидкость Поломка подшипника Отсутствие зазоров в сальнике подшипника	Необходимо промыть всю гидравлику, заменив попутно фильтры. Разобрать, почистить и смазать подшипник.
Легкая коррозия штока (включая наклон, изогнутость)	Перегрузка в процессе работы Внешнее воздействие (попал мусор, стружка и т.п.) либо повысилась температура Несоответствие спецификации деталей	Нужно проверить параметры в процессе работы, определить спецификацию и перенастроить.
Односторонний износ стержня штока	Потеря опоры подшипника Высокая нагрузка сбоку Несоответствие размеров деталей	Нужно увеличить площадь подшипника и размеры штока. Включить направляющие, изменить операцию, чтобы снизить рабочую нагрузку.
Шток не втягивается	Внутренняя утечка Блокировка, вызванная засором	Нужно снять и осмотреть головку стержня, произвести чистку и осмотр на наличие зазоров.
Нет тяги штока поршня, присутствует коррозия корпуса	Коррозия возникает из-за загрязнения, наиболее распространено из-за воды как рабочей жидкости. Источники загрязнения: этап производства, окружающая среда, износ системы, неправильное обслуживание	Обновить стержень до нужной спецификации, защитить от воздействия окружающей среды и попадания влаги. Изменить масло.
Механическое сопротивление со стороны штока, во время «ходьбы» (дрожь, рывки)	Отсутствие смазки на сальнике и резьбе под него	Решить можно заменой уплотнений, балансировкой допусков на подшипниках. Причина так же может быть в отсутствии гидравлического давления.
	Связанные с корпусом цилиндра
Вздутие на корпусе (из-за внутреннего давления)	Повышение внутреннего давления Изношенная резьба Деформация трубки	Необходимо проверить работу клапана, резьбу, трубку (так же на износ сечений и деформацию формы).
Деформация в корпусе, разгерметизация и утечка рабочей жидкости	Уплотнительное кольцо сальника повреждено	Исследовать зазоры, заменить или очистить уплотнительное кольцо.
Нагревание корпуса гидроцилиндра	Внутренняя утечка	Нужно проверить перепуск давление внутри. Если нет результата, то снять цилиндр и осмотреть поршень, отверстие трубки, проверить внутреннее уплотнение.
Отверстие гидроцилиндра загрязнено	Загрязнение масла из-за отказа подшипника поршня	Нужно промыть полностью систему, заме гнить фильтры и проверить подшипник головки.
Изношены крепления узлов гидроцилиндра	Ударная нагрузка (превышение норм эксплуатационного обслуживания) вызывает расщепление швов и повреждение деталей (подшипника)	Применение или перенастройка амортизирующих систем в торцевых крышках цилиндра. Либо поместить внутрь аккумуляторы для поглощения силы удара. Внимательно следить за рабочими параметрами и не допускать их превышение.
Деформация в корпусе, разгерметизация и утечка рабочей жидкости	Уплотнительное кольцо сальника повреждено	Исследовать зазоры, заменить или очистить уплотнительное кольцо.
	Связанные с другими деталями
Потеря давления	Утечка внутри цилиндра Поломка гидравлического насоса Неверный настройки клапана (на открытие и закрытие)	Необходимо снять и проверить поршень, трубку, насос и клапаны. Найдя поломку, устранить её путём замены детали.
Течь, регулярная протечка через полиуретановые уплотнения	Неправильные уплотнения (либо не так установлены) Пазы подверглись коррозии Масло перенасыщено воздухом Масло загрязнено	Нужно проверить совместимость используемых уплотнений. Почистить канавки и пазы во избежание засорения. Проверить прокачку цилиндра (чтобы не попадал воздух), заменить масло.
Раздельные швы на основании портов гидроцилиндра	Повлияла нагрузка при ударе Некачественный изначальный шов	Нужно переварить шов, сделав его единым. И проверить параметры заданной работы.

Данное руководство не является всеобъемлющим касательно возможных причин поломки. Некоторые неисправности гидроцилиндров следует рассматривать в частностях, чтобы предложить более эффективный план ремонта. В частности, нужно более подробно понимать основные причины всевозможных утечек и загрязнений.

Причины повреждения штоков

Дело почти всегда в утечке рабочей жидкости, абразивные частицы которой разрушают окружающие материалы при воздействии других обстоятельств. На штоке не должны появляться опоясывающие следы масла. И, чтобы это исправить, нужно глубже понимать причины утечек:

Повреждение (погнутость) штока, подшипников.
Загрязнение рабочей жидкости и среды внутри гидроцилиндра.
Резкое повышение температуры вне пределов допустимого.
Воздействие посторонних веществ.
Колебание давления (от высокого к низкому).

Утечки происходят наиболее часто из-за погнутости подшипников. Внешне отклонение может быть совсем незаметным, в пару миллиметров. Но именно такая погнутость приведет к полному выходу гидроцилиндра из строя.

Причины заключаются в неправильном совмещении осей при высокой прилагаемой нагрузке, которая начинает клонить детали в одну сторону. Так возникает изгиб штока и выход подшипника из осей.

Поршень штока должен выдерживать необходимую нагрузку и иметь определенный запас сил. Нужно также обратить внимание на крепление цилиндра. Признаки повреждений можно заметить заранее: односторонний износ, шершавая поверхность (не более 0,4 микрон) и т.п.

Ничто не работает вечно, но предотвратить преждевременный износ или выход из строя можно предприняв определенные меры предосторожности. Помимо профилактики, нужно учитывать материал сменных деталей. Величина нагрузки на подшипник зависит от его прочности. Износ будет быстрее, если используется прочный материал. Вследствие работы «на сухую» (без смазочной жидкости) он быстро стирается как раз из-за своей прочности.

Фактически, так или иначе при появлении первых признаков износа полная замена деталей неизбежна.

Загрязнение рабочей жидкости

Вторая по величине причина поломки. Дело в абразивных частицах, содержащихся в жидкости. Они быстро повреждают поверхности, которых касаются при работе. К тому же, в них дополнительно легко проникают загрязнения из окружающей среды, если грязесъемные манжеты повреждены. На неё так же могут повлиять химические вещества, колебания давления внутри цилиндра и высокие температуры.

Вода — самый распространенный загрязнитель для гидроцилиндра, даже если сама действует как рабочая жидкость. Влага ухудшает действие масла, вызывая коррозию материала, особенно при повышении температур до 65◦C. Особо это влияет на уплотнения из полиуретана — подвергаются эффекту гидролиза уже при 50◦C. Их жесткость снижается, развивается внутреннее напряжение, в дальнейшем приводящее к утечкам и разрывам.

Воздух тоже часть загрязнений. Перенасыщение масел вызывает физические разрушения на уплотнениях. Скачки давления создают пузырьки, которые буквально взрываются накопленной энергией. Это очевидный звук, которые не стоит игнорировать, чтобы вовремя успеть остановить работу и возобновить уже после нормализации состояния.

Избежать наличия воздуха никак нельзя, все жидкости его содержат. Растворенный внутри смазки, он не является проблемой. Однако, быстро происходят следующие изменения:

— Разгрузка всей системы;

— Турбулентные потоки (отверстия недостаточно широки для того, чтобы организовать беспрепятственный выход);

— Повышение нагрузки в целом.

Из-за этого и появляются пузырьки воздуха, который «покидает» жидкость с наибольшей энергией. Таким образом, внутреннее пространство в цилиндре оказывается перенасыщенным.

Признаки загрязнения гидравлической жидкости

Наличие загрязнений определяется по характерным последствиям: отметинам на уплотнениях, корпусе, штоке, подшипниках. Влага вызывает расслаивание уплотнений. Пузырьки при «взрыве» оставляют характерные точки на поверхности.

Решить любое загрязнение можно при помощи фильтрации, однако это лишь уменьшить степень засорения, не решив первопричины. Другое решение — установить более прочные уплотнения, способные противостоять агрессивным частицам грязи в жидкости.

Эффективность сброса масла и загрязнителя в резервуар можно определить при помощи сравнения объема остатков масляной жидкости в цилиндре и в соединительном шланге. Если в последнем объем больше, то он вероятно уже не от фильтруется, поскольку не попадет в разделитель. Оно будет в цилиндре, продолжая его разрушать и воздействовать на уплотнения.

Решение этой проблемы довольно простое: нужно переместить гидрораспределитель ближе к цилиндру, чтобы сократить «путь» движения масла. Так оно будет попадать в резервуар, охлаждаться — абразивные частицы оседать на дно, а остальное фильтроваться.

Советы по содержанию гидравлических цилиндров в хорошем состоянии

Большинство отказываются от мер профилактики, пока всё работает — нет ничего страшного. Но большую часть возникающих проблем можно избежать, в том числе, преждевременного отказа. Выработано несколько общих советов, что позволят правильно поддерживать спецтехнику, сохраняя её рабочее состояние.

Советы бесхитростные:

Визуально осматривайте спецмашину и её оборудование. Пристальное внимание стоит уделить швам, резьбе, штокам, поверхности цилиндра. При появлении первых признаков того, что есть масленичные кольца, ржавчина или коррозия, растрескивание и расслоение уплотнений и т.п.
Прислушивайтесь к машине в рабочем состояние. Вовремя услышанный шум может предотвратить крупную поломку. Особое внимание нужно уделить запаху.
Регулярно проверяйте и заменяйте фильтры для жидкости, предохранительные клапаны, просматривайте на наличие влаги на дне поддона.
Смазывайте маслом штоки, замените шланги с признаками повреждений.

Главный совет — всегда эксплуатируйте оборудование по рекомендованным нормам. Не пытайтесь ускорить работу. Спецтехника выйдет из строя, если превысить рабочую мощность, оборудование быстрее начнет изнашиваться.

Контроль за гидравликой можно осуществлять при помощи специальной программы. При внесении правильных уточнений, машина сама будет работать согласно нормам. Также будет осуществлять полноценный контроль, предупреждающий о возможных неисправностях.

Проводите планерки по обучению персонала. Работники всегда должны быть готовы определить и устранить те или иные неполадки, возникающие в процессе работы. Решение на начальной стадии — залог долгой службы гидравлики.