À mesure que le temps se rafraîchit, vous ne vous inquiéterez probablement pas trop de la hausse de la température de l'huile, mais la vérité est que tout système hydraulique industriel fonctionnant au-dessus de 140 degrés est trop chaud.Notez que la durée de vie de l’huile est réduite de moitié tous les 18 degrés au-dessus de 140 degrés.Les systèmes fonctionnant à des températures élevées peuvent former des boues et du vernis, ce qui peut faire coller les bouchons des vannes.
Les pompes et les moteurs hydrauliques détournent davantage d'huile à des températures élevées, ce qui entraîne un fonctionnement plus lent de la machine.Dans certains cas, des températures d'huile élevées entraînent une perte de puissance, ce qui oblige le moteur d'entraînement de la pompe à consommer davantage de courant pour faire fonctionner le système.Les joints toriques durcissent également à des températures plus élevées, provoquant davantage de fuites dans le système.Alors, quels contrôles et tests faut-il effectuer à une température d'huile supérieure à 140 degrés ?
Chaque système hydraulique génère une certaine quantité de chaleur.Environ 25 % de la puissance électrique consommée sera utilisée pour compenser les pertes de chaleur dans le système.Chaque fois que le pétrole est ramené dans le réservoir et ne fait aucun travail utile, de la chaleur est libérée.
Les tolérances dans les pompes et les vannes se situent généralement dans les dix millièmes de pouce.Ces tolérances permettent à de petites quantités d'huile de contourner continuellement les composants internes, provoquant une augmentation de la température du fluide.Lorsque le pétrole circule dans les canalisations, il rencontre une série de résistances.Par exemple, les régulateurs de débit, les vannes proportionnelles et les servovannes contrôlent le débit d'huile en limitant le débit.Lorsque l’huile passe à travers la vanne, une « chute de pression » se produit.Cela signifie que la pression d'entrée de la vanne est supérieure à la pression de sortie.Chaque fois que l’huile passe d’une pression supérieure à une pression inférieure, de la chaleur est libérée et absorbée par l’huile.
Lors de la conception initiale du système, les dimensions du réservoir et de l’échangeur thermique ont été conçues pour évacuer la chaleur générée.Le réservoir permet à une partie de la chaleur de s'échapper à travers les parois vers l'atmosphère.Lorsqu'il est correctement dimensionné, l'échangeur de chaleur doit éliminer l'équilibre thermique, permettant au système de fonctionner à des températures d'environ 120 degrés Fahrenheit.
Figure 1. La tolérance entre le piston et le cylindre d'un volumétrique à pression compensée est d'environ 0,0004 po.
Le type de pompe le plus courant est la pompe à piston à pression compensée.La tolérance entre le piston et le cylindre est d'environ 0,0004 pouces (Figure 1).Une petite quantité d'huile sortant de la pompe dépasse ces tolérances et s'écoule dans le corps de la pompe.L'huile retourne ensuite dans le réservoir par la conduite de vidange du carter.Dans ce cas, le flux de drainage ne fait aucun travail utile, il est donc converti en chaleur.
Le débit normal de la conduite de vidange du carter est de 1 % à 3 % du volume maximum de la pompe.Par exemple, une pompe de 30 GPM (gpm) devrait avoir 0,3 à 0,9 GPM d'huile retournant au réservoir par le drain du carter.Une forte augmentation de ce débit se traduira par une augmentation significative de la température de l'huile.
Pour tester l’écoulement, une ligne peut être greffée sur un récipient de taille et d’époque connues (Figure 2).Ne tenez pas la conduite pendant ce test à moins d'avoir vérifié que la pression dans le tuyau est proche de 0 livre par pouce carré (PSI).Au lieu de cela, sécurisez-le dans un conteneur.
Un débitmètre peut également être installé en permanence dans la conduite de vidange du carter pour surveiller le débit.Cette inspection visuelle peut être effectuée périodiquement pour déterminer la quantité de contournement.La pompe doit être remplacée lorsque la consommation d'huile atteint 10 % du volume de la pompe.
Une pompe à cylindrée variable compensée en pression typique est illustrée à la figure 3. Pendant le fonctionnement normal, lorsque la pression du système est inférieure au réglage du compensateur (1 200 psi), les ressorts maintiennent le plateau cyclique interne à son angle maximum.Cela permet au piston de rentrer et de sortir complètement, permettant à la pompe de délivrer un volume maximum.Le débit à la sortie de la pompe est bloqué par le tiroir compensateur.
Dès que la pression augmente jusqu'à 1 200 psi (fig. 4), le tiroir du compensateur se déplace, dirigeant l'huile vers le cylindre intérieur.Lorsque le cylindre est étendu, l'angle de la rondelle se rapproche de la position verticale.La pompe fournira autant d'huile que nécessaire pour maintenir le réglage du ressort à 1 200 psi.La seule chaleur générée par la pompe à ce stade est l’huile qui circule dans la conduite de pression du piston et du carter.
Pour déterminer la quantité de chaleur qu'une pompe générera une fois compensée, utilisez la formule suivante : Puissance (ch) = GPM x psi x 0,000583.En supposant que la pompe débite 0,9 gpm et que le joint de dilatation est réglé à 1 200 psi, la chaleur générée est : HP = 0,9 x 1 200 x 0,000583 ou 0,6296.
Tant que le refroidisseur du système et le réservoir peuvent consommer au moins 0,6296 ch.chaleur, la température de l’huile n’augmentera pas.Si le taux de dérivation est augmenté à 5 GPM, la charge thermique augmente à 3,5 chevaux (hp = 5 x 1 200 x 0,000583 ou 3,5).Si le refroidisseur et le réservoir ne peuvent pas éliminer au moins 3,5 chevaux de chaleur, la température de l'huile augmentera.
Riz.2. Vérifiez le débit d'huile en connectant la conduite de vidange du carter à un récipient de taille connue et en mesurant le débit.
De nombreuses pompes à pression compensée utilisent une soupape de surpression comme secours au cas où le tiroir du compensateur resterait bloqué en position fermée.Le réglage de la soupape de décharge doit être de 250 PSI au-dessus du réglage du compensateur de pression.Si la soupape de surpression est réglée plus haut que le réglage du compensateur, aucune huile ne doit s'écouler à travers le tiroir de la soupape de surpression.Par conséquent, la conduite du réservoir vers la vanne doit être à température ambiante.
Si le compensateur est fixé dans la position indiquée à la fig.3, la pompe délivrera toujours le volume maximum.L'excès d'huile non utilisé par le système retournera au réservoir via la soupape de décharge.Dans ce cas, beaucoup de chaleur sera dégagée.
Souvent, la pression dans le système est ajustée de manière aléatoire pour améliorer les performances de la machine.Si le régulateur local doté d'un bouton règle la pression du compensateur au-dessus du réglage de la soupape de surpression, l'excès d'huile retourne au réservoir par la soupape de surpression, provoquant une augmentation de la température de l'huile de 30 ou 40 degrés.Si le compensateur ne bouge pas ou est réglé au-dessus du réglage de la soupape de décharge, beaucoup de chaleur peut être générée.
En supposant que la pompe a une capacité maximale de 30 gpm et que la soupape de décharge est réglée à 1 450 psi, la quantité de chaleur générée peut être déterminée.Si un moteur électrique de 30 chevaux (ch = 30 x 1 450 x 0,000583 ou 25) était utilisé pour entraîner le système, 25 chevaux seraient convertis en chaleur au ralenti.Puisque 746 watts équivaut à 1 cheval-vapeur, 18 650 watts (746 x 25) ou 18,65 kilowatts d'électricité seront gaspillés.
D'autres vannes utilisées dans le système, telles que les vannes de vidange de la batterie et les vannes de purge, peuvent également ne pas s'ouvrir et permettre à l'huile de contourner le réservoir haute pression.La conduite du réservoir de ces vannes doit être à température ambiante.Une autre cause fréquente de génération de chaleur est le contournement des joints de piston du cylindre.
Riz.3. Cette figure montre une pompe à cylindrée variable à compensation de pression en fonctionnement normal.
Riz.4. Faites attention à ce qui arrive au tiroir du compensateur de pompe, au cylindre intérieur et au plateau oscillant lorsque la pression augmente jusqu'à 1 200 psi.
L'échangeur de chaleur ou le refroidisseur doit être soutenu pour garantir que l'excès de chaleur soit évacué.Si un échangeur de chaleur air-air est utilisé, les ailettes du refroidisseur doivent être nettoyées périodiquement.Un dégraissant peut être nécessaire pour nettoyer les ailettes.L'interrupteur de température qui allume le ventilateur du refroidisseur doit être réglé sur 115 degrés Fahrenheit.Si un refroidisseur d'eau est utilisé, une vanne de régulation d'eau doit être installée dans la conduite d'eau pour contrôler le débit à travers le tuyau du refroidisseur à 25 % du débit d'huile.
Le réservoir d'eau doit être nettoyé au moins une fois par an.Sinon, le limon et autres contaminants recouvriront non seulement le fond du réservoir, mais également ses parois.Cela permettra au réservoir d’agir comme un incubateur plutôt que de dissiper la chaleur dans l’atmosphère.
Récemment, j'étais à l'usine et la température de l'huile sur le gerbeur était de 350 degrés.Il s'est avéré que la pression était déséquilibrée, que la soupape de décharge manuelle de l'accumulateur hydraulique était partiellement ouverte et que l'huile était constamment alimentée par le régulateur de débit, qui actionnait le moteur hydraulique.La chaîne de déchargement motorisée n'intervient que 5 à 10 fois sur une période de 8 heures.
Le compensateur de pompe et la soupape de décharge sont réglés correctement, la vanne manuelle est fermée et l'électricien met la vanne du passage moteur hors tension, coupant ainsi le débit à travers le régulateur de débit.Lorsque l'équipement a été vérifié 24 heures plus tard, la température de l'huile était tombée à 132 degrés Fahrenheit.Bien sûr, l'huile est en panne et le système doit être rincé pour éliminer les boues et le vernis.L'unité doit également être remplie d'huile neuve.
Tous ces problèmes sont créés artificiellement.Les manivelles locales ont installé un compensateur au-dessus de la soupape de décharge pour permettre au volume de la pompe de retourner au réservoir haute pression lorsque rien ne fonctionne sur le finisseur.Il y a aussi des personnes qui ne peuvent pas fermer complètement la vanne manuelle, permettant ainsi à l'huile de refluer dans le réservoir haute pression.De plus, le système était mal programmé, ce qui faisait que la chaîne fonctionnait en continu alors qu'il suffisait de l'activer pour retirer la charge du gerbeur.
La prochaine fois que vous rencontrerez un problème thermique dans l’un de vos systèmes, recherchez l’huile qui s’écoule d’un système à pression plus élevée vers un système à pression plus basse.Ici vous pouvez trouver des problèmes.
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Heure de publication : 26 mai 2023