À medida que o tempo esfria, você provavelmente não se preocupará muito com o aumento da temperatura do óleo, mas a verdade é que qualquer sistema hidráulico industrial funcionando acima de 140 graus fica muito quente.Observe que a vida útil do óleo é reduzida pela metade para cada 18 graus acima de 140 graus.Os sistemas que operam em altas temperaturas podem formar lama e verniz, o que pode fazer com que os bujões das válvulas grudem.
Bombas e motores hidráulicos desviam mais óleo em altas temperaturas, fazendo com que a máquina funcione a uma velocidade mais lenta.Em alguns casos, as altas temperaturas do óleo resultam em perda de potência, fazendo com que o motor de acionamento da bomba consuma mais corrente para operar o sistema.Os anéis de vedação também endurecem em temperaturas mais altas, causando mais vazamentos no sistema.Então, quais verificações e testes devem ser realizados em temperaturas de óleo acima de 140 graus?
Cada sistema hidráulico gera uma certa quantidade de calor.Cerca de 25% da entrada de energia elétrica será utilizada para superar as perdas de calor no sistema.Sempre que o óleo é transportado de volta ao reservatório e não realiza nenhum trabalho útil, o calor é liberado.
As tolerâncias em bombas e válvulas estão normalmente dentro de dez milésimos de polegada.Essas tolerâncias permitem que pequenas quantidades de óleo desviem continuamente dos componentes internos, fazendo com que a temperatura do fluido suba.À medida que o petróleo flui pelas linhas, ele encontra uma série de resistências.Por exemplo, reguladores de fluxo, válvulas proporcionais e servoválvulas controlam a vazão do óleo restringindo o fluxo.À medida que o óleo passa pela válvula, ocorre uma “queda de pressão”.Isto significa que a pressão de entrada da válvula é superior à pressão de saída.Sempre que o óleo flui de uma pressão mais alta para uma pressão mais baixa, o calor é liberado e absorvido pelo óleo.
Durante o projeto inicial do sistema, as dimensões do tanque e do trocador de calor foram projetadas para remover o calor gerado.O reservatório permite que algum calor escape através das paredes para a atmosfera.Quando dimensionado corretamente, o trocador de calor deve eliminar o equilíbrio térmico, permitindo que o sistema opere em temperaturas de aproximadamente 120 graus Fahrenheit.
Figura 1. A tolerância entre o pistão e o cilindro de uma bomba de deslocamento com compensação de pressão é de aproximadamente 0,0004 pol.
O tipo mais comum de bomba é a bomba de pistão com compensação de pressão.A tolerância entre o pistão e o cilindro é de aproximadamente 0,0004 polegadas (Figura 1).Uma pequena quantidade de óleo que sai da bomba supera essas tolerâncias e flui para a carcaça da bomba.O óleo então flui de volta para o tanque através da linha de drenagem do cárter.O fluxo de drenagem, neste caso, não realiza nenhum trabalho útil, por isso é convertido em calor.
O fluxo normal da linha de drenagem do cárter é de 1% a 3% do volume máximo da bomba.Por exemplo, uma bomba de 30 GPM (gpm) deve ter 0,3 a 0,9 GPM de óleo retornando ao tanque através do dreno do cárter.Um aumento acentuado neste fluxo resultará em um aumento significativo na temperatura do óleo.
Para testar o fluxo, uma linha pode ser enxertada em um vaso de tamanho e tempo conhecidos (Figura 2).Não segure a linha durante este teste, a menos que tenha verificado que a pressão na mangueira está próxima de 0 libras por polegada quadrada (PSI).Em vez disso, proteja-o em um contêiner.
Um medidor de vazão também pode ser instalado permanentemente na linha de drenagem do cárter para monitorar a vazão.Esta inspeção visual pode ser feita periodicamente para determinar a quantidade de bypass.A bomba deve ser substituída quando o consumo de óleo atingir 10% do volume da bomba.
Uma bomba típica de deslocamento variável com compensação de pressão é mostrada na Figura 3. Durante a operação normal, quando a pressão do sistema está abaixo da configuração do compensador (1200 psi), as molas mantêm a placa oscilante interna em seu ângulo máximo.Isto permite que o pistão se mova totalmente para dentro e para fora, permitindo que a bomba forneça o volume máximo.O fluxo na saída da bomba é bloqueado pelo carretel do compensador.
Assim que a pressão aumenta para 1200 psi (fig. 4), o carretel do compensador se move, direcionando o óleo para o cilindro interno.Quando o cilindro é estendido, o ângulo da arruela se aproxima da posição vertical.A bomba fornecerá tanto óleo quanto necessário para manter a configuração da mola de 1200 psi.O único calor gerado pela bomba neste ponto é o óleo que flui através do pistão e da linha de pressão do cárter.
Para determinar quanto calor uma bomba irá gerar quando compensada, use a seguinte fórmula: Potência (hp) = GPM x psi x 0,000583.Supondo que a bomba esteja fornecendo 0,9 gpm e a junta de expansão esteja ajustada para 1.200 psi, o calor gerado é: HP = 0,9 x 1.200 x 0,000583 ou 0,6296.
Contanto que o refrigerador e o reservatório do sistema possam consumir pelo menos 0,6296 HP.calor, a temperatura do óleo não aumentará.Se a taxa de bypass for aumentada para 5 GPM, a carga de calor aumenta para 3,5 cavalos (hp = 5 x 1200 x 0,000583 ou 3,5).Se o refrigerador e o reservatório não conseguirem remover pelo menos 3,5 cavalos de calor, a temperatura do óleo aumentará.
Arroz.2. Verifique o fluxo de óleo conectando a linha de drenagem do cárter a um recipiente de tamanho conhecido e medindo o fluxo.
Muitas bombas com compensação de pressão usam uma válvula de alívio de pressão como reserva, caso o carretel do compensador fique preso na posição fechada.A configuração da válvula de alívio deve ser 250 PSI acima da configuração do compensador de pressão.Se a válvula de alívio estiver ajustada acima da configuração do compensador, nenhum óleo deverá fluir através do carretel da válvula de alívio.Portanto, a linha do tanque até a válvula deve estar à temperatura ambiente.
Se o compensador estiver fixado na posição mostrada na fig.3, a bomba fornecerá sempre o volume máximo.O excesso de óleo não utilizado pelo sistema retornará ao tanque através da válvula de alívio.Neste caso, muito calor será liberado.
Freqüentemente, a pressão no sistema é ajustada aleatoriamente para melhorar o desempenho da máquina.Se o regulador local com um botão definir a pressão do compensador acima da configuração da válvula de alívio, o excesso de óleo retornará através da válvula de alívio para o tanque, fazendo com que a temperatura do óleo suba 30 ou 40 graus.Se o compensador não se mover ou estiver ajustado acima da configuração da válvula de alívio, muito calor poderá ser gerado.
Supondo que a bomba tenha capacidade máxima de 30 gpm e a válvula de alívio esteja ajustada para 1.450 psi, a quantidade de calor gerada pode ser determinada.Se um motor elétrico de 30 cavalos (hp = 30 x 1450 x 0,000583 ou 25) fosse usado para acionar o sistema, 25 cavalos seriam convertidos em calor em marcha lenta.Como 746 watts equivalem a 1 cavalo-vapor, 18.650 watts (746 x 25) ou 18,65 quilowatts de eletricidade serão desperdiçados.
Outras válvulas utilizadas no sistema, como válvulas de drenagem da bateria e válvulas de purga, também podem não abrir e permitir que o óleo desvie do tanque de alta pressão.A linha do tanque para estas válvulas deve estar à temperatura ambiente.Outra causa comum de geração de calor é o desvio das vedações do pistão do cilindro.
Arroz.3. Esta figura mostra uma bomba de deslocamento variável com compensação de pressão durante a operação normal.
Arroz.4. Preste atenção ao que acontece com o carretel do compensador da bomba, o cilindro interno e a placa oscilante à medida que a pressão aumenta para 1.200 psi.
O trocador de calor ou resfriador deve ser apoiado para garantir que o excesso de calor seja removido.Se for utilizado um trocador de calor ar-ar, as aletas do resfriador deverão ser limpas periodicamente.Pode ser necessário um desengraxante para limpar as aletas.O interruptor de temperatura que liga a ventoinha do cooler deve estar ajustado para 115 graus Fahrenheit.Se for usado um refrigerador de água, uma válvula de controle de água deverá ser instalada na tubulação de água para controlar o fluxo através da tubulação do refrigerador para 25% do fluxo de óleo.
O reservatório de água deve ser limpo pelo menos uma vez por ano.Caso contrário, lodo e outros contaminantes cobrirão não apenas o fundo do tanque, mas também suas paredes.Isso permitirá que o tanque atue como uma incubadora em vez de dissipar o calor para a atmosfera.
Recentemente estive na fábrica e a temperatura do óleo no empilhador era de 350 graus.Descobriu-se que a pressão estava desequilibrada, a válvula de alívio manual do acumulador hidráulico estava parcialmente aberta e o óleo era fornecido constantemente através do regulador de fluxo, que acionava o motor hidráulico.A cadeia de descarga acionada pelo motor opera apenas 5 a 10 vezes durante um turno de 8 horas.
O compensador da bomba e a válvula de alívio estão ajustados corretamente, a válvula manual está fechada e o eletricista desenergiza a válvula motorizada, interrompendo o fluxo através do regulador de fluxo.Quando o equipamento foi verificado 24 horas depois, a temperatura do óleo caiu para 132 graus Fahrenheit.É claro que o óleo falhou e o sistema precisa ser lavado para remover lama e verniz.A unidade também precisa ser abastecida com óleo novo.
Todos esses problemas são criados artificialmente.Manipuladores locais instalaram um compensador acima da válvula de alívio para permitir que o volume da bomba retorne ao reservatório de alta pressão quando nada estiver funcionando na pavimentadora.Há também pessoas que não conseguem fechar totalmente a válvula manual, permitindo que o óleo retorne ao tanque de alta pressão.Além disso, o sistema estava mal programado, fazendo com que a corrente funcionasse continuamente quando só precisava ser acionada quando a carga fosse retirada do empilhador.
Na próxima vez que você tiver um problema térmico em um de seus sistemas, procure óleo que esteja fluindo de um sistema de pressão mais alta para um sistema de pressão mais baixa.Aqui você pode encontrar problemas.
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Horário da postagem: 26 de maio de 2023