Článok pojednáva o príčinách nadmerného hluku hydraulických systémov. Oživenie a odvzdušnenie hydraulického systému.
Nadmerný hluk je veľmi častým prejavom existujúcej alebo blížiacej sa poruchy, alebo poškodenia dôležitých častí hydraulického systému. Hluk je vyvolaný tlakovými vlnami, ktoré sa šíria v kvapalinovom prostredí. Tlakové vlny môžu prerásť do tlakových rázov, ktoré poškodzujú mechanické časti hydraulických prvkov. Veľmi častým javom spôsobujúcim hlučnosť je kavitácia. Kavitácia je fyzikálny jav, pri ktorom v kvapalinách dochádza ku vzniku väčších či menších dutín (bublín) vyplnených plynmi, ktoré vzápätí veľmi rýchlo zaniknú. Ich vznik (odparovanie) a zánik (kondenzáciu) sprevádzajú rýchle tlakové zmeny a zvukové efekty. Z dôvodu prúdenia zúženým prietokovým prierezom, alebo z iných dôvodov môže dôjsť ku zníženiu tlaku pod hodnotu tlaku atmosferického až na hodnotu tlaku nasýtených pár kvapaliny pri danej teplote. Dôsledkom je spontánne vyparovanie. V kvapaline sa začnú vytvárať dutiny vyplnené parami kvapaliny, pričom objem týchto kavitačných dutín, môže kolísať v značnom rozsahu. Implozívny zánik dutín vyvoláva tlakové vlny a hydrodynamické rázy, dosahujúce hodnoty až 103 MPa, ktoré sú príčinou hluku a kavitačnej korózie. Frekvencia tohto procesu je v oblasti 25 kHz. Vplyvom rázov dochádza v mieste styku s obtekaným materiálom k rozrušovaní jeho povrchu. Vzduch vylučovaný z kvapaliny je bohatý na kyslík, ktorý rýchlo napadá materiál a poškodený povrch je potom drsný, akoby vytrhaný. Pri tom vznikajú v okolí tlakové vlny s amplitúdou rádove 100 MPa. Takéto účinky na povrchu vedú k známej kavitačnej erózii. Najmä vtedy, keď sa do-pravujú kvapaliny pri zvýšenej teplote.
Nadmerný hluk spôsobený prítomnosťou vzduchu v hydraulickej kvapaline
| Príčina | Popis, odstránenie | |
|---|---|---|
| 1 | Systém je zavzdušnený. | Doporučený postup odvzdušnenia je uvedený v závere článku.. |
| 2 | Nízky stav hladiny oleja v nádrži. Sacie potrubie nie je dostatočne ponorené pod hladinou. | Nízky stav oleja v nádrži spôsobí nasávanie vzduchu do sacieho potrubia hydrogenerátora. Kvapalinu doplňujeme cez filtračné zariadenie minimálne s takou čistiacou schopnosťou akú si vyžaduje hydraulický systém. Nebezpečnou zložkou minerálnych olejov je voda. |
| 3 | Vratný olej nie je zavedený pod hladinu a strhává so sebou vzduch. | Dochádza k nadmernému prevzdušňovaniu oleja v nádrži, prípadne k peneniu. Vzduch sa takto dostáva aj do sania čerpadla. |
| 4 | Porušené tesnenie hriadeľa hydrogenerátora. | Vzduch sa do kvapaliny (do skrine hydrogenerátora) dostáva cez porušené tesnenie. Skontrolovať stav tesnenia. |
| 5 | Hydrogenerátor nepracuje so správnymi parametrami. | Skontrolovať, či hydrogenerátor pracuje pri správnych otáčkach uvedených v technickej dokumentácii. S vyššími otáčkami sa zvyšuje prietok. Vyšší prietok spôsobuje vyššie hydraulické straty v sacej časti, čo môže viesť ku vzniku kavitácie. |
| 6 | Upchatý vzduchový filter na nádrži. | V nádrži vzniká podtlak, ktorý spôsobuje odparovanie niektorých zložiek kvapaliny. Bubliny sa dostávajú s kvapalinou do systému. Dôsledkom je porucha nasávania hydrogenerátora sprevádzaná hlučnosťou. Prečistiť, alebo vymeniť filter. |
| 7 | Nedostatočná tesnosť hydraulických vedení, pripojení prvkov na dosky a všetkých spojov a tesnení. | Zvláštnu pozornosť je treba venovať najmä tesnosti sacieho úseku vedenia a miestam kde vzniká podtlak. |
| 8 | Nesprávna teplota kvapaliny. | Teplota kvapaliny ovplyvňuje jej viskozitu. Viskozita pracovnej kvapaliny sa môže meniť v intervale uvedenom v technickej dokumentácii hydraulického zariadenia. Tomu zodpovedá aj rozsah pracovných teplôt pracovnej kvapaliny. Kvapalina má pri nižšej teplote vyššiu viskozitu, čo spôsobuje väčší podtlak v sacom potrubí čo môže spôsobiť „pretrhnutie stĺpca kvapaliny v sacom trakte hydrogenerátora. Pri vysokej teplote kvapaliny sa niektoré zložky kvapaliny odparujú a vo forme bublín sa dostávajú do sacieho traktu. Pri vyšších teplotách je systém viac náchylný na kavitáciu. |
| 9 | V nádrži nie je správna kvapalina, alebo kvapalina nemá požadované parametre. | Hlavným parametrom ktorý je treba skontrolovať je viskozita. Viskozita sa výrazne mení s teplotou a táto zmena je pre každú hydraulickú kvapalinu iná. Hodnotu viskozity ovplyvňuje aj znečistenie oleja a prítomnosť rozpustenej aj nerozpustenej vody. |
Nadmerný hluk spôsobený mechanickým poškodením niektorých častí
| Príčina | Popis, odstránenie | |
|---|---|---|
| 1 | Mechanické závady v sacej časti hydrogenerátora. | Doporučuje sa skontrolovať najmä: • či sací otvor v nádrži je dostatočne ponorený v kvapaline, • či sací otvor nie je blízko výstupu z vratného potrubia, • či vratné potrubie je zavedené pod hladinu, • či nie je upchatý sací filter, • či nie je v sacom potrubí je cudzí predmet, • či nie je mechanicky poškodené sacie potrubie, • či nie je poškodená armatúra v sacej časti, • či nie je v sacej časti poškodený spätný ventil. |
| 2 | Poškodená, alebo nesprávne zoradená spojka medzi hnacím motorom a hydrogenerátorom. | Nesprávne zosúosenie alebo uvoľnenie spojky spôsobuje zvýšené mechanické namáha-nie ložísk a vnútorných častí hydrogenerátora, čo môže spôsobovať „mechanický“ hluk. |
| 3 | Poškodené ložiská hydrogenerátora. | Vymeniť ložiská. |
| 4 | Poškodené uloženie hydraulického agregátu. | Nesprávne uloženie agregátu spôsobuje chvenie, ktoré sa šíri najmä cez kovové časti (potrubia) a je sprevádzané hlukom (mechanickým). |
| 5 | Hydrogenerátor, hnací motor, alebo niektorá časť hydraulického systému sa dotýka kovových častí rámu agregátu, alebo zariadenia. | Chvenie z hydraulickej časti sa prenáša na ostatné časti zariadenia. |
| 6 | Vibrácie potrubí. | Vibrácie potrubí môžu mať rôzny pôvod. Pravdepodobne sa tuhosť mechanickej časti zariadenia „naladila“ na vlastnú frekvenciu hydraulického systému. |
| 7 | Poškodené čerpadlo. | Vymeniť čerpadlo. |
| 8 | Nevhodné čerpadlo. | Skontrolovať, či pri výmene čerpadla bolo použité čerpadlo rovnakého typu (typový kľúč). Vymeniť čerpadlo. |
| 9 | Vibruje poistný ventil. | Skontrolovať stav a funk.ciu ventilu |
Postup oživenia a odvzdušnenia hydraulického obvodu
Rozvádzače sa nastavia do polohy, kde je voľný prietok kvapaliny do nádrže. Naštartuje sa hydrogenerátor, ktorý prepláchne a naplní túto časť obvodu. Do nádrže sa doplní kvapalina. Postupným prestavovaním rozvádzačov do pracovných polôh sa zaplní potrubie k hydromotorom a vyskúša sa funkcia. (Ak je tlakový ventil povolený, nebude funkcia plne zaťaženého hydromotoru možná). Niekoľkým prestavením rozvádzača sa priamočiary hydromotor odvzdušní. Rotačný hydromotor sa sám odvzdušní po chvíli behu ako väčšina hydraulických obvodov. Samočinné odvzdušnenie nie je ale možné napr. pri malých priamočiarych hydromotorov s dlhým prívodným potrubím, kde sa potrubie neprepláchne. V takých prípadoch sa inštalujú vopred v najvyššom mieste odvzdušňujúce skrutky a pri funkcii sa potrubie niekoľkokrát odvzdušní počas chodu i v pokoji.
Postup odvzdušnenia priamočiareho hydromotora
- Rozvádzačom sa prestaví hydromotor do zasunutej polohy.
- Mierne sa uvoľní skrutkovanie blízko dna hydromotora.
- Rozvádzač sa prestaví pre vysúvanie a sleduje sa skrutkovanie.
- Ak začne vytekať kvapalina bez bubliniek, skrutkovanie sa pritiahne.
- Hydromotor sa prestaví do maximálnej vysunutej polohy.
- Uvoľní sa skrutkovanie pri veku hydromotora.
- Rozvádzač sa prestaví pre zasúvanie a sleduje sa skrutkovanie.
- Ak začne vytekať kvapalina bez bubliniek, skrutkovanie sa pritiahne.
- Opäť postupujeme podľa bodu 1 až 8.
Ak má hydromotor kľudný chod, je odvzdušnený.
Pri použití malých priamočiarych hydromotorov a dlhého potrubia, ale aj pri nízkom prevádzkovom tlaku sa odporúča kontinuálne odvzdušnenie kapilárnymi trubičkami spájajúcimi vstupy hydromotora s nádržou. Má to výhodu v trvalej pomalej výmene kvapaliny. Je tiež výhodné obidva vstupy hydromotora prepojiť uzatvárateľným potrubím a minimálne jedenkrát za týždeň otvorením spoja vyme-niť kvapalinu. Pri oživovaní sa stále sleduje množstvo kvapaliny v nádrži a tesnosť hydraulických spojov, hlavne v saní hydrogenerátora. Súčasne sa sleduje hlučnosť jednotlivých prvkov a ak je nadmerná, ihneď sa zistí dôvod. Výnimku tvorí tlakový ventil počas prepúšťania do nádrže.
Viac o problematike znečistenia pracovných kvapalín nájdete na podstránke "ODBORNÁ LITERATÚRA", alebo na kurzoch a školeniach ktoré organizujeme.