Home    Produkty    Biuletyn    Aktualności    Kontakt    Serwis

BIULETYN INFORMACYJNY nr 6 - grudzień 2002

W numerze:

  EKSPLOATACJA UKŁADÓW I ELEMENTÓW HYDRAULICZNYCH

-

Lepkość czynnika roboczego i jej wpływ na eksploatację pomp

-

Zapowietrzenie czynnika roboczego i wpływ tego zjawiska na eksploatację pomp łopatkowych
  NOWOŚCI
- Nowy typoszereg pomp wielotłokowych-osiowych o zmiennej wydajności: XL Series
-
 
Nowa T7D, generacja wysokociśnieniowych (pmax: 300 bar), wysokosprawnych pomp łopatkowych
-
 
Proporcjonalny rozdzielacz 4DP01 OB z kartą sterującą typu "Onboard" zabudowaną bezpośrednio na korpusie zaworu

-

Zawór VV01 z opcją "miękkiego przesterowania"

EKSPLOATACJA UKŁADÓW I ELEMENTÓW HYDRAULICZNYCH cz. II

Lepkość czynnika roboczego i jej wpływ na eksploatację pomp

Podstawowy parametr czynnika roboczego, którym w hydraulice siłowej najczęściej jest olej hydrauliczny to lepkość.
Zbyt wysoka lepkość oleju to niebezpieczeństwo wystąpienia zjawiska kawitacji. Zbyt niska lepkość to groźba utraty przez czynnik roboczy własności smarnych i bardzo szybkie zniszczenie elementów wewnętrznych pompy.
Firma DENISON podaje w swoich katalogach (podobnie jak inni producenci elementów hydraulicznych) konkretne wymogi dotyczące lepkości czynnika roboczego, przy których dopuszczalna jest eksploatacja pompy.
Przykładowo podajemy poniżej warunki obowiązujące dla pomp łopatkowych firmy DENISON.

  • Dopuszczalna maksymalna lepkość przy zimnym starcie (przy minimalnym obciążeniu):

- dla pomp przeznaczonych do techniki mobilnej: 2000 mm2/sek,
- dla pomp przeznaczonych do techniki przemysłowej (stacjonarnej): 860 mm2/sek,

  • Maksymalna lepkość podczas pracy z pełnym obciążeniem: 108 mm2/sek,

  • Minimalna lepkość podczas pracy z pełnym obciążeniem: 10 mm2/sek
  • Optymalna lepkość dla uzyskania maksymalnej żywotności pompy: 30 mm2/sek

Podane w katalogach producentów hydrauliki siłowej wartości lepkości dotyczą lepkości kinematycznej będącej ilorazem lepkości dynamicznej i gęstości cieczy. Jednostkami lepkości kinematycznej są: mm2/sek (układ SI) i cSt (centystokes w układzie CGS).
Pomimo, że pompy łopatkowe DENISON Hydraulics dopuszczają szerszy zakres lepkości niż inne tego typu konstrukcje dostępne na rynku, to także tu występują pewne ograniczenia, których nieprzestrzeganie może doprowadzić do awarii. Zatem dla zapewnienia właściwej eksploatacji układu hydraulicznego należy uwzględnić poniższe informacje.
Producenci olejów hydraulicznych określają swoje produkty tzw. klasami lepkości olejów hydraulicznych według normy ISO.
Przykładowo olej hydrauliczny klasy ISO 46 oznacza ciecz roboczą, która w temperaturze odniesienia 400C ma lepkość kinematyczną 46 mm2/sek. Za dopuszczalny przyjmuje się zakres od 41,4 do 50,6 mm2/sek. Poniżej podajemy wartości lepkości przy temperaturze odniesienia 400C dla najczęściej stosowanych olejów hydraulicznych.
Podana klasyfikacja nie pozwala jednak odpowiedzieć na zasadnicze dla użytkownika pytanie: w jakim zakresie temperatur mogę bezpiecznie pracować pompą stosując dany olej. Odpowiedź na to pytanie nie jest prosta, ponieważ należy tu uwzględnić jeszcze jeden parametr określający zmianę lepkości oleju w funkcji temperatury zwany wskaźnikiem lepkości. Im wyższa wartość wskaźnika lepkości WL (ang. VI = Viscosity Index), tym mniejsza podatność na zmianę lepkości oleju w funkcji temperatury.

Przykład: Oleje klasy ISO 46 o wskaźniku lepkości 100 i 150 będą miały tę samą lepkość w temperaturze odniesienia 400C. Założone warunki lepkości olej o wyższym WL będzie spełniał w szerszym zakresie temperatur.

W n i o s e k : w przypadku konieczności pracy w szerokim zakresie temperatur stosować należy oleje o wyższym współczynniku lepkości (proszę porównać podane poniżej charakterystyki). W analizie uwzględnić należy fakt, że cena oleju o wyższym współczynniku lepkości jest wyższa w stosunku do oleju o niższym WL.

Klasa wg ISO

Średnia lepkość kinematyczna

[mm2/sek (cSt)]

Dopuszczalny zakres lepkości kinematycznej [mm2/sek (cSt)]
22 22 19,8 do 24,2
32 32 28,8 do 35,2
46

46

41,4 do 50,6

68 68 61,2 do 74,8

 

Na wykresie pokazano możliwe zakresy temperatur pracy akceptowane przez pompy łopatkowe DENISON dla:
A – oleju klasy ISO 46 i WL=100 (większa zależność od temperatury),
B – oleju klasy ISO 46 i WL 150 (mniejsza zależność od temperatury)

Nasuwa się wniosek, że aby dokładnie określić zakres dopuszczalnej temperatury eksploatacji danej pompy - przy stosowaniu określonego oleju - należy przeprowadzić analizę w oparciu o jego charakterystykę (lepkość w funkcji temperatury).

Podsumowanie:
Jeśli w instrukcji obsługi danego urządzenia brak jest informacji na ten temat, to każdy użytkownik układu hydraulicznego powinien przeprowadzić taką analizę na podstawie danych uzyskanych od producenta elementów hydraulicznych i od producentów olejów, a następnie wybrać optymalny dla siebie olej. Eksploatacja elementów hydrauliki z czynnikiem roboczym o lepkości innej niż zalecana przez producenta pomp grozi poważną awarią. Zaistnienie powyższego faktu jest łatwe do stwierdzenia, ponieważ w sytuacji takiej powstają bardzo charakterystyczne uszkodzenia elementów wewnętrznych pomp.


Zapowietrzenie czynnika roboczego i wpływ tego zjawiska na eksploatację pomp łopatkowych

Obecność powietrza w hydraulicznym czynniku roboczym (np. oleju hydraulicznym) jest bardzo poważnym zagrożeniem dla poszczególnych elementów układu hydraulicznego a w szczególności dla pomp.
Dostające się do cieczy hydraulicznej powietrze zmienia całkowicie jej parametry fizyko-chemiczne (np. zwiększa ściśliwość, przyśpiesza utlenianie, powoduje utratę własności smarnych). To “nowe” medium nie posiada już parametrów eksploatacyjnych pozwalających na zakwalifikowanie go jako hydrauliczny czynnik roboczy.


Przyczyny zapowietrzenia:

  • Brak właściwego uszczelnienia podciśnieniowego przewodu zasilającego (ssawnego) powodujący zasysanie powietrza,
  • Turbulencje spowodowane zbyt dużą prędkością czynnika roboczego w przewodzie ssawnym (niewystarczająca powierzchnia przekroju) lub zmianą średnicy przewodu zasilającego,
  • Niewłaściwa praca, odkształcenie lub zniszczenie uszczelnienia wału pompy spowodowane zbyt dużym obciążeniem promieniowym wału. Standardowe pompy łopatkowe przystosowane są do przenoszenia przez wał tylko momentu obrotowego. Siły promieniowe lub osiowe pochodzące na przykład od niewyważonego, zbyt luźno osadzonego, źle dobranego lub zamontowanego sprzęgła, a także niewspółosiowości wału pompy z wałem źródła napędu są jedną z najczęstszych przyczyn uszkodzenia uszczelnienia wału i zapowietrzenia czynnika roboczego,
  • Niewłaściwa konstrukcja zbiornika a w szczególności: zbyt mały zbiornik, umieszczenie przewodu zasilającego w bezpośrednim sąsiedztwie przewodu zlewowego (efekt pienienia), umieszczenie przewodu zlewowego ponad poziomem cieczy (minimum 5x średnica przewodu), zbyt niski poziom oleju w zbiorniku w porównaniu z poziomem zasysania, poruszanie się cieczy w zbiorniku (dotyczy zastosowań mobilnych), niewłaściwa konstrukcja przegród zbiornika,
  • Efekt Venturiego w przewodzie zlewowym,
  • Zanieczyszczenie oleju wodą, która pod wpływem lokalnych przegrzań przechodzi w parę,
  • Nieszczelności w układzie hydraulicznym (np. zniszczone uszczelnienia siłowników)

Konsekwencje zapowietrzenia dla pompy łopatkowej:
Łopatki pompy w normalnych warunkach są zrównoważone hydrostatycznie. Obecność powietrza w czynniku roboczym spowoduje nienormalną jego ściśliwość i w wyniku niezrównoważenia łopatek. Będą one się poruszać nierównomiernie na boki tak, że zostanie zniszczona warstewka oleju znajdująca się pomiędzy łopatkami a płytami bocznymi. Łopatki jako element wykonany z utwardzonego metalu będą niszczyć odlewane ciśnieniowo płyty boczne. Ślady uszkodzeń zaczną najpierw być widoczne w strefie odciążającej a następnie w zależności do ilości powietrza będą żłobione rowki na powierzchni płyt bocznych. Przy bardzo dużym zapowietrzeniu łopatki będą tak niezrównoważone, że mogą pękać. Zjawisku temu towarzyszy podwyższony poziom hałasu.

Konsekwencje rozruchu pompy łopatkowej bez właściwego odpowietrzenia:
Pomimo, że pompy łopatkowe DENISON Hydraulics zostały zaprojektowane tak, że wewnętrzne współpracujące z sobą powierzchnie mają własności suchosmarujące, to pompy te nie mogą normalnie pracować jeżeli pomiędzy powierzchnią boczną wirnika a płytami bocznymi nie znajduje się warstewka oleju (film olejowy). Konsekwencją braku właściwego smarowania wewnętrznych elementów pompy będą miejscowe przegrzania. W zależności od tego jak długo trwa brak smarowania może dojść do zatarcia między płytą boczną a wirnikiem.
Temperatura miejscowa jest wówczas tak wysoka, że warstewka oleju pomiędzy elementami zanika i następuje bezpośredni kontakt metalu z metalem powodujący tarcie i w efekcie zgrzanie.


Dlatego też każda nowo zamontowana pompa przed rozruchem powinna być zalana a następnie całkowicie odpowietrzona.

 

Rys. Zasysanie powietrza przez uszkodzone uszczelnienie wału


N O W O Ś C I

Nowy typoszereg pomp wielotłokowych-osiowych o zmiennej wydajności: XL Series

Nowy typoszereg pomp "XL Series" zaprezentowany został po raz pierwszy na międzynarodowej Wystawie Hydrauliki w Las Vegas w marcu 2002 roku.
Typoszereg XL ma wypełnić specyficzną stale rosnącą niszę na rynku hydrauliki siłowej w zakresie pomp o wysokiej wydajności na średnie obciążenia i na wysokie ciśnienie robocze.
Firma DENISON zamierza w ciągu kilku lat wprowadzić do produkcji 10 modeli pomp o wydajności właściwej od 10 do 260 cm3/obr. Jako pierwszą zaprezentowano pompę o wydajności 75 cm3/obr.
Pompy te przeznaczone będą dla szerokiego kręgu odbiorców zarówno z zakresu techniki mobilnej jak i przemysłowej.

Rys. Pompa serii XL

Typoszereg XL firmy DENISON jest efektem zastosowania i połączenia najnowszych osiągnięć inżynieryjnych, projektowania komputerowego (wykorzystano program FMEA- narzędzie projektowe używane tylko w przemyśle lotniczym i kosmicznym), studiów porównawczych, badań rynkowych i najnowszych technik wytwarzania.

O nowym typoszeregu pomp dyrektor Działu Inżynieryjnego powiedział:
"Jeżeli nie jesteśmy pierwsi na rynku, to bądźmy najlepsi. Typoszereg XL jest podobny do kilku markowych produktów obecnych już na rynku. Z tego względu dotycząca go strategia firmy polega na zapewnieniu najwyższego stopnia zaawansowania technicznego. Pompy XL Series są bardziej zwarte, pracują ciszej, mają nawet bardziej opływowe kształty niż pompy konkurencji".

Po wprowadzeniu nowego typoszeregu XL zakres oferowanych przez DENISON Hydraulics pomp wielotłokowych-osiowych będzie wyglądał następująco

*/ dotyczy podstawowych modeli

Typoszereg

Zakres wydajności właściwej
[cm3/obr]

Ciśnienie [bar] Dopuszczalny zakres lepkości czynnika roboczego [mm2/s]
Max / Pik Stałe Przy starcie Praca pod obciążeniem
PV do obiegu otwartego od 14,4 do 130 310/ -*/ 240 1600

10 do 160 optymalnie 30

XL do obiegu otwartego

od 10 do 260 320/350 280 5000

10 do 160 optymalnie 30

WORLD CUP do obiegu otwartego od 98,0 do 131 420/ -*/

345

1600

10 do 160 optymalnie 30

PREMIER do obiegu otwartego od 80 do 260 500/ - */ 420

1600

10 do 160 optymalnie 30

GOLD CUP do obiegu zamkniętego i otwartego

od 98 do 501 420/ - */ 345 1600

10 do 160 optymalnie 30

 


 

Nowa T7D, generacja wysokociśnieniowych (pmax: 300 bar), wysokosprawnych pomp łopatkowych

Denison HYDRAULICS wprowadził na rynek jedno-, dwu- i trójstrumieniowe pompy łopatkowe zbudowane w oparciu o nowoskonstruowany wkład wielkości D siódmej generacji. Pompy te zastąpią produkowane od lat 80-tych modele zawierające wkłady T6D.
Pompy T7D mogą pracować z ciśnieniem maksymalnym do 300 bar w zakresie wydajności właściwej 44 do 99,2 cm3/obr.
Ta nowa, 12 łopatkowa konstrukcja gwarantuje bardzo niską pulsację ciśnienia (+/- 2 bar), wysoką sprawność objętościową i całkowitą oraz niższy w stosunku do podobnych rozwiązań obecnych na rynku, poziom emitowanego hałasu.

Poniżej przedstawiamy porównanie dwu pomp szóstej generacji T6D 031 i siódmej T7D B31:

Pompa

Wydajność właściwa

[cm3/obr]

Ciśnienie
[bar]

Prędkość maks.
[obr/min]

Poziom hałasu przy 1500 obr/min i ciśn. 160 bar
[dB (A)]

Zapotrzebowanie mocy dla uzyskania przepływu 1dm3 przy prędkości 1500 obr/min i ciśn. 140 bar [kW]

Wewnętrzne przecieki przy ciśn. 210 bar i lepkości czynnika roboczego 24 mm2/sek
[dm3/min]

Maks.

Stałe

T7D B31

99,2

300

250

3000

68

0,252

19,5

T6D 031

98,3

240

210

2500

70

0,262

26

 


Proporcjonalny rozdzielacz 4DP01 OB z kartą sterującą typu "onboard" zabudowaną bezpośrednio na korpusie zaworu

 

Rys. 1 - Rozdzielacz proporcjonalny 4DP01 OB

Firma DENISON Hydraulics rozszerzyła rodzinę rozdzielaczy proporcjonalnych 4DP01 o wersję z zabudowaną bezpośrednio na korpusie kartą sterującą. Karta typu "onboard" o budowie kompaktowej posiada te same możliwości co standardowe wzmacniacze , czyli: eliminacja strefy nieczułości funkcja IMIN i IMAX, regulacja czasu narastania i opadania prądu wyjściowego funkcja "ramp time", wyłącznik bezpieczeństwa funkcja stop.
Sterowanie tego typu posiada istotną zaletę - zawór wraz z kartą testowane są razem jako całość oraz fabrycznie ustawione dla standardowych zastosowań rozdzielaczy proporcjonalnych. Dzięki temu znacznie upraszcza się czynność wymiany uszkodzonego zaworu oraz eliminuje się kłopotliwą i czasochłonną procedurę ustawiania parametrów pracy rozdzielacza. Skraca to również ewentualny czas przestoju maszyny, z czego wynikają określone korzyści finansowe.

Elektronika typu "onboard"

Karta może być sterowana za pomocą sygnału prądowego 4-20 [mA] lub napięciowego 0-10 [V]. Na obudowie wzmacniacza umieszczona jest trójkolorowa dioda diagnostyczna, która informuje o aktualnym trybie pracy zaworu. Kolor czerwony oznacza tryb: włączone zasilanie i załączoną zewnętrzna funkcję stopu awaryjnego; kolor zielony oznacza tryb: włączone zasilanie i gotowość zaworu do pracy; kolor żółty oznacza tryb: włączone zasilanie i zasiloną cewkę. Jeżeli dioda nie świeci oznacza to, że do zaworu nie jest doprowadzone zasilanie. W przypadku zaworu dwucewkowego na obudowie umieszczone są dwie diody diagnostyczne.
Główną zaletą tego rozwiązania są fabryczne ustawienia karty. Proporcjonalny rozdzielacz w położeniu centralnym posiada dodatnie przekrycie suwaka. Oznacza to, że musi nastąpić określone przesunięcie suwaka zanim przez zawór nastąpi przepływ. Na wielkość przekrycia niewątpliwie istotny wpływ ma dokładność wykonania pary suwak - korpus oraz wielkość oddziaływania sprężyny centrującej. To mechaniczne przekrycie eliminuje się za pomocą funkcji IMIN, gdzie ustawia się odpowiednią wartość minimalnego prądu wyjściowego. Zapewnia to ustawienie suwaka w pozycji zerowej w chwili zasilenia zaworu.
Każdy zawór 4DP01 OB jest fabrycznie ustawiony tak, że przy 20% wartości sygnału sterującego suwak znajduje się w pozycji zerowej. Oznacza to, że powyżej 20% wartości sygnału rozpoczyna się przepływ przez rozdzielacz.

Zalety stosowania zaworu z elektroniką typu "onboard"

  • Fabryczne ustawienia - do tej pory nie były oferowane zawory proporcjonalne ze wzmacniaczem wstępnie ustawionym. Ma to duże znaczenie podczas rozruchu układów hydraulicznych, ponieważ mogą ich dokonywać pracownicy bez dużego doświadczenia w ustawianiu zaworów proporcjonalnych. Jest to sposób na minimalizację kosztów Klienta,
  • Budowa kompaktowa nie ma potrzeby stosowania specjalnych uchwytów montażowych jak w przypadku standardowych wzmacniaczy. Ustawień można dokonywać bezpośrednio na zaworze, unika się niewygodnego dystansu pomiędzy szafą sterującą a zaworem,
  • Łatwe podłączenia elektryczne dla standardowych instalacji należy doprowadzić tylko zasilanie i odpowiedni sygnał sterujący.

Gdzie można zastosować nowe zawory ?

Generalnie nowe zawory 4DP01 OB można stosować wszędzie tam, gdzie obecnie stosuje się zawory 4DP01. Są oczywiście aplikacje, w których przynosi to szczególne korzyści, na przykład:

  • we wszystkich aplikacjach, w których do tej pory stosowane są zawory sterowane wzmacniaczem zintegrowanym z wtyczką typu plug-on driver, szczególnie w przypadku zaworów dwucewkowych,
  • w przypadku większości zaworów 4DP01 dwucewkowych obecnie sterowanych przez tzw. podwójny wzmacniacz dual driver,
  • w aplikacjach, gdzie stosuje się do kilku zaworów - możliwość minimalizacji wielkości szafy sterującej,
  • w większości aplikacji standardowych, dla których ustawienia fabryczne są wystarczające, a zastosowanie wersji OB. redukuje znacząco koszty związane z rozruchem.

pokrywa z oznaczeniem typu zaworu i diodami LED
pionowa płytka z potencjometrami nastawczymi
pozioma płytka z gniazdami dla wtyków
uszczelniona pokrywa tylna dla wersji z jedną cewką
cewka z wtykami

Rys. 2 Budowa rozdzielacza 4DP01 OB

Charakterystyka zaworów

  • rozdzielacz proporcjonalny NG6 sterowany bezpośrednio zabudowaną kartą sterującą, rodzaj zabezpieczenia IP 65,

  • system zwarty, sprawdzony i ustawiony fabrycznie,

  • klasa niepalności V0 wg UL 94,

  • zaliczone testy ochrony środowiska:
    temperatura/ klimat : DIN EN 60068-2 część 1, 2, 14
    wibracja / szok : DIN EN 60068-2 część 6, 27, 64
    EMV : EN 61000-6-2, 61000-4-2, 61000-4-4, 61000-6-6, 61000-4-5, 61000-4-6
    test wilgotności : wg DIN 50017
    test odporności na działanie wody morskiej wg DIN 50021 SS

  • wyświetlacz LED,

  • podłączenie poprzez wtyczkę okrągłą z gwintem M12,

Dane techniczne

Sygnały sterujące

  • +/- 10 [V]

  • 4 - 20 [mA]

Funkcje opcjonalne wersji z dwoma wtyczkami

  • funkcja "ramp" włączona/ wyłączona

  • funkcja stopu awaryjnego

Zasilanie

  • 18 ... 32 [VDC]

Funkcje standardowe wersji z jedną wtyczką

  • funkcja "ramp" 50 [ms] ... 5 [sek]

  • zadawanie Imin / Imax

  • napięcie odniesienia dla zewnętrznego potencjometru


 

Zawory VV01 z opcją "miękkiego przesterowania"

Zawory serii VV01 są specjalistycznymi rozdzielaczami przystosowanymi do współpracy z zaworami sterującymi ciśnieniem oraz dwudrogowymi zaworami gniazdowymi. Zawory VV01 wykonane są w wersji przystosowanej do montażu warstwowego pomiędzy zaworem wstępnego sterowania (pilotem) a zaworem głównym. Spełniają one funkcję elektrycznie sterowanych zaworów rozładowujących.
Oprócz dostępnych dotychczas wersji wyposażonych w standardowy suwak, firma DENISON wprowadza na rynek specjalne modyfikacje wyposażone w suwak o opóźnionym czasie przesuwu zapewniającym „miękkie przesterowanie”. Ta modyfikacja jest dostępna tylko dla zaworów VV01, których suwak w położeniu normalnym (bez podania napięcia na cewkę) łączy kanał Z z kanałem Y (odprowadzenie przecieków) natomiast po podaniu napięcia zostaje połączony kanał X z kanałem Z. Stosując zawory VV01 z opcją „miękkiego przesterowania” uzyskujemy przy współpracy z zaworami przelewowymi (R4V/R5V)i rozładowującymi (R4U/R5U) wydłużenie czasu otwarcia natomiast dla zaworów redukcyjnych (R4R/R5R) wzrasta czas zamknięcia.

Dostępne wykonania
Do współpracy z R4V/R5V, R4R/R5R i D4S/D5S oferowane są modyfikacje suwaka o kodach 004, 00B, 00A (od najkrótszego do najdłuższego czasu przesterowania).

Do współpracy z zaworami R4U/R5U oferowana jest modyfikacja 004C.



AKTUALNIE WYDANE PRZEZ NAS BIULETYNY:
Biuletyn   nr 1 wrzesień 1999
Biuletyn   nr 2 grudzień 1999
Biuletyn   nr 3 maj        2000
Biuletyn   nr 4 grudzień 2000

Biuletyn   nr 5

grudzień 2001

Biuletyn   nr 6

grudzień 2002
Home    Produkty    Biuletyn    Aktualności    Kontakt    Serwis