Akumulator membranowy do dźwigów budowlanych | Rozmiar, zalety i konserwacja

Kiedy 180-tonowy żuraw samojezdny opuszcza w pełni obciążony wysięgnik, siła bezwładności może podnieść ciśnienie hydrauliczne w cylindrze wychylnym powyżej 400 barów w mniej niż sekundę. Bez urządzenia pochłaniającego tę wartość szczytową, uszczelki wcześnie ulegają uszkodzeniu, węże pękają, a ładunek może się odbijać. Akumulator membranowy do systemów dźwigów budowlanych został zaprojektowany tak, aby zapobiegać dokładnie tym zdarzeniom: magazynuje energię hydrauliczną, pochłania skoki ciśnienia i zapewnia przepływ awaryjny w przypadku awarii głównego napędu. W tym artykule wyjaśniamy, jak działa akumulator membranowy w obwodzie dźwigu, jak prawidłowo go dobrać i wstępnie naładować oraz jakich czynności konserwacyjnych wymaga na miejscu.

Co to jest akumulator membranowy i dlaczego jest on potrzebny dźwigowi?

Akumulator membranowy to naładowany gazem zbiornik ciśnieniowy, w którym zastosowano membranę z kauczuku syntetycznego do oddzielania azotu od płynu hydraulicznego. Gaz jest sprężany podczas pompowania płynu; gdy ciśnienie w układzie spada, rozprężanie się gazu wypycha płyn z powrotem. W żurawiach budowlanych ta prosta zasada zapewnia magazynowanie energii, amortyzację i bezpieczne opuszczanie ładunku.

W porównaniu z akumulatorami pęcherzowymi lub tłokowymi, typ membranowy zapewnia szybszą reakcję, kompaktową obudowę i brak uszczelek ślizgowych. To sprawia, że ​​jest to mocny kandydat na dźwig, w którym przestrzeń montażowa jest niewielka, a obwód musi szybko reagować podczas podnoszenia, obracania i hamowania. Wielu producentów OEM montuje obecnie akumulatory membranowe w małych wysięgnikach przegubowych, żurawiach montowanych na samochodach ciężarowych i obwodach pomocniczych, takich jak sterowanie wysięgnikami.

W typowym obwodzie pomocniczym dźwigu wystarczy akumulator membranowy o pojemności od 0,25 do 1,0 litra; Wartość ciśnienia zależy od maksymalnego ciśnienia roboczego systemu. Ponieważ membrana całkowicie oddziela gaz i olej, ryzyko zapowietrzenia jest znacznie mniejsze niż w przypadku typu tłokowego. Zmniejsza to uszkodzenia kawitacyjne i utrzymuje stabilność układu sterowania żurawiem.

Akumulator membranowy do obwodów pomocniczych dźwigu Ten akumulator membranowy o pojemności od 0,25 do 1,0 litra przechowuje i uwalnia energię poprzez sprężanie gazu, a gumowa membrana całkowicie oddziela gaz i olej, aby ograniczyć napowietrzanie i kawitację w układach sterowania żurawiem. Zobacz produkt →

Kluczowe funkcje akumulatorów membranowych w hydraulice dźwigów

W żurawiu budowlanym akumulator membranowy wykorzystuje się na cztery główne sposoby:

Kompensacja wycieków jest najczęstszym zastosowaniem. Podczas podnoszenia pompa ładuje akumulator; gdy zawór hydrauliczny jest zamknięty, akumulator utrzymuje ciśnienie zapobiegając wewnętrznemu wyciekowi w cylindrze, zapobiegając dryfowaniu wysięgnika. Równie ważne jest tłumienie przepięć: gdy operator zaciągnie hamulec wciągnika, energia kinetyczna zamienia się w falę ciśnienia. Akumulator membranowy o wystarczającej objętości gazu pochłania tę falę i ogranicza ciśnienie szczytowe.

W sytuacjach awaryjnych ten sam akumulator może służyć jako krótkotrwałe źródło prądu. Jeśli główna pompa ulegnie awarii lub zgaśnie silnik, zmagazynowany olej kierowany jest z powrotem na dolną stronę cylindra, umożliwiając kontrolowane opadanie. Funkcja ta stanowi część filozofii bezpieczeństwa nowoczesnych konstrukcji żurawi i jest częstym powodem dodania akumulatora do obwodu wysięgnika. Podobne zastosowania można znaleźć w innych sprzęt przemysłowy gdzie występują nagłe zmiany obciążenia.

Jak dobrać rozmiar i wstępnie naładować akumulator membranowy do dźwigu

Prawidłowe dobranie zaczyna się od trzech liczb: minimalnego ciśnienia roboczego (P1), maksymalnego ciśnienia roboczego (P2) i wymaganej dodatkowej objętości oleju (ΔV) podczas tłoczenia. W przypadku akumulatora membranowego ciśnienie wstępnego ładowania gazu (P0) jest zwykle ustawiane w zakresie od 0,6 do 0,9 razy P1, w zależności od tego, czy akumulator jest używany do magazynowania energii, czy do tłumienia impulsów.

W celu tłumienia impulsów wstępne ładowanie powinno wynosić około 80% średniego ciśnienia roboczego. W przypadku magazynowania energii i opuszczania awaryjnego ciśnienie wstępne jest zwykle ustawiane w pobliżu minimalnego ciśnienia w obwodzie, ale wciąż wystarczająco wysokie, aby zapobiec opadnięciu membrany. Jeżeli wstępne naładowanie jest zbyt wysokie, akumulator nie będzie w stanie zgromadzić wystarczającej ilości płynu; jeśli jest za niska, membrana może uderzyć w zawór gazowy i przedwcześnie ulec uszkodzeniu.

Powyższy wykres ilustruje symulowane zdarzenie hamowania wciągnika. Bez akumulatora szczytowe ciśnienie po stronie tłoczyska wynosi około 450 barów. Akumulator pęcherzowy zmniejsza to ciśnienie do około 380 barów, podczas gdy akumulator membranowy o tej samej objętości, naładowany wstępnie do 60 barów, obniża je do około 320 barów. Efekt zależy od objętości akumulatora, wstępnego naładowania i sztywności systemu, ale tendencja jest stała: akumulator membranowy o odpowiednich wymiarach sprawia, że ​​obwód dźwigu jest bezpieczniejszy i bardziej przewidywalny.

W praktyce do oszacowania wymaganej objętości gazu należy zastosować prawo gazowe P0V0 = P1V1 = P2V2. Jeżeli zapotrzebowanie na przepływ wynosi 0,5 l w ciągu 0,1 s, a ciśnienie waha się od 120 do 200 barów, objętość gazu akumulatorowego powinna być w przybliżeniu 1,2 razy większa od objętości dostarczanego oleju. Zalecamy skontaktowanie się z producentem w celu podania rzeczywistego zakresu temperatur i gatunku oleju, ponieważ lepkość i moduł objętościowy również wpływają na reakcję dynamiczną.

Instalacja, ładowanie i konserwacja na placu budowy

Warunki na miejscu są trudne dla każdego elementu hydraulicznego. Piasek, deszcz i wibracje mogą mieć wpływ na akumulator, jeśli nie jest on prawidłowo zainstalowany. Zamontuj akumulator membranowy z zaworem gazowym skierowanym do góry i użyj wspornika podtrzymującego korpus, a nie tylko gwinty przyłączeniowe. Przewód pomiędzy akumulatorem a blokiem zaworów powinien być jak najkrótszy, aby uniknąć uderzeń hydraulicznych i zmęczenia.

Najważniejszą czynnością konserwacyjną są regularne kontrole wstępnego napełnienia azotem. Typowy akumulator membranowy może stracić 5% swojego wstępnego naładowania rocznie przez membranę, a nawet szybciej, jeśli zawór gazowy jest zanieczyszczony. Comiesięczna kontrola z użyciem odpowiedniego zestawu do ładowania wykryje powolny wyciek, zanim akumulator straci swoją funkcję magazynowania energii. Używaj wyłącznie suchego azotu; tlen lub sprężone powietrze mogą uszkodzić elastomer i spowodować ryzyko pożaru.

Typowe tryby awarii i sposób ich wyświetlania

Z naszego doświadczenia serwisowego wynika, że najczęstszymi awariami są pęknięcie membrany, utrata azotu i zanieczyszczenie wewnętrzne. Poniższy wykres pierścieniowy przedstawia typowy rozkład małej próbki akumulatorów dźwigowych zwróconych do naprawy.

Pęknięcie membrany jest zwykle spowodowane nadmiernym ciśnieniem gazu, bardzo niskim ciśnieniem płynu lub uszkodzoną powierzchnią wewnętrzną. Utratę azotu często wykrywa się jako powolny ruch belki lub niski poziom zmagazynowanej energii. Aby utrzymać akumulator w dobrym stanie, należy utrzymywać zawór gazowy w czystości i zakładać osłonę zabezpieczającą, gdy nie jest używany. Jeżeli ładowanie wstępne wymaga regulacji, użyj skalibrowanego zestawu do ładowania. Nasz zestaw do ładowania CQJ jest prosty w użyciu i zawiera manometr oraz wąż do połączeń 5/8UNF.

Zestaw do ładowania CQJ do regulacji wstępnego ładowania akumulatora Zestaw do ładowania CQJ zawiera kompaktowe narzędzie z manometrem i wężem do przyłączy 5/8UNF, umożliwiające bezpieczne ładowanie, kontrolę ciśnienia i korektę wstępnego naładowania azotu w akumulatorze. Zobacz produkt →

Dlaczego certyfikacja producenta i zdolność produkcyjna mają znaczenie

Akumulator jest zbiornikiem ciśnieniowym, zatem kwalifikacje producenta wpływają na bezpieczeństwo. W Chinach zbiorniki ciśnieniowe podlegają przepisom ustawy o bezpieczeństwie sprzętu specjalnego. Posiadanie licencji na produkcję zbiorników ciśnieniowych klasy A2 oznacza, że ​​każdy akumulator membranowy do użytku w dźwigach budowlanych jest projektowany, spawany i testowany w ramach certyfikowanego systemu jakości. Znak CE zapewnia taką samą pewność maszynom eksportowanym do Europy.

Zdolność produkcyjna jest także praktycznym problemem dla producentów OEM dźwigów. Produkujemy ponad 100 000 akumulatorów membranowych rocznie i utrzymujemy warsztat o powierzchni 5000 metrów kwadratowych. Skala ta zapewnia stabilną dostawę i stałą jakość. Porównując dostawców, poproś o pokazanie ich licencji na zbiorniki ciśnieniowe, certyfikatów materiałowych i zapisów testów. Jeśli planujesz długotrwały model dźwigu, odwiedź linię montażową.

Aby zakończyć, porozmawiaj z naszym zespołem inżynierów o konkretnym obwodzie dźwigu. Możemy wykonać obliczenia rozmiaru, zalecić odpowiedni materiał membrany i dostarczyć odpowiedni zestaw do ładowania i wspornik do serwisu w terenie. Skontaktuj się z nami z ciśnieniem, przepływem i cyklem pracy w systemie.

Często zadawane pytania

Jakie ciśnienie wstępne powinien stosować akumulator membranowy w dźwigu?

Ustawić wstępne naładowanie azotem na 60–90% minimalnego ciśnienia roboczego w przypadku magazynowania energii lub 80% średniego ciśnienia w celu tłumienia impulsów. Zawsze sprawdzaj wartość, uwzględniając wartości ciśnienia i zakres temperatur w obwodzie.

Jak często należy sprawdzać wstępne napełnienie azotem?

Sprawdzaj co 3–6 miesięcy w przypadku dźwigów pracujących codziennie. Jeśli wysięgnik dryfuje lub akumulator nie działa, sprawdź to natychmiast.

Czy akumulator membranowy może zastąpić akumulator tłokowy w dźwigu?

Tak, dla większości obwodów pomocniczych poniżej 4 litrów i ciśnień poniżej 200 barów. W przypadku bardzo dużego przepływu lub dużej objętości oleju akumulator tłokowy może być bardziej ekonomiczny; Aby zapewnić szybką reakcję i separację bez wycieków, lepszy jest typ membrany.

Jaka jest typowa żywotność membrany?

Przy prawidłowym napełnieniu wstępnym i czystym oleju membrana może wytrzymać 3–5 lat w codziennej pracy dźwigiem. Przedwczesna awaria jest zwykle związana z zbyt dużą mocą, wysoką temperaturą lub niekompatybilnymi dodatkami do oleju.

Jak wybrać pomiędzy akumulatorem pęcherzowym a akumulatorem membranowym?

Typ membranowy jest preferowany w przypadku małych objętości i szybkich cykli. Typ pęcherza jest lepszy w przypadku dużych objętości powyżej 4 litrów. W dźwigu oba mogą działać na tej samej zasadzie ładowania gazem; wybór zależy od zapotrzebowania na przestrzeń i przepływ.