شرح التجويف الهيدروليكي: الأسباب والأعراض وكيفية الوقاية منه

لاحظ مشغل الرافعة المتنقلة صوتًا خافتًا وحصويًا يصدر من المضخة الهيدروليكية أثناء بداية الصباح البارد. لا تزال الآلة تعمل بشكل طبيعي، ولكن عند فتح الفلتر في الخدمة التالية، يجد الفني جزيئات معدنية دقيقة في الزيت. يوضح هذا التسلسل مدى سرعة انتقال التجويف الهيدروليكي من الضوضاء غير العادية إلى الضرر على مستوى النظام.

التجويف هو السبب الثاني الأكثر شيوعًا لفشل المضخة الهيدروليكية، بعد التلوث. ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى تآكل أغطية المضخات، وبكرات الصمامات، وأسطح الأسطوانات الهيدروليكية، مما يؤدي إلى إصلاحات باهظة الثمن وتوقف غير مخطط له. يشرح هذا الدليل ما هو التجويف الهيدروليكي، وما الذي يسببه، وكيفية التعرف عليه، وكيفية الوقاية منه.

ما هو التجويف الهيدروليكي؟

التجويف هو تكوين وانهيار الفقاعات المملوءة بالبخار في السائل الهيدروليكي. ويحدث ذلك عندما ينخفض ​​الضغط المحلي في الزيت إلى ما دون ضغط بخار السائل. عند هذه النقطة، تتبخر الغازات المذابة والأجزاء الأخف من الزيت لتكوين تجاويف أو فقاعات صغيرة. وعندما تنتقل تلك الفقاعات باتجاه مجرى النهر ويستعيد الضغط، فإنها تنهار بعنف. ويطلق كل انهيار موجة صدمية مركزة يمكن أن تؤدي إلى تآكل الأسطح المعدنية القريبة.

يبدأ التجويف دائمًا تقريبًا في المضخة، لأن المضخة هي المكان الذي يتم فيه تسارع السائل وحيث تكون تغيرات الضغط في أقصى حالاتها. يتم التعرف على شكلين من التجويف في الأنظمة الهيدروليكية:

ما الذي يسبب التجويف في الأنظمة الهيدروليكية

بغض النظر عما إذا كان التجويف يظهر على جانب الشفط أو التفريغ، فإن الآلية الأساسية هي نفسها: المضخة لا تتلقى السائل الذي تحتاجه، أو أن الضغط على جانب التفريغ يتصرف بشكل غير متوقع. تشير الخبرة الميدانية إلى مجموعة متسقة من الأسباب الجذرية.

قيود جانب الشفط

• مرشح أو مصفاة شفط مسدودة أو صغيرة الحجم.
• خرطوم شفط ملتوي أو منهار أو صغير الحجم.
• مستوى خزان منخفض يسمح بالتدوير وسحب الهواء.
• متنفس خزان مقيد يخلق فراغًا داخل الخزان.

السوائل وظروف التشغيل

• لزوجة السوائل عالية جدًا عند بدء التشغيل البارد.
• سرعة المضخة أعلى من قدرة تدفق المدخل المحددة من قبل الشركة المصنعة.
• دورة التحميل السريع التي تنتج انخفاضًا حادًا في الضغط عند مدخل المضخة.
• رغوة مفرطة ناجمة عن السوائل المتدهورة أو المواد المضافة غير المتوافقة.

تتطور معظم هذه الحالات تدريجيًا. يتم تحميل الفلتر، أو يلين الخرطوم وينهار، أو تؤدي موجة البرد إلى زيادة سماكة الزيت. بحلول الوقت الذي تظهر فيه الضوضاء، قد يكون الضرر قد بدأ بالفعل.

التعرف على أعراض التجويف الهيدروليكي

يكون التجويف مسموعًا ومرئيًا إذا كنت تعرف ما يجب التحقق منه. هذه هي العلامات التحذيرية الأكثر شيوعًا:

• الصوت: صوت أنين أو فرقعة أو طقطقة، غالبًا ما يتم وصفه على أنه كرات رخامية أو حصى تمر عبر المضخة.
• الاهتزاز: اهتزاز عالي التردد في المضخة وخط الشفط يختفي عند إيقاف تشغيل الماكينة.
• مظهر السوائل: زيت رغوي أو رغوي، وفي الحالات الشديدة يظهر مظهر حليبي أو غائم في الخزان.
• درجة الحرارة: غلاف المضخة ساخن بشكل غير عادي بسبب فقدان طبقة سائل التشحيم أثناء انهيار الفقاعة.
• الأداء: حركة أسطوانة أبطأ، أو عدم استقرار الضغط، أو عدم قدرة المضخة على تحمل الضغط المقدر.

عندما تظهر هذه العلامات معًا، فإن التجويف هو السبب المحتمل. ال العلامات الشائعة لعطل الاسطوانة الهيدروليكية غالبًا ما تتداخل مع أعراض التجويف، لأن كلاهما يشير إلى نفس السائل الملوث وسيئ الإمداد.

التجويف مقابل التهوية: كيفية التمييز بينهما

كثيرا ما يتم الخلط بين التجويف والتهوية لأن كليهما ينتج ضوضاء وزيت رغوي. التجويف هو عملية مرتبطة بالضغط: تتشكل الفقاعات من السائل الهيدروليكي نفسه عندما ينخفض ​​الضغط إلى ما دون ضغط البخار. تعتبر التهوية مشكلة في الدخول: حيث يتسرب الهواء الخارجي إلى النظام من خلال التركيبات غير الثابتة، أو ختم العمود التالف، أو مستوى الخزان المنخفض الذي يسمح للمضخة بسحب الهواء.

كيف يؤدي التجويف إلى إتلاف المضخات والأسطوانات

أضرار التجويف ميكانيكية وليست كيميائية. تُطلق كل فقاعة منهارة موجة صدمية يمكن أن تتجاوز قوة خضوع المعادن الإنشائية الشائعة. تؤدي الانهيارات المتكررة إلى تشقق السطح وحفره، مما يترك أنماط تآكل تبدو وكأنها إسفنجة أو طبقة رملية خشنة.

في المضخات، يظهر التآكل على أسنان التروس، أو أطراف الريش، أو ألواح التأرجح. المشكلة الحقيقية هي ما سيحدث بعد ذلك. تدخل الجزيئات المعدنية المتآكلة إلى السائل الدائر وتنتقل عبر الصمامات والخراطيم والأسطوانات الهيدروليكية. في الأسطوانة، تصطدم هذه الجسيمات بقضيب المكبس والتجويف، وتقطع الأختام الديناميكية، وتسرع التسرب الداخلي. تتسرب الأسطوانة ذات القضيب المحزز إلى الخارج في النهاية؛ تنجرف الأسطوانة ذات ختم المكبس البالي تحت الحمل وتفقد قوة الرفع.

بالنسبة للآلات المتنقلة مثل الرافعات والمنصات الجوية وشاحنات السحب، تكون العواقب فورية: أوقات دورات أبطأ، ومشاكل في حمل الأحمال، وتوقف المحركات. في آلات الخوازيق، تظهر نفس أنماط التآكل في أسطوانات جهاز الحفر الدوار وأسطوانات رفع الأنابيب، حيث تزيد القوى العالية والبيئات القذرة من معدل الضرر.

كيفية منع التجويف الهيدروليكي

تبدأ الوقاية عند مدخل المضخة. يتم حل معظم حالات التجويف من خلال ضمان حصول المضخة على إمداد متواصل من السائل النظيف عند درجة الحرارة واللزوجة الصحيحة. وقد أثبتت هذه الممارسات فعاليتها عبر أساطيل البناء، ومناولة المواد، والمعدات المتنقلة:

1. إبقاء خطوط الشفط قصيرة ومستقيمة وذات حجم مناسب لتدفق المضخة؛ تجنب الانحناءات والقيود الحادة.
2. استبدل مرشحات الشفط في الموعد المحدد وراقب مؤشرات انخفاض الضغط حتى تتمكن من التقاط مرشح التحميل قبل أن يؤثر على المدخل.
3. حدد درجة سائل تتوافق مع نطاق درجة الحرارة المحيطة، وقم بتسخين النظام مسبقًا في الطقس البارد عند الحاجة.
4. حافظ على مستوى سائل الخزان وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة وافحصه باستخدام الماكينة في وضع التشغيل.
5. افحص متنفس الخزان بحثًا عن الانسداد؛ يخلق الاستراحة المسدودة فراغًا يعزز التجويف.
6. حافظ على سرعة المضخة ضمن النطاق المقدر؛ المضخة التي تعمل فوق قدرة مدخلها سوف تتجويف حتى مع وجود خط شفط نظيف.
7. قم بتركيب مقياس فراغ على مدخل المضخة لمعرفة القيود النامية قبل أن تنتج أعراضًا مسموعة.
8. استخدم الإضافات الصحيحة المضادة للرغوة واستبدل السائل الذي تدهور إلى درجة الرغوة المفرطة.

يلعب الاهتمام الروتيني بجودة السوائل أيضًا دورًا رئيسيًا. يدور نفس الزيت عبر المضخة والأسطوانات، وهذه هي المبادئ الأساسية التشحيم السليم وإدارة السوائل يدعم بشكل مباشر منع التجويف على الجهاز بأكمله.

لماذا تعتبر مواصفات الأسطوانة مهمة في الآلات المعرضة للتجويف

يعد التجويف مشكلة على مستوى النظام، لكن الضرر غالبًا ما يظهر في الأسطوانات أولاً. على الرافعة المثبتة على الشاحنة، تتعامل الأسطوانات المتداخلة والتلسكوبية مع الأحمال الثقيلة والانعكاسات الأكثر شيوعًا. عندما ترسل مضخة التجويف سائلًا ملوثًا إلى هذه الأسطوانات، يتم تسجيل القضبان، وتفقد الأختام عملية المسح، وتفقد الآلة الثقة في الرفع. يجب أن يأخذ اختيار الأسطوانة في مثل هذه التطبيقات في الاعتبار صلابة سطح القضيب، وقوة الختم، والتسامح مع التلوث بالجسيمات.

أسطوانة Luffing للرافعة المثبتة على الشاحنة للتحكم في ذراع الرافعة للخدمة الشاقة تدير هذه الأسطوانة ضبط زاوية ذراع الرافعة على الرافعات المثبتة على الشاحنات. إن صلابة القضيب وأداء الختم مهمان عندما يقدم التجويف ملوثات، لذلك يستحق المراجعة للتطبيقات التي تتطلب رفعًا موثوقًا به وأقل قدر من التآكل. عرض المنتج →

وتواجه منصات العمل الجوية مخاطر مماثلة. تعمل أسطوانات التسوية والرفع بشكل مستمر لضبط السلة أثناء تحرك المنصة فوق التضاريس غير المستوية. تعمل الجسيمات الناتجة عن التجويف على تسريع تآكل الختم في هذه الأسطوانات، مما يتسبب في الانحراف والحركة المتشنجة على الارتفاع، وهو أمر غير آمن ومكلف للإصلاح.

أسطوانة Luffing لمركبة العمل الجوي لتحقيق استقرار ارتفاع ذراع الرافعة تقوم هذه الأسطوانة بضبط ارتفاع ذراع الرافعة على منصات العمل الجوية. نظرًا لخطر تآكل الختم والحركة المتشنجة من الجسيمات الناتجة عن التجويف، فإن تشغيله المستقر يعد أمرًا بالغ الأهمية لتحديد المواقع بشكل آمن على الارتفاع، مما يجعله مكونًا رئيسيًا للتقييم. عرض المنتج →

في شركة Zhejiang Huanfeng Machinery Co., Ltd.، نقوم بتصنيع الأسطوانات الهيدروليكية للرافعات، منصات العمل الجوية، شاحنات السحب، مركبات فحص الجسور، ومعدات الأساسات. عندما يطلب منا صانعو الآلات توفير أسطوانات، فإن أحد الأسئلة الأولى التي نطرحها هو ما إذا كان التجويف يمثل مشكلة في أسطولهم. يخبرنا هذا السؤال الوحيد ما إذا كنا نوصي بطلاء الكروم الأكثر صلابة، أو مجموعات الختم المحسنة، أو الخلوصات الداخلية الأكثر إحكامًا للحفاظ على عمل الأسطوانة في ظل ظروف السوائل المتدهورة.

الخط السفلي

التجويف ليس لغزا. وهي عملية مرتبطة بالضغط يمكن التنبؤ بها ولها أسباب واضحة وأعراض واضحة وطرق الوقاية مجربة. وتكاليف تجاهلها أعلى بكثير من تكاليف الوقاية: تتعطل المضخة، وتتوقف الآلة، وإذا وصل المعدن المتآكل إلى الأسطوانات، تتضاعف فاتورة الإصلاح.

استمع للأنين. افحص الزيت. تحقق من جانب الشفط. حافظ على السائل في المستوى المناسب واللزوجة والنظافة. تعمل هذه العادات على تقليل معدلات فشل المضخة، وإطالة عمر الأسطوانة، والحفاظ على إنتاج المعدات الهيدروليكية قبل أن يحصل التجويف على فرصة لتدميرها.