Kam tiek izmantoti hidrauliskie slīdēšanas gredzeni?
Ziniet, es strādāju ar rotējošām iekārtām jau gandrīz 15 gadus, un hidrauliskie slīdgredzeni ir viens no tiem komponentiem, par kuriem neviens īsti nerunā, kamēr kaut kas nav noticis katastrofāli. Pagājušajā mēnesī Longbīčas ostas iekārtā nogāzās celtnis,{2}}izrādās, ka hidrauliskais slīdēšanas gredzens bija noplūdis vairākas nedēļas, bet operators tikai turpināja pievienot šķidrumu. Brīdī, kad mūs izsauca, visur bija hidrauliskā eļļa un viss rotācijas mehānisms tika nošauts.
Pamati (bet ne mācību grāmatas versija)
Tāpēc hidrauliskie slīdgredzeni-dažkārt cilvēki tos sauc par rotējošiem savienojumiem, hidrauliskiem šarnīrsavienojumiem vai rotējošiem hidrauliskajiem savienojumiem — atkarībā no tā, ar ko jūs runājat-, būtībā tie ļauj sūknēt hidraulisko šķidrumu no stacionāra avota kaut kas griežas. Padomājiet par to kā... labi, slikta līdzība, bet iedomājieties, ka mēģināt piepildīt spaini ar ūdeni, kamēr tas griežas uz keramikas ripas. Jums ir nepieciešams veids, kā iegūt ūdeni, lai tas nenonāktu visur.
Visbiežāk sastopamā vieta, kur es tos redzu? Celtņi. Celtniecības celtņi, kuģu-uz-krasta celtņi, mobilie celtņi, kāpurķēžu celtņi-, ja tas paceļ smagus priekšmetus un griežas, iespējams, ir iesaistīts hidrauliskais slīdēšanas gredzens. Bet tas ir tikai virsmas skrāpēšana.
Kur jūs tos faktiski atrodat (un kur tie saplīst)
Vēja turbīnastagad ir milzīgi hidraulisko slīdēšanas gredzenu lietotāji. Slīpuma kontroles sistēmām ir nepieciešama hidrauliskā jauda, lai pielāgotu lāpstiņu leņķus, un acīmredzot nacelle griežas līdz ar vēja virzienu. Es strādāju pie Vestas V90 modernizācijas projekta 2019. gadā, un mēs nomainījām slīdgredzenus, kuru kalpošanas laiks bija mazāks par 8 gadiem. OEM specifikācijā teikts, ka 20 gadi. Kāpēc? Sāls gaisa korozija no piekrastes uzstādīšanas. Neviens par to nedomā, veicot sākotnējos projektēšanas aprēķinus.
Jūras naftas rūpniecībā tās plaši izmanto arī-urbšanas iekārtas, jo īpaši. Bet šeit ir kas interesants: atteices režīmi pilnīgi atšķiras no sauszemes lietojumprogrammām. Mums bija iekārta Meksikas līcī, kur ik pēc 6–8 mēnešiem sabojājās slīdgredzena blīves. Izrādījās, ka karstuma kombinācija (tur, netālu no urbuma grīdas kļūst KARSTĪGA) un īpaša veida sintētiskais hidrauliskais šķidrums, ko viņi izmantoja, sabojāja Viton blīves. Pārslēdzu uz HNBR blīvēm un problēma pazuda. Maksa par vienību par aptuveni 12 000 ASV dolāru vairāk, taču, ja jūsu dīkstāves laiks ir 500 000 ASV dolāru dienā, jums ir vienalga.
Militārie pielietojumi-radaru sistēmas, tanku torņi, jūras ieroču sistēmas. Es nevaru runāt par daudzām šīm lietām NDA dēļ, taču ļaujiet man tikai teikt, ka, ja jums ir jāpagriež 5 tonnu radara bloks, vienlaikus sūknējot hidraulisko šķidrumu ar 3000 PSI, inženierija kļūst interesanta ātri. Šo lietojumprogrammu slīdgredzeniem dažreiz ir lieki plūsmas ceļi, kas būtībā nozīmē, ka, ja viens kanāls neizdodas, jums ir rezerves kopija. Esmu redzējis vienības ar līdz pat 8 neatkarīgiem hidrauliskajiem kanāliem vienā korpusā.
Medicīnas aprīkojums ir vēl viena joma, kas pārsteidz cilvēkus. CT skeneri un daži specializēti ķirurģiskie roboti izmanto hidrauliskos slīdēšanas gredzenus. Datortomogrāfijas skenera lietojumprogramma ir īpaši sarežģīta, jo jums ir nepieciešama vienmērīga rotācija bez vibrācijām-, vienlaikus saglabājot precīzu šķidruma plūsmu. Skenerim, ar kuru mēs strādājām UCLA Medical, bija jāsaglabā plūsmas konsistence ± 2% robežās, vienlaikus griežoties ar ātrumu 180 RPM. Mēģiniet to izdarīt ar parastajiem hidrauliskajiem savienojumiem.
Inženierijas izaicinājumi, par kuriem neviens jūs nebrīdina
Spiediena kritums pāri slīdēšanas gredzenam ir viena no tām lietām, kas uz papīra šķiet maznozīmīga, bet rada bezgalīgas galvassāpes reālās instalācijās. Mēs esam redzējuši sistēmas, kurās inženieri visu teicami aprēķināja izpildmehānismiem un cilindriem, bet pilnībā aizmirsa ņemt vērā 150 PSI spiediena kritumu visā slīdēšanas gredzenā. Rezultāts? Lēna darbība, pārkarsēts sūknis, saīsināts komponentu kalpošanas laiks.
Temperatūra ir klusais slepkava. Hidrauliskais šķidrums kļūst karsts, kad tas smagi strādā, un, ja jūs to izspiežat cauri šaurajiem spraugām slīdēšanas gredzenā (mēs runājam par 0,001" līdz 0,003" vairumā konstrukciju), tas rada vēl vairāk siltuma. Esmu mērījis slīdgredzenu korpusa temperatūru virs 180 °F ekskavatoros, kas strādā Arizonas vasarās. Šādos laikapstākļos jūs atrodaties pašā robežā, ko lielākā daļa hidraulisko blīvējumu var izturēt-ilgtermiņā.
Reālas-pasaules lietas, kurām ir nozīme
Instalēšana ir vieta, kur sākas lielākā daļa problēmu. Slīdgredzens ir pareizi jāsaskaņo ar rotējošo asi -parasti 0,005 collu TIR robežās (kopējais norādītais noplūde). Esmu redzējis daudz instalāciju, kur kāds to vienkārši pieskrūvēja un nosauca par labu. Trīs mēnešus vēlāk viņi brīnās, kāpēc tas tek.
Ak, un šeit ir kaut kas, kas nav atrodams nevienā rokasgrāmatā: montāžas skrūves ir jāpievelk pēc pirmajām 50–100 darbības stundām. Siltuma cikliskums liek lietas sakārtot. Neviens to nedara. Kādreiz. Tad viņi vaino ražotāju, kad tas sāk noplūst pēc 2000 stundām nominālo 10 000 vietā.
Portu konfigurācijai ir daudz lielāka nozīme, nekā cilvēki domā. Jūs varat iegūt slīdošos gredzenus ar sānu portiem, aksiālajiem portiem vai abiem. Celtņa pielietojumam mēs parasti izmantojam sānu portus stacionārajā pusē un aksiālos portus rotējošajā pusē. Bet uz vēja turbīnas, kur vietas ir maz? Dažreiz jūs esat iestrēdzis ar visu, kas darbojas fiziski, pat ja tas nozīmē neērtu santehniku.
Visa “apkopes{0}}bezmaksas” mārketinga lieta? Jā, tās lielākoties ir muļķības. Protams, pašam slīdēšanas gredzenam var nebūt nepieciešama regulāra apkope, bet hidrauliskā sistēma ap to noteikti ir nepieciešama. Piesārņojums ir ienaidnieks numur viens. Viens metāla traips no nolietota sūkņa, viens gumijas gabals no bojājošas šļūtenes, un tas var iegriezt blīvējuma virsmas. Mēs esam nokasījuši slīdošos gredzenus pēc tam, kad atradām metāla daļiņas, kuras jūs tik tikko varēja redzēt ar 10x lupas.
Lietojumprogrammas, kuras es vēl neesmu pat pieminējis
Automatizētas ražošanas-pārnešanas galdi, rotācijas indeksēšanas galdi, montāžas piederumi. Tie parasti darbojas ar zemāku spiedienu (800-1500 PSI), bet daudz augstāku cikla ātrumu. Esmu redzējis slīdēšanas gredzenus uz automobiļu montāžas līnijām, kas darbojas 10–12 reizes minūtē, 24/7. To paredzamā dzīves ilguma aprēķins pilnīgi atšķiras no celtņa, kas var griezties reizi pāris minūtēs.
Tērauda rūpnīcās tiek izmantoti hidrauliskie slīdēšanas gredzeni kausu torņos un dažās velmētavu konfigurācijās. Vide ir brutāla-karstums, mērogs, vibrācija, triecienslodze. Mēs piegādājām 4-caurules slīdēšanas gredzenu nepārtrauktam ritentiņa tornītim, kam bija jāiztur temperatūra līdz 200 °F apkārtējā temperatūrā un reizēm ūdens izsmidzināšana. Pielāgots nerūsējošā tērauda korpuss, ar keramikas{7}}pārklājumu rotors, īpaši augstas temperatūras blīves. Pagāja 7 gadus, pirms bija nepieciešama pārbūve. Klients bija sajūsmā, jo iepriekšējā vienība darbojās nepilnus 3 gadus.
Izklaides industrijas-skatuves aprīkojums, rotējošas platformas, gaisa platformas koncertiem un izrādēm. Prasības ir interesantas, jo jums ir nepieciešama uzticama darbība, taču darba cikls parasti ir diezgan viegls. Izaicinājums ir vairāk saistīts ar iepakojumu-, lai tas būtu mazs un viegls, vienlaikus nodrošinot pietiekamu plūsmu vairākiem hidrauliskajiem cilindriem.
Lietas, kas noiet greizi (daļējs saraksts)
Blīvējuma bojājums, iespējams, ir 60% problēmu, ko mēs redzam. Var būt nepareiza materiāla izvēle, piesārņojums, spiediena lēcieni, nepareiza uzstādīšana. Dažreiz tā vienkārši ir slikta veiksme.
Arī gultņu kļūmes notiek, lai gan retāk. Parasti tas notiek tāpēc, ka kāds nav ievērojis kravnesības vadlīnijas. Tas, ka slīdēšanas gredzens var hidrauliski izturēt 3000 PSI, nenozīmē, ka tas var izturēt 5000 mārciņu momenta slodzi. Pārbaudiet ražotāja kravnesības līknes. Tie pastāv kāda iemesla dēļ.
Kavitācijas bojājumi-Es to novēroju lielas-plūsmas lietojumos, kur plūsmas ātrums kļūst pārāk liels un vietējais spiediens nokrītas zem tvaika spiediena. Tā rezultātā veidojas un sabrūk sīki burbuļi, kas grauj metālu. No iekšpuses izklausās pēc smilšu strūklas. Risinājums parasti ir lielāks slīdēšanas gredzens vai plūsmas ātruma samazināšana, un neviens no tiem nav tas, ko klients nevēlas dzirdēt.
Šķērss{0}}piesārņojums starp ejām ir reta, taču katastrofāla. Bija 6-pārejas slīdēšanas gredzens mežsaimniecības aprīkojuma lietojumprogrammā, kur iekšēji sabojājās blīvējums un ļāva augsta-spiediena plūsmai noplūst zemspiediena atgaitas līnijā. Iegūtais spiediena smails izpūta trīs dažādus hidrauliskos cilindrus. Dārga diena.
Izmaksu realitāte
Standarta 1-pārejas slīdgredzens 3000 PSI pakalpojumam var maksāt 800–2000 ASV dolāru atkarībā no urbuma izmēra un funkcijām. Vairāku kanālu bloki sarežģītiem lietojumiem? Esmu redzējis citātus vairāk nekā 25 000 USD par specializētām vienībām. Pielāgoti dizaini ar eksotiskiem materiāliem? Debesis ir robeža.
Bet šī ir lieta,{0}}pats slīdgredzens parasti ir niecīga daļa no kopējām sistēmas izmaksām. Celtnis varētu maksāt 2 miljonus dolāru. Hidrauliskais slīdēšanas gredzens ir varbūt 5000 USD. Taču, ja šis slīdošais gredzens neizdodas, dīkstāves izmaksas varētu būt 50 $,{7}}. Tāpēc mēs vienmēr iesakām paturēt pa rokai rezerves daļu kritiskām lietojumprogrammām, lai gan lielākā daļa klientu to nevēlas dzirdēt.
Ko es saku cilvēkiem, kad viņi norāda jaunu sistēmu
Pielāgojiet plūsmas jaudu savām faktiskajām prasībām, ne tikai sūkņa jaudu. Esmu redzējis pārāk daudz lielizmēra slīdēšanas gredzenu, kur faktiskais plūsmas ātrums ir uz pusi mazāks, nekā slīd gredzens spēj izturēt. Jums ir mazs ātrums un iespējamās stagnācijas problēmas.
Padomājiet par izmantojamību. Vai jūs tiešām varat nomainīt slīdēšanas gredzenu, neizjaucot visu mašīnu? Esmu strādājis pie instalācijām, kur, mainot slīdēšanas gredzenu, nepieciešams 3 dienu celtņa demontāža. Nav ideāls.
Vides blīvēšanas jautājumi. Ja atrodaties putekļainā vidē, piesārņojuma kontrole ir ļoti svarīga. Jūras videi ir nepieciešami pret koroziju izturīgi- materiāli. Ārkārtējās temperatūras gadījumā īpaša uzmanība jāpievērš blīvējuma materiāliem un atstarpēm.
Un, lūdzu, norādiet pareizo hidraulisko šķidrumu. Slīdgredzenu ražotājs izstrādā, pamatojoties uz noteiktām šķidruma īpašībām-viskozitāti, piedevām, bāzes sastāvu. Nejauši aizstājošu šķidrumu izmantošana rada problēmas.
Nākotne (varbūt)
Notiek bezkontakta magnētisko savienojumu sistēmu izstrāde, kas dažās lietojumprogrammās varētu aizstāt hidrauliskos slīdgredzenus. Ideja ir izmantot magnētisko piedziņu, lai sūknētu šķidrumu caur noslēgtu sistēmu bez rotējošām blīvēm. Interesants koncepts, bet es vēl neesmu redzējis, ka tas darbotos krietni virs aptuveni 1500 PSI. Redzēsim.
Daži ražotāji strādā pie integrētām sensoru pakotnēm, kas uzrauga slīdēšanas gredzena stāvokli{0}}temperatūra, spiediens, vibrācija. Prognozējoša apkope reaktīvā remonta vietā. Teorētiski ir jēga. Praksē lielākā daļa klientu nevēlas maksāt piemaksu par viedo versiju, ja pamata versija ir uz pusi lētāka.
Realitāte ir tāda, ka hidrauliskie slīdēšanas gredzeni ir nobriedusi tehnoloģija, kas darbojas labi, ja tos pareizi uzliek. Tie drīzumā nepazudīs, neskatoties uz to, ko daži nozares pārstāvji varētu apgalvot par "visu-elektrisko" nākotni. Hidraulika joprojām piedāvā jaudas blīvuma un uzticamības priekšrocības, kuras ir grūti saskaņot ar elektriskajiem izpildmehānismiem, īpaši skarbos apstākļos.