Acumulator cu diafragmă pentru macarale de construcții | Dimensiune, beneficii și întreținere

Când o macara mobilă de 180 de tone coboară un braț complet încărcat, inerția poate împinge presiunea hidraulică peste 400 de bari în cilindrul de ridicare în mai puțin de o secundă. Fără un dispozitiv care să absoarbă acest vârf, etanșările se defectează devreme, furtunurile explodează și sarcina poate sări. Un acumulator cu diafragmă pentru sistemele de macarale de construcții este proiectat pentru a preveni exact aceste evenimente: înmagazinează energia hidraulică, absoarbe vârfurile de presiune și asigură un flux de urgență în cazul în care motorul primar se defectează. În acest articol, explicăm cum funcționează un acumulator cu diafragmă într-un circuit de macara, cum să-l dimensionăm și să-l preîncărcăm corect și ce întreținere are nevoie la fața locului.

Ce este un acumulator cu diafragmă și de ce are nevoie de unul macara?

Un acumulator cu diafragmă este un vas sub presiune încărcat cu gaz care utilizează o diafragmă din cauciuc sintetic pentru a separa gazul de azot de fluidul hidraulic. Gazul este comprimat pe măsură ce fluidul este pompat; când presiunea sistemului scade, expansiunea gazului împinge fluidul înapoi. La macaralele de construcție, acest principiu simplu asigură stocarea energiei, absorbția șocurilor și reducerea sarcinii legate de siguranță.

În comparație cu acumulatorii cu vezică sau cu piston, tipul cu diafragmă oferă un răspuns mai rapid, un factor de formă compact și fără etanșări glisante. Acest lucru îl face un candidat puternic pe o macara unde spațiul de montare este îngust și circuitul trebuie să reacționeze rapid în timpul ridicării, rotării și frânării. Mulți producători OEM instalează acum acumulatori cu diafragmă pe brațe mici, macarale montate pe camioane și circuite auxiliare, cum ar fi comenzile stabilizatorilor.

Pentru un circuit auxiliar de macara tipic, este suficient un acumulator cu diafragmă cu un volum de 0,25 până la 1,0 litri; Presiunea nominală depinde de presiunea maximă de lucru a sistemului. Deoarece diafragma separă complet gazul și uleiul, riscul de aerare este mult mai mic decât la un tip cu piston. Acest lucru reduce deteriorarea cavitației și menține stabil sistemul de control al macaralei.

Acumulator cu diafragmă pentru circuite auxiliare macarale Acest acumulator cu diafragmă de 0,25 până la 1,0 litri stochează și eliberează energie prin compresia gazului, cu o diafragmă de cauciuc care separă complet gazul și uleiul pentru a reduce aerarea și cavitația în sistemele de control al macaralei. Vizualizare produs →

Funcții cheie ale acumulatorilor cu diafragmă în hidraulica macaralei

Într-o macara de construcții, un acumulator cu diafragmă este utilizat în patru moduri principale:

Compensarea scurgerilor este cea mai frecventă utilizare. În timpul ridicării, pompa încarcă acumulatorul; când robinetul este închis, acumulatorul menține presiunea împotriva scurgerii interne în cilindru, împiedicând deplasarea brațului. Amortizarea supratensiunii este la fel de importantă: atunci când operatorul acţionează frâna palanului, energia cinetică se transformă într-o undă de presiune. Un acumulator cu diafragmă cu un volum suficient de gaz absoarbe acea undă și limitează presiunea de vârf.

În scenarii de urgență, același acumulator poate acționa ca o sursă de energie pe termen scurt. Dacă pompa principală se defectează sau motorul se oprește, uleiul stocat este direcționat înapoi către partea de coborâre a cilindrului, permițând o coborâre controlată. Această funcție face parte din filozofia de siguranță a modelelor moderne de macarale și este un motiv comun pentru adăugarea unui acumulator la circuitul brațului. Aplicații similare se găsesc în altele echipamente industriale unde apar schimbări bruște de sarcină.

Cum să dimensionați și să preîncărcați un acumulator cu diafragmă pentru o macara

Dimensionarea corectă începe cu trei numere: presiunea minimă de lucru (P1), presiunea maximă de lucru (P2) și volumul suplimentar necesar de ulei (ΔV) în timpul descărcării. Pentru un acumulator cu diafragmă, presiunea de preîncărcare a gazului (P0) este de obicei setată între 0,6 și 0,9 ori P1, în funcție de dacă acumulatorul este utilizat pentru stocarea energiei sau amortizarea impulsului.

Pentru amortizarea pulsului, preîncărcarea ar trebui să fie de aproximativ 80% din presiunea medie de lucru. Pentru stocarea energiei și coborârea de urgență, preîncărcarea este de obicei setată aproape de presiunea minimă a circuitului, dar totuși suficient de mare pentru a împiedica diafragma să ajungă la fund. Dacă preîncărcarea este prea mare, acumulatorul nu poate stoca suficient lichid; dacă este prea scăzută, diafragma poate lovi supapa de gaz și poate defecta prematur.

Graficul de mai sus ilustrează un eveniment simulat de frânare a palanului. Fără un acumulator, presiunea de vârf în partea tijei este de aproximativ 450 bar. Un acumulator cu vezică o reduce la aproximativ 380 de bari, în timp ce un acumulator cu diafragmă de același volum preîncărcat la 60 de bari o reduce la aproximativ 320 de bari. Efectul depinde de volumul acumulatorului, preîncărcare și rigiditatea sistemului, dar tendința este consistentă: un acumulator cu diafragmă dimensionat corespunzător face ca circuitul macaralei să fie mai sigur și mai previzibil.

În practică, utilizați legea gazelor P0V0 = P1V1 = P2V2 pentru a estima volumul de gaz necesar. Dacă aveți o cerere de debit de 0,5 L în 0,1 s și presiunea variază între 120 și 200 bari, volumul de gaz al acumulatorului ar trebui să fie de aproximativ 1,2 ori volumul de ulei care trebuie livrat. Vă recomandăm să contactați producătorul cu intervalul real de temperatură și gradul de ulei, deoarece vâscozitatea și modulul în vrac afectează, de asemenea, răspunsul dinamic.

Instalare, încărcare și întreținere pe un șantier

Condițiile de șantier sunt dure pentru orice componentă hidraulică. Nisipul, ploaia și vibrațiile pot afecta un acumulator dacă nu este instalat corect. Montați acumulatorul cu diafragmă cu supapa de gaz în sus și utilizați un suport care susține corpul, nu doar filetele de conectare. Linia dintre acumulator și blocul de supape trebuie să fie cât mai scurtă posibil pentru a evita loviturile de berbec și oboseala.

Verificările regulate de preîncărcare cu azot sunt cea mai importantă acțiune de întreținere. Un acumulator cu diafragmă tipic poate pierde 5% din preîncărcare pe an prin diafragmă și mai repede dacă supapa de gaz este contaminată. O verificare lunară cu un kit de încărcare adecvat va detecta o scurgere lentă înainte ca acumulatorul să-și piardă funcția de stocare a energiei. Utilizați numai azot uscat; oxigenul sau aerul comprimat pot degrada elastomerul și pot crea un pericol de incendiu.

Moduri de eșec obișnuite și cum apar

În experiența noastră de service, cele mai frecvente defecțiuni sunt ruptura diafragmei, pierderea de azot și contaminarea internă. Graficul gogoși de mai jos arată o distribuție tipică dintr-un eșantion mic de acumulatori de macara returnați pentru reparație.

Ruptura diafragmei este de obicei cauzată de presiunea excesivă a gazului, presiunea foarte scăzută a fluidului sau o suprafață internă deteriorată. Pierderea de azot este adesea detectată ca mișcare lentă a brațului sau energie stocată scăzută. Pentru a menține acumulatorul în stare bună, mențineți curată supapa de gaz și utilizați un capac protejat atunci când nu este utilizat. Când preîncărcarea necesită ajustare, utilizați un kit de încărcare calibrat. Setul nostru de încărcare CQJ este simplu de utilizat și include un manometru și un furtun pentru conexiuni 5/8UNF.

Kit de încărcare CQJ pentru reglarea pre-încărcare a acumulatorului Setul de încărcare CQJ oferă o unealtă compactă cu un manometru și un furtun pentru conexiuni 5/8UNF, permițând încărcarea în siguranță, verificarea presiunii și corectarea preîncărcării cu azot a acumulatorului. Vizualizare produs →

De ce contează certificarea producătorului și capacitatea de producție

Un acumulator este un recipient sub presiune, astfel încât calificările producătorului afectează siguranța. În China, recipientele sub presiune sunt reglementate de Legea privind siguranța echipamentelor speciale. Deținând licența de fabricație a recipientelor sub presiune de gradul A2, fiecare acumulator cu diafragmă pentru utilizarea macaralei este proiectat, sudat și testat într-un sistem de calitate certificat. Marcajul CE oferă aceeași încredere pentru mașinile exportate în Europa.

Capacitatea de producție este, de asemenea, o preocupare practică pentru producătorii de macarale. Producem peste 100.000 de acumulatori cu diafragmă pe an și întreținem un atelier de 5.000 de metri pătrați. Acea scară acceptă livrare stabilă și calitate constantă. Când comparați furnizorii, solicitați să le vedeți licența pentru recipientul sub presiune, certificatele de materiale și înregistrările de testare. Apoi vizitați linia de asamblare dacă plănuiți un model de macara de lungă durată.

Pentru a încheia, discutați cu echipa noastră de ingineri despre circuitul dvs. de macara specific. Putem furniza un calcul de dimensionare, recomandăm un material adecvat pentru diafragmă și putem furniza trusa de încărcare și suportul corect pentru service-ul pe teren. Contactați-ne cu presiunea sistemului, debitul și ciclul de lucru.

Întrebări frecvente

Ce presiune de preîncărcare ar trebui să folosească un acumulator cu diafragmă într-o macara?

Setați preîncărcarea cu azot la 60–90% din presiunea minimă de lucru pentru stocarea energiei sau la 80% din presiunea medie pentru amortizarea impulsului. Verificați întotdeauna valoarea cu valorile de presiune ale circuitului și domeniul de temperatură.

Cât de des ar trebui să verific preîncărcarea cu azot?

Verificați la fiecare 3-6 luni la macaralele care funcționează zilnic. Dacă brațul se deplasează sau acumulatorul pare să nu aibă niciun efect, verificați-l imediat.

Un acumulator cu diafragmă poate înlocui un acumulator cu piston pe o macara?

Da, pentru majoritatea circuitelor auxiliare sub 4 litri și presiuni sub 200 bar. Pentru un debit foarte mare sau un volum mare de ulei, un acumulator cu piston poate fi mai economic; pentru răspuns rapid și separare fără scurgeri, tipul de diafragmă este superior.

Care este durata de viață tipică a unei diafragme?

Cu preîncărcare corectă și ulei curat, o diafragmă poate dura 3-5 ani în serviciul zilnic al macaralei. Defecțiunea prematură este de obicei legată de aditivi de ulei copleșitori, de temperatură ridicată sau incompatibili.

Cum aleg între o vezică și un acumulator cu diafragmă?

Tipul cu diafragmă este preferat pentru volume mici și cicluri rapide. Tipul vezicii urinare este mai bun pentru volume mari de peste 4 litri. Într-o macara, ambele pot împărtăși același principiu încărcat cu gaz; alegerea depinde de cererea de spațiu și de debit.