Analisi delle cause e procedure di risoluzione dei problemi per i cilindri idraulici ad azione lenta

All'interno dei sistemi idraulici,movimento lento del cilindroEmancato movimento sotto caricoderivano da cause profonde completamente diverse e richiedono priorità diagnostiche diverse.

I cilindri idraulici ad azione lenta sono causati principalmente da un flusso del sistema insufficiente. Per i cilindri idraulici a stelo singolo, la velocità di corsa del pistone dipende dall'effettivo flusso di olio in ingresso. A causa della differenza di area tra le camere di estensione e di retrazione, leggere discrepanze di velocità tra le corse di estensione e retrazione sono normali in condizioni di lavoro identiche.

I cilindri che non riescono a spingere i carichi, si bloccano in posizione o strisciano a scatti sotto carico generalmente hanno origine da un differenziale di pressione insufficiente o da un'eccessiva resistenza meccanica. Il divario di pressione tra le due camere del cilindro non può superare il carico utile esterno più l'attrito meccanico.

Le letture del manometro da sole non possono fornire una valutazione accurata dei guasti. È comune osservare una bassa pressione con movimento normale in condizioni di assenza di carico o un'alta pressione abbinata a un funzionamento lento in presenza di carichi di lavoro pesanti.

Sebbene la maggior parte dei tecnici si concentri sul circuito di alimentazione della pressione, i guasti del circuito di ritorno dell'olio vengono spesso trascurati e rappresentano una fonte nascosta di lente prestazioni del cilindro idraulico.

Durante il ciclo del cilindro, una camera riceve olio in ingresso pressurizzato mentre la camera opposta scarica l'olio di ritorno. Il flusso di ritorno limitato impedisce al fluido di rifluire liberamente nel serbatoio idraulico. All'interno della camera del cilindro si forma una contropressione eccessiva, che contrasta la forza motrice idraulica e provoca una risposta opaca del cilindro, una velocità operativa ridotta e uno strisciamento intermittente.

Sei fonti comuni di contropressione anomala sulla linea di ritorno:

Tubi di ritorno piegati o schiacciati, attacchi rapidi non completamente aperti

Elementi filtranti della linea di ritorno intasati, specifiche del filtro non corrispondenti, valvole di bypass malfunzionanti

Diametri dei tubi sottodimensionati, tubazioni troppo lunghe, raccordi a gomito eccessivi

Valvole a cursore bloccate o non ripristinate all'interno delle valvole di controllo direzionale e delle valvole a farfalla

Gruppi ammortizzatori e dispositivi di limitazione dell'apparecchiatura non regolati correttamente

Accumulo di contaminanti dovuto al funzionamento a lungo termine che restringe i passaggi del flusso interno

La pompa idraulica fornisce il flusso di alimentazione del sistema. La ridotta potenza della pompa e la diminuzione del flusso non sono sempre causati dall'usura interna della pompa. Il regime anomalo del motore, il senso di rotazione invertito, i gruppi di accoppiamento slittanti e la regolazione errata della cilindrata sulle pompe a cilindrata variabile portano a un flusso erogato insufficiente.

Inoltre, i filtri di aspirazione bloccati, i bassi livelli dell'olio nel serbatoio, l'ingestione di aria attraverso le linee di aspirazione e la viscosità eccessivamente elevata dell'olio idraulico causano una scarsa aspirazione dell'olio della pompa, creando una falsa modalità di guasto in cui la pompa gira ma fornisce una produzione di olio minima.

I guasti relativi alla pompa mostrano caratteristiche distinte a livello di sistema: più movimenti dell'attrezzo rallentano simultaneamente; i sintomi peggiorano in caso di domanda di flusso elevato. I segnali di allarme associati includono rumore anomalo della pompa, formazione di schiuma nel serbatoio, pressione fluttuante del sistema e ampi divari di prestazioni tra condizioni di funzionamento a caldo e avviamento a freddo.

Alcuni problemi dei cilindri idraulici a bassa velocità non hanno nulla a che fare con i circuiti del fluido idraulico o i componenti delle valvole. Le cause principali risiedono in gruppi meccanici e strutture di montaggio disallineati.

La concentricità di montaggio del cilindro disallineata, i punti di articolazione sfalsati delle cerniere, lo scarso parallelismo delle guide, i blocchi scorrevoli inceppati e le aste dei pistoni caricate lateralmente distorcono il percorso di corsa assiale del cilindro. L'attrito tra stelo, bussola di guida e componenti di tenuta aumenta notevolmente. Anche con una pressione di sistema normale e un flusso di alimentazione adeguato, un'eccessiva resistenza meccanica rallenta la corsa del cilindro, crea vincoli nella posizione del carico e peggiora quando i componenti si surriscaldano durante il funzionamento.

Tipici indicatori di guasto meccanico: sezioni lucide o danneggiate da graffi sulle superfici dello stelo del pistone; surriscaldamento nelle posizioni di montaggio delle tenute; usura irregolare sulle guide e sui perni delle cerniere. Dopo aver rimosso il carico utile esterno, la resistenza del cilindro diminuisce e la velocità operativa ritorna normale.

I guasti idraulici sono altamente sensibili alla temperatura. Le differenze di velocità e pressione tra gli stati di avviamento a freddo e di funzionamento a caldo forniscono indizi diagnostici critici per restringere l'ambito della risoluzione dei problemi.

Movimento lento all'avvio a freddo che si normalizza dopo il riscaldamento dell'olio: solitamente causato dall'elevata viscosità dell'olio idraulico allo stato freddo, dall'elevata resistenza all'aspirazione o dall'eccessiva resistenza nei filtri di ritorno e nei componenti di strozzamento.

Normali prestazioni a freddo che si riducono gravemente una volta che l'apparecchiatura raggiunge la temperatura operativa: in genere causata da perdite interne da componenti usurati, giochi allargati della bobina e ridotta viscosità dell'olio caldo che creano perdite di flusso di bypass.

Anche l'espansione termica delle parti meccaniche e la scarsa lubrificazione delle rotaie a temperature operative elevate possono aumentare la resistenza meccanica.

Durante l'ispezione, registrare la temperatura dell'olio idraulico, la velocità operativa, i valori della pressione della camera e le temperature dei punti caldi. Fare sempre riferimenti incrociati a più dati relativi alle condizioni di lavoro; evitare di trarre conclusioni basandosi su una singola misurazione.

▷ Documentare le condizioni operative complete: direzione di movimento del cilindro, peso del carico, temperatura dell'olio e tempo di funzionamento totale

▷ Test di pressione multipunto: confronta le letture della pressione all'uscita della pompa, in entrambe le camere del cilindro, a monte/a valle dei banchi valvole e alle porte di ritorno dell'olio

▷ Ispezionare il circuito dell'olio di ritorno: eliminare le tubazioni ostruite, verificare lo stato operativo del filtro e della valvola

▷ Controllare le prestazioni del circuito di alimentazione: ispezionare il motore di azionamento, il gruppo pompa e le condizioni della linea di aspirazione

▷ Controllare i gruppi di valvole: individuare le bobine bloccate e i punti di perdita interni del sistema

▷ Convalidare la struttura meccanica: correggere il disallineamento del montaggio, riparare l'usura e i problemi di legatura

▷ Confrontare i dati di avvio a freddo e a caldo per identificare i guasti nascosti latenti