A térfogatáram-mérés a hidraulika diagnosztika egyik legfontosabb, mégis gyakran kihagyott vizsgálata. Hibakereséskor sokan automatikusan nyomást mérnek, pedig egy lassú gép, csökkent munkahenger-sebesség vagy gyenge hidromotor hátterében sokszor nem a nyomás, hanem az adott rendszerágban rendelkezésre álló olajmennyiség csökkenése áll.
A térfogatáram megmutatja, hogy időegység alatt mennyi hidraulikafolyadék halad át egy adott mérési ponton. Ipari hidraulikában jellemzően liter/percben adjuk meg. Diagnosztikai értékét az adja, hogy segítségével objektíven ellenőrizhető például egy szivattyú tényleges szállítása, egy rendszerág ellátása vagy egy szelep után rendelkezésre álló térfogatáram.
Az általános hibakeresési sorrendről a
Hidraulika hibakeresés – ipari hidraulikus rendszerek diagnosztikája
cikkünkben írunk részletesebben.
Diagnosztikai alapelv
A megfelelő nyomás nem bizonyítja, hogy megfelelő a térfogatáram is.
Egy rendszer képes lehet megfelelő üzemi nyomást létrehozni úgy is, hogy közben a végrehajtóhoz a szükségesnél kevesebb olaj jut. Ilyenkor a gép képes erőt kifejteni, de lassabban mozoghat a tervezettnél.
A hidraulikus szivattyú minden fordulatával meghatározott geometriai olajtérfogatot szorít ki. Egy állandó munkatérfogatú szivattyú elméleti térfogatárama ezért alapvetően a szivattyú geometriai munkatérfogatától és fordulatszámától függ.
Qelméleti = Vg × n / 1000
ahol Q a térfogatáram [l/min], Vg a geometriai munkatérfogat [cm³/fordulat], n pedig a fordulatszám [1/min]
A valós szivattyú azonban belső veszteségekkel működik, ezért a ténylegesen leadott térfogatáram kisebb az elméleti értéknél. Ezt fejezi ki a volumetrikus hatásfok.
Diagnosztikai szempontból hasznos leegyszerűsítés, hogy a nyomás elsősorban a rendelkezésre álló erővel vagy nyomatékkal, a térfogatáram pedig a végrehajtó sebességével áll kapcsolatban.
Munkahengernél nagyobb térfogatáram azonos hengergeometria mellett nagyobb dugattyúsebességet, hidromotornál pedig azonos munkatérfogat mellett magasabb fordulatszámot eredményez.
Ha a gép lassú vagy erőtlen, a
Lassú vagy erőtlen a hidraulika?
cikkünkben részletes hibakeresési sorrendet is talál.
Különösen informatív lehet a mérés, ha:
A diagnosztikai térfogatáram-méréshez megfelelő nyomás- és térfogatáram-tartományú áramlásmérőt építünk be a vizsgált vezetékbe. A műszer azt mutatja meg, hogy az adott mérési ponton ténylegesen mennyi olaj halad át időegység alatt.
A mérési helyet mindig a kérdés határozza meg. Más ponton mérünk akkor, ha a szivattyú teljesítményét szeretnénk ellenőrizni, és máshol, ha azt keressük, hogy egy szelepblokk után miért nem jut elegendő térfogatáram a munkahengerhez.
Egy kopott szivattyú kis nyomáson még közel megfelelő térfogatáramot szállíthat. Ahogy azonban nő az üzemi nyomás, a kopott illesztéseken keresztüli belső visszaáramlás is növekedhet, ezért a ténylegesen hasznosítható térfogatáram csökken.
Ezért szivattyúdiagnosztikánál különösen értékes lehet a térfogatáram összehasonlítása több terhelési ponton.
Mérési eredmény |
Lehetséges értelmezés |
|---|---|
| Kis nyomáson jó, terhelésre jelentősen csökken | Megnövekedett belső veszteség gyanúja, de a teljes rendszer vizsgálata szükséges |
| Minden nyomáson alacsony | Fordulatszám, szivattyú-beállítás, szívóoldal, bypass vagy szivattyúállapot vizsgálandó |
| Szivattyúnál megfelelő, végrehajtónál kevés | A két mérési pont közötti szelep, elágazás vagy belső veszteség válik gyanússá |
| Hidegen megfelelő, melegen csökken | Hőmérséklet- és viszkozitásfüggő belső veszteség lehetősége |
Ez a térfogatáram-mérés egyik legfontosabb értelmezési szabálya. Ha egy mérési ponton a vártnál kisebb olajmennyiséget mérünk, abból még nem következik automatikusan, hogy a szivattyú kopott.
Az ok lehet például:
A mérés értelmezése
Nem azt kell megkérdezni, hogy „kevés-e a térfogatáram?”, hanem azt, hogy mihez képest kevés.
Az értékeléshez ismerni kell a szivattyú munkatérfogatát, fordulatszámát, szabályozási állapotát, az üzemi nyomást, az olajhőmérsékletet és azt is, hogy pontosan hol történt a mérés.
A térfogatáram önmagában sokat mond, de a hozzá tartozó üzemi nyomás nélkül könnyen félreértelmezhető. Ugyanaz a szivattyú például más tényleges térfogatáramot adhat kis és nagy nyomáson.
Ezért a legjobb diagnosztikai vizsgálatoknál a két adatot együtt rögzítjük: mekkora térfogatáramot szállít a rendszer az adott pillanatban, és ehhez milyen nyomás tartozik.
A nyomásmérés módszertanáról a
Hidraulika nyomásmérés – hogyan használjuk hibadiagnosztikára?
cikkünkben írunk részletesen.
Állandó munkatérfogatú szivattyúnál az adott fordulatszámhoz viszonylag jól meghatározható az elméleti szállítás. A tényleges és az elméleti érték összehasonlítása ezért közvetlenebb információt ad a volumetrikus veszteségekről.
Szabályozható szivattyúnál azonban a szállítás szándékosan változik. Nyomásszabályozott, teljesítményszabályozott vagy load-sensing rendszerben a kis térfogatáram akár teljesen normális üzemi állapot is lehet.
Ahogy a hidraulikaolaj felmelegszik, csökken a viszkozitása. Kopott illesztéseknél ez növelheti a belső szivárgási veszteséget, ezért egy elhasználódott szivattyú vagy más komponens hidegen még elfogadhatóan működhet, melegen azonban jelentősen romolhat a teljesítménye.
Ezért a „hidegen jó, melegen lassú” tünetnél különösen értékes lehet a térfogatáram összehasonlítása azonos fordulatszám és lehetőleg azonos terhelési állapot mellett, különböző olajhőmérsékleteken.
A főági térfogatáram-mérés azt mutatja meg, hogy egy adott mérési ponton ténylegesen mennyi olaj áll rendelkezésre. Ez kiválóan használható annak megállapítására, hogy valóban csökkent-e a rendszer vagy egy szivattyú hasznos szállítása.
A résolaj-mérés ezzel szemben bizonyos szivattyúk és hidromotorok belső veszteségének közvetlenebb vizsgálatára szolgál. A két mérés ezért nem helyettesíti, hanem sok esetben kiegészíti egymást.
Ha például a főági mérés jelentős szállításveszteséget mutat, egy megfelelő konstrukción végzett résolajmérés segíthet eldönteni, hogy maga a szivattyú belső kopása okozza-e a veszteséget, vagy máshol kell tovább keresni.
Hiba |
Miért félrevezető? |
|---|---|
| A katalógusadatot közvetlenül összevetjük a mért értékkel | A fordulatszám, üzemi nyomás, hőmérséklet és szabályozási állapot eltérhet. |
| Csak kis nyomáson mérünk | A belső veszteség terhelés alatt válhat jelentőssé. |
| Az alacsony térfogatáramot rögtön szivattyúhibának tekintjük | Bypass, szelephiba, fordulatszám, szabályozás vagy szívóoldali probléma is okozhatja. |
| Nem mérjük a fordulatszámot | A szivattyú szállítása közvetlenül függ a hajtási fordulatszámtól. |
| Nem jegyezzük fel az olaj hőmérsékletét | A viszkozitás változása jelentősen befolyásolhatja a belső veszteségeket. |
| Szabályozott szivattyút fix szállításúként értékelünk | A kis térfogatáram a szabályozás normális eredménye is lehet. |
Szivattyúvizsgálatnál sok esetben nem elegendő szabad kifolyás mellett megmérni a térfogatáramot: azt is látni kell, hogyan változik a szállítás növekvő terhelésnél. Ehhez megfelelő diagnosztikai mérőegység és kontrollált terhelés szükséges.
Ilyenkor a mérőműszernek, tömlőknek, gyorscsatlakozóknak, adaptereknek és terhelőelemnek egyaránt meg kell felelniük a rendszer maximális nyomásának és térfogatáramának. A hidraulikus teljesítmény terhelés közben jelentős hővé alakulhat, ezért a mérés időtartamát és a folyadék hőmérsékletét is kontrollálni kell.
Ha a nyomásmérés megfelelő értéket mutat, a gép mégis lassú, vagy a teljesítmény melegedéssel és terheléssel jelentősen romlik, a térfogatáram-mérés fontos következő diagnosztikai lépés lehet.
A
Hidra Kft. hidraulika szerviz
csapata helyszíni nyomás- és térfogatáram-méréssel vizsgálja a rendszert tényleges üzemi körülmények között, így alkatrészcsere előtt meghatározható, hogy valóban a szivattyú, egy szelep vagy a rendszer más eleme okozza-e a teljesítményvesztést.
Ha a diagnosztika Bosch Rexroth szivattyú vagy hidromotor belső hibáját igazolja, a
Bosch Rexroth szivattyúk és hidromotorok felújítása
szolgáltatásunkkal a javítást is folytatni tudjuk.
Térfogatáram- és nyomásméréssel meghatározható, hogy valóban csökkent-e a rendelkezésre álló olajmennyiség, hogyan változik terhelés alatt, és a rendszer melyik szakaszán keletkezik a veszteség.
A gyorsabb előzetes felméréshez küldje el a gép és a szivattyú típusát, a tapasztalt hibajelenséget és lehetőség szerint a hidraulikus kapcsolási rajzot.
Opavszki István
Műszaki vezető
+36209199912
Macsuga Zoltán
Szervizvezető mérnök
+36205701299
Bognár Krisztián
Szervizmérnök
+36209666134
Kun Gábor
kereskedelmi vezető
+36209125668
Telefonszám
