유압 회전식 액추에이터는 건축 크레인 및 터널 구매기에서 해양 데크 장비 및 로봇 용접 세포에 이르기까지 수많은 산업 기계의 중요한 구성 요소입니다. 가압 된 유압 유체를 정확한 회전 운동으로 변환함으로써 소형 패키지로 높은 토크를 전달하여 부하로도 부드럽고 반복 가능하며 제어 가능한 턴을 가능하게합니다.
그러나 모든 기계 장치와 마찬가지로 로터리 액추에이터는 시간이 지남에 따라 마모 될 수 있습니다. 내부 구성 요소, 특히 피스톤, 베네 및 베어링 - 실험적 마찰, 침식 및 피로가 작동 할 때. 확인되지 않은 상태 에서이 마모는 성능을 저하시키고 효율성을 줄이며 궁극적으로 예상치 못한 가동 중지 시간과 비용이 많이 드는 수리로 이어집니다. 해외 시추, 광업 및 자동화 된 제조와 같은 고지대 산업에서 액추에이터 실패는 생산을 중단하고 안전을 손상시킬 수 있으며 상당한 재무 손실이 발생할 수 있습니다.
전형적인 유압 회전식 액추에이터는 고압과 속도로 상호 작용하는 몇 가지 주요 부품으로 구성됩니다. 가장 많이 입기 쉬운 세 가지 구성 요소는 다음과 같습니다.
피스톤 (또는 베인 형 액추에이터의 베네)
실린더 보어 (또는 액추에이터 바디 표면)
베어링과 부싱
이들 각각은 유체 전력을 로타리 운동으로 변환하는 데 뚜렷한 역할을하지만 각각 마모에 기여하는 고유 한 스트레스 요인을 경험합니다.
피스톤/밴은 보어 표면에 대한 슬라이드 또는 피벗으로, 가압 유체로부터 힘을 전달합니다.
실린더 보어는 피스톤/밴을 수용하고 움직임을 안내합니다. 표면 무결성은 단단한 밀봉에 필수적입니다.
베어링 및 부싱은 회전 샤프트를 지원하며 마찰을 줄이기 위해 일관된 윤활이 필요합니다.
이러한 영역 중 하나에서 마모하면 밀봉 효율이 손실되고 토크 출력 감소, 백래시 증가 및 궁극적으로 누설 또는 액추에이터 발작이 발생할 수 있습니다. 각 구성 요소를 자세히 살펴 보겠습니다.
유압 회전 액추에이터에는 두 가지 일반적인 스타일이 있습니다.
로터 주위에 여러 피스톤이 유체 압력을 회전력으로 변환하는 피스톤 (또는 축 피스톤) 액추에이터 .
베인 액추에이터 는 반전 세트가 하우징의 내부 표면에 대한 슬롯 내의 로터 슬라이드에 장착 된 액추에이터.
두 설계 모두에서 피스톤/베인과 보어 사이의 결합 표면은 내부 유체 우회를 방지하기 위해 정확한 씰을 유지해야합니다. 고압 (200-350 바)은 이러한 표면을 힘과 함께 압박하여 높은 토크 밀도를 가능하게합니다. 그러나 모션과 결합 된 동일한 압력은 마모로 이어집니다.
연마적인 마모
원인 : 유압 유체의 고체 입자 (먼지, 금속 부스러기)는 슬라이딩 표면 사이에 갇히게됩니다.
효과 : 입자는 피스톤 또는 금색 표면과 보어 벽을 구제하여 더 마모를 가속화하고 밀봉을 저하시키는 거친 패치를 만듭니다.
접착제 마모
원인 : 고 부하 하에서 금속-금속 접촉은 피스톤/베인과 보어 사이의 현미경 용접을 유발하고 움직일 때 찢어 질 수 있습니다.
효과 : 재료는 한 표면에서 다른 표면으로 전송되어 점수와 고르지 않은 마모 패턴으로 이어집니다.
침식 마모
원인 : 고속 유체 제트 (특히 빠른 밸브 스위칭 또는 캐비테이션 중에는 시간이 지남에 따라 표면이 중단됩니다.
효과 : 피팅, 베인 가장자리가 얇아지고 최종 단면 강도 손실.
부식성 마모
원인 : 유체의 오염 물질 또는 수분은 금속, 특히 해양 또는 야외 환경에서 화학적으로 반응합니다.
효과 : 표면 구덩이, 밀봉면을 약화시키고 가속화 된 기계식 마모를 촉진합니다.
내부 누출 증가 : 액추에이터는 위치를 유지할 때 하중에서 회전하거나 드리프트합니다.
토크 출력 감소 : 유체 우회가 많을수록 피스톤이나 베인을 가로 질러 효과적인 압력 차동이 적습니다.
해면 또는 지연 응답 : 조잡한 밀봉을 사용하면 유체가 압축되어 바삭한 운동이 줄어 듭니다.
비정상적인 소음 또는 진동 : 점수와 느슨한 공차는 불규칙한 움직임 또는 대화를 만듭니다.
액추에이터 하우징의 내부 보어는 피스톤 또는 밴이 밀봉하는 매끄럽고 정확하게 가공 된 표면을 제공합니다. 경도, 표면 마감 및 치수 정확도가 중요합니다.
연마 및 접착제 마모 : 피스톤, 입자 및 마이크로 웰스와 마찬가지로 구멍이 손상됩니다.
열 왜곡 : 특히 고 사이클 응용 분야에서 열 축적으로 인해 난자수 또는 테이퍼가 유발되어 피스톤 간 피스톤 간 적합성을 깨뜨릴 수 있습니다.
표면 피로 : 반복적 인 하중 사이클은 전파되는 마이크로 균열을 유발하여 보어 안감의 스펠링 또는 벗겨 질 수 있습니다.
누출 경로 : 작은 흠집조차도 밀봉을 타협하여 유체 우회로 이어집니다.
동심성 상실 : 피스톤 또는 밴이 기울어 질 수있어서 바인딩 또는 다른 곳에서는 마모가 불균일합니다.
마찰 증가 : 거친 표면은 드래그를 증가시켜 전력 소비와 열이 증가합니다.
베어링 및 부싱은 액추에이터 샤프트 또는 로터를지지하고 방사형 및 축 방향 하중을 흡수하고 정렬을 유지합니다. 적절한 윤활은 마찰을 줄이고 열을 소비합니다.
유체 역학 대 경계 윤활 : 광 하중 하에서 전체 유체 필름은 표면 (유체 역학)를 분리하지만 무거운 하중은 금속 접촉 (경계)으로 이어질 수 있으며 마모가 가속화 될 수 있습니다.
오염 : 윤활제의 연마 입자는 사포처럼 작용합니다.
오정렬 : 샤프트 처짐 또는 하우징 왜곡은 베어링의 한쪽에 부하를 집중시킵니다.
런닝 클리어런스 증가 : 샤프트 플레이는 백래시 및 위치 오류로 이어집니다.
과열 : 금속 접촉은 열을 생성하여 윤활유를 더욱 저하시킵니다.
노이즈 : 노크 또는 연삭 소리는 금속-금속 접촉을 나타냅니다.
각 구성 요소는 고유 한 마모 메커니즘을 경험하지만 기본 원인은 종종 일반적입니다.
유체 오염
입구 필터 우회 또는 고장
부적절한 유지 보수 관행
오염 된 저수지 환경
부적절한 윤활
작동 온도 범위에 대한 잘못된 유체 점도
일정에 따라 대체되지 않거나 산화 된 유체
누락 된 첨가제 패키지 (예 : 착용 방지, 방지 방지)
과압 및 충격 부하
방향 변화 중 통제되지 않은 스파이크
갑작스런 하중 이동 (예 : 매장 된 물체를 치기)
압력 완화 부족 또는 급증 댐퍼
극한의 온도
연속적인 헤비 사이클링으로부터 과열
저온 점도는 시작시 마찰을 증가시킵니다
확장/수축 피로를 유발하는 열 사이클링
열악한 설계 또는 제조 결함
사양 내에서 표면 마감
애플리케이션 환경을위한 부적절한 재료 선택
부적합으로 이어지는 느슨한 공차
내부 구성 요소 마모를 최소화하고 유압 회전식 액추에이터 신뢰성을 최대화하려면 다음과 같은 지침을 따르십시오.
유체를 지속적으로 문지르 기 위해 10-15 미크론 등급의 고품질 오프라인 필터를 설치하십시오 .
중요한 시스템에서 3-5 미크론으로 평가 된 압력 및 반환 라인 필터를 사용하십시오 .
공기 섭취를 방지하기 위해 양성 저수지 압력을 유지하십시오 .
오일 샘플링 및 입자 계산 구현 : ISO 청결 코드를 정기적으로 점검하고 레벨이 상승하면 시정 조치를 취하십시오.
온도 범위에 대한 OEM 점도 및 추가 권장 사항을 충족하는 유압 오일을 선택하십시오 .
금속-금속 접촉 및 수분을 지키기 위해 방지 (AW) 및 부식-억제제 첨가제를 포함시킵니다 .
예정된 오일 변경을 준수하십시오 : 액추에이터 제조업체가 권장하는 간격 또는 오염이 감지되는 경우 더 빨리 유체를 교체하십시오.
유체 조건 모니터 : 점도, 산수 (TAN) 및 미립자 부하.
스파이크로부터 베네와 피스톤을 보호하기 위해 최대 작동 압력 바로 위에 설정된 압력 릴리프 밸브를 설치하십시오 .
빠른 방향 변화로 인한 갑작스런 서지를 흡수하기 위해 유압 축적기 또는 댐퍼를 사용하십시오 .
비례 또는 서보 밸브가있는 소프트 스타트 및 소프트 스톱 컨트롤을 사용하여 압력을 부드럽게 램프로 램프로 사용하십시오.
하이 사이클 또는 고 부하 시스템에 열 교환기 또는 오일 냉각기를 통합하십시오 .
센서를 사용하여 작동 온도를 모니터링 하고 온도 이벤트에서 경보를 트리거 또는 자동 종료합니다.
추운 기후에서 적절한 예열을 허용하십시오 : 평행 히터 또는 우회 회로를 사용하여 유체가 최적의 작동 전에 최적의 점도에 도달하도록하십시오.
적절한 재료를 지정하십시오 : 피스톤, 보어 및 베인에 대한 강화, 질화 또는 코팅 된 표면은 더 잘 마모됩니다.
단단한 가공 공차 및 표면 마감재 (RA ≤ 0.2 μm) 최적의 밀봉을 보장합니다.
적절한 샤프트 정렬 보장 : 오정렬이 베어링 하중을 증가시킵니다. 설치시 정밀 정렬 도구를 사용하십시오.
과도한 측면 하중을 피하십시오 : 굽힘 순간이 아닌 의도 된 토크 만 전송하기위한 설계 연결.
지속적인 건강 모니터링을 위해 액추에이터에 진동, 압력 및 온도 센서를 설치하십시오 .
트렌드 분석 : 진동 또는 압력 소비의 급격한 변화는 종종 마모 관련 고장보다 우선합니다.
계획된 다운 타임 중 최소 침습적 검사 일정 : 클리어런스, 밀봉 조건 및 유체 샘플 결과를 확인하십시오.
데이터 분석 및 예측 알고리즘을 사용하여 부품 교체 타이밍을 예측하여 놀라움을 피하십시오.
주요 터널 계약자는 약 500 시간마다 Cutterhead 조향 장치에서 작동 실패를 경험하고있었습니다. 실패 분석에 따르면 연마 성 슬러리 유입으로 인해 심한 금액과 보어 마모가 나타났습니다. 다음 조치를 구현함으로써 계약자는 액추에이터 수명을 1,500 시간 이상 연장했습니다.
업그레이드 된 흡입구 및 반환 필터를 3 미크론 등급으로.
특수한 방지 및 디 룰 리화 첨가제가있는 유압 오일로 전환했습니다 .
60 ° C 미만의 유체 온도를 유지하기 위해 전용 열교환기를 추가했습니다 .
빠른 커터 헤드 반전 동안 압력 스파이크를 약화시키기 위해 축적기를 설치했습니다 .
그 결과 가동 중지 시간이 70% 감소하고 교체 부품에 대한 상당한 비용 절감, 터널링 진행률 향상이있었습니다.
유압 회전식 액추에이터는 소형 발자국에서 뛰어난 토크와 정밀도를 제공하지만, 성능은 내부 피스톤, 밴, 구멍 및 베어링의 무결성에 달려 있습니다. 유체 오염, 부적절한 윤활, 충격 하중 및 열 극단과 같은 근본 원인과 같은 1 차 마모 메커니즘을 이해함으로써 운영자는 액추에이터 서비스 수명을 극적으로 확장 할 수 있습니다.
강력한 여과, 적절한 유체 선택, 압력 및 온도 관리, 정밀 제조 및 사전 모니터링에 투자하면 액추에이터가 소모품에서 오래 지속되는 신뢰할 수있는 자산으로 변환됩니다. 보상에는 유지 보수 비용 감소, 계획되지 않은 가동 중지 시간 최소화 및 건설, 광업, 해상 및 자동화 산업 전반의 미션 크리티컬 응용에 대한 신뢰가 높아집니다.
애플리케이션에 맞게 조정 된 유압 회전 액추에이터 선택, 설치 및 유지 관리에 대한 전문 지침을 위해 Changsha Chiyu 유압 장비 (Changsha Chiyu Hydraulic Equipment Co., Ltd) 와의 파트너십을 고려하십시오 . 엔지니어링 팀은 수명주기 유지 보수를 통한 초기 사양에서 최대 액적 성능 및 최대 수익 투자 수익률을 달성 할 수 있도록 포괄적 인 지원을 제공합니다.
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