油圧シリンダの故障診断とトラブルシューティング

油圧シリンダの故障診断とトラブルシューティング

完全な油圧システムは、動力部、制御部、実行部、補助部で構成されており、その中で実行部としての油圧シリンダは、油圧出力を変換する油圧システムの重要な実行要素の1つです。パワーエレメントオイルポンプによって機械エネルギーを変換して動作を実行し、
重要なエネルギー変換装置です。使用中に発生する故障は通常、油圧システム全体に関連しており、一定の法則が存在します。構造上の性能をマスターしていれば、トラブルシューティングは難しくありません。

油圧シリンダの故障をタイムリーに、正確かつ効果的に解決したい場合は、まず故障がどのように発生したかを理解する必要があります。通常、油圧シリンダの故障の主な原因は、不適切な操作と使用、定期的なメンテナンスが追いつかない、油圧システムの設計における考慮が不完全、および不合理な取り付けプロセスです。

一般的な油圧シリンダの使用時に発生する故障は、主に不適切な動作や不正確な動作、油漏れや破損が挙げられます。
1. 油圧シリンダの実行遅れ
1.1 油圧シリンダに入る実際の作動圧力は、油圧シリンダが特定の動作を実行できないほど十分ではありません。

1. 油圧システムの通常の動作では、作動油が油圧シリンダに入ってもピストンは動きません。油圧シリンダの油入口に圧力計が接続されており、圧力指針が振れないため、油入口配管を直接取り外すことができます。開ける、
油圧ポンプがシステムに油を供給し続け、油圧シリンダの油入口パイプから作動油が流出するかどうかを観察します。オイル入口からオイルが流出していなければ、油圧シリンダ自体は正常であると判断できます。このとき、油圧システムの故障を判断する一般原則に従って、他の油圧コンポーネントを順番に検索する必要があります。

2. シリンダ内に作動液が入力されていますが、シリンダ内には圧力がありません。この現象は油圧回路の問題ではなく、油圧シリンダ内のオイルの過剰な内部漏れが原因であると考えられます。油圧シリンダの油戻し口ジョイントを分解し、油タンクへの作動油の逆流の有無を確認できます。

通常、過剰な内部漏れの原因は、ねじの緩みやカップリングキーの緩みにより、端面シール付近のピストンとピストンロッドの間の隙間が大きすぎることです。 2 番目のケースは、ラジアル O リング シールが損傷しており、機能しなくなっている場合です。 3番目のケースは、
シールリングをピストンに組み付ける際にシールリングが潰れて損傷したり、長期間の使用によりシールリングが劣化してシール不良が発生したりする。

3. 油圧シリンダの実際の使用圧力が規定の圧力値に達していない。原因は油圧回路の故障と考えられます。油圧回路における圧力関係のバルブには、リリーフ弁、減圧弁、シーケンス弁などがあります。まずリリーフ弁が設定圧力に達しているかどうかを確認し、次に減圧弁やシーケンス弁の実使用圧力が回路の使用条件を満たしているかを確認してください。 。

これら 3 つの圧力制御バルブの実際の圧力値は油圧シリンダーの作動圧力に直接影響し、圧力不足により油圧シリンダーが作動を停止します。

1.2 油圧シリンダの実際の作動圧力は指定された要件を満たしているが、それでも油圧シリンダが作動しない

油圧シリンダーの構造から問題点を見つけるというものです。たとえば、ピストンがシリンダ内の両端と油圧シリンダの両端のエンドキャップの限界位置まで移動すると、ピストンがオイルの入口と出口をブロックし、オイルが油圧シリンダの作動室に入ることができなくなります。シリンダーとピストンは動くことができません。油圧シリンダーのピストンが焼けています。

このとき、シリンダー内の圧力は規定の圧力値に達しますが、シリンダー内のピストンはまだ動きません。油圧シリンダがシリンダを引っ張り、ピストンが動かなくなる原因としては、ピストンとシリンダの相対運動によりシリンダ内壁に傷がついたり、油圧シリンダの作動位置が誤って一方向の力により油圧シリンダが摩耗したりすることが考えられる。

可動部品間の摩擦抵抗、特に圧縮によってシールされる V 字型シールリングの間の摩擦抵抗が大きすぎます。強く押し付けすぎると摩擦抵抗が非常に大きくなり、油圧シリンダの出力や動作速度に影響を与えてしまいます。また、背圧の有無や大きすぎにも注意してください。

1.3 油圧シリンダのピストンの実際の移動速度が設計上の所定値に達しない

過度の内部漏れは、速度が要件を満たせない主な理由です。移動中に油圧シリンダの移動速度が低下すると、油圧シリンダ内壁の加工品質が悪いためにピストンの移動抵抗が増加します。

油圧シリンダが動作しているとき、回路上の圧力は、オイル入口ラインによって生成される抵抗圧力降下、負荷圧力、およびオイル戻りラインの抵抗圧力降下の合計になります。回路設計の際には、入口配管の抵抗圧力損失と油戻り配管の抵抗圧力損失を可能な限り小さくする必要があります。設計に無理がある場合は、流量調整弁を全開にしても、この２つの値が大きすぎます。
また、リリーフバルブから圧油が直接オイルタンクに戻り、規定の回転数を満足できなくなります。パイプラインが細くなるほど、曲がりが多くなり、パイプライン抵抗の圧力降下が大きくなります。

アキュムレータを使用した高速運動回路において、シリンダの移動速度が要求を満たさない場合は、アキュムレータの圧力が十分であるか確認してください。作業中に油圧ポンプが油入口にエアを吸い込むと、シリンダの動作が不安定になり、速度低下の原因となります。この時、油圧ポンプの音がうるさいので判断しやすいです。

1.4 油圧シリンダ動作時にクロールが発生する

クローリング現象とは、油圧シリンダが移動・停止する際に飛び跳ねる動作状態をいいます。この種の故障は油圧システムでより一般的です。ピストンとピストンロッドとシリンダボディとの同軸度が要件を満たしていない、ピストンロッドが曲がっている、ピストンロッドが長くて剛性が悪い、シリンダボディ内の可動部の隙間が大きすぎる。
油圧シリンダの取り付け位置がずれると這いが発生します。油圧シリンダのエンドカバーのシールリングがきつすぎる、または緩すぎると、油圧シリンダが移動中にシールリングの摩擦によって生じる抵抗を克服し、これもクロールの原因となります。

クロール現象のもう一つの主な原因は、シリンダー内に混入したガスです。油圧の作用によりアキュムレータとして機能します。オイル供給がニーズを満たさない場合、シリンダーは停止位置で圧力が上昇するのを待ち、断続的なパルスクローリング動作を示します。空気が一定の限界まで圧縮されると、エネルギーが解放され、
ピストンを押すと瞬間的な加速が生じ、速く這ったりゆっくりと這うような動きをします。この二つの這い現象はシリンダの強度や荷重の動きにとって非常に不利です。したがって、油圧シリンダが動作する前にシリンダ内の空気を完全に排気する必要があるため、油圧シリンダを設計する際には排気装置を残す必要がある。
同時に排気ポートはオイルシリンダーやガス溜まり部のできるだけ高い位置に設計してください。

油圧ポンプの場合、油吸入側は負圧となります。配管抵抗を低減するために、大口径の油配管が使用されることがよくあります。このとき、接合部のシール品質に特別な注意を払う必要があります。シールが悪いとポンプ内に空気が吸い込まれ、油圧シリンダの空回りの原因にもなります。

1.5 油圧シリンダ作動時に異音がする

油圧シリンダから発生する異音は、主にピストンとシリンダの接触面の摩擦によって発生します。これは、接触面間の油膜が破壊されたり、接触面の圧接応力が高くなりすぎたりして、摺動時に摩擦音が発生するためです。このとき、直ちに車を止めて原因を究明してください。そうしないと、滑走面が引っ張られて焼損してしまいます。

シールからの摩擦音の場合は、摺動面の潤滑油不足とシールリングの過圧縮が原因です。リップ付きシールリングは油の掻き取りとシールの効果がありますが、油の掻き取り圧力が高すぎると潤滑油膜が破壊され、異音も発生します。この場合、唇をサンドペーパーで軽く研磨すると、唇が薄くて柔らかくなります。

2. 油圧シリンダーの漏れ

油圧シリンダの漏れは、大きく「内部漏れ」と「外部漏れ」の2種類に分けられます。内部漏れは主に油圧シリンダーの技術的性能に影響を及ぼし、設計された作動圧力、動作速度、作動安定性を下回ります。外部漏洩は環境を汚染するだけでなく、火災を引き起こしやすく、多大な経済的損失を引き起こします。漏れの原因はシール性能の低下です。

2.1 固定部の漏れ

2.1.1 取り付け後にシールが損傷した

シール溝の底径、幅、圧縮などのパラメータが適切に選択されていない場合、シールが損傷します。シールが溝内でねじれている、シール溝に要件を満たしていないバリ、バリ、面取りがある、組立時にドライバーなどの鋭利な工具を押し付けることによりシールリングが損傷し、漏れの原因となります。

2.1.2 押し出しによるシールの損傷

シール面の合わせ隙間が大きすぎます。シールの硬度が低く、シール止め輪が取り付けられていない場合、高圧と衝撃力の作用によりシールがシール溝からはみ出し、損傷します。シリンダの剛性が大きくないと、シールが破損します。破損した。リングは瞬間的な衝撃力の作用下で一定の弾性変形を生じます。シールリングの変形速度はシリンダーに比べて非常に遅いため、
このとき、シールリングは隙間に押し込まれ、シール効果が失われます。衝撃圧力がなくなるとシリンダの変形はすぐに回復しますが、シールの回復速度は非常に遅く、再びシールが隙間に食い込んでしまいます。この現象が繰り返されると、シールに剥離損傷を引き起こすだけでなく、重大な漏れの原因にもなります。

2.1.3 シールの急激な磨耗とシール効果の喪失による漏れ

ゴムパッキンの放熱性が悪い。高速往復運動では潤滑油膜が損傷しやすく、温度や摩擦抵抗が上昇し、シールの摩耗が促進されます。シール溝が広すぎたり、溝底面の粗さが大きすぎると、シールが変化して前後に動き、摩耗が増加します。また、材料の選択を誤ったり、長期間の保管により経年割れが発生したり、
漏れの原因となります。

2.1.4 溶接不良による漏れ

溶接式油圧シリンダの場合、溶接クラックは漏れの原因の一つとなります。亀裂は主に不適切な溶接プロセスによって発生します。電極材質の選択が適切でなかったり、電極が濡れていたり、炭素含有量の多い材料が溶接前に適切に予熱されていなかったり、溶接後の保温に注意が払われなかったり、冷却速度が速すぎたりすると、次のような原因が考えられます。応力亀裂。

溶接中のスラグの混入、気孔、誤溶接も外部漏れの原因となる可能性があります。溶接シームが大きい場合には積層溶接が採用されます。各層の溶接スラグが完全に除去されていない場合、溶接スラグは 2 つの層の間にスラグ介在物を形成します。したがって、各層の溶接では、溶接シームをきれいに保つ必要があり、油や水で汚れることはできません。溶接部の予熱が不十分、溶接電流が十分でない、
溶接が弱く、溶接が不完全であるという誤溶接現象の主な原因です。

2.2 シールの片側摩耗

シールの一方的な摩耗は、水平に設置された油圧シリンダで特に顕著です。片側摩耗の原因は次のとおりです。まず、可動部品間の過度の嵌合ギャップまたは片側摩耗により、シール リングの圧縮代が不均一になります。次に、ライブロッドが伸びきると自重により曲げモーメントが発生し、ピストンがシリンダー内で傾きを起こします。

このため、過剰な漏れを防止するためにピストンリングをピストンシールとして使用することも考えられますが、次の点に注意してください。 まず、シリンダの内穴の寸法精度、粗さ、幾何学的形状精度を厳密にチェックします。第二に、ピストン シリンダー壁との隙間は他のシール形式に比べて小さく、ピストンの幅は大きくなります。第三に、ピストンリングの溝は広すぎてはなりません。
そうしないと、その位置が不安定になり、側面の隙間により漏れが増加します。第四に、ピストンリングの数は適切である必要があり、少なすぎるとシール効果が大きくありません。

つまり、使用中の油圧シリンダの故障には別の要因があり、故障後のトラブルシューティング方法も同じではありません。油圧シリンダーであれ、油圧システムの他のコンポーネントであれ、実際に多数のアプリケーションを適用した後でのみ、障害を修正することができます。迅速な判断と解決。