В тех машинах, где необходимо точное управление гидравлической системой, обычно используется один или несколько электрогидравлических сервоклапанов. На рынке представлено множество разновидностей, предназначенных для самых разных применений. Сервоклапаны используются для управления гидравлическими приводами и двигателями.
Из-за своей относительно высокой сложности технического устройства, точности обработки, множества мелких подвижных частей и наличия электроники – сервоклапаны являются одними из распространенных узлов, которые часто находятся на ремонте в сервисных центрах. В первую очередь это связано с условиями, в которых они работают (среда: загрязнённая рабочая жидкость – внутри клапанов, мелкодисперсные воздушные взвеси – снаружи клапанов; несоответствие РГЖ; нагрузки; перебои в электросети; вибрации и др.).
Один из частых вопросов Заказчиков, которые поступают в Гидро-Тест, заключается в следующем: как определить причину неисправности сервоклапана на основе симптомов, наблюдаемых в работе машины?
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, для начала необходимо больше узнать о самом клапане и его устройстве – базовой “анатомии” сервоклапана. Конечно, в современных, производимых сегодня сервоклапанах могут быть задействованы десятки и десятки взаимосвязанных компонентов, но для скорейшего понимания мы рассмотрим только основные его рабочие части.
OBE (бортовая электроника клапана)
В полностью интегрированном клапане электрический ток подается на его бортовую электронику (OBE – On-Board Electronic), которая обычно представляет собой печатную плату усилителя. Затем OBE подает постоянный ток на катушку. По сути, данный усилитель действует как преобразователь электрической энергии в механическую работу.
Примечание. Существуют также и внешние платы управления клапанами, являющиеся надстройкой над OBE самого клапана и располагающиеся в отдельных шкафах АСУ ТП, но этой темы в данной статье мы касаться не будем.
Катушка клапана
Данный компонент представляет собой классическую в своём понимании электромагнитную катушку с проволочной обмоткой и парой постоянных магнитов. Катушка создает крутящий момент посредством магнитного поля. Весь этот узел обычно так и называют – «катушка».
Заслонка
Катушка управляет положением заслонки, изменяя давление жидкости между двумя форсунками (соплами), что, в свою очередь, приводит в движение золотник. Положение данного золотника затем определяет направление потока рабочей жидкости по полостям клапана, таким образом управляя тем, как гидравлический привод будет выполнять требуемую работу (действие).
Золотниковая пара (золотник и втулка)
Это устройство, направляющее поток жидкости путём смещения подвижной центральной части (золотника) относительно полостей в поверхности, по которой этот золотник скользит (внутри втулки или корпуса клапана).
Теперь, когда у нас имеется общее представление об основных частях сервоклапана, мы рассмотрим различные симптомы, которые оператор оборудования или инженер по техническому обслуживанию могут наблюдать в работе машины.
Симптом № 1: полный отказ/сбой системы; клапан не переключается; клапан не пропускает поток рабочей жидкости.
- Обрыв обмотки катушки (пробой). Вышеуказанный симптом может означать, что перегрузка по току, исходящая от платы усилителя или перегрузка на выходе привели к перегреву обмоток катушки. В этом случае потребуется замена катушки. Данный симптом часто проявляется как слабая или медленная реакция гидропривода ввиду пониженного потока рабочей жидкости через клапан из-за неполного смещения (открытия) клапана.
- Застревание (заклинивание) золотника. Внутри корпуса клапана золотник может механически заклинить. Это может быть связано с качеством РГЖ, износом или даже производственным браком. В некоторых случаях тепловое расширение из-за экстремальных температур может привести к нарушению положения золотника, поскольку допуск на зазор внутри корпуса золотника очень мал. Причиной номер один вышеуказанного симптома является загрязнение гидравлической жидкости системы, такой как мелкодисперсный песок, металлическая стружка, пластик, куски уплотнений и РВД или любые другие загрязнения, которые могут существовать на вашем предприятии в зависимости от того, где расположена машина и какой тип продукции она производит. С целью предупреждения данной неисправности большинство сервоклапанов имеют в своей конструкции фильтрующие сетки (на портах), которые можно чистить или заменять.
- Выход из строя бортовой электроники (OBE). Одна из наиболее распространенных неисправностей – выход из строя электронной части механизма сервоклапана. Эти виды отказов аналогичны типам отказов любого электронного устройства (перегорание элементов платы, загрязнение, намокание и др.). Один из нередких случаев – попадание на электронику загрязняющих веществ, чаще всего гидравлической жидкости (ввиду утечек или неверных методов обслуживания). Электроника также может пострадать от теплового повреждения теплообменников клапанов.
Симптом № 2: снижение производительности.
- Износ клапана. Сервоклапаны содержат множество скользящих и перемещающихся частей. Взаимное трение металлических компонентов даже при смазывающем действии рабочей жидкости – приводит к постепенному износу (например, кромок золотниковой пары). Если оператор заметит снижение скорости отработки клапана (задержку в его работе), это может означать, что имеются повышенные непроизводительные внутренние утечки вследствие износа золотниковой пары, которую необходимо отдефектовать, затем заменить или восстановить.
- Износ центрирующей пружины. Хотя в современных клапанах это встречается реже, в некоторых сервоклапанах всё же применяются центрирующие пружины для определения положения золотника. Как и большинство пружин, центрирующая пружина внутри корпуса клапана со временем изнашивается в зависимости от того, как часто она сжимается. Это связано с возникновением механических напряжений, которым подвергается металл пружины в течение всего срока службы. Данный дефект усугубляется, если клапан подвергается значительным нерасчётным внешним воздействиям (перемещению, вибрации) или чрезмерным нагрузкам, выходящим за рамки возможностей его конструкции.
- Утечка, нарушение герметичности. Уплотнения, обычно изготовленные из производных каучука или фторпласта, склонны к выходу из строя из-за нагрева, физического старения или загрязнения. Выход из строя уплотнения может привести к потере давления, загрязнению электроники или износу внутренних механических деталей и компонентов. Как следствие, это приведет к проблемам с работой клапана или его полному выходу из строя.
- Сбой OBE (платы усилителя). Как и в случае с большинством электронных устройств, узлы электроники на сервоклапанах подвержены тем же видам отказов, что и любые инженерные платы. Компоненты, которые часто выходят из строя – конденсаторы, диоды, резисторы – склонны к выходу из строя из-за нагрева, электрических помех, проблем с нагрузкой или загрязнения.
Симптом № 3: дребезжащее (вибрирующее) движение привода.
- Проблемы с электрикой. Вибрация/дребезжание может быть вызвана поломкой катушек или обрывами электрических соединений. Также данный симптом может быть связан с неверными сигналами обратной связи, поступающими от секции контроля сервоклапана, если её параметры не настроены верно.
- Загрязнения. Вибрация также может быть вызвана загрязнением сеток фильтра, загрязнением золотниковой пары, засорением сопла (форсунки) или встроенного в клапан дросселя. Это может быть вызвано рядом условий, в основном связанных с гидравлической жидкостью и её состоянием. Если рабочая жидкость слишком холодная, она становится “липкой” и теряет вязкость. Или же наоборот, если рабочая температура РГЖ завышена, она не диспергируется и не покрывает внутренние детали должным образом, что приводит к механическому износу. Кроме того, клапан может выйти из строя, если рабочая жидкость по своим параметрам не соответствует типу данного гидрооборудования, указанному производителем сервоклапана.
Используя описанные выше подсказки и получая обратную связь от эксплуатирующего гидрооборудование персонала – Вы сможете сделать предварительные выводы о первопричинах неисправностей в системах сервоклапанов, что уже является диагностикой на месте. Верное обнаружение дефектов и устранение их причины – это ключ к предотвращению простоя машины.
Компанией Гидро-Тест в непрерывном режиме ведётся работа по обслуживанию гидравлической клапанной аппаратуры:
География действующих Заказчиков “Гидро-Тест”:
МЫ БУДЕМ РАДЫ ВАШИМ ВОПРОСАМ
+7 (343) 228-78-74 — звоните из любых регионов с 7:00 до 22:00 по Вашему часовому поясу
+7 (903) 086-43-57 — если желаете набрать по WhatsApp или Telegram
info@hydro-test.ru — отвечаем в течение 15 минут
Скайп — прямая ссылка в чат с компанией «Гидро-Тест»