Việc giảm hiệu suất của máy thường là dấu hiệu đầu tiên cho thấy hệ thống thủy lực có vấn đề. Điều này thường biểu hiện trong thời gian chu kỳ dài hơn hoặc hoạt động chậm. Bởi vì lưu lượng xác định tốc độ của bộ truyền động thủy lực, sự mất tốc độ cho thấy sự mất mát của dòng chảy.
Dòng chảy có thể thoát ra khỏi mạch thủy lực thông qua rò rỉ bên ngoài hoặc bên trong. Rò rỉ bên ngoài chẳng hạn như ống vỡ thường rõ ràng và do đó dễ tìm thấy. Rò rỉ bên trong có thể xảy ra trong máy bơm, van hoặc bộ truyền động và khó cách ly hơn. Máy đo lưu lượng thủy lực (còn được gọi là đồng hồ đo lưu lượng) thường được sử dụng cho mục đích này.
Máy đo lưu lượng là một thiết bị di động bao gồm một tuabin để đo tốc độ dòng chảy, một lỗ điều chỉnh được sử dụng để tăng sức cản dòng chảy (van tải) và một đồng hồ áp suất, đo áp suất ngược dòng của van tải. Khi được lắp vào mạch, thiết bị đo lưu lượng cho phép theo dõi tốc độ dòng chảy trong khi khả năng chống dòng chảy (và do đó áp suất) được tăng lên bằng cách sử dụng van tải.
Xác định vị trí rò rỉ bên trong bằng bộ kiểm tra dòng chảy
Sử dụng bộ kiểm tra luồng trong một tình huống khắc phục sự cố bao gồm một quá trình loại bỏ. Vị trí lắp đặt thiết bị kiểm tra lưu lượng vào mạch điện sẽ xác định các kết luận. Để minh họa điểm này, hãy xem xét một mạch thủy lực đơn giản chỉ bao gồm bốn thành phần quan tâm: một bơm dịch chuyển cố định, một van giảm áp, một van điều khiển hướng và một xi lanh tác động kép (Hình 1). Máy bơm có lưu lượng định mức 10 gpm và cài đặt áp suất của van giảm áp là 3.000 psi.
Hình 1. Mạch trung tâm mở đơn giản cho thấy
bốn thành phần quan tâm
Người ta nhận thấy rằng tốc độ xi lanh chậm lại dưới tải. Lưu lượng xác định tốc độ và chất lỏng dưới áp suất sẽ đi theo đường có ít lực cản nhất. Do đó, chúng ta có thể khẳng định rằng khi tải đến xi lanh, một số dòng chảy có sẵn sẽ quay trở lại bình chứa dễ dàng hơn. Câu hỏi đặt ra là, thành phần nào trong số bốn thành phần trong hệ thống đang cho phép điều này xảy ra?
Coi chất lỏng bị rò rỉ qua phốt piston của xi lanh. Trong trường hợp này, thiết bị đo lưu lượng sẽ được kết nối vào mạch điện sau máy bơm, van xả và van điều khiển hướng nhưng trước xi lanh. Để thực hiện việc này, chúng tôi tháo hai ống ra khỏi các cổng dịch vụ của xi lanh và kết nối các ống này trực tiếp với thiết bị kiểm tra lưu lượng. Thao tác này đưa xi lanh ra khỏi mạch cho mục đích của thử nghiệm này.
Bởi vì xi lanh được cách ly, chỉ có hai kết luận khả thi cho thử nghiệm cụ thể này: hoặc xi lanh bị rò rỉ bên trong hoặc hình trụ không bị rò rỉ bên trong. Đây là một bài tập về logic.
Với động cơ chính đang chạy và van điều khiển hướng được kích hoạt, dòng chảy của máy bơm sẽ luân chuyển qua thiết bị đo lưu lượng và quay trở lại bể chứa. Bởi vì van tải trên thiết bị kiểm tra lưu lượng mở hoàn toàn, có rất ít lực cản đối với dòng chảy và do đó áp suất tối thiểu phát triển.
Tại thời điểm này, hãy lưu ý các số đọc về lưu lượng và áp suất trên thiết bị đo lưu lượng, theo mục đích của ví dụ này là 9,8 gpm và 50 psi. Để tiến hành thử nghiệm, hãy tăng sức cản đối với dòng chảy (và do đó là áp suất) bằng cách sử dụng van tải trên thiết bị đo lưu lượng, đồng thời lưu ý tốc độ dòng chảy.
Các kết quả giả định của thử nghiệm này được thể hiện trong Bảng 1.
Lưu lượng có sẵn cho xi lanh là 9,5 gpm ở 500 psi, giảm xuống 5,9 gpm ở 2.500 psi. Điều này thể hiện sự giảm 38% lưu lượng từ 500 psi đến 2.500 psi (9,5 – 5,9 = 3,6 và 3,6 ÷ 9,5 x 100 = 38). Điều này có nghĩa là tốc độ xi lanh sẽ giảm 38% trong khoảng từ 500 đến 2.500 psi! Điều này cho thấy rằng một rò rỉ lớn đang xảy ra trong các bộ phận phía trên của xi lanh.
Mặc dù chúng tôi chưa loại bỏ hoàn toàn xi lanh khỏi sự nghi ngờ, nhưng chúng tôi biết rằng chúng tôi phải xác định yếu tố đóng góp hàng đầu và sửa chữa vấn đề đó ở mức tối thiểu. Sau đó, chúng tôi có thể nhận thấy rằng xi lanh đang góp phần gây ra sự cố, nhưng hiện tại, chúng tôi sẽ tiến hành kiểm tra sự cân bằng của các thành phần hệ thống. Thật không may, những kết quả này không phản ánh chính là thành phần nào trong ba thành phần còn lại đang gây ra sự cố.
Nếu xi lanh không bị rò rỉ bên trong, thì nó phải là máy bơm, phải không? Để chứng minh giả định này, hãy di chuyển thiết bị đo lưu lượng để nó được đặt sau máy bơm, nhưng trước van xả, van điều khiển hướng và xi lanh.
Kết quả thử nghiệm máy bơm giống như trong Bảng 2.
Lưu lượng bơm là 9,8 gpm ở 50 psi và 9,0 gpm ở 3.000 psi. Điều này thể hiện hiệu suất thể tích là 90 phần trăm ở 3.000 psi (9,0 ÷ 10 x 100 = 90), cho thấy rằng máy bơm không phải là nguyên nhân của sự cố.
Lưu ý rằng trong thử nghiệm đầu tiên, lưu lượng giảm đáng kể ở mức 3.000 psi (Bảng 1) do van xả mở, cho phép dòng chảy còn lại đi qua thiết bị kiểm tra lưu lượng. Trong thử nghiệm thứ hai, thiết bị đo lưu lượng được kết nối vào mạch ngược dòng của van xả; do đó, van xả không có ảnh hưởng đến các số đọc lưu lượng.
Hiện đã xác định được rằng cả xi lanh và máy bơm đều không gây ra sự cố. Nó phải là van xả bị rò rỉ bên trong, phải không? Để chứng minh giả định này, hãy di chuyển thiết bị đo lưu lượng để nó được đặt sau máy bơm và van xả nhưng trước van điều khiển hướng và xi lanh.
Kết quả của thử nghiệm này giống như kết quả được trình bày trong Bảng 3.
Kết quả thử nghiệm giống với thử nghiệm trước – ngoại trừ ảnh hưởng của van giảm áp ở 3.000 psi, khi lưu lượng giảm đáng kể do van giảm áp mở và cho phép dòng chảy còn lại đi qua thiết bị kiểm tra lưu lượng. Điều này cho thấy van xả không bị rò rỉ bên trong.
Bằng quá trình loại bỏ, sự cố đã được cách ly với van điều khiển hướng. Điều này được xác nhận khi việc tháo rời van điều khiển hướng cho thấy một vết nứt trong quá trình đúc, cho phép chất lỏng đi từ bộ phận áp suất sang bộ phận chứa của bồn chứa.
Ví dụ giả định này minh họa cách sử dụng thiết bị kiểm tra lưu lượng để xác định vị trí rò rỉ bên trong hệ thống thủy lực. Nhưng quan trọng hơn, nó cho thấy bạn có thể dễ dàng đi đến kết luận sai trong một tình huống xử lý sự cố như thế nào.
Điều này dẫn đến chẩn đoán không chính xác vấn đề, thường dẫn đến việc sửa chữa hoặc thay thế các thành phần có thể bảo dưỡng không cần thiết. Để tránh những sai lầm tốn kém như vậy, cần phải có thiết bị chính xác và cách tiếp cận hợp lý.
