Стратегии анализа и оптимизации неисправностей для насосов с переменным смещением коленного поршневого привода Rexroth A4VSO в алюминиевых экструзионных прессах

Критическая роль осевых поршневых насосов в алюминиевой экструзии

В современных производственных линиях экструзии алюминия гидравлические системы служат основным источником питания, при этом их производительность напрямую влияет на качество продукции и эффективность производства. Основые вытеснительные насосы с переменными поршнями серии REXROTH A4VSO стали предпочтительными компонентами мощности для гидравлических систем в алюминиевых экструзионных прессах из-за их возможностей высокого давления и тяжелой нагрузки, точного контроля потока и исключительной надежности. В этой статье представлен подробный анализ типичных режимов отказа, корневых причин и решений для осевых поршневых насосов A4VSO в приложениях алюминиевого экструзии, предлагая подходы к систематическому устранению неполадок и стратегии оптимизации. Благодаря реальным тематическим исследованиям и анализу данных мы также рассмотрим, как профилактическое обслуживание и технические обновления могут продлить срок службы насоса, сократить время простоя оборудования и в конечном итоге обеспечить эффективную и стабильную работу производственных линий алюминиевой экструзии.

Технические характеристики осевых поршневых насосов A4VSO и их применение в алюминиевой экструзииПресс

АРексрот A4VSO осевой поршневой насосявляется универсальным многофункциональным переменным смещением насоса, известного своей энергоэффективностью и «трехконстоянными» характеристиками: постоянная мощность, постоянное давление и постоянный поток. Используя конструкцию смазочной пластины, этот насос достигает безразличной регулировки смещения, изменяя угол шахты, что делает его особенно подходящим для высокотерелентных нагрузок и частых флуктуаций давления, типичных для алюминиевых экструзионных прессов. С номинальным давлением 350 бар и максимальным давлением 400 бар и диапазоном смещения 40-1000 см сегодня насос A4VSO может соответствовать разнообразным требованиям к мощности в малых, средних и крупных алюминиевых экструзионных прессах.

В процессах экструзии алюминия насос с осевым поршневым насосом A4VSO в первую очередь выполняет следующие критические функции:

• Основной цилиндровый привод: обеспечивает гидравлическую жидкость с высоким потоком высокого давления, необходимую для процесса экструзии, обеспечивая стабильную скорость экструзии
• Зажим: поддерживает постоянное давление, чтобы сохранить умирание закрытыми, предотвращая разделение во время экструзии
• Движение контейнера: управление вперед и обратное движение экструзионного контейнера для загрузки заготовки и экструзии
• Вспомогательные действия: обеспечивает мощность для вспомогательных механизмов, таких как сдвиг и разряд

Процессы экструзии алюминия налагают требовательные требования к гидравлическим системам: высокие рабочие давления (обычно 250-350 бар), значительные изменения потребления потока (от низкоскоростной предварительной обработки до высокоскоростной экструзии) и повышенные температуры окружающей среды (из-за существенной тепловой генерации во время экструзии). Эти рабочие условия представляют собой многочисленные проблемы для осевых поршневых насосов A4VSO во время длительной работы, что делает их склонными к различным сбоям, которые могут повлиять на эффективность производства и качество продукции, если обслуживание неадекватно.

Общие режимы отказа и анализ основной причины

Недостаточное давление или аномальные колебания давления

В приложениях алюминиевого экструзии,недостаточное давление или чрезмерные колебания давленияВ осевых поршневых насосах A4VSO являются одними из наиболее распространенных симптомов неудачи, проявляющиеся как неспособность достичь установленных значений давления или серьезных колебаний иглы на давлениях. Основываясь на практическом опыте технического обслуживания, этот сбой может возникнуть по следующим причинам:

• Утечка системы: алюминиевые экструзионные прессы, работающие непрерывно под высоким давлением, часто испытывают внутренние или внешние утечки при гидравлических трубных соединениях и уплотнениях. В частности, основные цилиндрические уплотнения и износ внутреннего клапана могут предотвратить накопление давления системы. Проверка всех соединений на предмет масляных пятен и адресации точек утечки должно быть первым шагом.

• Неправильное неисправность клапана: неправильные настройки рельефного клапана (слишком низкий) или прилипание катушки клапана может предотвратить увеличение давления системы. Рельефные клапаны должны быть перенесены или отремонтированы. Примечательно, что алюминиевые экструзионные прессы обычно используют многоэтапное управление давлением, требуя проверки всех настроек давления.

• Внутренний износ насоса: длительная операция под высоким давлением вызывает износ в двух критических парах трения насоса A4VSO: поршни и цилиндрические блоки, а также портные пластины и цилиндрические блоки. Повышенные зазоры приводят к большей внутренней утечке и снижению объемной эффективности, часто сопровождаемой колебаниями давления, когда выходной поток насоса неадекватен при номинальной скорости.

• Загрязнение жидкости: пыльная алюминиевая мастерская среда может поставить под угрозу чистоту гидравлической жидкости (превышающая стандарты класса NAS). Твердые частицы ускоряют износ на внутренних компонентах и ​​могут засорять контрольные отрывки, что приводит к вялым вариабельному механизму отклика и нестабильному регуляции давления. Загрязнение жидкости является основным фактором, снижающим срок службы осевого поршневого насоса.

• Недостаточный поток на входе: низкие уровни масла, забитые всасывающие фильтры или чрезмерная вязкость жидкости могут вызвать недостаточное праймирование насоса, что приводит к кавитации, колебаниям давления и аномальному шуму. Обычно высокие температуры масла в гидравлических системах алюминиевой экструзии, пригодность жидкости, пригодность вязкости требует особого внимания.

Недостаточный поток и медленный ответ привода

Неадекватный потокявляется еще одной типичной осевой поршневым насосом A4VSO в приложениях алюминиевого экструзии, проявляясь в виде снижения скорости экструзии и более низкой эффективности производства. Подробный анализ указывает на этот сбой, как правило, связан с:

• Переменный механизм сбой: переменный механизм насоса A4VSO состоит из контрольных поршней, сплав и компонентов обратной связи. Забитые управляющие отрывки, застрявшие поршни или поврежденные пружины обратной связи могут предотвратить регулирование выходного потока в соответствии с требованиями системы. Процессы экструзии алюминия требуют быстрого отклика насоса на изменения потребности в потоке, что делает сбои с переменным механизмом, особенно вредными для стабильности обработки.

• Субоптимальная рабочая скорость: неправильные подключения на насосе (например, скольжение ремня) или аномалии частоты мощности (например, настройки VFD) могут снизить скорость насоса, непосредственно влияя на выходной поток. Для экструзионных нажатий с контролем преобразования частоты проверьте настройки минимальной частоты инвертора (рекомендуется ≥25 Гц).

• Чрезмерная температура масла. Высокие температуры окружающей среды в экструзионных магазинах в сочетании со значительным тепловыдежным производством гидравлической системы могут повысить температуру масла за пределы рекомендуемых пределов (обычно <60 ° C), если системы охлаждения не соответствуют. Повышенные температуры снижают вязкость жидкости, увеличивают внутреннюю утечку и снижают объемную эффективность при ускорении деградации уплотнения - создавая порочный цикл.

• Неправильная установка насоса: смещение между насосами и двигателями A4VSO увеличивает радиальные нагрузки, вызывая преждевременный износ подшипника и потенциально влияя на движение повальной пластинки, что косвенно приводит к нестабильному выходу потока. Учитывая существенные вибрации в алюминиевых печатных прессах, регулярные проверки выравнивания насоса имеют важное значение.

• Плохие условия входа: за пределами засоренных всасывающих фильтров, недостатка впускных трубопроводов, чрезмерных изгибов или неправильной конструкции резервуара (например, ошибочная перегородка) создают чрезмерное сопротивление всасывания, вызывая проблемы кавитации и выхода потока.

Ненормальный шум и вибрация

Необычный шум и вибрацияслужить ранним предупреждающим знаками для сбоев осевых поршневых насосов A4VSO, что требует немедленного внимания со стороны операторов алюминиевой экструзии:

• Кавитация: недостаточное заполнение насоса создает пузырьки паров в гидравлической жидкости, которая разрушается в зонах высокого давления, создавая различные звуки трещин. Кавитация не только генерирует шум, но и тяжело повреждает поверхности внутренних насосов. Проверка целостности линии всасывания, различия давления фильтра и анти-FOAM-свойства жидкости являются ключом к решению решения кавитационного шума.

• Механическое трение: износ подшипника, рыхлые механизмы повальной пластинки или поврежденные поршневые сборы производят металлические звуки трения. Непрерывная операция с высокой нагрузкой в ​​алюминиевых экструзионных прессах ускоряет износ в этих движущихся частях. Регулярный мониторинг спектра вибрации помогает выявлять механические разломы на ранней стадии.

• Пульсирование давления: в то время как насосы A4VSO по своей природе демонстрируют некоторую пульсацию потока, чрезмерная пульсация (например, из забитого или неправильно углового порта-канавки с рельефом) передается через трубопроводы, вызывая резонанс системы и низкочастотный рев. Правильный размер аккумулятора и оптимизированные макеты трубопроводов эффективно смягчают пульсацию давления.

• Загрязнение жидкости: твердые частицы, входящие в пары трения насоса, точные поверхности, создавая нерегулярный шум. Оксид алюминия, генерируемая во время экструзии, значительно усугубляет износ при введении гидравлических систем. Поддержание чистоты жидкости имеет решающее значение для снижения шума.

Проблемы с перегревом и утечкой

Перегрев насоса и утечка жидкостиявляются общими взаимосвязанными проблемами в гидравлических системах алюминиевой издаваной прессы:

• Чрезмерная внутренняя утечка: износ в парах трения насоса A4VSO (поршневый блок, порт-пластинговый блок) обеспечивает утечку масла высокого давления в камеры низкого давления, превращая гидравлическую энергию в тепло и вызывая ненормальное повышение температуры. Эта внутренняя утечка также увеличивает внешний поток линии дренажной линии, и если линии дренажны недостаточны или обратное давление линии является чрезмерным, происходит дальнейшее повышение температуры.

• Снижение механической эффективности: условия сухой или граничной смазки (например, недостаточная смазка для подшипника или неадекватная смазка на сомолпке) генерирует существенное тепло трения. Непрерывная работа алюминиевых экструзионных прессов позволяет накопить тепло, потенциально вызывая локализованное перегрев или даже захват. Мониторинг насоса в случае различия температуры (рекомендуется ≤35 ° C) является эффективной профилактической мерой.

• Сбой уплотнения: высокие температуры ускоряют деградацию уплотнений вала, уплотнительных колец и других герметичных элементов, вызывая внешние утечки. Обычные точки утечки в алюминиевых экструзионных гидравлических системах включают уплотнения насоса, уплотнения механизма и соединения труб. Высокотемпературные устойчивые к герметизационным материалам и регулярная замена выдержанных уплотнений являются необходимыми профилактическими мерами.

• Неадекватное охлаждение: высокие температуры окружающей среды в экструзионных магазинах требуют охлаждения правильного размера и достаточного потока охлаждающей воды, чтобы предотвратить общее повышение температуры масла. Рекомендуется регулярная проверка производительности системы охлаждения и охлаждения.

Таблица: Типичные режимы отказа и причины осевых поршневых насосов A4VSO в алюминиевых экструзионных прессах

Методы диагностики неисправностей и профилактические меры

Систематические процедуры диагностики неисправностей

Для алюминиевых экструзионных прессов A4VSO в алюминиевых экструзионных прессах мы рекомендуемСистематические диагностические подходыЧтобы избежать вторичного ущерба от неизбирательной разборки:

• Запись и анализ параметров: установить записи рабочих параметров насоса, включая базовые данные для рабочего давления, скорости потока, температуры масла и уровня шума. Сравните эти параметры, когда возникают аномалии. Алюминиевые экструзионные прессы обычно имеют системы управления ПЛК, позволяющие извлечь исторические данные для анализа.

• Сенсорная проверка: предварительная локализация разломов посредством слухового (аномального шума), визуальных (утечек, состояния жидкости) и методов тактильной (температуры, вибрации). Например, локализованное перегрев насоса может указывать на проблемы с подшипником или смазкой магистрации.

• Функциональное тестирование: отрегулируйте системное давление и клапаны потоков, чтобы наблюдать характеристики отклика насоса. Механизмы переменных насосов A4VSO должны плавно реагировать на изменения давления и потока; Влияние или ступенчатые ответы могут указывать на блокировки схемы управления или застрять с переменными поршнями.

• Анализ жидкости: периодическая выборка для проверки вязкости гидравлической жидкости, содержания воды, уровней загрязнения и износа частиц металлов. Алюминиевая экструзионная пресса Гидравлические системы должны проходить анализ жидкости каждые 3-6 месяцев для раннего обнаружения проблем. Млечная жидкость указывает на вход воды, в то время как увеличение металлических частиц отражает ускоренный внутренний износ.

• Анализ спектра вибрации и шума: используйте специализированное оборудование для сбора вибрации насоса и шумовых сигналов, определяя типы неисправностей посредством спектральных характеристик. Разломы с подшипником обычно проявляются как повышенные высокочастотные компоненты, в то время как кавитация производит определенные пики шума.

• Сегментированное тестирование на выделение: для сложных систем постепенно изолируют компоненты (например, дезактивирование определенных приводов), чтобы наблюдать за изменениями симптомов неудачи и узкой диагностической областью. Алюминиевая экструзия Пресса Гидравлические системы обычно составляют несколько подсистем, где сегментированное тестирование повышает диагностическую эффективность.

Инспекция и обслуживание критических компонентов

ДляОсновные компонентыАлюминиевые насосы с осевыми поршневыми насосами A4VSO, алюминиевые экструзионные прессы должны реализовать специализированные планы проверки:

• Пластины порта и цилиндрические блоки: износ в этих парах трения является основной причиной ухудшения производительности насоса. Осмотрите поверхности пластины порта на наличие сжигания или оценки, а также измерьте плоскостность блока цилиндра (не должна превышать 0,005 мм). Незначительный износ может быть скорректирован с помощью точного шлифования, в то время как тяжелый ущерб требует замены.

• Сборки поршня и тапочка: проверьте поверхности поршня на наличие забивания или износа, а также контактные поверхности тапочки на плоскостность. Поршневой клиренс обычно колеблется 0,015-0,025 мм; Превышение этого требует замены поршня. Условия высокого давления в алюминиевых экструзионных прессах ускоряют износ поршневого поршня.

• Переменные механизмы: проверить свободу движения поршня, целостность пружины обратной связи и чистота контрольного прохода. A4VSO Переменная скорость отклика насоса имеет решающее значение для процессов экструзии алюминия, что требует гладкой, беззаботной работы.

• Узел подшипника: осевые подшипники поршневого насоса терпят существенные радиальные и осевые нагрузки, что делает их склонными к износовым компонентам. Проверьте зазор подшипника и вращательный шум, быстро заменив изношенные подшипники. Вибрационные среды в алюминиевых экструзионных прессах сокращают срок службы.

• Уплотнения вала и прокладки: осмотрите уплотнения основного вала на предмет старения или утечек, а также статические уплотнения (например, уплотнительные кольца с конечностями). Для высокотемпературных применений рекомендуется фторполимер или другие устойчивые к высокотемпературному устойчивости.

Стратегии профилактического обслуживания

На основе рабочих характеристик алюминиевой экструзии, научныеПланы профилактического обслуживанияможет значительно продлить срок службы насоса A4VSO:

• Управление жидкостью:

• Используйте рекомендуемые гидравлические жидкости против искаемости вязкости (обычно ISO VG46 или VG68)
• Поддерживать чистоту жидкости до класса NAS 7 или лучше
• Периодически тестируйте свойства жидкости, быстро заменив жидкость в возрасте
• Отфильтруйте новую жидкость перед введением системы, чтобы избежать загрязнения

• Замена фильтра:

• Замените всасывающие фильтры немедленно, когда различие давления превышает 0,3 бар
• Заменить давление и возвращаемые фильтры в зависимости от времени или давления
• Подумайте о добавлении автономных систем фильтрации для повышения чистоты жидкости

• Периодические проверки:

• Ежедневные проверки на шум насоса, вибрацию, температуру и утечки
• Ежемесячная проверка выравнивания связей и условия крепости
• Ежеквартальное тестирование объемной эффективности насоса и реакции давления системы
• Ежегодные проверки разборки измерения критического износа компонентов

• Эксплуатационные протоколы:

• Избегайте длительной работы выше номинального давления
• Проверьте адекватные уровни бака перед запуском; Разогрейте жидкость в холодных условиях
• Разрыв новых или капитальных насосов (рекомендуется: 24-часовая операция без нагрузки с постепенным увеличением давления)
• Минимизировать частые запуска/остановки, чтобы уменьшить ударные нагрузки

• Контроль температуры:

• Обеспечить правильную работу системы охлаждения, поддержание температуры масла при 30-60 ° C
• Увеличить частоту проверки в течение высокотемпературных сезонов
• Подумайте о установке тревоги температуры масла

Таблица: Рекомендуемые интервалы профилактического обслуживания для осевых поршневых насосов A4VSO

Технические обновления и рекомендации по оптимизации

Улучшения системы управления

Чтобы учесть ограничения в традиционной алюминиевой экструзии Гидравлических Систем, рассмотрим ихОбновления системы управленияДля осевых поршневых насосов A4VSO:

• Усовершенствованные электрогидравлические контроллеры: электрогидравлический контроллер Рексрота заменяет более старые модели DS1 на технологию пропорциональных клапанов, предлагая большую надежность и более простое обслуживание. Установленные непосредственно на осевых поршневых блоках, эти контроллеры точно управляют изменениями крутящего момента и скорости во время алюминиевой экструзии.

• Реализация управления с замкнутой связью: добавление высоких датчиков и регуляторов PID к схемам давления насоса A4VSO и цепей управления потоком позволяет управлять процессом экструзии в сфере регулирования, значительно улучшая стабильность скорости экструзии и точность размеров продукта.

• Переменная частота модификация привода: преобразование приводов двигателей с фиксированной скоростью в управление VFD позволяет автоматическая регулировка скорости насоса с помощью фазы экструзии, обеспечивая энергоэффективную работу. Обратите внимание, что скорость не должна быть чрезмерно низкой (рекомендуется ≥25 Гц) для поддержания надлежащей смазки.

• Системы мониторинга состояния: установка онлайн-многопараметрического мониторинга (вибрация, температура, давление) обеспечивает отслеживание здоровья насосов в реальном времени и прогнозирование неисправностей-особенно ценное для непрерывного производства алюминиевой экструзии.

Оптимизация конфигурации системы

Оптимизировать приложения насоса A4VSO изПолная перспектива гидравлической системы:

• Конфигурация аккумулятора: Правильный размер аккумулятора и настройки давления в предварительном состоянии поглощают пульсации давления и компенсируют мгновенные потребности в потоке. Во время быстрого алюминиевого экструзионного пресса аккумуляторы могут дополнять поток, уменьшая нагрузку.

• Оптимизация гидравлической схемы:

• Сократить трубопроводы с насосом в кадре, чтобы минимизировать падения давления
• Увеличьте диаметры линии всасывания, чтобы снизить сопротивление потока
• Установите выделенные линии слив, чтобы избежать чрезмерного обратного давления

• Усовершенствование системы охлаждения:

• Охланки размера в соответствии с тепловой генерацией системы
• Подумайте о добавлении систем охлаждения циркуляции
• Для высокотемпературных сред, смешайте воздух и водяной охлаждение

• Избыточность дизайн: Для критических производственных линий рассмотрите параллельные конфигурации насоса (первичная/резервная копия) для повышения надежности. Модульность насоса A4VSO облегчает такие расположения.

Усовершенствования материалов и производственных процессов

Для уникальных условий алюминиевой экструзии рассмотрите ихУлучшения материала и процессов:

• Технологии обработки поверхности: примените передовые поверхностные обработки (например, распыление плазмы, лазерное отверждение) к критическим парам трения (портовые пластины, поршни) для улучшения устойчивости к износу и кавитации.

• Высокотемпературные материалы: используйте специальные сплавы или керамику (например, керамические поршни циркония) в высокотемпературных областях, чтобы противостоять алюминиевому экструзионному прессе.

• Обновления технологии герметизации: внедрить композитные уплотнения PTFE для улучшения высокотемпературных и износов, продления срока службы уплотнения.

• Улучшения процесса литья: оптимизировать литье тела насоса, чтобы минимизировать дефекты (например, пористость, включения), повышение структурной целостности. Сбои трещин головы насоса часто происходят из -за производственных недостатков.

Выводы и будущие перспективы

REXROTH A4VSO Осиальные поршневые поршневые насосы с переменным смещением обеспечивают исключительные характеристики в алюминиевых экструзионных прессах, но в условиях тяжелой нагрузки высокого давления представлены многочисленные проблемы с отказа. Систематический анализ типичных сбоев, включая недостаточное давление, аномальный поток, шум/вибрацию, а также перегрев/утечки, сочетающие с помощью научных диагностических процедур и стратегий обслуживания, может значительно повысить надежность насоса и срок службы.

Профилактическое обслуживание имеет первостепенное значение для обеспечения долгосрочной стабильности насоса A4VSO, охвата управления жидкостью, периодических проверок, замены фильтра и контроля температуры. Между тем, технологические инновации - модернизации системы контроля, оптимизация гидравлических схем и улучшение материала - лучше повышают производительность насоса в приложениях алюминиевого экструзии.

Заглядывая в будущее, по мере продвижения интеллектуальных технологий производства, насосы осевых поршней A4VSO станут все более умными, интегрируя больше датчиков и самодиагностические возможности для предсказательного обслуживания. Алюминиевая индустрия экструзии должна активно использовать эти достижения, оптимизировать конфигурации гидравлической системы и стратегии обслуживания для достижения более высокой эффективности, более низкого потребления энергии и более длительного срока службы оборудования.