Мембранный аккумулятор для строительных кранов | Размеры, преимущества и обслуживание

Когда 180-тонный мобильный кран опускает полностью загруженную стрелу, инерция может поднять гидравлическое давление выше 400 бар в цилиндре подъема стрелы менее чем за секунду. Без устройства, поглощающего этот пик, уплотнения рано выйдут из строя, шланги лопнут, и груз может подпрыгнуть. Мембранный аккумулятор для систем строительных кранов предназначен для предотвращения именно этих событий: он сохраняет гидравлическую энергию, поглощает скачки давления и обеспечивает аварийный поток в случае выхода из строя первичного двигателя. В этой статье мы объясним, как работает мембранный аккумулятор в схеме крана, как его правильно подобрать и предварительно зарядить, а также какое обслуживание он требует на месте.

Что такое мембранный аккумулятор и зачем он нужен крану?

Мембранный аккумулятор представляет собой газонаполненный резервуар под давлением, в котором используется диафрагма из синтетического каучука для отделения газообразного азота от гидравлической жидкости. Газ сжимается по мере закачки жидкости; когда давление в системе падает, расширение газа выталкивает жидкость обратно. В строительных кранах этот простой принцип обеспечивает накопление энергии, амортизацию и безопасное снижение груза.

По сравнению с баллонными или поршневыми аккумуляторами мембранный тип обеспечивает более быструю реакцию, компактный форм-фактор и отсутствие скользящих уплотнений. Это делает его сильным кандидатом на кран, где монтажное пространство ограничено, и схема должна быстро реагировать во время подъема, поворота и торможения. Многие OEM-производители теперь устанавливают мембранные аккумуляторы на небольшие поворотные стрелы, автокраны и вспомогательные цепи, такие как органы управления выносными опорами.

Для типовой схемы доп. крана достаточно мембранного аккумулятора объемом от 0,25 до 1,0 л; номинальное давление зависит от максимального рабочего давления системы. Поскольку диафрагма полностью разделяет газ и масло, риск аэрации намного ниже, чем в поршневом типе. Это уменьшает кавитационные повреждения и обеспечивает стабильность системы управления краном.

Мембранный аккумулятор для вспомогательных цепей крана Этот мембранный аккумулятор емкостью от 0,25 до 1,0 л накапливает и высвобождает энергию за счет сжатия газа, а резиновая диафрагма полностью разделяет газ и масло, что позволяет уменьшить аэрацию и кавитацию в системах управления краном. Посмотреть продукт →

Ключевые функции мембранных аккумуляторов в крановой гидравлике

В строительном кране мембранный аккумулятор используется четырьмя основными способами:

Компенсация утечки является наиболее частым применением. Во время подъема насос заряжает аккумулятор; когда золотниковый клапан закрыт, аккумулятор удерживает давление, предотвращая внутреннюю утечку в цилиндре, предотвращая смещение стрелы. Не менее важно гашение пульсаций: когда оператор задействует тормоз подъемника, кинетическая энергия превращается в волну давления. Мембранный аккумулятор с достаточным объемом газа поглощает эту волну и ограничивает пиковое давление.

В аварийных ситуациях тот же аккумулятор может выступать в качестве кратковременного источника питания. Если главный насос выходит из строя или двигатель глохнет, накопленное масло направляется обратно в нижнюю часть цилиндра, обеспечивая контролируемый спуск. Эта функция является частью философии безопасности современных конструкций кранов и частой причиной добавления аккумулятора в контур стрелы. Подобные приложения встречаются и в других промышленное оборудование где происходят резкие изменения нагрузки.

Как подобрать размер и предварительно зарядить мембранный аккумулятор для крана

Правильный выбор начинается с трех цифр: минимального рабочего давления (P1), максимального рабочего давления (P2) и необходимого дополнительного объема масла (ΔV) во время слива. Для мембранного аккумулятора давление предварительного заряда газа (P0) обычно устанавливается в диапазоне от 0,6 до 0,9 P1, в зависимости от того, используется ли аккумулятор для накопления энергии или демпфирования импульсов.

Для демпфирования импульсов предварительная заправка должна составлять около 80 % от среднего рабочего давления. Для накопления энергии и аварийного спуска предварительный заряд обычно устанавливается вблизи минимального давления в контуре, но все же достаточно высоким, чтобы не допустить опускания диафрагмы. Если предварительный заряд слишком велик, аккумулятор не сможет хранить достаточно жидкости; если оно слишком низкое, диафрагма может удариться о газовый клапан и преждевременно выйти из строя.

На приведенной выше диаграмме показано смоделированное торможение подъемника. Без аккумулятора пиковое давление со стороны штока составляет около 450 бар. Баллонный аккумулятор снижает это давление примерно до 380 бар, а мембранный аккумулятор того же объема, предварительно заряженный до 60 бар, снижает его примерно до 320 бар. Эффект зависит от объема аккумулятора, предварительной зарядки и жесткости системы, но тенденция постоянна: мембранный аккумулятор правильного размера делает схему крана более безопасной и предсказуемой.

На практике используйте газовый закон P0V0 = P1V1 = P2V2 для оценки необходимого объема газа. Если у вас есть потребность в расходе 0,5 л за 0,1 с, а давление варьируется от 120 до 200 бар, объем газа в аккумуляторе должен примерно в 1,2 раза превышать объем подаваемого масла. Мы рекомендуем связаться с производителем и сообщить фактический диапазон температур и марку масла, поскольку вязкость и модуль объемного сжатия также влияют на динамический отклик.

Установка, зарядка и обслуживание на строительной площадке

Условия на площадке являются суровыми для любого гидравлического компонента. Песок, дождь и вибрация могут повлиять на аккумулятор, если он установлен неправильно. Установите мембранный аккумулятор газовым клапаном вверх и используйте кронштейн, поддерживающий корпус, а не только соединительную резьбу. Линия между аккумулятором и блоком клапанов должна быть как можно короче, чтобы избежать гидравлического удара и усталости.

Регулярные проверки предварительной заправки азотом являются наиболее важным мероприятием по техническому обслуживанию. Типичный мембранный аккумулятор может терять 5% своего предварительного заряда в год через диафрагму и быстрее, если газовый клапан загрязнен. Ежемесячная проверка с использованием подходящего зарядного комплекта позволит обнаружить медленную утечку до того, как аккумулятор потеряет свою функцию накопления энергии. Используйте только сухой азот; кислород или сжатый воздух могут разрушить эластомер и создать опасность возгорания.

Распространенные виды отказов и как они проявляются

По нашему опыту эксплуатации, наиболее распространенными неисправностями являются разрыв диафрагмы, потеря азота и внутреннее загрязнение. На кольцевой диаграмме ниже показано типичное распределение небольшой выборки крановых аккумуляторов, возвращенных в ремонт.

Разрыв диафрагмы обычно вызван чрезмерным давлением газа, очень низким давлением жидкости или повреждением внутренней поверхности. Потери азота часто обнаруживаются по вялому движению стрелы или низкому запасу энергии. Чтобы поддерживать аккумулятор в хорошем состоянии, держите газовый клапан в чистоте и надевайте защитный колпачок, когда он не используется. Если предварительная зарядка требует регулировки, используйте калиброванный зарядный комплект. Наш комплект для зарядки CQJ прост в использовании и включает в себя манометр и шланг для соединений 5/8UNF.

Зарядный комплект CQJ для регулировки предварительной зарядки аккумулятора Зарядный комплект CQJ представляет собой компактный инструмент с манометром и шлангом для соединений 5/8UNF, позволяющий безопасно заряжать, проверять давление и корректировать предварительную заправку аккумулятора азотом. Посмотреть продукт →

Почему важны сертификация производителя и производственные мощности

Аккумулятор – это сосуд под давлением, поэтому квалификация производителя влияет на безопасность. В Китае использование сосудов под давлением регулируется Законом о безопасности специального оборудования. Наличие у нас лицензии на производство сосудов под давлением класса А2 означает, что каждый мембранный аккумулятор для использования на строительных кранах спроектирован, сварен и испытан в соответствии с сертифицированной системой качества. Знак CE обеспечивает такую ​​же уверенность для машин, экспортируемых в Европу.

Производственная мощность также является практической проблемой для производителей кранов. Мы производим более 100 000 мембранных аккумуляторов в год и имеем цех площадью 5 000 квадратных метров. Такой масштаб обеспечивает стабильную доставку и постоянное качество. При сравнении поставщиков попросите показать их лицензию на сосуды под давлением, сертификаты на материалы и протоколы испытаний. Затем посетите сборочную линию, если планируете долгоиграющую модель крана.

В заключение поговорите с нашей командой инженеров о вашей конкретной схеме крана. Мы можем предоставить расчет размеров, порекомендовать подходящий материал диафрагмы и поставить правильный зарядный комплект и кронштейн для обслуживания на местах. Свяжитесь с нами в зависимости от давления, расхода и рабочего цикла вашей системы.

Часто задаваемые вопросы

Какое предварительное давление должно быть в мембранном аккумуляторе крана?

Установите предварительную загрузку азота на уровне 60–90 % минимального рабочего давления для накопления энергии или 80 % среднего давления для демпфирования импульсов. Всегда сверяйте значение со значениями давления в контуре и диапазоном температур.

Как часто следует проверять предварительную заправку азотом?

Каждые 3–6 месяцев проверяйте краны, работающие ежедневно. Если стрела смещается или аккумулятор не работает, немедленно проверьте его.

Может ли мембранный аккумулятор заменить поршневой аккумулятор на кране?

Да, для большинства вспомогательных контуров объемом до 4 литров и давлением ниже 200 бар. При очень высоком расходе или большом объеме масла поршневой аккумулятор может оказаться более экономичным; Для быстрого реагирования и разделения без утечек лучше всего подходит мембранный тип.

Каков типичный срок службы диафрагмы?

При правильной предварительной заправке и чистом масле диафрагма может прослужить 3–5 лет при ежедневной эксплуатации крана. Преждевременный выход из строя обычно связан с чрезмерной мощностью, высокой температурой или несовместимыми присадками к маслу.

Как выбрать между мочевым пузырем и мембранным аккумулятором?

Мембранный тип предпочтителен для небольших объемов и быстрого цикла. Тип мочевого пузыря лучше подходит для больших объемов, превышающих 4 литра. В кране оба могут использовать один и тот же принцип заправки газом; выбор зависит от требуемого пространства и расхода.