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異音やリリーフバルブの圧力調整不良など4つの故障の原因解析と解消

Jun 05, 2024

1. 騒音・振動

油圧機器で騒音が発生しやすい部品は一般的にポンプとバルブであり、バルブとしてはリリーフ弁と電磁方向弁が主流です。ノイズを発生させる要因は数多くあります。リリーフバルブの音には速度音と機械音の2種類があります。速度音のノイズは主にオイル振動、キャビテーション、油圧衝撃によって発生します。機械音は主にバルブ内の部品の衝撃や摩擦によって発生します。

(1) 不均一な圧力による異音

パイロットリリーフ弁のパイロット弁部分が脆弱です。オーバーフローが高圧の場合、パイロットバルブの軸方向ポートは非​​常に小さく、わずか 0.003 ~ 0.006 cm です。流路面積は非常に小さく、流量は最大 200 m/s と非常に高く、不均一な圧力分布を引き起こしやすいため、コーンバルブの半径方向の力のバランスが崩れ、振動が発生します。

また、加工時のテーパーバルブやテーパーバルブシートの楕円率、パイロットバルブポートの汚れの付着、調圧スプリングの変形などもテーパーバルブの振動の原因となります。

したがって、パイロット弁が騒音の振動源であると一般的に考えられています。弾性要素(バネ)と動作品質(テーパーバルブ)の存在により、発振条件が形成され、パイロットバルブ前部キャビティが共振キャビティの役割を果たすため、振動後のテーパーバルブはバルブ全体の共振を起こしやすく騒音を発生しやすく、一般に激しい圧力脈動を伴う騒音となります。

(2) 穴によって発生するノイズ

様々な原因でオイル中に空気が吸い込まれた場合や、油圧が大気圧より低い場合には、オイル中に溶けていた空気の一部が沈殿して気泡が発生し、低圧領域では気泡が大きくなりますが、高圧領域にオイルが流れると体積が圧縮され、急激に体積が小さくなったり、気泡が消えたりします。逆に高圧領域で体積が小さく、低圧領域へ流れると急激に体積が増大し、オイル中の気泡体積は急激に変化します。

気泡の体積の急激な変化により騒音が発生し、また、その変化は一瞬であるため、局所的な油圧衝撃や振動が発生します。パイロット弁のパイロット弁ポートと主弁ポートでは、油の流量や圧力が大きく変化し、キャビテーション現象が発生しやすく、騒音や振動が発生します。

(3) 油圧ショックにより発生する騒音

パイロットリリーフ弁をアンロードすると、油圧回路の急激な圧力降下により圧力衝撃音が発生します。使用圧力が高く、容量が大きいほど、リリーフバルブのアンロード時間が非常に短いことによる騒音の影響や、アンロードに伴う油流量の急激な変化による圧力急変による圧力波の影響が大きくなります。

圧力波は小さな衝撃波でそれ自体は騒音はほとんどありませんが、オイルとともにシステムに伝わり、機械部品と共振すると振動が増大し、騒音が大きくなる可能性があります。したがって、油圧衝撃音が発生する場合、一般にシステムの振動を伴います。

(4) 機械ノイズ

パイオニアリリーフバルブから発生するメカニカルノイズは、一般的に部品の衝撃や加工誤差による部品の摩擦によって発生します。パイオニアリリーフバルブから発せられる音の中には、一般に自励振動音と呼ばれる機械的な高周波振動音が含まれる場合があります。-高周波振動によるメインバルブとパイロットバルブの音です。-

その発生率は、油戻しパイプラインの構成、流量、圧力、油温(粘度)などの要因に関係します。通常の状況では、パイプラインの直径は小さく、流量は小さく、圧力は高く、オイルの粘度は低く、自励振動の発生率が高くなります。-パイロットリリーフバルブの騒音や振動を軽減または除去する手段としては、パイロットバルブ部分に防振要素を追加することが一般的です。{3}}

減衰スリーブは通常、パイロットバルブの前部キャビティ、つまり共鳴キャビティ内に固定されており、自由に動くことができない。ダンピングスリーブにはあらゆる種類のダンピングホールが設けられており、ダンピングを高めて振動を排除します。また、レゾネーター内に部品を追加することにより、レゾネーターの体積が減少し、負圧時のオイルの剛性が増加します。剛性の大きい部品は共振しにくいという原理により、共振の可能性を低減できます。

防振パッドは通常、共振空洞と連携し、自由に移動できます。-振動クッションの前後に絞り溝があり、オイルが流れて本来の流れの状況が変化する際に減衰効果を発揮します。防振パッドの追加により、振動要素が追加され、本来の共振周波数が乱されます。ダンピングパッドがレゾネーターに追加され、これにより体積が減少し、圧力下のオイルの剛性が増加して共振の可能性が低減されます。

ダンピングスクリュープラグには小さな空気溜め穴と絞りエッジが配置されています。空気溜まりの小さな穴に空気が入っているため、空気が圧力で圧縮され、その圧縮空気が吸引機能を持ち、小型の防振器と同等になります。穴の中の空気が圧縮されるとオイルが充填され、膨張すると油圧でオイルが排出され、流れが加わり元の流れが変わります。したがって、騒音や振動を低減または除去することもできます。

また、リリーフバルブ自体の組み付けや使用方法が不適切な場合も振動や騒音の原因となります。 3 セクション同心リリーフ バルブ、組み立て中の不適切な 3 セクション同心リリーフ バルブ、使用時の過剰または少なすぎる流量、コーン バルブの異常な摩耗など。この場合、調整を注意深く確認するか、部品を交換する必要があります。

2. 電圧調整が失敗する

使用中にリリーフバルブが圧力を調整できない場合があります。パイオニア リリーフ バルブの圧力調整の失敗には 2 つのケースがあります。1 つは、圧力調整ハンドルが圧力を確立できないか、圧力が定格値に達しないことです。-調整ハンドルの圧力が下がらない、または圧力が上昇し続けるタイプもあります。バルブコアに加えて、ラジアルクランプに起因する次のようなさまざまな理由による圧力調整の失敗。

(1) 主弁体のダンパーが詰まっている

メインバルブの上室とパイロットバルブの前室には油圧が伝達できなくなり、パイロットバルブはメインバルブの圧力を調整する効果を失います。主弁上部室には油圧がなく、バネ力が非常に小さいため、主弁はバネ力の小さい直動リリーフ弁となります。{1}オイル入口チャンバーの圧力が非常に低い場合、メインバルブがオーバーフローを開き、システムは圧力を確立できません。定格圧力に達しない原因としては、調圧スプリングの変形や選定ミス、調圧スプリングの圧縮ストローク不足、バルブの内部漏れが大きすぎる、テーパバルブのパイロットバルブ部の摩耗が激しいなどが考えられます。

(2) コーンシートのダンピングホールが詰まっている

テーパーバルブには油圧が伝わらず、パイロットバルブはメインバルブの圧力を調整する役割を失います。ダンパー(穴)がブロックされた後、テーパーバルブはいかなる圧力下でもオーバーフローオイルを開きません。バルブ内には常にオイルの流れがありません。メインバルブコアの上部リング圧力領域が下部リング圧力領域よりも大きいため、メインバルブの上部と下部チャンバーの圧力は等しくなります。そのため、メインバルブは常に閉じており、オーバーフローせず、メインバルブの圧力は負荷の増加とともに上昇します。アクチュエーターが動作を停止すると、システム圧力は無限に上昇します。これらの理由に加えて、外部制御ポートが閉塞していないか、コーンバルブが正しく取り付けられているかどうかを確認する必要があります。

3. バルブコアが径方向に固着している

加工精度の影響により、主弁コアがラジアルクランプとなり、圧力がかかっても主弁が開かなかったり、圧力が解放されずに主弁が閉じたり、汚染によりラジアルクランプが発生することがあります。

4. その他の故障

リリーフバルブの組立時や使用時に、Oリングシールやコンビネーションシールリングの損傷、取付ねじや配管継手の緩みなどにより、過度の外部漏れが発生する可能性があります。テーパーバルブやメインバルブコアが過度に摩耗したり、シール面の接触不良が発生したりすると、過度の内部漏れが発生し、正常な動作に影響を与えることもあります。

電磁リリーフ弁の一般的な故障としては、パイロット電磁弁の故障、主弁の調圧故障、アンロード時の衝撃音などがあります。後者は、追加するバッファーを調整することで軽減または排除できます。バッファがない場合は、メインバルブのオーバーフローポートに背圧バルブを追加できます。-

 

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