Diafragmaaccumulator voor mijnbouwmachines: selectie, maatvoering en onderhoud

Een hydraulische rotsboor die 2500 keer per minuut slaat, duwt elke 24 milliseconden een drukpuls in zijn circuit. De slang buigt, de afdichtingen slijten en de pomp ziet de gereflecteerde golf. Membraanaccumulatoren zijn om één structurele reden gebruikelijk op mijnbouwmachines: het membraan heeft geen glijdende afdichting en vrijwel geen massa, zodat de gaszijde binnen milliseconden na de eerste drukstijging reageert.

Eerst de conclusie. Voor pulsatiedemping, schokabsorptie en energieopslag met een klein volume op booreilanden, brekers en dumpers voor het vervoeren van ladingen is een membraanaccumulator doorgaans beter geschikt dan een blaas- of zuigereenheid. Dit is niet langer het beste antwoord zodra het gasvolume voorbij ongeveer 4 liter komt, of wanneer de machine meerdere liters bruikbare olie moet opslaan voor een grote cilinder. Hier leest u waar die grens ligt, hoe u de eenheid moet dimensioneren en wat u moet controleren voordat een inkooporder wordt verzonden.

Waarom membraanaccumulatoren geschikt zijn voor mijnbouwmachines

Mijnbouwbedrijfscycli belasten de hydraulica op drie manieren: door schokken veroorzaakte drukpieken, continue hoogfrequente rimpelingen van pompen en brekers, en stof, trillingen en grote temperatuurschommelingen. Een membraanaccumulator kan alle drie aan, zonder de onderdelen die normaal gesproken het eerst falen.

• Geen glijdende afdichting. Het membraan is aan de omtrek vastgeklemd en buigt eenvoudig mee, zodat er geen zuigerveer in een boring loopt en er geen wrijvingsslijtage ontstaat.
• Snelle reactie. De bewegende massa is een dun elastomeermembraan, dat reactietijden in het bereik van milliseconden oplevert, wat van belang is als de te absorberen gebeurtenis 20 tot 50 milliseconden duurt.
• Compacte envelop en één slijtdeel. Membraaneenheden zijn kort en licht vanwege hun drukwaarde, en het membraan is het enige verbruiksartikel.
• Drukcapaciteit passend bij het circuit. Typische waarden van 250 tot 350 bar dekken de meeste mobiele en vaste mijnbouwhydrauliek.

De wisselwerking is volume. Een diafragma kan slechts zo ver doorbuigen, dus de gasvolumes blijven beperkt en het bruikbare olievolume bedraagt ​​doorgaans een derde tot de helft van het nominale gasvolume. Dezelfde selectielogica is van toepassing op andere zware industriële apparatuur , maar mijnbouw is waar hoge druk en hoge cycli samenkomen.

De vier taken die een membraanaccumulator op een mijnbouwmachine uitvoert

Wees nauwkeurig over welke taak het apparaat uitvoert, omdat de voorlaadregel ervan afhangt.

1. Pulsatiedemping. Stroomafwaarts van een zuigerpomp of een breker vlakt de accumulator de rimpel af die anders slangen, koelbuizen en kleplichamen zou vermoeien.
2. Schokabsorptie. Wanneer een bak een rots raakt of een giek abrupt stopt, zit er tijdelijk olie vast. De accumulator zorgt ervoor dat de olie ergens naartoe kan en knipt de piek af voordat deze de pomp bereikt.
3. Energie opslag. Op dumpers voor vrachtvervoer kan opgeslagen stikstof een hulpcircuit voeden, een veerbediende rem vrijgeven of een cilinder ondersteunen terwijl de pomp de achterstand inhaalt.
4. Thermische volumecompensatie. In een gesloten circuit verandert het olievolume met de temperatuur; de accumulator absorbeert die verandering en houdt de druk binnen de toegestane band.

Figuur 1 toont hetzelfde circuit met en zonder membraanaccumulator onder een cyclische schokbelasting.

Het dimensioneren van een membraanaccumulator voor een mijnbouwbedrijfscyclus

Zes cijfers bepalen de selectie, en als een van deze fout is, betekent dit dat de eenheid vroegtijdig faalt of simpelweg niet werkt.

1. Minimale en maximale werkdruk. Al het andere vloeit voort uit deze twee waarden.
2. Voorvuldruk. Begin dichtbij 0,6 tot 0,7 keer de gemiddelde werkdruk voor pulsatiedemping, 0,6 tot 0,8 keer de minimale werkdruk voor schokabsorptie, en dichter bij 0,9 keer de minimale werkdruk voor energieopslag. Bevestig aan de hand van de gegevens van de fabrikant voordat u gaat opladen.
3. Drukverhouding. De maximale werkdruk gedeeld door de voordruk bepaalt hoe ver het membraan buigt; een verblijf onder ongeveer 4:1 beschermt de levensduur van het diafragma.
4. Olievolume en -stroom. Het gasvolume moet groot genoeg zijn zodat het diafragma niet bij elke cyclus tegen de schaal wordt gedreven.
5. Temperatuur en vloeistof. NBR dekt de meeste minerale oliecircuits tot ongeveer 80 °C, HNBR en FKM breiden het temperatuurbereik uit, en EPDM is geschikt voor vloeistoffen op waterbasis die NBR zouden doen zwellen.
6. Montage- en servicetoegang. De gasklep moet bereikbaar blijven voor controles vóór het vullen zodra de machine is gemonteerd.

Waar inkoop misgaat

• Het gasvolume is te klein voor de rimpel, dus er wordt niets afgekapt en de slang faalt nog steeds.
• Voorlading ingesteld op gevoel: een overgeladen eenheid slaat bijna geen olie op, een ondergeladen eenheid buigt te ver door en scheurt het membraan.
• Elastomeer dat alleen op temperatuur is gekozen, waarbij de vloeistofchemie en het permeatiegedrag worden genegeerd.
• Niet-gecertificeerde drukvaten, waarbij een lagere factuur een verzekerings- en complianceprobleem wordt.

Storingsmodi en het onderhoud dat ze voorkomt

Diafragma's falen zelden vanzelf. De breuk is meestal de laatste gebeurtenis in een ketting die begon met een voorlaadfout, vervuilde vloeistof of een te hoge drukverhouding. Uitzoeken wat het eerst was, begint met weten wat een accumulator doet in een hydraulisch circuit .

Een preventieve routine die werkt

• Controleer de voorlading elke 500 bedrijfsuren of elk kwartaal, afhankelijk van wat zich het eerst voordoet.
• Als de voorvulling tussen de controles meer dan ongeveer 10 procent daalt, test dan de gasklep op lekkage in plaats van eenvoudigweg stikstof bij te vullen.
• Vervang het membraan bij het eerste teken van drukinstabiliteit, niet bij de volgende geplande uitschakeling.
• Houd de vloeistofreinheid op ISO 4406 18/16/13 of beter. Membraaneenheden tolereren vervuiling beter dan zuigereenheden, maar ze houden er nog steeds niet van.

Oplaadsets, montagemateriaal en het volledige pakket

Een membraanaccumulator is slechts zo goed als de accessoires eromheen, en bij een mijnbouwmachine bepalen drie zaken of de installatie bruikbaar blijft.

De accumulator zelf is een afgesloten drukvat met een ingeklemd membraan en een stikstofgasklep. Eenheden in het bereik van 0,075 tot 4 liter zijn geschikt voor de meeste breker-, giek- en stuurcircuittaken bij het boren, breken en materiaaloverslag.

Diafragma Accumulator Een membraanaccumulator is een mechanisch apparaat dat energie opslaat en vrijgeeft met behulp van de wet van Boyle (de samendrukbaarheid van gassen). De kernstructuur is een diafragma gemaakt... Bekijk Product →

Voorladen is geen eenmalige klus. Met een laadkit met de juiste draadvorm kunnen onderhoudsploegen stikstof op de machine bijvullen in plaats van het schip van het circuit te trekken, wat het verschil is tussen een controle van een half uur en een stilstand van een halve dag.

CQJ-oplaadset De CQJ-laadkit is een gespecialiseerd hulpmiddel voor het laden, bijvullen, corrigeren en controleren van de laaddruk van accu's in hydraulische systemen. Bekijk Product →

Montagemateriaal is belangrijker dan het lijkt. Een beugel en klem die het vat stevig vasthouden, houden trillingen weg van de gasklep en de oliepoortaansluiting, waar een groot deel van de veldlekken ontstaat.

Accumulatorbeugel Een accumulatorbeugel is een mechanisch apparaat dat wordt gebruikt om een hydraulische accumulator te bevestigen en te ondersteunen. Bekijk Product →

Inkoopcontroles voordat de bestelling wordt verzonden

Accumulatoren zijn drukvaten, dus het papierwerk is onderdeel van het product. Vijf cheques dekken het grootste deel van het risico.

1. Productielicentie. Zoek naar een productielicentie voor drukvaten die de relevante kwaliteit dekt, aangezien hogedrukaccumulatorschalen in de meeste rechtsgebieden onder dat bereik vallen.
2. Certificering van de markt. CE-markering of een gelijkwaardige verklaring is een basisvereiste wanneer de machine wordt geëxporteerd.
3. Productiecapaciteit. Bevestig de serieproductie voor de bestelde maat, en niet de eenmalige montage. De output gemeten in tienduizenden eenheden per jaar duidt op een herhaalbaar proces.
4. Testrecords. Vraag om hydrostatische testgegevens en een stikstofvoorlaadcertificaat per batch, niet om een ​​generiek datablad.
5. Traceerbaarheid van materialen en elastomeren. De metallurgie en het membraanmengsel van het bevochtigde deel moeten worden gedocumenteerd, vooral voor koude klimaten of bij corrosieve toepassingen.

Rechtstreeks kopen bij de fabrikant verkort meestal zowel de technische lus als de prijs. Vragen over voorlading, elastomeerselectie of draadstandaarden bereiken de mensen die de eenheid bouwen in plaats van via een handelslaag te gaan, en dat is van belang als een machine uitvalt.

Veelgestelde vragen

Welke maat membraanaccumulator heeft een mijnbouwmachine nodig?

Grootte volgt de taak. Voor pulsatiedemping op een stroomonderbrekercircuit moet u het gasvolume afstemmen op ongeveer een kwart van de pompstroom per cyclus, en vervolgens bevestigen tegen de rimpel die het circuit kan verdragen. Voor schokabsorptie moet u de maat bepalen op basis van het volume olie dat tijdens de impact is opgevangen. Als het vereiste gasvolume groter is dan ongeveer 4 liter, vergelijk het dan met een blaas- of zuigereenheid voordat u begint.

Kan een membraanaccumulator horizontaal worden gemonteerd?

Ja. Membraanunits zijn veel minder positiegevoelig dan zuigertypes, omdat er geen glijdend gewicht is en er geen oliekolom op een afdichting drukt. Horizontale of schuine montage is normaal gesproken acceptabel; de praktische beperking is het toegankelijk houden van de gasklep.

Welke voorlading past bij een hydraulische sloophamer?

De meeste stroomonderbrekercircuits bevinden zich in het bereik van 0,6 tot 0,7 maal de gemiddelde werkdruk voor pulsatiedemping, aangepast aan de aanbeveling van de fabrikant van de onderbreker. Stel het in met een gekalibreerde oplaadkit, controleer het opnieuw na de eerste week en ga vervolgens naar het routine-interval.

Hoe weet ik dat het diafragma defect is?

Drie symptomen verschijnen het eerst: stikstof die door de oliepoort ontsnapt en zich als belletjes in het reservoir manifesteert, een snel verlies van voorlading tussen controles door, en drukrimpels die terugkeren naar het niveau van vóór de installatie. Elk van deze rechtvaardigt het om het apparaat van de machine te halen.

Voor mijnbouwmachines verdient de membraanaccumulator zijn plaats door snelheid en eenvoud: geen glijdende afdichting, millisecondenrespons, een enkel slijtageonderdeel en een drukwaarde die overeenkomt met mobiele hydraulische circuits. Kies hem op basis van volume en belasting, stel de voorlading goed in, monteer hem stevig en controleer de voorlading volgens een schema. Doe die vier dingen en de slangen, de afdichtingen en de pomp gaan aanzienlijk langer mee.