Hydraulikk 2 [2] 8210022245 [PDF]

Zitiervorschau

Reijo Måkinen

NB Rana Depotbiblioteket

Tiden Norsk Forlag

Originaltittel: Hydraulik 2

© Reijo Måkinen og Forlagsaktiebolaget OTAVA 1978 © Norsk utgave: Tiden Norsk Forlag 1983 Godkjent av Kirke- og undervisningsdepartementet den 23. juli 1981 til bruk i videregående skole, studieretning for håndverks- og industrifag. Det må ikke kopieres fra denne bok utover det som er tillatt etter bestemmelsene i «Lov om opphavsrett til åndsverk», «Lov om rett til fotografi» og «Avtale mellom staten og opphavsmannsorganisasjonene om opphavsrettslig beskyttet verk i undervisningsvirksom ­ het». Brudd på disse bestemmelsene vil bli anmeldt.

Oversettelse til norsk: forlagsservice a.s., Johan W. Løkke Tilrettelegging: forlagsservice a.s.'®’ Omslag: Tor Berglie Sats: Alfabeta a.s. Halden Trykt i Finland av Forlagsaktiebolaget OTAVAs trykkeri Keuruu ISBN 82-10-02224-5

Forord Tidens hydraulikkbøker - Hydraulikk 1 og 2 - er beregnet på undervisningen i videregående skole, studieretning for håndverks- og industrifag.

Bøkene er lagt opp med sikte på å dekke grunnleggende fagteori på landbruksmekanikerlinjen og andre videregående trinn for maskin- og mekanikerfag. Det er først og fremst allmenne prinsipper innenfor hydraulikken som blir behandlet. Hoved­ vekten er lagt på stasjonær hydraulikk. Derfor burde bøkene også være av interesse for yrkes­ utøvere i industri og offshorevirksomhet.

I tillegg til Hydraulikk 1 og 2 er det under utvikling enda to bøker innenfor fagområdet. Den ene behandler særtrekkene i mobilhydraulikk og tar spesielt for seg skogs- og landbruksmaskiner. Den andre legger mest vekt på hydraulikk i anleggsmaskiner.

Hydraulikk 1 og 2 er oversatt fra finsk og bearbeidet for norske forhold. Utdrag av Norsk Standard NS 1422 er med tillatelse fra Norges Standardiseringsforbund gjengitt i Hydraulikk 1 (faksimile). Lærebøkene er utgitt på både bokmål og nynorsk og godkjent av Kirke- og undervisnings­ departementet for bruk i videregående skole, studieretning for håndverks- og industrifag.

Vi ville sette pris på å få kommentarer til bøkene. Forslag om endringer vil vi så langt råd er, ta hensyn til i seinere utgaver.

Innhold

Hydraulikktanken

Hydraulikktankens oppgaver

7

7

Tankens konstruksjon

11

Montering av sugerør og returrør

12

Øvingsoppgaver

14

Filtre

15

Luftfiltre

15

Sugefiltre

15

Trykkfiltre

18

Returfiltre

18

Filtrering av sidevæskestrømmen

19

Magnetfiltre

20

Filtreringen og dens betydning

21

Filterinnsatser

22

Montering av filter

22

Øvingsoppgaver

23

Kjøling og oppvarming av oljen

25

Kjøling

25

Oppvarming

28

Øvingsoppgaver

28

Tetninger

29

Allment om tetninger

29

O-ring

30

Avstrykere

33

Vevarmert serietetning (pakkboks)

34

Sporringer (mansjettetninger)

35

Stempeltetninger

37

Tetninger for roterende aksler

42

Montering av tetninger

45

Tetningsskader og årsakene til dem

46

Øvingsoppgaver

46

Tilbakeslagsventiler

47

Grunnkonstruksjoner

47

Tilbakeslagsventil som er styrt utenfra

49

Tilbakeslagsventil som kan styres i begge retninger

50

Hydraulikklås

52

Vekselventil

53

Slangebruddsventil

54

Eksempel på bruk av tilbakeslagsventil

55

Automatisk lufteventil

57

Øvingsoppgaver

58

Hydrauliske motorer

59

Tannhjulsmotorer

60

Vingemotorer

63

Aksialstempelmotorer

68

Radialstempelmotorer

74

Øvingsoppgaver

80

Måle- og kontrollinstrumenter

81

Trykkmålere

81

Termometre

84

Volumstrømsmålere

85

Testenhet

87

Trykkstyrte elektriske brytere

89

Øvingsoppgaver

91

Akkumulatorer

93

Mekanisk-hydrauliske akkumulatorer

93

Pneumatisk-hydrauliske akkumulatorer

94

Membranakkumulatorer og flottørakkumulatorer

95

Akkumulatorens bruksområde

96

Montering av gassakkumulatoren og service på den

102

Årsaker til skader på akkumulatorer

104

Øvingsoppgaver

104

Mennesket og arbeidsmiljøet

105

Støy

105

Risiko med hydrauliske væsker Øvingsoppgaver

107 110

Hydrauliske væsker

111

Hydrauliske oljer

114

Lagring og behandling av oljen

117

Den hydrauliske oljens kompressibilitet

118

Vanskelig brennbare væsker

118

Øvingsoppgaver

120

Montering av hydrauliske systemer

121

Råd for monteringsarbeidet

121

Montering av hydrauliske pumper og motorer

122

Montering av sylindere

125

Montering av ventiler

127

Øvingsoppgaver

132

Servoventiler

133

Mekanisk servoforsterker eller følgesystem

134

Pasningslapping, overlapping og innsmettlapping

135

Allment om elektrisk styrte ventiler

135

Servoventil av sleidtypen

138

Servoventil av klafftypen

144

Servoventil av strålerørstypen (jetpipe)

146

Service på servoventiler

147

Øvingsoppgaver

148

Hydraulikktanken I hydraulikken har hydraulikktanken stor betydning for en problemfri funksjon.

Fra tanken suges væsken inn i systemet, og væsken vender tilbake til tanken etter å ha utført arbeidet i systemet. Hydraulikktanken kan være frittstående, eller den kan være bygd inn i maskinenheten. Ofte tilvirker en tanken slik at den utgjør fundamentet for pumpa og ventilene. Dette er en fordel ved montering og ettersyn.

Hydraulikktankens oppgaver Å lagre systemets oljereserve

Størrelsen av tanken bestemmes ut fra væskestrømmen fra pumpa. Tanken skal ha et volum som er 24 ganger pumpas væskestrøm pr. minutt. I spesielle tilfeller, for eksempel i lette kjøretøyer hvor oljens masse innvirker på maskinens effekt og arbeid, kan volumet være mindre enn pumpas volumstrøm pr. minutt (fly). Å beskytte oljen mot ytre forurensninger

Hydrauliske konstruksjoner må arbeide under sterkt varierende forhold, i varme, i kulde, i støvete rom og til og med under vann. Oljen ville komme i kontakt med mange slags forurensninger hvis en ikke hadde en beskyttende tankkonstruksjon. Å kjole oljen

I alle hydrauliske systemer vil det oppstå et visst tap av effekt. Dette tapet blir til varme, som blir lagret i oljen. Denne overflødige varmen må vi på en eller annen måte få vekk fra oljen.

Tanken har en viss kjøleeffekt som vi kan beregne. Hvis tankens egen kjøleeffekt ikke er stor nok, må systemet ha en kjøler. 7

Tankens kjøleeffekt beregnes av N = K ■ As • At [J4Q

As = tankens areal [m2] At = temperaturforskjellen mellom oljen og lufta omkring [°C] K = varmegjennomgangskoeffisient [J/m2 • s • °C] [W/m2 • °C] K's verdi ligger mellom 6 og 10.

Figuren (Vickers) viser kjøleeffektkurven for en standardtank. Vi finner kjøleeffekten når vi kjenner tankens volum og temperaturforskjellen mel­ lom lufta og oljen. Hvis for eksempel temperaturforskjellen At er 35°C og tankens volum er 400 liter, er tankens kjøleeffekt « 2,2 kW.

A filtrere bort smuss og luft

Metallpartikler fra slitasje kan følge med returstrømmen til tanken. Ved hjelp av mellomvegger hindres returstrømmen i å komme direkte inn på pumpas sugeside. Mellomveggene tvinger samtidig oljen til å sirkulere i tanken, og hindrer at det oppstår oljelommer, det vil si rom med stillestående olje. Luft fins både som frie bobler og oppløst i oljen. Når oljen kommer tilbake til tanken, må den avgi den frie lufta før den går inn i systemets sugeledning igjen. Luftboblene stiger langsomt til overflaten. Oljen må bli så lenge i tanken at den får avgitt den frie lufta.

8

I systemer hvor oljen bare blir meget kort tid i tanken, kan tanken utstyres med et skråttstilt gitter som i figuren. Luftboblene setter seg fast i gitteret og går sammen til større bobler, som stiger fortere opp til overflaten enn de små. For at returoljen ikke skal dra med luft, må alle returrør munne ut under oljens overflate i tanken, men ikke så nær bunnen at det slammet som samler seg der, virvles opp igjen.

Ved å samle lufta i en luftpute av for eksempel gummi kan vi effektivt hindre at luftbobler dannes eller trekkes inn i den hydrauliske oljen.

Isolerende gummiblæn

Maksimal oljemengde i tanken

I gummiblæra som er vist på figuren (Pronal), virker luftas ytre trykk. Blæras volum varierer etter oljemengden i tanken. 9

Fjerne vann

I hydrauliske systemer blir det dannet vann ved at vanndampen i lufta kondenseres.

I systemer som arbeider utendørs, kan det dannes mye vann, likeså i systemer som arbeider i rom der luftas relative fuktighet er stor. Vannet legger seg på bunnen av tanken. Her bør det være en avtappingskran for kondensvann. Vi kan unngå at det dannes vann, ved å hindre at lufta i tanken skiftes ut (figuren nedenfor, Pronal).

Isolerende gummiblære

Når nivået i tanken endres, kan lufta eller gassen i tanken strømme fra tanken til gummiblæra uten at ny luft tilføres, og omvendt. Derfor kommer det ikke mer fuktighet inn i tanken enn den som lufta i tanken og blæra inneholdt ved påfyllingen.

Tankens konstruksjon

Fundamentplate for motor og pumpe

Lekkasjeoljeledning

Tankene er vanligvis laget av sveiste stålplater. Mindre tanker kan være støpt eller presstøpt. Sveiste tanker skal males innvendig med oljebestandig maling.

Tanken på figuren (Vickers) deles i to seksjoner av en mellomvegg. Den ene seksjonen er for sugesidens olje og den andre for retursidens olje. Tankens gavler har avtakbare luker for service og reingjøring. I den ene luka er det et oljenivåvindu eller oljenivåglass. Sugerøret festes ved hjelp av en flens slik at en kan ta ut og bytte sugefilteret i tanken. Oppå tanken er det en fundamentplate for pumpe og motor.

11

Mobile maskiner må arbeide under sterkt varierende forhold. Det stiller spesielle krav til tanker for mobile maskiner. I alle stillinger må sugerøret være under oljens overflate. Returledning

Tanker for mobile maskiner bygges vanligvis dypere og med mindre bunnflate enn industritankene, se figuren (Vickers). Ofte bruker en også maskinenes rammebjelker som tank. I slike konstruksjoner får tankene altfor små serviceluker.

Montering av sugerør og returrør

Turbulente strømmer utjevnes

kommer til sugefilteret

Figuren (Vickers) viser hvordan rørene bør plasseres.

12

Mellomvegg

Sugerøret bør plasseres så langt som mulig fra returrøret. Returrøret bør monteres slik at returoljestrømmen ikke virvler opp forurensninger som har lagt seg på bunnen av tanken. Returledningene må også monteres slik at luft som er stengt inne, kan komme lett opp til overflaten. Hvis vi kapper returledningen på skrå, slik at strømmen rettes mot siden, blir det færre virvelstrømmer i tanken. Figuren nedenfor viser hva som skjer i en hydraulikktank hvis den ikke er malt, eller hvis malingen er borte.

Kondensvann har forårsaket alvorlig korrosjon på tankens øvre flate. Rustflak faller ned i oljen og tetter igjen sugefilteret. Tanken må reingjøres innvendig slik at den er helt fri for rust, og deretter males med oljebestandig maling.

Når vi kobler et sugerør eller en sugeslange til et rør i tanken, skal røret være reint innvendig.

2 Hydraulikk 2 bm

Øvingsoppgaver 1 Gjør rede for minst tre av hydraulikktankens oppgaver, og fortell hvilke følger de har for konstruksjonen. 2 Hvordan kan vi best fjerne luft fra oljen i en liten hydraulikktank?

3 Hvorfor blir hydraulikktanker malt innvendig? 4 Hva skiller en tank for mobile maskiner fra en industritank?

5 Hvorfor monteres alltid returledninger og dreneringsledninger under væskeflaten i hydraulikk­ tanken? 6 Hvordan kan vi unngå at det dannes kondensvann i hydraulikktanker som fungerer vekselvis i kalde og varme rom?

Filtre Filtrene skal beskytte systemet mot forurensninger og fjerne forurensninger fra oljen.

Luftfiltre Luftfilteret er tankens pustehull. Gjennom luftfilteret strømmer lufta inn og ut av tanken når oljenivået endres.

Luftfilteret sitter vanligvis i åpningen for oljepåfylling, se figuren (UCC). Filtreringsgraden er 40 eller 15 ^m (mikrometer, 1 /rm = 0,001 mm). Vi må være forsiktige ved påfylling av olje, slik at vi ikke ødelegger eller fjerner det nettet som fins oppå påfyllingsslangen.

Luftfilter

Ved service må vi huske å kontrollere og eventuelt bytte eller reingjøre luftfilteret. Tetting av luftfilteret kan gi kavitasjon i pumpa. Luftfilteret må ikke tildekkes eller dekkes av for eksempel spon fra bearbeiding eller bøss fra annet arbeid.

Luftfilter med sil som monteres i påfyllingsledningen

Sugefiltre Sugefilteret hindrer at forurensninger kommer inn i pumpa. Filterets maksimalt tillatte væskestrøm skal være 2-4 ganger pumpas væskestrøm. Undertrykket på pumpas sugeside må vanligvis ikke være mer enn 0,02 MPa.

15

Figuren (Vickers) viser ulike måter å montere filtre på.

Det bør være mulig å ta ut sugefilteret for reingjøring uten å måtte tømme tanken for olje. Koblinger skal monteres under oljenivået for at ikke luft skal komme inn.

Figuren nedenfor viser et filter med fargeindikering.

En roterende indikator viser - grønt for reint filter. - gult når filteret er noe tilsmusset. - rødt når forbikanalen (bypasskanalen) er helt åpen.

Filterinnsats

Dreneringskanal for luft

Utløp

Tilbakeslagsventil som åpner forbikanalen hvis filteret er tett.

16

Innløp

Indikatoren reagerer på det trykktapet som skyldes sugefilteret. Når rødt felt er synlig, er forbikanalen åpen. Filteret må reingjøres før indikatoren viser rødt.

Reingjøring av filteret må skje i motsatt retning av oljestrømmen.

Oljens strømningsretning

Reingjøringsretning

Reingjøringen kan skje med trykkluft eller væske. Sammentrykte eller ødelagte sugefiltre skiftes ut med nye.

Fotografiet viser et sugefilter (L/CC) med følgende data: volumstrøm 45 1/min filtreringsgrad 125 ;/m tilkobling RI filterareal 0,052 m2 filtervekt 0,41 kg

Trykkfiltre Trykkfilteret monteres vanligvis inn i systemet på trykksiden etter pumpa og trykkbegrensningsventilen (sikkerhetsventilen). Trykkfilteret kan også utstyres med ventil til forbikanalen, som åpner seg når trykkfallet er 0,2 MPa. Med trykkfilteret kan vi fjerne svært fine for­ urensninger. Filtreringsgraden er 3-25 /im. Filte­ ret må tåle systemets maksimaltrykk og eventuelle trykkstøt.

Figuren til venstre viser et trykkfilter i snitt. Oljen strømmer inn i filterhuset fra venstre, går gjennom filterinnsatsen, strømmer opp i midten og går ut i systemet gjennom utløpet til høyre. Trykkfiltre er dyre og brukes derfor bare i spesielt følsomme systemer, som for eksempel servosystemer, der de er uunnværlige foran servoventilene. Der kan ikke filteret ha forbikanal med ventil, og det må kontrolleres med de intervaller som er foreskrevet.

Returfiltre Den filtertypen som kanskje er mest brukt i hydrauliske systemer, er returfilteret. Det skal være dimensjonert for den største oljemengden som kan forekomme. Den kan være dobbelt så stor som væskestrømmen fra pumpa. Returfilteret parallellkobles alltid med forbiventil eller lignende forbikanal. Den skal bare være en sikkerhet for at filteret ikke sprenges.

18

Forbikanalen (forbiventilen) åpner seg hvis trykkfallet over filteret blir for stort

Utløp

Hus Oljen strømmer gjennom filterinnsatsen til filterets sentrum

Figuren (Vickers) viser et returfilter med forbikanal (bypasskanal). Tilbakeslagsventilen holdes i stengt stilling av en fjærkraft. Når strømningsmotstanden i filteret blir for stor, vil trykket vinne over fjærkraften. Ventilen åpner seg, og hele væskestrømmen eller en del av den går forbi filteret.

Filtrering av sidevæskestrømmen Filtrering av sidevæskestrømmen brukes når oljestrømmen i systemet er så stor at filtreringskapasiteten ikke strekker til med filtre av rimelig størrelse.

Ved filtrering av sidevæskestrømmen skiller vi mellom to prinsipper. Vi kan lede væskestrømmen fra pumpa gjennom en strømningsmotstand og et filter tilbake til pumpa (skjemaet til venstre). Dette fører til et svært stort effekttap. En filtreringskrets med egen pumpe som suger olje fra tanken og returnerer den til tanken gjennom et filter, er et bedre alternativ (skjemaet til høyre).

En del av væskestrømmen fra pumpa ledes til siden

19

Separat filtreringskrets

Fordelen med en separat filtreringskrets er at det ikke forekommer trykkstøt i kretsen. Ved sidestrømsfiltrering blir bare en del av oljen filtrert. Derfor er det viktig at det ikke kan komme forurensninger inn i systemet utenfra.

Magnetfiltre Magnetfiltre består av permanente magneter som trekker til seg de metallpartiklene som følger med den strømmende oljen. De brukes helst i hydraulikktankenes avtappingspropper. Det må alltid brukes magnetfiltre i systemer hvor det arbeider tannhjul i hydraulikktanken.

Filteret kan bestå av en eller flere magnetstaver, se figurene (Vickers).

Magnetstaver er også vanlig i returfiltre, hvor de fører til bedre utskilling av stålpartikler.

20

Filtreringen og dens betydning Ved hjelp av filtrering prøver vi å holde mengden av forurensninger lavt for at systemet skal fungere uten forstyrrelser. Forurensningene havner i systemet hovedsakelig på tre forskjellige måter. - Forurensninger utenfra Hydrauliske anlegg må ofte arbeide i støvete og skitne lokaler. Forurensninger på utsiden trekkes stadig inn i systemet gjennom luftfilter, stempelstang og koblinger.

I Norge setter arbeidsmiljøloven og arbeidstilsynets forskrifter grenser for hvor mye støv og skitt arbeidslufta kan inneholde. - Forurensninger som tilføres ved tilvirkning og service Disse forurensningene kommer inn i eller blir igjen i systemet hvis komponenter og rør ikke beskyttes ved montering, eller hvis montøren er uforsiktig og for eksempel ikke fjerner metallrester etter saging av rør. - Forurensninger som dannes i systemet Slitasje i systemet og kjemiske forandringer i oljen danner forurensninger i oljen.

Forurensningenes innvirkning

Slitasje. Hvis oljen inneholder forurensninger i tilstrekkelig stor mengde, blir den et slipemiddel som fører til større spalter og økt lekkasje. Tdtetting. Hvis det er for stor mengde forurensninger i oljen, kan de tette igjen sentreringsspor i sleider og små styrekanaler. Da kan sleidene sette seg fast, trykket synke osv. Vi forsøker å unngå tiltettinger ved å bruke for eksempel en tynn ståltråd i hullene, se figuren.

Når oljen strømmer gjennom hullet eller kanalen, får den samtidig tråden til å bevege seg. Dette hindrer at hullet tettes igjen, og hjelper partikler som har satt seg fast, til å komme løs. 21

Oljen eldes. Visse forurensninger, for eksempel rust, gjør at oljen eldes svært raskt, og da forandres viktige egenskaper hos oljen. Altfor gammel olje smører for eksempel dårligere. Det kan føre til at enheter enten gir driftsproblemer eller skjærer seg.

Store partikler blir lett skyllet vekk

Farlig partikkelstørrelse, kraftig slitasje

Små partikler, ikke farlige

Forurensninger i klaring (klaringer forstørret ca. 100 ganger)

Filterinnsatser Spaltefdtre består av metallplater som er satt ved siden av hverandre.

Gitter- eller nettfiltre består av tynne metalltråder eller metallnett, ofte kalt sil.

Sintredefiltre er porøse filtre laget av sintermetall. De er vanligvis små. Filtreringsgraden er over 2 pm. Papirfdtre er den vanligste filtertypen. Filtreringsgrad 3-100 pm.

Filterinnsatser av ullfilt

Magnetfdtre består av magneter.

Montering av filter Når vi monterer et filter, må vi huske at innsatsene skal byttes. Filteret må derfor monteres slik at vi kommer til og har tilstrekkelig plass når innsatsene skal byttes. I filtre med forbikanal (bypassventil) må vi passe på strømningsretningen. Filteret må plasseres riktig i systemet. Hvis det settes feil vei, kan det skades.

I engangsfiltre er det en O-ring for tetning av den øvre enden. Når vi monterer et nytt engangsfilter, må vi smøre O-ringen for å lette en seinere demontering.

Øvingsoppgaver 1 Nevn forskjellige typer filtre.

2 Hva kan tiltetting av et luftfilter føre til?

3 Hvorfor må trykktapet i et sugefilter ikke overskride 0,02 MPa? 4 Hvordan reingjøres et sugefilter?

5 Hvilken filterplassering er den mest brukte?

6 Hvilken filtertype skal brukes på pumpas sugeside hvis det arbeider tannhjul i hydraulikktanken?

7 Hvordan kommer forurensninger inn i et hydraulisk system?

8 Hva må vi huske når vi monterer et filter med forbikanal (bypassventil)?

Kjøling og oppvarming av oljen

Kjøling Symbolet for kjolere

Når den hydrauliske væsken strømmer i systemet, blir den oppvarmet av indre friksjon og strømningsmotstand. Også ved hastighetsregulering av typen tapsregulering blir den hydrauliske væsken varmet opp.

Denne varmen må ledes vekk fra oljen. Til dette brukes kjølere, der varmen ledes bort av vann eller luft. Vannkjøling krever mindre plass enn luftkjøling.

Luftkjoling

Luftkjøling brukes når det er vanskelig eller umulig å få tak i vann, for eksempel i mobile anlegg. Figuren (Vickers) viser en luftkjøler for hydraulisk væske. Kjøleren er laget av et mate­ riale med god varmeledningsevne. Væsken ledes gjennom kjølerens rørsystem og avgir varme til rørene og kjøleribbene. De avkjøles så av luft som strømmer forbi. Kjølerens effekt kan reguleres ved at vi øker eller minsker luftstrømmen ved avskjerming. Når maskinene arbeider i rom hvor temperatu­ ren varierer kraftig, må kjølingen kunne regule­ res.

1 Kjøleribber 2 Oljetilkobling 3 Vifte 3 Hydraulikk 2 bm.

25

Vannkjøling

En vannkjøler vises på figuren (Vickers). Vannet ledes gjennom rør i kjøleren og tar opp varme som oljen avgir til rørene. Kjøleeffekten kan være regulert eller uregu­ lert.

Kjølevannstilkoblinger

Til hydraulikktanken

Til systemet Figuren viser et kjølesystem kjøleeffekten beror på oljens viskositet.

hvor

Oljen kommer tilbake til tanken gjennom tilbakeslagsventilen (1). Ventilen gir et trykk i returledningen. Trykket deler oljestrømmen slik at en del av oljen strømmer gjennom strupeventilen (2) og kjøleren til tanken, mens resten går gjennom tilbakeslagsventi­ len. Når oljen varmes opp, avtar viskositeten. Da går en større del av returoljen gjennom strupeventilen, og kjøleeffekten blir større.

Hvis oljen er kaldere, er viskositeten større, og en mindre oljemengde går gjennom stru­ peventilen til kjøleren. 26

Dette skjemaet viser kjølevannssirkulasjon.

en

termostatregulert

I den elektriske ledningen til spolen på retningsventilen er det en termostat. Den regulerer temperaturen på oljen i tanken. Det vil si at den holder temperatu­ ren innenfor de grenseverdier som er tillatt. Når oljens temperatur blir for høy, kobler termostaten strøm til spolen på ventilen. Da åpnes ventilen, og kjølevannet sirkulerer gjennom kjøleren og kjøler oljen. Når den nedre temperaturgrensen er nådd, bryter termostaten strømmen. Ventilen stenges, og vannsirkulasjonen opphører.

Montering av kjølere

Ved monteringen må kjøleren alltid være fylt med olje.

Hvis oljenivået i kjøleren synker så lavt at rørene stikker opp av oljen, vil vanndamp straks kondenseres på rørenes overflate, og vi får vann i oljen.

Vann

Riktig montert kjøler

Hvis oljenivået i tanken begynner å stige, kan det bero på at kjøleren er feil montert, eller at vannkjøleren lekker slik at det kommer vann i oljen. 27

Oppvarming

Symbolet for varmere

Vi må ikke begynne å arbeide med en svært kald maskin umiddelbart etter start. Den må først kjøres varm. Det oppnår vi ved å la maskinen gjøre bevegelsene uten at den er belastet, inntil maskinen er lett å manøvrere og rask i bevegelsene. Det kan bli aktuelt å bruke varme når oljens viskositet blir for høy, for eksempel om vinteren. Det kan da være umulig eller skadelig å starte systemet.

I bearbeidingsmaskiner som vi krever stor nøyaktighet av, må oljen ha jevn temperatur. Hvis maskinen står om natten, må oljen varmes opp om morgenen før maskinen kan brukes til nøyaktige arbeidsoperasjoner. Oljen kan varmes opp ved hjelp av en elektrisk motstand. Oppvarmingen må være termostatstyrt, da for høy temperatur kan føre til at det oppstår lakklignende avleiringer. Dessuten blir oljens levetid kortere. Hvis oppvarmingen ikke er termostatstyrt, må vi la oljen sirkulere omkring oppvarmingsspiralen, slik at varmen fordeler seg jevnt i tanken.

For mobilt utstyr brukes gassoppvarming. Et rør dras gjennom tanken og varmes opp med en gassflamme. Fra røret går varme over til oljen i tanken. Metoden har de samme ulempene som den ikke-termostatstyrte elektriske oppvarmingen. I nærheten av røret blir temperaturen på oljen for høy. I tregtflytende olje må vi derfor få i stand en tvangssirkulering. Slike innretninger må godkjennes av brannvernmyndighetene. Å bruke vann til oppvarming medfører en viss risiko. Når vi bygger inn en varmespiral i tanken, må den festes omhyggelig slik at den ikke kan løsne eller gå i stykker på grunn av risting fra maskinen. Da kan oppvarmingsvannet lekke ut og blandes med oljen. Fordelen med metoden er at det ikke er fare for at oljen skal varmes opp for mye.

Vannet kan varmes opp med gass, og systemet monteres slik at vi får selvsirkulasjon i vannet. Om vinteren må vi sette frostvæske til vannet. Å varme oljen har flere fordeler. Pumpa kan arbeide med mindre risiko for kavitasjon. Tregtflytende olje gir ofte for høyt trykk på trykksiden, og det kan føre til slangeskader. Varm olje smører delene atskillig bedre, slik at anlegget får lengre levetid.

Anbefalt oppvarmingseffekt for elektrisk oppvarming er 5 kW/m2 varmeflate, og den maksimale effekt 10 kW/m2.

Ved bruk av damp må temperaturen på dampen ikke overstige 120 C.

Øvingsoppgaver 1 Tegn symbolet for en kjøler med synlige kjølerør.

2 Hvorfor kan vi ikke bruke vannkjøling i mobile anlegg?

3 Hva må vi passe spesielt på når vi monterer en vannkjøler?

4 Hva prøver vi å unngå ved å bruke varmere?

5 Hva må vi passe på når vi varmer opp olje? 28

Tetninger

Allment om tetninger Gode tetninger er en forutsetning for at hydrauliske anlegg skal fungere og ha god virkningsgrad. Tetningene er uten tvil de mest ømfintlige delene i et hydraulisk system, og de må behandles varsomt. Vi må unngå skarpe kanter (gjengetopper, skarpe verktøy o.l.) når vi monterer tetninger. Under drift kan hete, kulde og stor hastighet slite ut tetninger for tidlig eller skade dem. Feilaktig montering kan skade tetningene allerede på monteringsstadiet. Tetningene skal smøres omhyggelig før de monteres. Smøringen minsker friksjonen og gjør at tetningene glir lettere over kanter og spor og bedrer mulighetene for et vellykket sluttresultat.

Tetningene deles inn i - statiske tetninger og - dynamiske tetninger.

Statiske tetninger

En statisk tetning er en tetning som ikke blir utsatt for bevegelse, bare for statisk trykk. Et eksempel er tetninger i koblingsredskap.

Krav som stilles til statiske tetninger • Tetningene må være absolutt tette. Statiske tetninger brukes ofte mellom gavl og rør i en sylinder. Selv en liten lekkasje minsker oljemengden i systemet, og ved eventuelt undertrykk kommer det luft inn i systemet (negativ last på sylinderen). • Tetningene må ha lang levetid slik at bytte av tetning kan skje i forbindelse med normal service. • Tetningene må være lette å montere. Eventuelt spesialverktøy må stå til disposisjon hvis monteringen krever det. Tetningene må ikke kreve vanskelig bearbeiding.

Dynamiske tetninger

Dynamisk tetning tetter klaringen mellom bevegelige deler. Disse tetningene utsettes for både statisk trykk og bevegelse. Eksempler på dynamiske tetninger er O-ringer på sleidendene i retningsventiler og mellom stempel og rør i en sylinder. Tetningen er aldri absolutt. Et tynt oljesjikt blir alltid igjen på overflaten av tetningen.

Oljesjiktet minsker friksjonen mellom tetningen og den flaten den ligger an mot. Liten friksjon betyr lekkasje, men hvis tetningen forbedres, øker slitasjen på tetningen kraftig, og det betyr kortere levetid.

29

Krav som stilles til dynamiske tetninger • Tetningen skal fungere også ved hoyt trykk.

• Tetningene må ha tilstrekkelig lang levetid slik at service på dem kan utføres i forbindelse med normal service. • Også dynamiske tetninger må være lette å montere. Det minsker risikoen for skader ved monteringen.

I det følgende skal vi studere de vanligste tetningstypene, hvordan de monteres, og hva vi særskilt må tenke på ved monteringen.

O-ring

O-ringer brukes både som statiske og dynamiske tetninger. Når en O-ring bygges inn, trykkes den sammen 10-30 % av sin snittdiameter (figuren, Skega). Den kan plasseres i et rektangulært eller i et triangelformet rom som figurene nedenfor viser (Simrit-Werk).

Figuren til venstre viser en O-ring som er bygd inn i et triangelformet rom som lokktetning. O-ringen tetter mot tre flater. For at denne tetningsmetoden skal gi et godt resultat, må flatene bearbeides til liten ruhet. 30

Figuren til høyre viser en O-ring som er innbygd i et rektangulært spor i en sylindergavl. Sylinderroret har en fas som gjør det lettere å trykke sammen ringen og føre gavlen inn i sylinderroret. Som dynamiske tetninger brukes O-ringer blant annet for å tette klaringen mellom hus og sleid i ventiler.

Figurene nedenfor viser hvordan en O-ring oppfører seg i trykkløs tilstand og under trykk.

I figuren til venstre er O-ringen trykt sammen ca. 15 % av sin diameter. I figuren til høyre er ringen blitt ytterligere deformert, og tetningskraften virker i tre retninger.

Hvis klaringene er for store eller gummikvaliteten for myk. kan tetningen trenge ut i mellomrommet (figuren nedenfor. Vickers). Dette kan vi unngå ved å utstyre O-ringen med en stottering som er laget av et hardere materiale og hindrer O-ringen i å trenge ut i spalten.

31

O-ringer tilvirkes i forskjellige hardhetsgrader. Hardheten uttrykkes i «shore A-grader». De mest brukte er 70, 80 og 90° shore A. Hvilken O-ring vi skal bruke i et bestemt tilfelle, avhenger av størrelsen på klaringen og trykket i systemet.

Arbeidstrykk, klaring og O-ringens hardhet

Diagrammet til høyre (Skega) viser hvorledes kla­ ringen mellom stempel og sylinder minker med økende trykk for de tre vanligste O-ringkvalitetene. Ved lave trykk trenger ikke ringene ut i mellomrommet, men allerede ved et trykk på 10 MPa kan det være nødvendig å utstyre O-ringer med støtteringer.

Klaring mellom stempel og sylinder

Friksjonskreftene mellom O-ring og tetningsflate avhenger av ruheten på overflaten og av trykket. Friksjonen er merkbart større når en O-ring glir mot en tørr metallflate enn når den glir mot en oljesmurt flate. I hviletilstand har O-ringene en tilbøyelighet til å presse unna det smurte oljesjiktet på grunn av gummiens statiske trykk. Da oppstår det tørrfriksjon. Når bevegelsen starter, roterer O-ringen litt, slik at det igjen kommer olje mellom gummi og metall. Samtidig går den roterende bevegelsen over til glidning. Det er viktig at sporet for O-ringen er hensiktsmes­ sig utformet.

Figuren (Skega) viser en heldig sporutforming med sideflater som heller 5°.

Det er ikke bare sporene som skal være hensiktsmessig utformet. Skarpe kanter kan skjære i stykker ringene når de monteres. For å unngå det må en la de kantene som O-ringene må dras over, være faset.

Når O-ringene monteres, skal de utsettes for høyst 6 % tøyning eller 3 % sammentrykning. 32

Figuren nedenfor (Skega) viser hvordan O-ringene må festes for at de ikke skal bli skadd under monteringen.

O-ringens tråddiame- Jmin ter d0 [mm] [mm] Hull i sylinderveggen

1,6 2,4 3 5,7 8,4

0,5 0,6 0,7

0,9 1,1

Vinkelen a1 må ikke være større enn 20°

For å unngå en omfattende demontering kan vi kappe og lime O-ringene når de monteres. Vi kan for eksempel bygge O-ringen på en sylindergavl slik: Sylinderen kjøres ut hydraulisk og låses mekanisk. Systemtrykket fjernes, og gavlen løsnes tilstrekkelig til at O-ringen kan tas ut av sporet og kappes. Den nye O-ringen kappes også og træs på stempelstanga. Endene av ringen limes sammen med reaksjonslim. Ved limingen er det viktig at endene kommer nøyaktig rett overfor hverandre, bruk styring! Tørretiden for limet er 4-5 sekunder. Til slutt smøres O-ringen og monteres i sporet sitt før gavlen monteres på plass. Risikoen for en mislykket montering er naturligvis større ved liming, spesielt ved høyt trykk. X-ringer (Quad-rings) er et alternativ når O-ringer viser seg å være utilfredsstillende. De tilvirkes i samme dimensjoner som O-ringene og kan derfor ofte monteres i de sporene som fins for O-ringer. De har bedre smøre- og uttrengningsegenskaper, men er dyrere og vanskeligere å skaffe.

Avstrykere En tetning mellom stempelstang og sylindergavl vises utenpå og er en såkalt avstryker. Den har til oppgave bare å hindre at smuss, støv og andre forurensninger kommer inn i sylinderen utenfra ved stempelstangas returbevegelse. Disse forurensningene fører til slitasje på overflaten av stempelstanga og tetningene, og de skitner til den hydrauliske væsken. Avstrykeren på figuren nedenfor består av en metallkapsel og en aksialt rettet tunge. En bør ikke bygge inn avstrykeren så dypt at det blir vanskelig å fjerne oppsamlet smuss. Avstrykere lages av slitesterkt materiale. Fas 15° 2 mm

D

Hydrofit-konstruksjon

Simrit-konstruksjon

33

Avstrykere produseres også uten metallkapsel.

Avstrykerens tunge kan støttes av en O-ring. Da øker berøringstrykket mellom avstrykeren og stempelstanga (figuren, Shamban). Avstrykeren må ikke helt fjerne oljesjiktet fra stempelstanga, for i så fall blir tetningene innenfor avstrykeren uten smøring. Av figuren går det fram hvilke tetninger det kan være.

1 2 3 4 5 6

Støttering Tetningsring O-ring Avstryker O-ring Drenering

Vevarmert serietetning (pakkboks) I høytrykkssylindere brukes av og til en vevarmert serietetning (pakkboks) som stempelstangtetning. Den er utformet slik figuren nedenfor viser (Simrit-Werk).

Avstryker Spennhylse (gland) Skiver (shims)

Salring

O-ringband Vinkelring

Motring

34

Som vist på figuren er tetningens tverrsnitt V-formet. Denne utformingen gjør tetningen selvinnstillende og garanterer god passform. Tetningen er laget av vevarmert nitrilbutadiengummi, der glideegenskapene er forbedret av et grafittsjikt. Ved monteringen skal tetningen trykkes sammen ca. 0,5 mm i aksial retning. Trykkfastheten varierer mellom 25 og 65 MPa. I normale konstruksjoner kan tetningene brukes ved temperaturer fra - 30 C til + 120 °C. Tillatt glidehastighet er ca. 0,5 m/s. Etter monteringen kontrollerer en at stempelstanga er smurt. Den skal kjennes «fet», men oljen skal ikke synes. Tetningstypen kan brukes for vanlige hydrauliske oljer og vann-/oljeemulsjoner.

Tetningene er ikke ømfintlige for risting og trykkstøt. De kan også brukes til langsomt roterende aksler. Som overflatefinhet for bevegelige flater (stempelstanga) anbefales 5 ^m profildybde.

Sporringer (mansjettetninger) Sporringer brukes som tetning for fram- og tilbakegående stempler og stempelstenger. De tilvirkes av nitrilbutadiengummi og brukes innenfor et bredt trykkområde. Tetningstungens form har stor betydning for hvor tett sporringen er. På figurene (Simrit-Werk) vises tverrsnittet av en sporring med opprinnelig form og en med forbedret form.

Opprinnelig form på sporring

Forbedret form på sporring

I den opprinnelige formen var tungen spiss og ble raskt slitt. I den forbedrede modellen er den tettende tungen stump. På denne modellen blir ikke tungen tynnere, og den holder derfor bedre mot virkningene av trykket.

35

Sporringen monteres normalt med en motring av metall. Den hindrer at tetningen beveger seg aksialt. Men motrmgen må ikke presse mot sporringen og heller ikke utsette den for spenning. Det må være en liten klaring på 0,5-1 mm mellom sporringen og motringen.

Motringen er utstyrt med utborede hull, som gjør at trykket blir likt ved de to tetningstungene. Dette er viktig for å få jevn tetning. Figurene (Simrit-Werk) viser to forskjellige utforminger av en motring.

Hvis det er risiko for at ryggen på tetningen skal trenge ut i klaringen, kan vi montere en støttering på ryggsiden (figuren nedenfor, Simrit-Werk).

NIB-tetning

NAB-tetning

NAB-tetningene brukes utelukkende som stempeltetninger. NIB-tetningene brukes utelukkende som stempelstangtetninger.

Maksimal middelglidehastighet er ca. 4 m/s, som bare tillates i trykkløs tilstand. Maksimal arbeidshastighet avhenger av trykket og må i tvilstilfelle kontrolleres hos tilvirkeren av tetningen. 36

Stempeltetninger Som stempeltetninger i hydraulikksylindere kan vi bruke mange forskjellige tetningskonstruksjoner. Valget av tetningstype er avhengig av arbeidstrykk, glidehastighet, størrelsen av radiale belastninger, finheten i overflaten, hvilken hydraulisk væske som er brukt, og klaringen mellom stempel og stempelstang. I det følgende vises noen løsninger uten at det blir redegjort nærmere for deres fordeler og ulemper. Av en god tetning kreves det at den er tilstrekkelig tett, er lett å montere, har enkel konstruksjon og har så lang levetid at den ikke må byttes mellom de faste ettersyn.

Stempelringer

1 2 3 4

Stempel Stempelring Sylinder O-ring

Stempelringene er enten av støpejern eller av stål. De er slipt og polert og noen ganger hardforkrommet. Stempelringene har vanligvis en lavere friksjon enn syntetiske gummikvaliteter. En ring tetter ofte ikke tilstrekkelig. Derfor bruker vi mange i samme stempel.

1 Skålformet tetning

2 Figuren ovenfor (Vickers) viser en skålformet tetning som stempeltetning. Denne tetningen lages i gummi. Tetningene er trykkpåvirket. Trykket av oljen presser dem mot sylinderflaten (1 på figuren).

Tetningene låses på stempelet ved at de presses mellom en skive og stempelet (2 på figuren). Da radial belastning alltid oppstår, må stempelets sylinderflate være av lagermetall. Dette hindrer skjærspenning mellom stempel og sylinder. 4 Hydraulikk 2 bm.

37

Støttering (Slyd-ring) R r O-ring p Tetningsring (Glyd-ring) R

Shamban stempeltetning Figuren viser en stempeltetning som består av en tetningsring (Glyd-ring) sammen med en O-ring. O-ringen fungerer som fjær under tetningsringen og presser den mot sylinder­ flaten. Dessuten er stempelet utstyrt med flere Turcite støtteringer (Slyd-ringer) som hindrer metallisk kontakt mellom stempelet og sylinderroret.

Spor £

På figurene nedenfor vises hvordan en tetningsring (Glyd-ring) monteres. Hvis ringen må bøyes eller tøyes, må vi først varme den opp, for eksempel i vann, til 40-50 C.

Tetning og O-ring før monteringen

Først legges O-ringen inn i stempelsporet. Så bøyes tetningen uten at skarpe bøyninger oppstår.

Plasser tetningen i bøyd tilstand på O-ringen og trykk den inn i sporet som vist på figuren til venstre. Kontroller at spennet i tetningsflaten er rettet mot trykket etter monterin­ gen.

38

Ved montering av tetninger med diameter mindre enn 30 mm må vi ofte bruke spesialverktøy. Figurserien nedenfor (Shamhan) viser hvordan de brukes.

Kalibreringshylse Figuren viser monteringsverktøy av plast, stempelet og stempeltetningene. Tetningene i nedre rekke er en O-ring (svart), en tetningsring (blå) og to støtteringer.

Stempel

Den koniske tøydoren presses på stempelet til like foran tetningssporet. Monter O-ringen i sporet og træ tetningsringen på tøydoren.

Trykkhylsas dybde er like stor som tøydorens totale lengde. Med trykkhylsa trykkes tetningsringen over tøydoren til tet­ ningssporet, der ringen inntar sin rette stil­ ling oppå O-ringen.

39

Kalibreringshylsa har samme diameter som den sylinderen stempelet skal monteres i, og har en lang, svakt konisk del. Tetningsringens diameter etter monteringen er for stor, og derfor trykkes stempelet inn i kalibre­ ringshylsa samtidig som den vris. Etter dette skal stempelet være igjen inne i hylsa en stund slik at tetningsringen får igjen sin rette størrelse.

De to støtteringene legges i sine spor på begge sider av tetningsringen, og stempelet skyves inn i den egentlige sylinderen. Støtteringene holdes på plass med finger­ tuppene som vist på figuren. Eventuelle innergjenger og ansatser kan passeres ved hjelp av en spesiell styrehylse.

Stempeltetning av Balsele-typen

Figuren viser en vevarmert nitrilbutadiengummitetning med støtte- og styreringer av acetalplast. Tillatt trykk uten styrering er 17 MPa, med styrering 70 MPa. Denne tetningstypen kan bare brukes hvis stempelet består av to deler.

40

Her er tetningene vist i snitt. Tetningstungene er på midten av tetningen (1). Tetningen er utstyrt med støtte- og styreringer (2), som dels hindrer tetnin­ gen å trenge ut i klaringen, dels hindrer metallisk kontakt mellom stempel og sylinder.

Tetning for heit stempel

For å kunne monteres må denne tetningstypen være slisset, eller den må kunne tøyes så mye ved monteringen at vi kan få den på plass. Figuren til venstre viser en tetning der de stive styreringene er kappet rett av. Støtteringene og tetningskroppen er derimot hele. Snittfiguren viser prinsippet for hvordan tetningen fungerer.

Denne figuren viser en skadd tetning. Skaden er forårsaket av det rette snittet i styreringen. Høyt trykk har presset tetningskroppen inn i snittet, slik at de skarpe kantene har skåret den i stykker. Den tynne støtteringen som skal hindre at tetnings­ kroppen trenger inn i klaringen, har ikke kunnet hindre tetningskroppen fra å trenge inn i snittet.

41

Måten en deler tetninger på, avhenger av hvor de skal brukes (Shambcm).

Snitt i skrå vinkel ved fram- og tilbakegående bevegelser

Rett snitt ved roterende bevegelse

Trappetrinnsnitt for spesialtilfeller

Tetninger for roterende aksler Tetningene for roterende aksler hindrer at smøreoljen i huset til pumper og motorer lekker ut gjennom akselen. Tetningstungen kan ligge an enten mot akselen eller mot huset. Glidehastigheten mot en tetningstunge som ligger an mot akselen, blir lavere, og derfor blir også slitasjen på tungen mindre. Normalt er akseltetningene konstruert slik at de ikke tåler trykk uten å bli skadd hvis trykket virker på tetningstungen. Men det fins spesialtetninger som tåler til og med høye trykk. Radialtetninger

Normaltypen har en fjærbelastet tetningstunge og en festedel utstyrt med en platering, som ofte er bøyd i rett vinkel. Noen tetninger mangler helt metallforsterkning. Noen eksempler vises nedenfor (Simrit-Werk).

Ofte har akseltetningene også til oppgave å hindre at det kommer inn støv og smuss. Da utstyres tetningene med en ekstra, motsatt rettet tunge.

Bl SL

B3 SL

B2SL

42

BA SL

På grunn av konstruksjonen må vi ofte feste tetningen med festedelen mot akselen og tetningstungen mot huset, som i figuren (Simrit-Werk). Når vi studerer denne figuren, forstår vi hvorfor denne type tetning ikke tåler høyt trykk. Hvis tetningstungen påvirkes av en kraft i pilens retning, skyves den over til den andre siden av festet, og tetningen lekker.

Når vi monterer en tetning på en aksel, blir tetningstun­ gen litt tøyd. Denne figuren viser en tetningsmansjett med aksel, forspenningsflate, løpeflate og terskel. Hvis tetningstungen må føres over gjenger, må gjengene dekkes med en hylse, slik at de ikke skjærer i stykker tetningstungen. Når tetningstungen skal føres over skarpe kanter, må vi også vise stor forsiktighet og på alle måter forsøke å hindre at tungen skades. Ofte må vi bruke spesialverktøy (se nedenfor).

Forspenningsflate

Hvis trykket er høyere innenfor tetningen, må den ha forsterket mansjett, innoverbøyd mantel eller separat støttering. Nedenfor til venstre ser vi en innoverbøyd mantel og til høyre en separat støttering (Simrit-Werk). Det gjelder å huske at økt trykk presser tetningstungen kraftigere mot akselen, og av dette følger økt friksjon og raskere slitasje. Ved høyere trykk må vi bruke høytrykkstetninger (s. 44).

Denne figuren (Simrit-Werk) viser hvordan vi bruker en monteringshylse. Monteringshylsa (E) har 0,2 mm større diameter enn akselen, slik at tetningen kan passere den skarpe kanten på akselen utan at tungen blir skadd.

43

Høytrykkstetninger

Høytrykkstetningen på figuren (Vickers) har både statisk og dyna­ misk tetning.

Den roterende tetningen roterer med akselen. Som statisk tetning på akselen fungerer O-ringen innenfor. Den faste tetningen roterer ikke. Den trykkes mot den roterende tetningen av fjærkraften og overtrykket. Som statisk tetning i huset fungerer O-ringen utenfor den faste tetningen. Tetningsflatene glir mot hverandre og er stadig i kontakt. Som tetningsmateriale brukes ofte kull i den faste og stål i den roterende tetningen. Denne type tetning krever nøyaktig bearbeiding. Den blir dyr og brukes derfor mest i spesialtilfeller.

I figuren nedenfor (Wagner) vises en høytrykkstetning Tettende flate Roterende tetning

Ved monteringen av denne tetningen må vi være forsiktige så tetningsflatene ikke skades. Tetningsflatene må være helt reine. Ved monteringen smøres O-ringen med vaselin og de tettende flatene med rein hydraulisk væske. Tetningenes deler kan skyves på plass med hånden. Hvis en del ikke vil gå inn på sin rette plass, må vi kontrollere om delene er montert feil. Bruk ikke makt. 44

Montering av tetninger Tetningsskader kommer ofte av feilaktig montering. Hvis du ikke vet hvordan en tetning skal monteres, må du få tak i monteringsanvisninger fra produsenten eller forhandleren. Du må heller ikke montere en tetning av feil type eller feil størrelse. Servicen blir mest vellykket hvis vi har tilgang til komponentenes reservedelstegning. Av den framgår det hvilke tetninger som hører til apparatet. Produsentene leverer iblant tetningsserier som inneholder flere tetninger enn de som hører til apparatet. Dette kommer av at en og samme komponent kan bygges i flere varianter med forskjellige tetninger. Ved å sammenligne de nye tetningene med dem som er i apparatet, er det lett å velge de riktige. Før vi begynner en service, må vi forsikre oss om at vi har de nødvendige tetninger til rådighet.

Radialtetning

Montering av radialtetning (Vickers)

Spesialverktøy (Simrit-Werk)

Tetningsprodusentene og komponentselgerne gir på forespørsel nøyaktige mål for de spesialverktøy som er nødvendige i hvert enkelt tilfelle. Spesialverktøy er en garanti for korrekt montering.

Ved montering av tetninger skal vi - reingjøre flatene nøye. - smøre tetningen som skal monteres, med vaselin eller olje. - bruke spesialverktøy. - beskytte tetningen mot skarpe kanter. - smøre de flater som skal gli mot tetningen. - ikke tvinge tetningen på plass med makt.

45

Tetningsskader og årsakene til dem En tetningsskade forstyrrer apparatets funksjon, effekten synker, og apparatet kan slutte å fungere. Varme gjør at gummi eldes fort og blir hard og sprø. Tetningene går ofte i stykker og smuldres opp. På varme steder må vi ofte søke spesialløsninger for å beskytte tetningene. Kulde kan gi frostsprekker, som kan føre til lekkasje i apparatene. Overbelastning av en tetning på grunn av for høyt trykk eller for høy glidehastighet kan skade tetningen eller slite den ut på kort tid.

For lite smøring øker friksjonen og gjør at tetningen slites ut raskt. Feil type væske, for eksempel ikke brennbar hydraulisk væske, kan bryte ned tetningsmaterialet.

Øvingsoppgaver

1 Hva mener vi med statisk tetning? Med dynamisk tetning?

2 Hvorfor må en statisk tetning være absolutt tett?

3 Hvordan tetter en O-ring?

4 Hvorfor brukes det motringer i tetninger?

5 Hvilken betydning har støtteringen i en tetning?

6 Hvis vi må bøye en støttering (Glyd-ring), hvordan skal dette gjøres?

7 Hvordan skal vi kappe en tetning for roterende bevegelse?

8 Hvordan kan du best forsikre deg om at du monterer en tetning feilfritt? 46

Tilbakeslagsventiler En tilbakeslagsventil tillater fri strømning i én retning og hindrer strømning i motsatt retning. Styrte tilbakeslagsventiler gjør det mulig for oljen å strømme i begge retninger. Ventilene kan brukes for å styre retning eller trykk. Når fjæra ikke er med i tegningsymbolet, har ventilens åpningstrykk ingen betydning (nedenfor). Når trykket har betydning, kan også symbolet for trykkbegrensningsventil (sikkerhetsventil) brukes.

Den frie strømningsretningen angis enten med symbol eller pil på siden av ventilen, se figuren (Vickers).

Grunnkonstruksjoner

Innløp

Utløp

Utførlig symbol (øverst) og enkelt symbol 47

Figuren nederst på forrige side (Vickers) viser en tilbakeslagsventil av kuletypen.

Oljens trykk virker på kula og overvinner fjærkraften. Kula forlater setet, og oljen kan strømme gjennom ventilen. Ventilens åpningstrykk bestemmes av fjærkraften som presser kula mot-setet. I sperreretningen trykkes kula mot setet av både fjærkraften og systemtrykket. Tilbakeslagsventilen stenger fullstendig tett hvis kulas og setets overflater er feilfrie.

På figuren nedenfor (Vickers) vises en tilbakeslagsventil med kjegle.

Fri strømning

For at ventilen skal stenges fullstendig, må dens tetningsflater være feilfrie. De må ikke ha spor etter korrosjon eller slitasje. Oljen strømmer gjennom hull i ventilkjeglen. 48

En tilbakeslagsventil av vinkeltype vises på figuren nedenfor (Vickers). Ved meget høye trykk brukes denne ventiltypen med ventilkjegle av stål og herdet sete presset inn i et ventilhus av stål.

Sperret strømning

Fri strømning

Tilbakeslagsventil som er styrt utenfra I figuren nedenfor (Vickers) trykkes ventilkjeglen i tilbakeslagsventilen mot tetningsflaten av en liten fjær. Styrekanalen er trukket til lokket på styrestempelsiden.

49 5 Hydraulikk 2 bm.

På figurene nedenfor forklares funksjonen til ventilen. I A og B er styrekanalen uten trykk, og tilbakeslagsventilen fungerer som en vanlig tilbakeslagsventil.

I C er styretrykket ledet inn under styrestempelet. Styretrykket løfter stempelet oppover og åpner ventilen mekanisk.

Sperret strømning

Flateforskjellene er i dette tilfellet slik at når trykket i styrekanalen er 40 % av det trykket som prøver å holde ventilen stengt, åpner ventilen seg. Hvis styretrykket ligger svært nær 40 %-grensen, vil det være en fare for at ventilen kommer i svingninger og ventilkjeglen slås i stykker mot setet.

Tilbakeslagsventil som kan styres i begge retninger Figuren øverst på neste side (Vickers) viser en tilbakeslagsventil som kan styres i begge retninger.

For at ventilen skal åpne seg, må styretrykket her være minst 80 % av det trykket som forsøker å stenge ventilen. 50

4 Drenering/styretrykk når ventilen stenges 5 Skaft 6 Ventilsete

I figurene nedenfor forklares ventilens funksjon.

Intet styretrykk

Styretrykk

Drenering

Ingen strømning

Fri returstrømning

Når oljen strømmer fra A til B og styretrykk mangler, fungerer ventilen som en normal tilbakeslagsventil. Når oljen ledes fra B til A og styretrykk mangler, stenges ventildelen, og strømningen sperres. Hvis nå styretrykket ledes til rommet ovenfor stempelet, åpnes strømningsveien fra B til A. Styretrykket må være minst 80 % av det trykket som forsøker å åpne ventilen. 51

Hvis vi ønsker å sperre oljens strømning fra A til B, ledes styretrykket til rommet under stempelet. Der virker styretrykket på et større areal enn systemtrykket, og styretrykket klarer å stenge ventilen.

Figuren nedenfor viser en styrt tilbakeslagsventil uten fjær. Ventilen holdes i ønsket stilling ved hjelp av styretrykket fra en styreventil.

Hydraulikklås Hydraulikklås brukes til å låse en drevet enhet i ønsket stilling. Hydraulikklåsen garanterer at enheten ikke flytter på seg så lenge den er låst. Den består av to styrte tilbakeslagsventiler som kan åpnes etter behov. I et riktig konstruert system forstyrrer ikke ventilene enhetens funksjon. Hydraulikklås monteres inn i systemet parallelt med den drevne enheten. 52

4

3

Figuren ovenfor (Monsun Tison) viser en hydraulikklås i snitt. Fins det ikke noe trykk ved 1 eller 2, er den drevne enheten, som er koblet til mellom 3 og 4, låst av de to tilbakeslagsventilene. Hvis det er trykk ved 1, åpner tilbakeslagsventilen på vanlig måte fri vei til 3 og videre til den drevne enheten. Retur fra den blir mulig ved at det symmetriske styrestempelet forflyttes til venstre og tvangsåpner den andre tilbakeslagsventilen. Hvis det er trykk ved 2, blir forholdet det omvendte.

Vekselventil Vekselventilen fungerer slik at utgangen (i midten) får trykk hvis ett av innløpene har trykk. Stempelet plasserer seg slik at oljen ikke strømmer bort gjennom den ledningen som er uten trykk. Hvis ikke noe innløp har trykk, blir oljen ført bort gjennom et av innløpene. Dette kalles iblant at ventilen har ELLER-funksjon (det vil si at trykk ved det ene eller andre innløpet gir trykk ved utløpet). En kan for eksempel manøvrere samme sylinder fra to forskjellige (parallellkoblede) ventiler. Innløp

Innløp

Adapter 4 O-ring 3 Ventilhus 4 Stempel

Slangebruddsventil Slangebruddsventilen hindrer lasten fra å falle ved slangebrudd. Ventilens funksjon beror på strømningsmotstanden. Ventilen tillater fri strømning i én retning. I motsatt retning er strømningshastigheten derimot begrenset til en viss innstilt verdi.

Sperreverdien beror i høy grad på oljens viskositet. Om vinteren har tregtflytende olje en tilbøyelighet til å stenge ventilen allerede ved lav strømingshastighet.

1 2 3 4 5 6

Adapter O-ring Skiver (shims) Fjær Ventilkjegle Ventilhus

Figuren ovenfor (Monsun Tison) viser en slangebruddsventil i snitt. Ventilen tillater fri strømning i pilens retning og innstilt strømningshastighet i motsatt retning. Sperrestrømmen stilles inn med skivene.

Eksempel på ventildata: Ventil av størrelse 10. Normal væskestrømsperre 20-30-40 1/min.

Når ventilen er stengt, åpner den seg ikke før oljen blir ledet i motsatt retning.

Ventilen skal monteres nærmest mulig den sylinderen den tilhører, og uten slanger.

Vær oppmerksom på at slangebruddsventilen øker systemets sikkerhet og derfor ikke må fjernes.

Denne typen slangebruddsventil gir plutselig stopp med medfølgende trykkstøt og er ikke godkjent for visse mobile anlegg. De skal forsynes med en kombinert slangebrudds- og lastsenkningsventil som fører til at lasten senkes langsomt også om det inntreffer et slangebrudd.

Hvis konstruksjonen tillater det, kan slangebruddsventilen kompletteres med en forbikanal (bypass) i sperreretningen (symbolet). Da går enheten langsomt til hvilestilling, for eksempel på grunn av egen masse eller ytre belastning. Figuren viser symbolet for en slangebruddsventil. Forbikanalen kan en bygge inn ved å bore et lite hull i ventilkjeglen 5, se figuren. Det tillater en strømning på ca. 2-41/min ved 10 MPa trykk når ventilen er stengt, slik at lasten kan senkes langsomt og ikke låses. 54

Eksempel på bruk av tilbakeslagsventil Når vi ønsker å regulere strømmen i én retning, men tillate fri strømning i motsatt retning, kan vi bruke en tilbakeslagsventil. Figuren til høyre viser en konstantstrømventil med innebygd tilbakeslagsven­ til. Fordelen med en innebygd tilbakeslagsventil er at vi unngår en del koblinger (som kan lekke).

Konstantstrømventil med innebygd tilbakeslagsventil

En tilbakeslagsventil kan også brukes for å gi et bestemt mottrykk i et system. På figuren nedenfor (Vickers) vises en hydraulisk styrt retningsventil hvor pumpa er avlastet i midtstillingen. Ledningen til tanken er utstyrt med en tilbakeslagsventil som har et åpningstrykk på 0,35 MPa. Dette trykket ledes gjennom en separat ledning til styreventilen.

55

En tilbakeslagsventil kan også brukes for å hindre trykket i å forsvinne ut av systemet når pumpa er avlastet, og en akkumulator svarer for trykkforsyningen (figur og skjema nedenfor, Vickers).

Tilbakeslagsventil mellom avlastet pumpe og akkumulator.

Låsingen av sylinderen kan ikke overlates til retningsventilen, da det alltid vil være en viss lekkasje mellom sleiden og huset, slik at sylinderen derfor vil gå hvis den har last. En hydraulikklås holder sylinderen i ønsket stilling.

Tilbakeslagsventilene er seteventiler som stenger kanalene fullstendig, og derfor holdes sylinderen i ønsket stilling. Vær oppmerksom på at retningsventilen skal ha åpen midtstilling for at hydraulikklåsen skal låse umiddelbart.

Hydraulikklås mellom retningsventil og sylinder 56

Automatisk lufteventil En automatisk lufteventil plasseres på pumpas trykkside, det vil si etter pumpa og foran alle ventilene. Den bør helst sitte i systemets høyeste punkt. Ventilen avlufter trykksiden automatisk når maskinen startes (skjemaet til høyre). Figurene nedenfor viser hvordan den fungerer. Funksjonen er basert på forskjeller i strømningsmotstanden mellom luft og væske.

Når systemet inneholder luft, er strømningsmotstanden liten (figuren lengst nede), og oljen strømmer gjennom strupingen i ventilen tilbake til tanken (figuren i midten). Da strømningsmotstanden er liten, klarer fjæra å holde ventilen i åpen stilling. Når det er slutt på lufta, øker strømningsmotstanden. Trykket overvinner fjærkraften, og ventilen blir stengt (figuren øverst).

57

Øvingsoppgaver 1 Hva betyr det hvis fjæra ikke er tegnet inn i symbolet for en tilbakeslagsventil?

2 Hvordan fungerer en styrt tilbakeslagsventil?

3 Hvordan vet vi hvordan en tilbakeslagsventil skal monteres hvis den ikke har noe tegningsymbol på siden?

4 Tegn symbolet for en hydraulikklås.

5 Hvordan fungerer en slangebruddsventil?

6 Hvorfor må vi ikke fjerne en slangebruddsventil fra systemet?

7 Hva må vi kontrollere ved service på en tilbakeslagsventil?

Hydrauliske motorer

I den hydrauliske motoren omformes den trykkenergien som pumpa har levert, til mekanisk roterende arbeid.

Hydraulikkmotoren kan ha fast eller variabelt deplasement. Den kan også ha en eller to rotasjonsretninger. Husene på de fleste hydrauliske motorer er utstyrt med dreneringstilkobling. Oljen i motorhuset smører de bevegelige delene.

Data for en hydraulisk motor er motorens størrelse, omdreiningstall, maksimalt vrimoment og maksimalt arbeidstrykk. Vrimomentet til en hydraulisk motor er maksimalt når trykket er tilstrekkelig til å overvinne friksjonskraften og strømmen er tilstrekkelig til å kompensere indre lejckasje i motoren.

Kurven til høyre viser at pumpas effekt må øke når omdreiningstallet øker ved konstant vrimoment. Dette kommer av at strømningsmotstand og indre friksjon øker med omdreiningstallet.

Det maksimale arbeidstrykket som er gitt av produsenten, må ikke overskrides, for da kan motoren skades mekanisk.

Hydrauliske motorer kan deles inn etter hastighet eller etter hvordan de er konstruert.

Langsomtgående motorer kjennetegnes ved lavt omdreiningstall og høyt vrimoment. Hurtiggående motorer har høyere omdreiningstall, men lavere vrimoment. Etter hvordan de er konstruert, deles de vanligste motorene inn i - Tannhjulsmotorer - Vingemotorer - Stempelmotorer aksialstempelmotorer radialstempelmotorer

T annhjulsmotorer

Her virker returtrykket på tennenes ene side. Det er mye lavere enn pumpetrykket ved drift av motoren. Trykket som virker mellom tennene i den­ ne og motstående sektor, vil ikke frambrin­ ge noe moment, da de kreftene som virker, opphever hverandre. (Momentet er kraft • radien.)

Trykket forårsaker her en kraft som prøver å hindre tannhjulene i å rotere. Kraften virker bare på den ene siden av tanna, da tennene sitter inni hverandre (se detaljfiguren på neste side).

Disse to tennene påvirkes av høyt trykk fra pumpa og prøver å drive tannhjulene rundt som rotasjonspilene viser.

Figuren ovenfor (Vickers) viser en tannhjulsmotor som består av to tannhjul i ett hus. Arbeidstrykket kommer inn gjennom kanal A, og returoljen går tilbake til tanken gjennom kanal B.

Tannhjulsmotoren er ikke i hydraulisk balanse, og da er lagrene radialt belastet. Derfor brukes enten glidelagre eller nålelagre i motoren.

Tannhjulsmotoren har oftest en separat dreneringstilkobling. Det er fordi returtrykket fra motoren ofte er så stort på grunn av filter m.m. at akseltetningene ellers ville bli skadd.

Tannhjulenes aksiale avtetning skjer hydraulisk på samme måte som i tannhjulspumper.

Motorens vrimoment er lavt. 60

Danfoss-motoren

Den ytre ringen i Danfoss-motoren er fast og utgjør en del av motorhuset. Ringen er utstyrt med innertenner med sju tannluker. Inne i ringen, rotorhuset, er rotoren, som har seks tenner. Når motoren roterer, glir rotoren langs flaten i rotorhuset, og derved trykkes rotorens tenner i tur og orden inn i husets tannluker. Rotoren er sammenkoblet med fordelingsventilen ved hjelp av mellomakselen, slik at den roterer med rotoren. Når fordelingsventilen roterer, åpner og stenger den motorens trykk- og returkanaler. Halvparten av kanalene er trykkanaler, og den andre halvparten er returkanaler (uten trykk).

1 Motorhus 2 Utgående aksel og fordelingsventil 3 Mellomaksel 4 Rotorhus 5 Rulle

6 Hydraulikk 2 bm.

Figurene nedenfor viser tre stillinger i Danfoss-motorens arbeidsgang.

Nullstilling

1/14 omdreining på akselen

1/7 omdreining på akselen

Det hydrauliske trykket virker alltid på tre tenner samtidig. Når rotoren har rotert en omdreining omkring sitt sentrum, har den samtidig utført seks glideforløp i rotorhuset. I forhold til størrelsen har motoren svært høyt vrimoment.

Hvis vi demonterer en motor, må vi ved monteringen passe på at rotoren og fordelingsventilen kommer i riktig stilling i forhold til hverandre. Rett stilling merkes ved demonteringen.

Vingemotorer I en vingemotor dannes momentet av det trykket som virker på motorens vinger.

Vingemotoren blir hydraulisk balansert hvis to trykkanaler er plassert diametralt.

Kraften på vingen gir vrimoment på akselen

Figuren ovenfor (Vickers) viser prinsippet for hvordan trykket fra oljen på en vinge gir et moment på akselen.

I en vingemotor trykkes vingene mot deplasementsringen med en fjærkraft eller et hydraulisk trykk. Fjærene er vanligvis plassert under vingen. Hvis motoren er utstyrt med dreneringstilkobling, skal dreneringsledningen fra motoren gå til den trykkfrie tanken.

I praksis bygges vingemotoren alltid med dobbelte kamre som på neste side. Da er motoren i hydraulisk balanse, og det forekommer ikke radial lagerbelastning. I motorens lagring brukes kulelagre.

Figuren nedenfor (Vickers) viser prinsippet for hvordan en vingemotor fungerer. Oljen kommer inn i motoren gjennom kanal A og strømmer tilbake til tanken gjennom kanal B.

Denne vingen og motstående vinge påvirkes både av det innkommende trykket på dene ene siden og av tankkoblingens trykk på andre si­ den.

Rotasjonsretningen

Kraften på vingen øker akselens vrimoment.

De to innkommende trykkanalene (røde) er plassert diametralt, slik at de radiale kreftene virker mot hverandre. Systemtrykket ledes også inn under vingene, og ved dette presses de tett mot deplasementsringen.

Figuren nedenfor (Vickers) viser en vingemotor med spesialfjær.

1 2 3 4 5

Vingen på vei utover Pinne Spesialfjær Vingen på vei innover Fjærkraften under vingen tryk­ ker den mot ringen. (Obs! Det virker en fjærkraft under hver vinge.)

Systemtrykket ledes også inn under vingene. 64

Aksial tetning skjer ved at systemets trykk ledes inn bak trykkplaten.

I vingemotorer som kan rotere i begge retninger (nedenfor, Vickers), er trykkplaten utstyrt med en vekselventil som leder trykket til rommet bak trykkplaten, uavhengig av rotasjonsretningen. Spennfjæra (6) gir en viss tetning, men den endelige tetningen skjer ved hjelp av hydraulikktrykk.

Når trykket kommer inn i kanal 1, flytter vekselventilens kule 2 seg mot venstre. Derved stenger den returkanalen 4 og hindrer trykket i å gå forbi motoren til tanken.

Trykkplaten 5 tetter mot ringen 7 og mot rotoren.

Når trykket kommer i kanal 8, flytter vekselventilens kule seg mot høyre og leder trykket til rommet bak trykkplaten.

65

En spesialløsning, der vingene ikke trenger fjærer og trykkplaten ikke trenger vekselventil, vises på figuren nedenfor (Vickers).

Tilbakeslagsventilen holder alltid trykket i rommet bak fjæra på 0,2 MPa høyere enn systemtrykket. Det høyere trykket virker dels på trykkplaten, dels under vingene og trykker dem mot ringen. 66

1

Vingemotorkonstruksjoner

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Spesialfjær Kulelager Akseltetning Kulelager Aksel Hus Ring Gavl Rotor Vinge Trykkplate

Figuren ovenfor (Vickers) viser en vingemotor som har spesialfjærer for å trykke vingene mot ringen. Figuren nedenfor (Vickers) viser en vingemotor hvor vingene trykkes mot ringen av fjærer. Hver vinge har fire fjærer bygd inn i vingen.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Husport Akseltetning Aksel Filttetning Kulelager Trykkplate Rotor Ring Trykkplate Fjær Vinge Dreneringstilkobling Gavlport

67

Skader på vingemotorer og deres årsaker

En av de mest typiske skadene på vingemotorer er fjærbrudd. Det kan føre til at en vinge skjærer seg fast i den indre stillingen, slik at motorens vrimoment blir mindre. Biter av ødelagte fjærer kan lage dype spor i de aksiale tetningsflatene og skader ofte motoren.

Mekaniskeforurensning er i oljen sliter fort vingene og ringen. Ved dette øker lekkasjen, motoren blir for varm og kan skjære seg fast. Feil i opprettingen av pumpa ved monteringen gir ofte akselbrudd. Kraftig overbelastning eller et hurtig trykkstøt kan skade akselens langsgående spor og bommer (splines). Da stopper akselen enda rotoren fortsetter å rotere. Hvis rotoren roterer lenge etter skaden, vil følgen være at den skjærer seg fast, og ofte går den i stykker. Motoren kan skades allerede på monteringsstadiet på grunn av feilaktig behandling. Når koblingen monteres på akselen, må vi ikke slå den på plass hvis motoren er montert sammen, for da skades motorens lagre og lagrenes låseringer. Ved montering av koblinger må vi ofte demontere motoren. Slitasje av motoren kan komme av urein olje, men også av at motoren har vært i drift i lengre tid. Motoren slites fort ned hvis vi ikke bytter utslitte deler. En gammel motor er alltid mer følsom for trykkstøt enn en ny, fordi klaringen i de mekaniske koblingene er blitt større som følge av slitasje.

Aksialstempelmotorer I stempelmotorer dannes momentet ved at systemets trykk virker på stempler. I en aksialstempelmotor er momentet også avhengig av vinkelen mellom stempel og aksel. 68

Aksialstempelmotorer med fast deplasement

Systemtrykket virker i kanal (1), og derfra kommer det gjennom ventilplaten inn ovenfor stemplene (2). På grunn av trykket presses stemplene mot glideplaten (5), som står i en viss vinkel mot akselen (4). Trykket mot stemplene gir en kraft som altså er rettet skrått mot akselen. Kraften (FJ, se skissen, kan deles opp i to komponenter, Ffl, som virker parallelt med akselen, og Fs, som virker vinkelrett på akselen. Den vinkelrette kraften Fs i en viss avstand fra akselens sentrum rettes jo mot glideplaten) gir et moment som prøver å dreie motoren rundt. Holdeplaten (3) låser stemplene mot glideplaten ved hjelp av stemplenes glidesko. Stemplene, holdeplaten og sylinderblokken roterer sammen. Den utgående akselen er koblet sammen med sylinderblokken ved hjelp av langsgående bommer og spor (splines). Når et stempel har passert trykkåpningen, begynner det å bevege seg i motsatt retning og trykker oljen ut i returkanalen (8) på samme måte som i aksialstempelpumper.

Motorkonstruksjoner

Snitt gjennom en aksialstempelmotor (Vickers)

Aksialstempelmotor av vinkeltype (Linde Hydraulikk). 70

I aksialstempelmotoren av vinkeltype på forrige side er sylinderblokken og ventilplaten låst til gavlen med en sentertapp. Funksjonen er den omvendte av funksjonen til en pumpe av samme type. Ofte er forskjellene mellom pumpe og motor små og kommer av at motoren har to rotasjonsretninger, mens pumpa vanligvis bare har en. Alle hydraulikkmotorer kan fungere som pumpe.

Aksialstempelmotor med variabelt arbeidsvolum (deplasement)

Arbeidsvolumet hos en motor med variabelt deplasement kan reguleres trinnløst innenfor visse grenser. En viss motor har en bestemt maksimal og en bestemt minimal deplasementsvinkel. Når motorens deplasementsvinkel har sin maksimale verdi, har motoren høyt vrimoment, men lavt omdreiningstall. Når vinkelen har sin minimale verdi, har motoren høyt omdreiningstall, men lavt vrimoment. Dette framgår av figurene nedenfor (Vickers).

Stemplenes slaglengde er maksimal

Stemplenes slaglengde er minimal

Maksimal vinkel Maksimalt moment Minimalt omdreiningstall

Minimal vinkel Minimalt moment Maksimalt omdreiningstall

Deplasementsvinkelen hos en motor kan reguleres mekanisk, hydraulisk, elektrisk eller med en kombinasjon av disse metodene. Vinkelen kan også stilles inn automatisk etter belastningsforandringene. Da brukes en trykkompensator. Den stiller inn deplasementsvinkelen kontinuerlig etter systemtrykkets forandringer. Ved stor belastning øker vinkelen til sin maksimale verdi, og ved liten belastning nærmer den seg sin minimale verdi.

71

Skjemaet og figuren nedenfor (Vickers) viser en aksialstempelmotor med trykkompensator. Den vribare opphengingen av glideplaten kalles et åk. Åkets returfjær forsøker å stille deplasementsvinkelen på den minimale verdien. Med stillfjæra innstilles trykkreguleringsventilens trykkområde.

T rykkreguleringsventilens stillfjær

Kompensatorsylmder

(Jverstrømskanal

Når systemets trykk er større enn innstillingsverdien, trykkes sleiden oppover mot fjæra og åpner strømningsvei for oljen til kompensatorsylinderen. Kraften som dannes av trykket, trykker sammen returfjæra og øker deplasementsvinkelen. Da avtar motorens hastighet samtidig som vrimomentet øker. Hvis trykket i systemet synker, vinner fjæra over trykket og forskyver sleiden slik at oljen kan strømme gjennom overstrømskanalen til motorhuset i stedet for til kompensatorsylinderen. Ved dette minskes vinkelen, og motorens hastighet blir større, samtidig som vrimomentet blir mindre. 72

Motorens konstruksjon

Figuren nedenfor (Vickers) viser en motor med variabelt arbeidsvolum og trykkompensator.

1 Stillsylinder med stempel 2 Trykkompensator 3 Glideplaten er opphengt i vribart åk. 4 Returfjær 5 Akseltetning 6 Lager

7 8 9 10 11 12 13

Aksel Åk Hus Åktapp Roterende deler Ventilplate Tilkoblingsåpninger

Motorens utgående aksel kan være utstyrt med langsgående bommer og spor som på figuren, eller med en kile. Motorens bevegelige deler roterer i olje inne i huset. Fra huset går det en dreneringsledning til en trykkfri tankledning, slik at huset alltid er fylt med olje.

Det fins også motorkonstruksjoner uten hus omkring de bevegelige delene. Disse konstruksjonene bygges inn i tanken slik at enden på akselen stikker ut gjennom tankveggen.

THydraulikk 2 bm.

Figuren nedenfor (Vickers) viser en hydraulisk motor som reguleres ved at vinkelen stilles inn med ratt. Legg merke til at de to svingtappene for sylinderhuset samtidig er sugekanal henholdsvis trykkanal.

1 2 3 4 5 6

Stempel Tilkoblingsflens Tapp (strøm ut) Åk Aksel Tapp (strøm inn)

7 8 9 10 11 12

Vinkelreguleringsratt Sylinderblokk Ventilblokk Strøm inn Strøm ut Ventilplate

Radialstempelmotorer Radialstempelmotorene har hoyt vrimoment og lavt omdreiningstall. Motorene deles inn i

- motorer med kamaksel og - motorer med kamring. Enhver produsent av radialstempelmotorer har sin spesielle konstruksjon, som skiller seg fra konkurrentenes.

74

Kamakseimotor

Figuren viser Calzons reversible radialstempelmotor. Motoren hører til gruppen som fungerer med kamaksel.

Motorens kontinuerlige maksimale arbeidstrykk er 21 MPa. Det tilfeldige maksimale arbeidstrykket er 25 MPa. Maksimal trykktopp ved trykkstøt er 32 MPa. Maksimalt trykk i huset er 0,14 MPa (1,4 bar).

Arbeidsvolumet for forskjellige motorstørrelser varierer fra 193 til 2780 cm3 pr. omdreining.

Motorene har fem stempler, og i hvert stempel er det en fjær som trykker stempelet mot kamakselen. Den hydrauliske væsken styres til stemplene av en fordelingsventil på enden av akselen. Stemplene glir mot kamakselens sfæriske overflate når motoren arbeider.

75

1

På figuren ovenfor ses motorens funksjonsprinsipp. Når det virker hydraulisk trykk på stempelet, presses stemplet utover, og kamakselen tvinges til å bevege seg. På figuren er stempel 1 i den gunstigste vrimomentstillingen. Stempel 2 begynner akkurat arbeidstakten, og stempel 5 avslutter sin. Stempel 3 og 4 utfører returtakten, og ved dette har fordelingsventilen åpnet kanalen til tanken.

Motorens stempler arbeider som teleskopsylindere.

Når vi skal demontere en motor, åpnes de fire umbracoskruene som fins i hvert sylinderlokk. Når skruene løsnes, må vi huske at fjærkraften i stempelet prøver å trykke ut sylinderlokket. Vi kan flytte tilkoblingsportene ved å vri gavlen til ønsket stilling. Alle umbracoskruene i motorgavlen fjernes. Motorgavlen må hele tiden trykkes mot huset for at fordelingsventilens styrepinner ikke skal gli ut av sine hull. Når skruene etter vridningen trekkes til, blir ventilplaten skadd hvis pinnene ikke er i hullene sine.

3

6

9

5

Kamringsmotor

Sisu-hydraulikkmotoren er en typisk kamringsmo­ tor. Den brukes hovedsakelig i mobil hydraulikk, kjøretøyhydraulikk, men passer også til industrielt bruk. Den tilvirkes med og uten brems. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sylinderblokk med aksel Stempel Festekon Kamring Nav Lager Fordelingsventil Lagerlokk Akseltetning Bremsetrommel

(4-10 er roterende deler)

10

4

7

1

2

8

Denne figuren viser motorens arbeidsmåte.

Stemplene i motoren roterer ikke, de beveger seg bare fram og tilbake i motorblokken. Derimot roterer fordelingsventilen i midten av motoren og de to kamringene, en på hver side av motorblokken. På begge sider av stemplene er det ruller som overfører kraft fra stemplene til kamringene. I sylinder 1 er en arbeidstakt akkurat avsluttet, og stempelet er i sin ytterste stilling. I sylinder 2 påbegynnes akkurat en arbeidstakt når fordelingssylinderen styrer trykkolje inn i sylinderen. Stempelet trykkes utover og tvinger med hjelp av rullene kamringen til siden. Motoren begynner å rotere i pilens retning. Stempel 3 er på vei innover under påvirkning av kamringene, og fordelingsventilen er åpen til tanken.

Arbeidstrykk ** Returtrykk Lekkasjereturtrykk

■i

Stempel 4 er i den gunstigste vrimomentstillingen og gir i denne stillingen den største delen av motorens moment. Stempel 5 har kommet til sin innerste stilling. Fordelingsventilen stenger returkanalen og åpner trykkanalen. Deretter begynner stempelet på en ny arbeidstakt. Motoren har fem stempler og åtte kamre på kamringen, slik at motoren utfører 40 arbeidstakter på en omdreining. Dette gir et meget jevnt vrimoment, noe som kjennetegner denne motoren.

77

På figuren ovenfor ses motorens fordelingsventil. Den drives av motorens lagerlokk gjennom en mellomaksel, ofte feilaktig kalt kardangaksel. På stemplene ses rullene som er lagret til stemplene med nålelager. Motorens rotasjonsretning kan endres. Da ledes arbeidstrykket ved hjelp av en ventil til fordelingsventilens blå kanal. Det går svært raskt å endre rotasjonsretningen. Dette har sine fordeler i for eksempel mobilhydraulikk, når vi på et anlegg skal få løs en bil som har kjørt seg fast i gjørme.

I mobilhydraulikk er det også viktig at motoren kan kobles fri når motorens vrimoment ikke er nødvendig. I frikoblet tilstand gir ikke motoren effekttap når bilen beveger seg.

Figuren til høyre viser en frikoblet Sisu-hydraulikkmotor. Når motoren er frikoblet, får ikke fordelingsventilen noe trykk. Motorhuset er fylt med olje som har lekket forbi stemplene mens motoren arbeidet. Denne oljen blir ledet gjennom en dreneringsledning tilbake til tanken. Dreneringsledningen er utstyrt med en tilbakeslagsventil som har et overtrykk på 0,13-0,2 MPa i huset. Dette overtrykket, frikoblingstrykket, holder stemplene i den innerste stillingen når fordelingsventilen er trykkfri. Kamringenes kammer kommer nå ikke i kontakt med stemplenes ruller, og motoren gir ikke noe bremsende moment.

78

Frikoblingstrykk *' Trykkfri

I frikoblet tilstand opprettholdes frikoblingstrykket av en matepumpe (1 på figuren nedenfor), som sirkulerer oljen i dreneringskretsen. Motoren må frikobles når mobilkjøretøyets hastighet overskrider den maksimale hastigheten til den hydrauliske motoren. Ellers ville den hydrauliske motoren begynne å bremse kjøretøyet, og da kan den gå i stykker. I moderne kjøretøy er det lyd- og lysalarm som varsler hvis motorens maksimale hastighet overskrides.

Sisu har en instruksjonsbok for motoren med funksjons-, monterings-, bruks- og servicedirektiver som følger med utstyret.

1 2 3 4 5 6

Pumpe Trykkventil Sugefilter Filter Akkumulator Hydraulisk motor

Øvingsoppgaver 1 Hvorfor kreves høyere matetrykk til en hydraulisk motor når omdreiningstallet øker?

2 Må det alltid være fjærer under vingene på en vingemotor for at vingene skal trykkes mot ringen?

3 Hvordan er en vingemotors aksiale avtetning ordnet?

4 Hvilke er de mest typiske skadene på vingemotorer?

5 Når har en variabel motor maksimalt moment?

6 Hvordan får vi det nødvendige overtrykket i huset ved frikobling av en Sisu-hydraulikkmotor?

Måle- og kontrollinstrumenter Volumstrømsmålere, trykkmålere og termometre er nødvendige når vi skal avgjøre om en komponent er i orden, eller når vi søker feilkilder i et hydraulisk system. De kan være bygd sammen til en testenhet. I dette kapitlet behandles også trykkstyrte elektriske brytere.

Trykkmålere Trykkmåleren (manometeret) brukes når vi stiller inn et systems trykkstyrende ventiler.

De konstrueres hovedsakelig etter to prinsipper: -Trykket ledes inn i et krumt rør av tynt gods (bourdonrør) som trykket forsøker å rette ut (bourdonmåleren). Trykket virker på et stempel som får mottrykk av en fjærkraft (stempelmanometeret). I begge tilfeller overføres bevegelsen til en viser. Bourdonmåleren

Figuren (Vickers) viser bourdonmåleren under trykk. Når et trykk påvirker måleren, begynner bourdonrøret å rette seg ut. Denne bevegelsen overføres til en viser ved hjelp av hevarmer og tannhjulsutveksling. Trykkmåleren er et meget ømfintlig instrument og går lett i stykker hvis et trykkstøt eller en rask avlastning får virke på røret og hevarmene. I systemet må måleren beskyttes, enten med en ventil eller med en struping. Dessuten brukes glyserol som demping i trykkmålere. Trykkmåleren tåler heller ikke vibrasjoner særlig bra. I mobile systemer må den derfor ikke være fast installert.

Figurene ovenfor viser tre måter å montere måleren på. I et system der det ikke forekommer trykkstøt, og der vi ønsker å følge trykket kontinuerlig, monteres måleren som i A. Dette er ytterst sjelden mulig da vi praktisk talt alltid må regne med trykkstøt.

81

I B er måleren beskyttet ved hjelp av en avstengningsventil som åpnes når vi ønsker å avlese trykket i systemet. Som avstengningsventil bør vi bruke en 3/2-ventil, fordi måleren da er trykkløs når den ikke skal avleses.

I C er målerens tilkoblingsledning utstyrt med en stillbar struping. Strupingen stilles inn slik at målerens svingninger dempes ned. Da synker avlesningshastigheten, men trykkstøt kan ikke skade måleren. Denne måten å montere måleren på brukes når vi ønsker å kunne lese av måleren kontinuerlig.

Stempelmanometeret

Når trykket stiger i trykkanalen, beveger stempelet seg nedover mot fjærkraften så langt at det blir likevekt. Stempelets bevegelse overføres til viseren ved hjelp av hylsa og hevarmsystemet. Målerens kalibrering kan lett bli forandret ved bytte av fjær.

En trykkmåler som viser null ved normalt lufttrykk, er en overtrykksmåler, og en som viser 0,1 MPa ved normalt lufttrykk, er en absoluttrykkmåler. Absoluttrykkmålere brukes først og fremst i laboratorier. På pumpenes sugeside er trykket ofte lavere enn atmosfæretrykket. Hvis vi ønsker å avlese undertrykk eller absolutt trykk i sugeledningen, må vi bruke undertrykksmålere eller absoluttrykkmålere.

82

På figuren (Vickers) og skjemaet er en trykkmåler montert på en trykkbegrensningsventil. Hvis vi må bruke lange ledninger for å lede trykket til måleren, bør systemet luftes. Måleren på figuren er beskyttet med avstengningsventil og struping.

Figurene nedenfor (Vickers) viser tre måter å dempe støt i oljen til måleren på.

Porøst element Regulert strømning

Gjenget propp

Struping

Regulert strømningstverrsnitt

Lang, trang strømningskanal (gjengetoppene avdreid)

En måler som bare avleses når det er nødvendig, og ellers har beskyttelsesventilen stengt, har lengre levetid enn en måler for kontinuerlig avlesning.

83

Når vi skal montere en trykkmåler, må vi om mulig passe på å • unngå steder der det forekommer kraftig risting. • gi måleren støtte mot maskinstammen. • unngå skitne steder. • unngå plasser der måleren kan utsettes for mekaniske støt.

Denne figuren (Rexroth) viser en trykkmåler med velgerventil. Velgerventilen gjør det mulig å måle trykket i åtte forskjellige punkter i tur og orden.

Termometre Et termometer kobles ofte til tanken for at vi skal kunne måle oljetemperaturen. Raskt stigende temperatur i et hydraulisk system er ofte tegn på trykktap. I bearbeidingsmaskiner, der oljens viskositet har stor betydning, kan termometeret for eksempel styre kjøleren slik at kjølingen automatisk stilles inn etter oljetemperatu­ ren. Figuren til venstre viser et vanlig termometer. Til høyre ses en kombinasjon av termometer og oljenivåmåler (l/CC).

84

V olumstrømsmålere

En volumstrømsmåler måler volumet av den forbistrømmende væsken. Den brukes når vi vil undersøke væskestrømmen i en pumpe eller en motor, eller når vi stiller inn en væskestrømsventil. Nøyaktigheten av en normal volumstrømsmåler strekker ofte ikke til for laboratorieforhold.

Figuren (Vickers) viser en volumstrømsmåler der oljen strømmer forbi et svevende legeme inne i et konisk rør med størst diameter øverst. Den strømmende oljen løfter legemet til en stilling som tilsvarer volumstrømmen. Denne avleses på en skala inne i røret. Legemets masse er avpasset til en viss viskositet på oljen.

Ved volumstrømsmålinger må vi alltid ta hensyn til oljens viskositet, og vi prøver å holde den konstant under målingen.

På figuren nedenfor (Vickers) ser vi en volumstrømsmåler med vristempel.

1 2 3 4 5

Oljen kommer inn ovenfor vriskiva. Strømningen trykker skiva ned. Oljen strømmer ut. Skivas rotasjon overføres til indikatorens maskineri. Vriskivehuset

85 8 Hudraulikk 2 bm.

Mest brukes volumstrømsmålere av turbintypen. Hvordan den er konstruert, går fram av figuren (Vickers).

Den forbistrømmende oljemengden får turbinhjulet (1) til å rotere. Rotasjonshastigheten er avhengig av volumstrømmen. Et kontaktpunkt (2) gir et elektrisk signal hver gang en turbinvinge går forbi.

Kontaktpunktet kan kobles til en elektronisk innretning (3) som omvandler de elektriske signalene slik at de kan avleses. Signalene kjøres for eksempel inn på et oscilloskop eller en skriver. Slike enheter brukes ofte i laboratorier når en skal undersøke væskestrømmen og de gjennomstrømmende oljemengdene i apparatene.

Testenhet Ved feilsøking har vi ofte bruk for en testenhet. Med en slik enhet kan vi på selve maskinen undersøke væskestrømmen i en pumpe, tettheten av en sylinder, en motors oljebehov osv. Hvis testenheten omfatter volumstrømsmåler, trykkmåler, termometer og belastning, for eksempel en stillbar struping, kan volumstrømmen i en pumpe undersøkes ved forskjellige belastninger.

Hvis systemtrykket virker på testenheten, må vi forsikre oss om at testenhetens deler tåler dette trykket. Testenheten må også monteres riktig, slik at oljen ikke kjøres bakveien gjennom den og volumstrømsmåleren skades.

Testing av pumpe og trykkbegrensningsventil

Testing av belastet sylinder

Ved sylinderens returslag strømmer oljen ved siden av testenheten ved hjelp av en tilbakeslagsventil og en forbikanal.

87

Figuren (Webster) viser en testenhet med aluminiumsinnkapsling.

Volumstrømsmåleren består av turbin, gi­ ver, omvandlerenhet og viserinstrument. Oljestrømmen får turbinen til å rotere, og giveren teller vingene. Resultatet om­ gjøres slik at viserinstrumentet viser volumstrømmen. Oljens trykk og viskosi­ tet påvirker ikke nøyaktigheten av måleresultatet.

Trykkmåleren er av bourdontypen. Vise­ ren er koblet uten tannhjulsoverføring. Termometeret er en bimetallspiral i et eget rom i aluminiumsinnkapslingen. Spiralen er ikke i direkte kontakt med oljen, men rommet er fylt med silikonfett som overfører varmen.

Apparatet er beskyttet mot overtrykk av en sikringsskive som går i stykker ved overtrykk. I apparatet er det dessuten en innebygd belastningsventil. Med den kan vi lett simulere forskjellige belastningsforhold. Turbindelen (nedenfor) beskyttes mot for høyt trykk, slik at fullt trykk kan tillates også på retursiden. Apparatet kan derfor kobles inn også på trykksiden i et system. Forandring av strømningsretningen skader heller ikke apparatet. Apparatet har også tilkobling for tachometer (omdreiningstallmåler), som fungerer som fotoelektrisk giver, og vi kan måle omdreiningstallet helt opp til 10000 r/min.

Instrumentet kan også fås i separate deler, slik at for eksempel turbindelen kan monteres i nærheten av den arbeidende enheten og viserinstrumentet på et instrumentbord. På den måten kan den som bruker maskinen, følge målingen ved normalt arbeid.

Volumstrømsmålerens turbin

88

Trykkstyrte elektriske brytere Trykkstyrte elektriske brytere brukes for å slutte og bryte elektriske strømkretser. Konstruksjonen går fram av figuren nedenfor ( Vickers).

Ved hjelp av en trykkstyrt elektrisk bryter kan en pumpe avlastes når akkumulatoren passer trykkforsyningen. I små systemer kan en trykkstyrt elektrisk bryter starte og stoppe pumpa etter hvordan trykket varierer. Ved hjelp av trykkstyrte elektriske brytere kan vi overvåke trykket i et system. De kan varsle hvis trykket stiger for høyt eller synker for lavt.

Med en trykkstyrt elektrisk bryter kan vi også hindre overbelastning og skader på komponentene ved å bryte styrestrømmen til ventilen eller stanse pumpa ved overtrykk.

89

Figurene nedenfor viser hvordan en trykkstyrt elektrisk bryter fungerer.

1 2 3 4

Bakre mikrostrømbryter Fremre mikrostrømbryter Trykkobling Dreneringstilkobling

5 6 7 8

Trykkobling (trykkløs) Innstilling av lavere trykk Innstilling av høyere trykk Stempler

A:

Når trykkoblingen er uten trykk (5), er fjærene i sin øverste stilling. Trykkstengene påvirker strømbryteren slik at strømmen sluttes i begge elkretsene.

B:

Når trykkoblingen er trykkpåvirket, trykkes fjæra for det lave trykket sammen, fremre strømbryter (2) åpnes, og strømmen brytes i den første kretsen.

C:

Ved høyt trykk trykkes også den andre fjæra sammen, og den bakre strømbryteren (1) åpnes og bryter strømmen i den andre elkretsen.

For at vi skal kunne styre en retningsventil med en trykkstyrt elektrisk bryter kreves det dessuten ofte et elektrisk relé i kretsen. Legg merke til at tilslags- og brytningstrykk ikke har samme størrelse. Det fins også trykkstrømsmålere med stillbar forskjell på disse trykkene.

90

Øvingsoppgaver 1 Tegn symbolet for en trykkmåler.

2 Hvordan kan en trykkmåler beskyttes mot trykkstøt?

3 Hvordan fungerer stempelmanometeret?

4 Hvor plasseres vanligvis termometeret i et hydraulisk system?

5 Hvordan utføres testingen av en sylinder med en testenhet?

6 Tegn symbolet for en trykkstyrt elektrisk bryter.

Akkumulatorer

En akkumulator er et apparat som lagrer energi. Energien blir ofte igjen i akkumulatoren selv om systemets pumpe har stoppet. Ved service og reparasjon må vi derfor alltid forsikre oss om at akkumulatoren ikke inneholder magasinert energi som kan frigjøres når vi åpner en kobling eller et apparatfeste. Denne kontrollen gjør vi lettest ved hjelp av hydraulikkskjemaet, som viser hvor akkumulatorens energi kan virke. Husk også på at en akkumulator har to sider, gasskraft eller fjærkraft på den ene siden og oljens trykkenergi på den andre.

Demonter aldri en akkumulator uten at du har forvisset deg om at hydraulikktrykket i den er null, det vil si at flottøren eller stempelet er gått i bunnen. Det er vanligvis ikke nødvendig å tømme for gass. Ofte må systemet være utrustet med en særskilt ventil ved akkumulatoren for at den skal kunne tømmes.

I motvektsakkumulatoren kan trykket fjernes ved at vi løfter eller låser motvektene. Etter hvordan de fungerer, deles akkumulatorene inn i

mekanisk-hydrauliske akkumulatorer og - pneumatisk-hydrauliske akkumulatorer.

Mekanisk-hydrauliske akkumulatorer

Motvektsakkumulator

Figuren (Vickers) viser en akkumulator med motvekt. Systemtrykket virker på stempelets flate. Hvis det er så høyt at dets kraft overvinner tyngden av motvektene, beveger stempelet seg oppover og løfter vektene. Når trykket i systemet synker, trykker vektene stempelet nedover og tvinger olje ut i systemet. I denne akkumulatortypen virker samme trykk i hele volumet.

Motvektsakkumulatorene er tunge og uhåndterlige. De har derfor et begrenset bruksområde. De brukes hoved­ sakelig i tunge presser der en krever et kontinuerlig trykk, og i systemer der det av og til er nødvendig med en stor volumstrøm. 93

Fjærakkumulator

Fjærakkumulatoren er i prinsippet en enkeltvirkende sylinder med en kraftig returfjær, der det hydrauliske trykket arbeider mot fjærkraften. Trykket p i akkumulatoren avhenger altså av fjæras sammentrykning. p=4 [pai yl

Ff = fjærkraften [N] A = stempelflaten [m2]

Figuren nedenfor (Vickers) viser en fjærakkumulator med flytende stempel.

Når trykket øker og kraften på stempelets underside overvinner fjærkraften, beveger stempelet seg oppover til det er i likevekt.

Akkumulatorens volum avhenger av trykket. Kurven viser hvordan oljevolumet øker med trykket i systemet.

I fjærakkumulatoren er fjærbrudd den vanligste årsaken til skade.

Pneumatisk-hydrauliske akkumulatorer I pneumatisk-hydrauliske akkumulatorer arbeider hydraulisk trykk mot pneumatisk trykk (sammentrykt gass, for eksempel luft). Av disse akkumulatorene er det to slag, de som har isolering mellom gassen og oljen, og de som ikke har slik isolering. Isoleringen i akkumulatorer må alltid være bevegelig. Oljens trykk og gassens trykk arbeider mot hverandre og er alltid like store, men gassen har mindre volum jo større trykket er. En fordel med disse akkumulatorene er at de kan monteres i valgfri stilling. 94

Gass-/væskeakkumulator

Figuren (Vickers) viser en konstruksjon som brukes i store akkumulatorer. Denne typen har ingen isolering mellom olje og gass. Som gass brukes nitrogen eller luft. Væsken opptar en del gass, og derfor må akkumulatoren aldri tømmes helt for væske.

For at ikke gass-/oljeblandingen skal komme ut i systemet, må akkumulatoren alltid være fylt med olje til 1/4 av volumet.

Membranakkumulatorer og blæreakkumulatorer Membranakkumulatorens og blæreakkumulatorenes gass er isolert fra den hydrauliske væsken, slik at oljen ikke kan ta opp gass. Figurene nedenfor (Vickers) viser hvordan disse akkumulatorene fungerer.

Membranakkumulator

Blæreakkumulator

I membranakkumulatoren skiller en bevegelig gummimembran oljen og gassen. For at membranen ikke skal gå i stykker når den trykkes mot ventilplaten når akkumulatoren tømmes, er den forsterket med en metallplate (1). Gassen (for eksempel nitrogen) fylles på i rommet ovenfor membranen, i blæra gjennom en ventil (2) i toppen.

Blæreakkumulatoren har en gummiblære (3) som isolerer gassen fra oljen. Her er det også en oljeventil (4) som stenges når all oljen er strømmet ut i systemet, og hindrer blæra i a presses ut av akkumulatoren. Med lufteventilen (5) kan oljesiden luftes før oljen ledes inn i akkumulatoren. 95

Stempelakkumulator

Stempel

Stempeltetning

Oljetilkobling

Hvis trykket synker i en stempelakkumulator, kommer det av at tetningene er slitt eller skadd slik at gass lekker til oljesiden og løses i oljen.

Akkumulatorens bruksområde Ekstra volumstrømskilde

For å få raske ubelastede bevegelser i for eksempel sylindere kreves det ofte stor volumstrøm. Det kan være uøkonomisk å utstyre systemet med så stor pumpe at disse raske bevegelsene blir mulige. Hvis systemet utstyres med en akkumulator som kan arbeide parallelt med pumpa, kan vi på kort tid få stor nok volumstrøm. Akkumulatoren kan styres enten med en ventil eller ved hjelp av systemets trykkvariasjoner. Trykkstyringen krever at systemtrykket ikke synker til akkumulatorens utladningstrykk før den ønskede bevegelsen blir aktuell. 96

Til systemet

På figuren ovenfor vises oljebehovet i et automatisk system. Pumpas væskestrøm strekker ikke til for to av bevegelsene, og derfor har en koblet inn en akkumulator parallelt med pumpa. Akkumulatoren lades når systemet trenger en oljemengde som er mindre enn pumpas væskestrøm. Når systemet igjen krever en oljemengde som er større enn væskestrømmen fra pumpa, hjelper akkumulatoren pumpa ved å mate olje inn i systemet parallelt med pumpa. Akkumulatorens utladningshastighet kan reguleres ved hjelp av en strupeventil.

Lekkasjekompensator

Når arbeidsstykker skal spennes fast, brukes en akkumulator for å sikre at delene ikke løsner selv om det kan være en liten lekkasje i systemet. Hvis fastspenningstidene er lange, må væskestrømmen fra pumpa ikke kjøres gjennom trykkbegrensningsventilen tilbake til tanken. Det ville føre til stort energitap og kraftig oppvarming av oljen. På figurene side 98-99 (Vickers) vises et hydraulisk system der pumpa avlastes når akkumulatoren er ladd med trykkenergi i tilstrekkelig mengde.

9 Hydraulikk 2 bm.

Fra pumpa

Til tanken

Når pumpa startes, får spolen a i retningsventilen E strøm. Strømmen brytes når systemets maksimale trykk er nådd, og kobles inn igjen når systemtrykket har sunket til minimumsverdien. Strømmen brytes også når pumpas drivmotor stoppes. Figuren ovenfor viser funksjonen når trykket ligger over den minimumsgrensen som er stilt inn på den trykkstyrte elektriske bryteren (D). Spolen i retningsventilen får strøm, slik at trykkbegrensningsventilens (A) dreneringskanal og avlastningskanal blir stengt. A fungerer nå som trykkbegrensningsventil. Når ventilen A er stengt, går væskestrømmen fra pumpa til systemet gjennom tilbakeslagsventilen (B). Akkumulatoren C fylles med olje hvis pumpas væskestrøm er større enn den oljemengden som strømmer til systemet. På neste figur vises situasjonen når akkumulatoren C er ladd og systemtrykket har steget til den trykkstyrte elektriske bryterens maksimumsverdi. Den trykkstyrte elektriske bryteren D bryter nå strømmen til spolen, hvoretter dreneringsoljen fra trykkbegrensningsventilen (A) strømmer gjen­ nom ventilen E til tanken. Trykkbegrensningsventilen åpnes, og pumpas væskestrøm har fritt gjen­ nomløp til tanken. Tilbakeslagsventilen B er stengt, og akkumulatoren opprettholder systemtrykket, som den trykkstyrte elektriske bryteren måler. Hvis trykket synker under den trykkstyrte elektriske bryterens minimumsverdi, kobler den på strømmen til spolen, som bryter pumpas avlastning. Der­ etter fyller pumpa automatisk akkumulatoren igjen. 98

Selv om pumpa i systemet stoppes, blir akkumulatorens energi igjen i systemet ovenfor tilbake­ slagsventilen B og må altså fjernes før systemet kan demonteres.

Trykkstotdempere

En av akkumulatorens viktigste oppgaver er å dempe trykkstøt i hydrauliske systemer eller trykksvingninger i høytrykkssystemer.

Et hydraulisk trykkstøt oppstår når strømningen i den hydrauliske væsken plutselig stopper, for eksempel ved hjelp av en ventil. Hvis trykkstøtet ikke blir dempet, kan følgen bli koblinger som lekker, og skadde ventiler. I et system uten akkumulator dempes støtene av væskens indre friksjon og rørsystemets strømningsmotstand. Når det oppstår et trykkstøt, går det derfor fram og tilbake i systemet til friksjonen demper det. 99

Vi bør forsøke å plassere akkumulatoren så nær som mulig det punktet i systemet der trykkstøtene sannsynligvis vil oppstå.

Skjemaet viser et system der akkumulatoren demper trykkstøtene som oppstår mellom tilbake­ slagsventilen og 2/2-ventilen når strømmen til spole a blir brutt.

Utjevning av varmespenninger

Ved hjelp av en akkumulator kan vi utjevne de volumforandringene som skjer i væsken på grunn av temperaturvariasjoner. Væskens varmeutvidelse er større enn rørenes og komponentenes, slik at trykket i systemet ellers stiger og kan komme til å overskride komponentenes maksimumstrykk, som også er komponentenes sikkerhetsgrenser. Akkumulatoren tar imot den ekspanderende væsken og returnerer den etter behov til systemet (se figurene, Greer Olaer).

Energitransporter

I en akkumulator omvandles hydraulisk energi til gassenergi (pneumatisk energi) når akkumulatoren fylles med olje. Når gassen presser oljen ut i systemet, omvandles gassens energi igjen til hydraulisk energi. Med en akkumulator kan vi også overføre energi fra et medium til et annet uten at mediene er i berøring med hverandre, for eksempel hydraulisk energi til pneumatisk energi.

T rykksvingningsdempere

Oljestrømmen fra en stempelpumpe er pulserende. Det forårsaker kraftige svingninger i oljen og fører til rykkvise bevegelser i de drevne enhetene og dessuten til sterk ulyd.

100

En akkumulator kan dempe trykksvingningene effektivt. Det fører til jevnere bevegelse hos de enhetene som blir drevet, og ulyden blir mindre (figuren, Greer Olaer).

Smøringssikring

Med en akkumulator kan vi sikre smøringen av et ømfintlig lager i den tiden vi trenger for å reparere en pumpe med driftsforstyrrelser. Når pumpa stopper, kan maskinen kjøres en viss tid uten risiko for at lageret skal skjære seg, da akkumulatorens trykk stenger tilba­ keslagsventilen, og akkumulatorens olje strømmer til lageret. Oftest rekker en å reparere pumpa før det er slutt på oljen fra akkumulatoren. Når pumpa startes på nytt, fylles akkumulatoren når trykket stiger i systemet.

Energikilde

Figuren viser et sluttet system. I systemet er det en differensialsylinder, og ved hjelp av denne kan en senke en stor last. Senkehastigheten kan reguleres med en strupetilbakeslagsventil. Systemet låses ved å koble strøm til spolen på en 2/2-ventil. Når stempelet trykkes ned av lasten til sin nedre stilling, har en del av returoljen fra plusskammeret strømmet til stempelstangsiden. Den delen av oljen som ikke får plass i sylinderen, har strømmet til akkumulatoren. Når lasten tas vekk og det ikke er strøm på 2/2-ventilens spole, virker samme trykk på begge sider av stempelet, et trykk som er bestemt av akku­ mulatoren.

På grunn av differensialkonstruksjonen be­ veger stempelet seg til den øvre stillingen og er klart til å ta imot en ny last for transport til den nedre stillingen. Sylinderen kan også låses i øvre stilling med 2/2-ventilen. 101

Montering av gassakkumulatoren og service på den Montering

Akkumulatoren er underlagt bestemmelsene for trykktanker og er trykkprøvd av produsenten. Den må derfor ikke forandres, for eksempel ved at en sveiser festeører på den. Akkumulatoren kan festes med stålbånd. Særlig ved et bevegelig anlegg må vi forsikre oss om at den er tilstrekkelig festet. Monter, hvis mulig, akkumulatorer stående opprett. Tenk på behovet for service og kontroll av gasstrykket. Monter akkumulatoren slik at vi kan komme uhindret til lufteskruen. Unngå varme og kraftig vibrerende steder. Fyll akkumulatoren med rein olje til 1/10 av volumet før monteringen, og roter akkumulatoren slik at gummiblæra blir oljet godt inn. Sving så akkumulatoren i riktig stilling og tøm den.

Fylling av akkumulatoren med gass

I akkumulatorene brukes det nitrogen eller luft som gass. Hvis akkumulatoren ved en feil er fylt med oksygen, kan det forårsake en eksplosjon. Påfyllingstrykket for en nitrogenflaske er 20 MPa (200 bar). Når en ny akkumulator skal fylles med gass, må du forsikre deg om at gummiblæra er smurt før det slippes inn gass, ellers kan den skades. Fyll akkumulatoren til det gasstrykket som er oppgitt i instruksjonsboka eller på koblingsskjemaet. Fyll langsomt ved å åpne avstengningsventilen på nitrogenflaska bare litt. Når vi har nådd trykket, stenges ventilen, og påfyllingsslangen tømmes ved hjelp av lufteventilen. Etter påfyllingen kontrollerer vi med såpevann at gassventilen er tett. Ventilen må være fullstendig tett, ellers kan gummiblæra skades når gasstrykket synker, og det hydrauliske trykket presser sammen blæra for mye.

Hvis gasstrykket i akkumulatoren skal være høyere enn 15 MPa, må vi bruke trykktrinn mellom nitrogenflaska og akkumulatoren (figuren).

102

På figuren brukes en annen akkumulator (1) til å øke det hydrauliske trykket. Hvis trykket i nitrogenflaskene ikke er stort nok, ledes dette trykket til akkumulatoren 1. Den hydrauliske pumpa startes med strupeventilen (3) åpen. Når en struper oljestrømmen fra pumpa, vokser trykket i akkumulatoren 1 til ønsket verdi. Med dette presser det hydrauliske trykket gassen til akkumulator 2. Hvis vi ikke oppnår ønsket trykk den første gangen, åpner vi strupeventilen, og prosedyren gjentas til vi har nådd det ønskede trykket.

Som akkumulator 1 brukes oftest en stempelakkumulator. Trykket kan også økes ved hjelp av en kompressor.

Akkumulatorservice

Hvis gassventilen på en flottørakkumulator er helt tett, vil det oppstå gasstap bare når nitrogen diffunderer gjennom gummiblæra. Disse tapene er svært små, men akkumulatorenes gasstrykk må likevel kontrolleres minst én gang pr. år. Hvis trykket har sunket eller akkumulatoren er skadd, merkes det ved at hastigheten synker for de enhetene som blir drevet, trykkstøtene øker, og de fastspente arbeidsstykkene løsner. Akkumulatorens trykk kan kontrolleres enten på gassiden eller på oljesiden.

Trykkontroll på gassiden er ikke å anbefale, da det kan føre til at ventilen begynner å lekke. Hvis trykket kontrolleres på gassiden, må vi forsikre oss om at det ikke er noen olje på oljesiden. Når vi kontrollerer fyllingstrykket på oljesiden, kjører vi inn i akkumulatoren et trykk som er litt større enn påfyllingstrykket. Deretter tømmes akkumulatoren langsomt på oljesiden, samtidig som vi nøye følger trykkmåleren. Når måleren begynner å gå raskt mot null, har vi passert påfyllingstrykket (figuren nedenfor). Hydraulisk kontroll av påfyllingstrykket:

Hvis akkumulatorens blære går i stykker, må vi forsøke å finne årsaken og eliminere muligheten for at den nye blæra skal gå i stykker av samme grunn. 103

Årsaker til skader på akkumulatorer Blæreakkumulatorer • Gassventilen lekker. Da overskrides det tillatte trykkforholdet, og blæra går i stykker. En ventil som lekker, må repareres eller skiftes ut. • Blæra er utett, for eksempel er vulkaniseringen ikke helt vellykket, det kan være fremmede partikler i gummien eller andre fabrikasjonsfeil. • For høy temperatur gjør blæra sprø. Den høye temperaturen kan komme av galt trykkforhold, slik at gasstemperaturen blir for høy. • Påfyllingstrykket er for lavt og akkumulatorens trykkforhold feil. • Oljeventilens spindel har gått i stykker og skåret hull på blæra. Det kommer ofte av at påfyllingstrykket er for stort.

I mekanisk-hydrauliske akkumulatorer er kanskje fjærbrudd den vanligste årsaken til skader. I stempelakkumulatorer forårsaker skader eller slitasje på pakningene at påfyllingstrykket går over til hydraulikksiden, slik at gassen opptas av oljen, og trykket synker.

Øvingsoppgaver 1

Hvordan skiller en mekanisk-hydraulisk akkumulator seg fra en pneumatisk-hydraulisk akkumulator?

2 Hvordan er en fjærakkumulator konstruert, og hvordan fungerer den?

3

Regn opp minst fem bruksområder for akkumulatorer.

4 Hvilke gasser brukes i pneumatisk-hydrauliske akkumulatorer?

5

Hvorfor må en akkumulator ikke fylles med oksygen?

6 Hvordan kontrolleres en akkumulators påfyllingstrykk på oljesiden?

7

Hvorfor må vi ikke kontrollere en akkumulators påfyllingstrykk gjennom gassventilen?

8

Hvorfor må påfyllingen av gass i en akkumulator skje langsomt?

104

Mennesket og arbeidsmiljøet Sikkerheten omkring hydraulisk utstyr vurderes som relativt stor. Det hydrauliske utstyret blir heller ikke sett på som noe negativt innslag i arbeidsmiljøet. Vi får stadig mer kunnskap om hvordan for eksempel oljer, løsningsmidler og tungmetaller påvirker arbeidsmiljøet og dermed de personene som arbeider der. Økt kunnskap lærer oss å skjerpe holdningene til maskiner, utstyr og produksjonslokaler. Vi skal aldri ta for gitt at de råstoffene, maskinene og produktene vi arbeider med, er ufarlige.

Hydraulisk utstyr påvirker miljøet først og fremst ved arbeidsstøy. I tillegg kan kjente og ukjente komponenter og tilsetninger i hydrauliske oljer være skadelige i arbeidsmiljøet. Klemmeskader er relativt vanlige skader i forbindelse med hydraulisk utstyr. Særlig er faren stor ved feilsøking og arbeid på systemer med akkumulatorer. Reparatører får dessuten ofte ryggskader, fordi mange har gal løfteteknikk, og fordi løfting må skje i vanskelige stillinger.

Støy dB Støy er all ikke-ønsket lyd.

130 -■ Jetmotor i fly

Hvordan vi oppfatter lyd, beror på lydens frekvens og lydstyrke. Frekvens er antall svingninger pr. sekund med enheten hertz (Hz). Yngre mennesker kan oppfatte lyd med frekvens opp til 18 000 Hz, dersom hørselen ikke er skadd. Hørselsskader kan oppstå for eksempel i disko­ tek med for høy lydstyrke. Lyd med lavere frekvens enn 16 Hz kalles infralyd, mens lyd med høyere frekvens enn 20000 Hz kalles ultralyd. Menneskestemmer varierer mellom 55 Hz for lave basstemmer og 1 000 Hz for høy sopran. To lyder med samme lydstyrke kan oppfattes forskjellig av øret. Lyder med høy frekvens kan oppfattes som mye sterkere enn lyder med lav frekvens. En fullstendig lydmåling omfatter også en frekvensanalyse. Måling av lyd gjøres med en lydnivåmåler. Den er gradert i desibel (dB). Støy undersøkes etter en skala som kalles desibel A (dBA).

Desibelenheten er en logaritmisk enhet. Det betyr at vi ikke kan summere to målte lydstyrker på vanlig måte. Om for eksempel to like maskiner til sammen har et støynivå på 90 dBA og den ene tas bort, avtar lydeffekten bare til ca. 87 dBA. Skalaen vi ser på figuren, viser hvilke lydnivåer vi har i en viss avstand fra ulike lyder.

120 - Klinkhammer 110 - Fjellbormaskin

100 - Papirmaskin

90 - Veveri 80 -- Plateverksted 70- Trafikkert gate

60 -- Normal samtale 50 -- Lavmælt samtale

40 - Svak radiomusikk 30 — Hvisking

20 - Stille leiegård

10 -- Svak vind 0 1 Svakeste rasling av løv

Skadelig støy

Om støy omkring oss vil skade hørselen, avhenger av lydstyrken, frekvensen og hvor lenge vi er utsatt for støyen. Høye frekvenser skader øret mer enn lave. Hørselen er mest følsom for frekvenser mellom 2 000 og 4 000 Hz. 105

Støy skader det indre øret. Det er der lydbølgene overføres til nerveimpulser. Slike skader er det vanskelig å lege. Skadene oppdages sjelden før ved en hørselsundersøkelse. Den personen det angår, opplever ikke at han hører dårligere, til tross for at skaden gjør det vanskeligere å atskille forskjellige lyder. Det blir for eksempel vanskeligere å høre hva noen sier når det samtidig fins bakgrunnsstøy eller andre personer i samtale samtidig.

Å bli hørselsskadd kan føre til at en lett kjenner seg isolert fra omgivelsene. Hørselsskader kan derfor gi psykiske problemer. Vi blir lett mistenksomme når vi ikke hører hva folk omkring oss snakker om.

Støyende miljø gir dessuten stress. Kroppen reagerer på stress som om den er i fare. Støy sliter derfor på kroppen. Bruk alltid hørselsvern når du arbeider i eller besøker støyende miljøer.

I den seinere tid har vi begynt å spørre oss hvordan lyd utenfor det bevisst hørbare området påvirker oss, for eksempel lyd i luftkondisjoneringssystemer og lavfrekvente svingninger i høyspenningsledninger. De største problemene forårsaker trolig infralyd, fordi den er svært vanskelig å dempe eller avskjerme.

Lover og forskrifter

I lov om arbeidsmiljø og i forskriftene i tilknytning til loven er det hjemmel for bestemmelser om grenser for tillatt støy. Figuren viser grensene for den støyen vi kan utsettes for i løpet av en arbeidsdag. Fordi faren for skader blir større når tiden vi utsettes for støypåvirkning, øker, er det utarbeidet forskjellige kurver for ulike tider. dB 130

Lengste tillatte tid er for r . Kurve 1: mer enn 5 timer Kurve 2: 2-5 timer Kurve 3: 1-2 timer Kurve 4: høyst 20 min Kurve 5: høyst 5 min

T,

120

)t0

100

90

80

Arbeidsmiljøloven har til hensikt å sikre en arbeidstaker mot psykiske og fysiske skader, også slike som skyldes støy. Først og fremst skal vi dempe støyen gjennom tekniske tiltak, blant annet • ved å skjerme av støykildene, for eksempel samle alle pumper i et separat pumperom • ved å henge opp støydempende materialer, for eksempel matter • ved å senke turtallet på maskinene

Om vi ikke kan senke støynivået tilstrekkelig ved hjelp av tekniske tiltak, må alle arbeidstakerne i arbeidsmiljøet bruke godkjent hørselsvern. Med hjemmel i lov om produktkontroll kan myndighetene gi bestemmelser om grenser for den støy som er tillatt fra for eksempel hydraulisk utstyr. 106

Støy i hydrauliske anlegg

I hydrauliske anlegg er det først og fremst motorer og pumper som gir støy. Pulserende strømninger fra pumper gir strømninger i systemet. Et sted i systemet vil slike strømninger forårsake lyd.

Drivmotoren kan være en elektrisk motor eller en forbrenningsmotor. I mobile systemer er den ofte en dieselmotor, i faste anlegg en elektrisk motor. Generelt er en elektrisk motor mer stillegående enn en forbrenningsmotor.

Det er lettere å skjerme støykilder og dempe støy i et fast anlegg i industrien enn i et mobilt hydraulisk anlegg. Valg av pumpe er en viktig faktor i bekjempelsen av støy. En større pumpe som går med lavt turtall er oftest stillere enn en mindre pumpe med høyere turtall og samme volumstrøm. Visse pumpetyper har generelt stillere gang enn andre. Innvendige tannhjulspumper er de mest stillegående. Jo flere stempler det er i en stempelpumpe, desto mindre blir svingningene i systemet. Pumper med ulike antall stempler gir mindre svingninger enn pumper med et like antall stempler.

Hydraulikktanken kan virke som en resonanskasse for pumpelyder. I ugunstige konstruksjoner kan lyden forsterkes mange ganger. For å unngå slike virkninger kan en enten dimensjonere tanken slik at den bryter lydbølgene fra pumpa, eller en kan lagre opp pumpa i faste anlegg på gummiklosser ved siden av tanken. I moderne, mobile maskiner er førerhytta ofte en egen enhet. Maskinene bygges sammen slik at det mellom drivenhet og førerplass er plassert vibrasjonsdempende gummielementer. Dette kan sammenlignes med motoropphenget i en personbil. Gummielementene hindrer svingninger, lyd og vibrasjoner i å bli overført til hytta. Førerhytta er også uten hydraulikkslanger. Det er dels fordi en vil holde trykkfall og lydnivå nede, dels fordi det kan skje slangebrudd.

Risiko med hydrauliske væsker Praktisk talt alle petroleumsprodukter, bensin, dieselolje, hydraulisk olje, smøremidler osv., er merket med ADVARSEL om bruken. De skal altså behandles med respekt og omtanke. Du er ansvarlig for ikke å skade deg selv, andre mennesker eller miljøet omkring. Personskader

Visse petroleumsprodukter virker etsende på slimhinnene. Om du får i deg bensin eller andre lette petroleumsprodukter, kan de skade svelget og magesekken. De fordamper delvis gjennom luftveiene og kan derfor gi etseskader der.

Om uhellet er ute og du eller andre skulle komme til å svelge bensin eller et annet petroleumsprodukt, skal du være oppmerksom på følgende: • Forsøk ikke å få til brekninger. En gang gjennom svelget er allerede en gang for mye. Dersom petroleumsprodukter kommer ned i lungene ved brekninger, gir de akutt lungebetennelse. • Gi den skadde et par spiseskjeer fløte eller matolje. Dette øker den lave overflatespenningen som petroleumsproduktene har. Risikoen for skader i luftveiene blir dermed mindre. • Ta kontakt med lege.

Visse stoffer tas opp gjennom huden. En del mennesker er allergiske mot forskjellige stoffer. Bly er for eksempel et stoff som kan tas opp gjennom huden. Hydrauliske oljer er som regel tilsatt forskjellige stoffer som produsentene holder som fabrikasjonshemmeligheter. Noen kan være farlige, eller du kan være følsom overfor enkelte av dem. Ikke-brennbare væsker kan også være mer eller mindre giftige, både ved hudkontakt og innånding av dampene. Derfor skal du iaktta følgende: • Beskytt huden. Bruk vernehansker og verneklær når du arbeider med bensin og olje. Bruk gjerne ansiktsskjerm. • Hold deg reinvasket. Vask bort bensin og oljer som kommer på huden, med vann og såpe. Bruk aldri løsningsmidler til vask.

107

• Bruk vernemaske når du arbeider med sterkt luktende stoffer som du ikke med sikkerhet vet er ufarlige.

Husk at allergi kan utvikles selv om du aldri før har reagert på noen stoffpåvirkning. Lekkasje i et hydraulisk system under trykk arter seg som en knivskarp oljestråle ut fra lekkasjestedet. Å «skjære seg» eller bli truffet av en slik oljestråle kan gi store skader. I beste fall stopper oljen som små dråper under huden. Da kan den tas bort kirurgisk. Selv om en skade ser ubetydelig ut, kan oljen spres i vevet der strålen treffer. Det er svært alvorlig og krever umiddelbar og kyndig kirurgisk eller annen legebehandling. Dersom slike skader ikke kommer under rask behandling, kan de resultere i at en må amputere den delen som er skadd. Oljespill

Spill av olje gir glatt underlag, det skader jordsmonn og dermed naturmiljøet, og det medfører brannfare. Den vanligste årsaken til oljespill er lekkasjer. Men kan det dreie seg om store mengder?

-

En dråpe pr. sekund gir 5 1 på en dag. En strøm som går over til dråper, gir 84 1 på en dag. En 1 1/2 mm strøm gir 13 1 på en time og 320 1 på en dag. En 3 mm strøm gir 1 m3 på en dag.

En liter olje kan ødelegge 1 000000 liter drikkevannl

Selv små mengder olje kan altså gi store skader. Derfor må det understrekes at • maskinen skal holdes rein slik at lekkasjer kan oppdages raskt. • lekkasjer, selv små, skal tettes så snart de ses.

• olje ikke skal søles for eksempel ved oljeskift og reparasjoner. Olje på golv, asfalt o.l. gir fare for at du og andre glir og faller. Det er lovforbud mot å spille olje direkte på marka. Store tanker har overløpsgrav eller nivåvakt. • spillolje skal samles opp i spesielle kar, for eksempel tomfat. • oljetønner skal oppbevares riktig, slik at de ikke skades eller lekker, dvs. liggende, under tak eller annen tildekning utendørs.

• slitte hydraulikkslanger skal byttes før det skjer slangebrudd. Slangebrudd kan gi oljekatastrofe eller farlige fall, for eksempel fra hydrauliske arbeidsplattformer. Slangebruddsventil eller kombinert slangebruddsventil og lastsenkeventil skal finnes i mobile systemer for at lekkasjestrømmen skal begrenses ved slangebrudd.

Om uhellet likevel er ute, og det spilles olje, hva gjør vi da? Spilt olje i mindre mengder kan tas opp med sagflis og filler eller emulgeres ved hjelp av kjemiske midler. Utendørs spar vi opp tilgriset jord i plastsekker, som tas med til destruksjon.

Om et slangebrudd eller et annet uhell fører til at en større oljemengde kommer ut i naturen, må vi hurtigst mulig • begrense utslippet så mye som mulig. Framfor alt må vi hindre at oljen kommer ut i rennende vann. • tilkalle hjelp. Brannvesenet og eventuelt personell med forurensningsberedskap kan hindre spredning av spill og sørge for riktig sanering. Kontakt derfor nærmeste brannvesen eller politimyndighet om store uhell skulle inntreffe. Brann

Mange petroleumsprodukter fordamper lett og tenner ved lav temperatur. Bensin er et eksempel. Bensin fordamper lett og brenner med eksplosjonsartet hastighet selv ved temperaturer under 0 C. I noen verksteder brukes iblant bensin ved spesiell vasking, for eksempel av servoventiler. Dette er farlig. Bensindamp er tyngre enn luft, og den kan derfor renne langs golvet og nå varmekilder og annet som kan antenne den.

108

Gode hydrauliske oljer har høyere flammepunkt, over 150 °C. Det innebærer at de ikke er så lettennelige. Men en brann som begynner i for eksempel bensin, kan spre seg til mindre lettennelige oljer når de varmes opp av bensinbrannen. I uttalt brannfarlige miljøer erstattes vanlig hydraulisk olje med lite brennbare væsker. Unngå brann ved å

• følge de bestemmelsene som gjelder på arbeidsplassen med hensyn til oppbevaring av petroleums­ produkter, røyking, åpen ild osv.

Skulle det oppstå brann • KVEL ILDEN

• HANDLE RASKT • FORSØK IKKE Å SLOKKE ILDEN MED VANN En avgrenset oljebrann kan slokkes raskt ved at du

• slår den ut med hånden, et papir eller noe annet som er for hånden, og som du kan vifte eller slå med. • kveler ilden med et teppe, et plagg, et håndkle eller lignende. • stenger av ilden ved å kaste over noe som hindrer lufttilførsel, for eksempel en frakk eller en sekk.

• bruker et CO2- eller pulverbrannslokkingsapparat. Strålen skal rettes mer parallelt med enn mot den brennende overflaten. Steng ikke av apparatet før du er sikker på at ilden er slokt. Rett aldri strålen fra apparatet mot noen. Karbondioksyd er - 80 C kaldt og kan skade en person mer enn ilden. Pulver kan kvele et menneske ved at luftveiene blir tettet til.

En brann som har grepet om seg, er langt vanskeligere å slokke. Beholderen på et brannslokkingsapparat tar raskt slutt. Greier du ikke å slokke ilden med en gang, skal du straks forlate lokalet der det brenner, stenge døra etter deg slik at du ikke gir frisklufttilførsel, og SLÅ ALARM. Destruksjon og gjenvinning

Spillolje, dvs. utskiftet og kassert hydraulisk olje, skal samles i fat og oppbevares til den kan transporteres bort på samme måte som ny hydraulisk olje. Spilloljen kan seinere destrueres ved brenning eller raffineres om (gjenvinning). Destruksjon

Oljen skal destrueres etter bestemte regler og skal aldri helles i kloakknettet eller deponeres varig sammen med vanlig husholdningsavfall. Reinholdsverket på stedet skal ha melding om spesielt avfall av den typen det her dreier seg om. De skal gis kjennskap til innholdet i avfallstønnene ved tydelig merking.

Før destruksjon skiller en ut oljer som inneholder tungmetaller som bly, kadmium og kvikksølv. Den rensede oljen brennes. Tungmetallslammet lagres til det blir mulig å gjenvinne metallene ved elektrolyse. En kan selv brenne sin spillolje. Men først må en forsikre seg om at forbrenningsgassen ikke inneholder tungmetaller eller svoveloksyder over minstegrensene. Gjenvinning Hos oss er det ikke vanlig ennå stigende priser på oljeprodukter gjenvinning blir mer vanlig. I gjenvinningen av hydraulisk olje

at all spillolje sendes til et oljeraffineri for gjenvinning. Men med og med utsikt til knapphet på oljeprodukter kan vi regne med at Tyskland gjenvinnes allerede 20% av all smøreolje. Trolig er større, fordi det er relativt lett å gjenvinne den.

Gjenvunnet olje er ikke nevneverdig billigere enn ny olje, blant annet på grunn av fraktkostnadene. Men prinsippet bør vi alle søke å etterleve. 109 10 Hydraulikk 2 bm.

Øvingsoppgaver 1 Hvor lenge får du utsette deg for støy med en lydstyrke på 85 dB og frekvens 1 000 Hz?

2 Hva er infralyd og hva vet vi om den?

3 Hvilke støykilder fins i hydrauliske anlegg?

4 Hva skal vi gjøre og ikke gjøre om vi selv eller en arbeidskamerat skulle svelge hydraulisk olje?

5 Hvordan kan du verne deg selv når du arbeider med å montere en reparert ventil i et hydraulisk system?

6 Hvilken risiko har vi ved oljespill?

7 Hvordan unngår vi oljespill?

Diskusjonsoppgaver (Kan tas opp i gruppe eller med en kamerat).

8 Hva gjør vi om en større mengde olje har lekket ut i naturen? (Hva er viktigst?)

9 Hva er viktigst å tenke på når vi håndterer brannfarlige oljeprodukter?

10 Hvordan bør vi handle om en mindre mengde bensin eller olje begynner å brenne? Hva er viktigst?

Hydrauliske væsker

I hydraulikken bruker en væsker til å transportere energi fra pumpa til den enheten som drives. Mest brukes oljer på grunn av deres mange gode egenskaper. Ikke brennbare væsker brukes i maskiner og rom der hydraulisk væske som lekker ut, kan føre til brann. Hydraulikkvæskens hovedoppgave i systemet er å

• transportere energi fra pumpa til enheten som skal drives. • smøre bevegelige deler i komponentene. • kjøle komponentene og transportere varme til kjøleren. • skylle forurensninger ut av systemet. • beskytte komponentene mot korrosjon og rust.

Den mest brukte hydraulikkvæsken er mineralolje, men i spesielle tilfeller kan også syntetisk væske brukes, særlig ved høye temperaturer. Til å begynne med skal vi behandle noen viktige grunnbegreper.

Densitet

En væskes densitet er dens masse pr. volumenhet. Densiteten angis normalt ved 20 °C. Oljen har densitet mellom 0,82 og 0,95 kg/dm3. Olje er lettere enn vann, som har densitet ca. 1 kg/dm3.

Oljen flyter derfor på vannet.

Viskositet

Viskositet er et tall som angir oljens indre friksjon. Den er temperaturavhengig. Jo lavere viskositet oljen har, desto lavere er den indre friksjonen. I praksis flyter (renner) en væske med lav viskositet like lett som vann (ca. 10 cSt), mens en væske med høy viskositet flyter tregt som sirup (500-800 cSt). En oljes viskositet kan måles med et viskosimeter. Det brukes forskjellig type i de forskjellige land, og de gir forskjellige tallverdier for den samme oljen som mål på viskositeten. Hos oss er viskosimetre vanligvis gradert i centistokes (cSt).

111

Det fins to slags viskositet - dynamisk og kinematisk. Begge baserer seg på størrelsen av den virkelige kraften som er nødvendig for å overvinne væskens indre friksjon. Figuren nedenfor viser dynamisk viskositet. I SI-systemet må denne uttrykkes i Ns/m2, men i praksis uttrykkes den i centipoise. 1 poise = 0,1 Ns/m2, og 1 centipoise er 0,001 Ns/m2.

Hvis det bevegelige arealet er 1 cm2 og det beveger seg med hastighet

.. .og kraften som virker på den beve­ gelige flaten, er 1 dyn (0,000000 1 N), så er viskositeten 1 poise.

... og væskesjiktets tykkelse er 1 cm,...

Viskositet

Av den dynamiske viskositeten bereg­ nes den kinematiske viskositeten.

Kinematisk viskositet

_ dynamisk viskositet væskens densitet

Den kinematiske viskositeten har stor betydning i strømningslæren. Den ut­ trykkes vanligvis i centistokes (cSt). 1 cSt = 1 mm2/s. Når vi måler den hy­ drauliske oljens viskositet, er det den kinematiske viskositeten vi er interessert i, og det er den vi ser i diagrammet over viskositetens temperaturavhengighet for to spesielle hydraulikkoljer (OK Super Hydraulic Oil).

112

Hydrauliske innretninger stiller visse krav til oljens viskositet ved start og under drift. Ved start må viskositeten ikke være høyere enn ca. 800 cSt, og under drift må den være 13-45 cSt. For at oljen skal smøre kontinuerlig, må viskositeten være over 12 cSt.

Viskositetsindeks (VI)

Viskositetsindeksen er et tall som angir i hvilken utstrekning oljens viskositet forandres når temperaturen forandres. Jo høyere viskositetsindeksen er, desto mindre forandres viskositeten med temperaturen.

Olje med hoy P7 Liten forskjell i viskositet mellom varmt og kaldt

Olje med lav VI Stor forskjell i viskositet mel­ lom varmt og kaldt

Ved å tilsette stoffer kan en forbedre viskositetsindeksen. En olje uten tilsetninger har som regel en VI omkring 100. Oljene i diagrammet på forrige side inneholder tilsetningsstoffer som forbedrer viskositetsindeksen. Nr. 32 har en VI på 165 og nr. 46 en VI på 185. Hydrauliske oljer for mobil bruk har ofte en VI omkring 180.

Hydrauliske oljer Krav til hydrauliske oljer

En god hydraulisk olje skal • ha riktig viskositet ved start- og driftstemperatur. For tykk olje forårsaker kavitasjon på pumpas sugeside. For tynn olje smører dårlig og kan forårsake skjæring. • ha god motstandskraft mot oksydasjon og slamdannelse. Når oljen oksyderer, blir det avsatt halvfaste partikler, samtidig som viskositeten blir større. Spesielt i varm olje blir det dannet lakkaktige avleiringer som kan tette igjen filtre og få komponentene til å sette seg fast.

Som huskeregel kan vi si at oljens oksydasjonshastighet fordobles for hver temperaturstigning på 10 C over 60 C. Hvis oljens temperatur stiger fra for eksempel 60 °C til 80 °C, forkortes dens levetid til en fjerdedel av hva den ville ha vært ved 60 °C.

like av den dynamiske kraften og væskens densitet.

ha god smøre- og hefteevne. Foruten at oljen skal transportere energi, må den også smøre apparatenes bevegelige deler. Oljen må klare å smøre ander alle forhold. Ved høyt trykk vokser trykket på oljefilmen, og hvis oljefilmen «brister», blir det metallisk kontakt mellom delene, noe som umiddelbart leder til slitasje eller skjæring. Figuren ovenfor (Vickers) viser situasjonen når oljefilmen er fullstendig hel og det ikke er mekanisk kontakt mellom delene.

114

Når trykk og hastighet øker, minsker klaringen mellom delene, og oljefilmen blir tynnere. Da øker risikoen for metallisk kontakt mellom bearbeidede flaters profiltopper.

• ha gode rustbeskyttende egenskaper. Kondensert luftfuktighet forårsaker rust på komponentene hvis

oljen ikke kan hindre det.

Rust forkorter oljens levetid sterkt. Derfor må ikke rust forekomme i hydrauliske apparater. Hvis det er rust, for eksempel i rør, må den fjernes før systemet monteres. • ha god evne til å skille ut vann. Vann og olje danner sammen en emulsjon som har dårligere smøreegenskaper enn den reine oljen. Allerede et vanninnhold på 0,1 "o gjør at oljen begynner å se

melkeaktig ut. I moderne hydrauliske oljer prøver en å få vannet lett skilt ut, slik at det kan fjernes fra systemet. Kondensvann må fjernes fra systemet i den grad det er mulig. • ha liten skumdanning. Olje løser luft, særskilt ved høyt trykk. Hvis oljen går inn i systemet før luftboblene er gått ut, dannes det skum. Derfor må oljen ha god evne til å skille ut luft.

Skumdanning kan i stor utstrekning hindres ved at systemet blir riktig planlagt. Den hydrauliske oljen må ikke blandes med andre oljer, for da kan følgen bli en kraftig skumdanning. Som tommelfingelregel gjelder at oljen skal bli homogen, det vil si at alle bobler er steget til overflaten, når den får «hvile» i tanken i om lag tre minutter. Tanken må da ha et volum som er tre ganger større enn volumstrømmen pr. minutt. I for eksempel mobile systemer med små tanker må det stilles større krav til oljen. Hvis det kommer skummende olje inn i pumpa, vil pumpa oppføre seg på samme mate som ved luftlekkasje. Langvarig bruk av skummende olje skader pumpa. 115

• ha høyt flammepunkt. • ikke skade tetningsmaterialet. Hvis olje løser opp tetningsmaterialet, får vi lekkasjer, og en deigaktig gummimasse kan legge seg i klaringer og på filterflater og føre til driftsforstyrrelser.

A bedømme oljens tilstand

Den enkleste måten å bedømme tilstanden hos en olje på er å granske den og sammenligne oljen fra systemet med ny olje. Hvis oljen er klar og dessuten lukter som ny olje, er oljens tilstand god. Hvis oljeprøven er melkeaktig eller mørk og lukter annerledes enn ny olje, tar vi en prøve og lar den bli undersøkt i oljeleverandørens laboratorium, eller vi bytter oljen. Det fins også hurtigtestingsapparater som kan brukes på stedet, men de angir bare hvor mye oljens gjennomsiktighet er blitt forandret, og hvor mye mekaniske forurensninger den inneholder. Dette er ofte utilstrekkelig.

Når vi velger olje til et system, må vi ta hensyn til hvilken olje som er anbefalt av produsenten av utstyret, og velge en olje som oppfyller minstekravene for den mest følsomme delen.

Hydraulikkoljens egenskaper

Skyvestabilitet

Tilsetningsstoffer har betydning for slitasjen i det hydrauliske syste­ met.

Hydrauliske oljer av bestemt kvalitet inne­ holder slitasjesenkende tilsetningsstoffer, som minsker friksjonen mellom bevegelige deler og derfor også slitasjen (Mobil).

En avgjørende forskjell mellom hydraulisk kvalitetsolje og enklere hydraulisk olje ligger i skyvestabiliteten, det vil si oljens evne til å beholde sin viskositet og sin viskositetsindeks under bruk (Mobil).

Lagring og behandling av oljen Oljen skal lagres på fat, og hvis mulig skal fatene oppbevares liggende innendørs eller under tak. Reingjør gavlen og korken omhyggelig før du åpner et fat, slik at det ikke kommer forurensninger inn i fatet.

Bruk helt reine koblinger, rør osv. når du pumper olje fra et fat til hydraulikktanken. Det anbefales at vi samtidig filtrerer oljen med et 25 /zm filter. Vi bør unngå åpne kar, da åpne kar samler opp forurensninger på de oljete veggene.

117

Den hydrauliske oljens kompressibilitet I alminnelighet tror en at væsker er inkompressible. I virkeligheten kan de trykkes noe sammen. Dessuten inneholder væskene ofte litt luft, og det gjør dem enda mer kompressible. En væskes kompressibilitet beregnes med denne formelen: = volumet ved trykket px

y2 = jz • [1 - k • Ap]

V2 = volumet ved trykket p2

k = kompressibilitetsfaktor [1/MPa]

Ap = trykkøkningen p2 — pr [MPa]

Tabellen nedenfor trykkområder.

viser

k [1/MPa] trykkområde [MPa]

hydrauliske

8•10-4 0- 10

oljers

710-4 0-20

omtrentlige

kompressibilitetsfaktor

6,5-10 4 0-40

6-10’4 0-50

for

noen

Volumet av 100 1 blir etter en økning av trykket fra 0 til 14 MPa: 7= 100(1 - 7-10“4-14) = 100(1 - 0,0098) « 100 0,99 = 99 1

100 1 olje ved atmosfæretrykk blir altså 99 1 ved 14 MPa, altså 1 % mindre. Som et enklere mål kan vi angi at volumet avtar 1 % for 14 MPa trykkøkning, 2% for 28 MPa trykkøkning osv. Nå skulle en tro at noen prosents volumminskning ikke er mye å ta hensyn til, men kompresjonen skaper en del problemer, for eksempel ved konstruksjon av verktøymaskiner som styres hydraulisk. For å begrense problemene konstruerer en ofte slikt utstyr for relativt lave trykk (^15 MPa) og med så korte ledninger som mulig.

Vanskelig brennbare væsker I hydraulikken brukes det tre typer av vans­ kelig brennbare væsker:

vann-olje-blandinger vann-glykol-blandinger syntetiske væsker

De vanskelig brennbare væskene stiller ofte spesielle krav til komponentene. Hvis vi er tvunget til å bruke vanskelig brennbare væsker, bør vi rådføre oss med produsenten av komponentene, fordi

-

mange av dem etser metall. de løser tetninger og maling. de stiller spesielle krav til filtre o.l. deres smøreevne er ofte dårligere enn mineraloljens.

Når vi bruker væsker med dårlige smøreegenskaper, bør systemets arbeidstrykk fastsettes etter råd fra væskeleverandøren.

118

Olje i vann-emulsjon I slike hydraulikkvæsker er det 5-15% olje som emulsjon (dråper) i vann. Emulsjonen brukes ikke ofte, da den smører dårlig og gir fare for korrosjon. Men den har den fordel at den brenner dårlig, har lav viskositet og svært god kjøleevne.

Vann i olje-emulsjon I denne hydraulikkvæsken er det ca. 40 % vann som dråper i oljen. Ved høy temperatur fordamper vannet og hindrer brann. Emulsjonen har god smøreevne. Vannet forbedrer emulsjonens kjøleevne sammenlignet med rein olje. I emulsjonen kan skumhindrende tilsetningsstoffer brukes uten vanskelighet.

Vann-glykolblanding Vann og glykol blander seg lett med hverandre. Vanligvis inneholder blandingen 35-40 % vann og resten glykol. Væsken har høyere densitet enn olje. Det fører til større fare for kavitasjon enn når vi bruker hydraulisk olje.

Fosfatestere Dette er syntetiske væsker som vi vanligvis tilsetter midler som høyner viskositetsindeksen. De brukes ikke i noen større utstrekning, for de kan være giftige, og det er svært vanskelig å destruere dem. De er dessuten dyre. Blandinger med fosfatestere er også blitt prøvd i forsøkene på å finne en billig ikkebrennbar væske med gode hydrauliske egenskaper. Silikonvæsker

Silikonvæskene er det svært vanskelig å antenne. De har høy viskositetsindeks og kan brukes ved temperaturer helt opp til 300 C, men brukes bare i spesielle tilfeller, da de er svært dyre.

Øvingsoppgaver 1 Hvilke oppgaver har oljen i et hydraulisk system?

2 Hva angir viskositeten?

3 Hvorfor må oljens viskositet ikke overstige 800 cSt ved starting av en maskin?

4 Hvilken viskositet er passende under drift?

5 Hvor stor bør viskositetsindeksen minst være for en hydraulisk olje?

6 Regn opp minst fire egenskaper som en god hydraulisk olje bør ha.

7 Hvordan defineres en væskes densitet?

8 Hvis fargen på oljen har blitt gråaktig, hva kan du slutte av det?

9 Hva bør vi passe på når vi lagrer oljefat utendørs?

10

Hva må vi få rede på før vi bytter ut mineralolje i et system med en vanskelig brennbar væske?

Montering av hydrauliske systemer Funksjonssikkerheten hos et hydraulisk system avhenger i høy grad av hvor nøyaktig monteringsar­ beidet er blitt utført. Slurv ved monteringen gir seg ofte til kjenne allerede ved prøvekjøringen i form av driftsforstyrrelser.

Montering av hydrauliske systemer skiller seg ikke særlig fra montering av andre maskiner, men det fins enkelte særtrekk. Hydrauliske apparater, som pumper, ventiler, sylindere og motorer, er svært nøyaktig konstruert. De må aldri tvinges på plass. Hvis monteringen blir riktig utført etter de forskrifter som er gitt, går de på plass uten tvang.

Råd for monteringsarbeidet • Hold arbeidsplassen din rein og i orden, ellers kan forurensninger og til og med fremmede metallgjenstander komme inn i komponentene. • Studer omhyggelig monteringsforskrifter og tegninger. En forutsetning for at monteringsarbeidet skal lykkes, er at montøren gjennomgår monteringsforskriftene for han begynner det egentlige monteringsarbeidet. • Kontroller at de delene som skal monteres, er i orden. Ved transport av apparatene kan de skades. Skadde apparater må ikke monteres i systemet. De må først settes i stand eller skiftes. • La beskyttelsesolje og beskyttelsespropper sitte i sd lenge som mulig. 1 lufta svever det alltid forurensninger som kan komme inn i systemet. Beskyttende olje vaskes bort før monteringen, og de beskyttende proppene fjernes når koblingene monteres. Hvis ikke rør slutter til koblingene med en gang, bør koblingene beskyttes med propper. • Arbeid rolig og omhyggelig. Hastverk fører til slurv. Da blir lett kvaliteten dårlig og reinsligheten glemt. Den tiden vi sparer, taper vi mange ganger hvis vi får driftsforstyrrelser ved prøvekjøringen og må demontere systemet, reingjøre og montere på nytt. 121 11 Hydraulikk 2 bm.

• Gjett ikke - spor i stedet - hvis monteringsanvisningen ikke strekker til for å utføre monteringen. Stol ikke på gjetninger. De fører ofte til gale løsninger. • Delene skal reingjøres med kluterfriefor lo. Tvist må ikke brukes. Det beste resultatet oppnår vi ved å vaske delene og tørke dem med trykkluft. Da trykklufta alltid inneholder fuktighet, må delene oljes inn etter vaskingen så vi unngår korrosjon. • Ved monteringen må vi være oppmerksom på delenes temperatur. Når klaringene er så små som 1-4 pm, kan varmeutvidelse vanskeliggjøre monteringen. Ved krevende monteringsarbeid bør delene legges i olje med jevn temperatur. Der er de også beskyttet mot forurensninger. Hvis en sleid ikke vil gå inn i huset sitt, kan huset varmes litt, for eksempel med en varmevifte, og/eller sleiden kan kjøles i fryser eller kjøleskap. • Utfor om mulig monteringen i et reint miljø. Monteringsarbeidet bør ikke utføres på steder der en sveiser, bruker smergelskiver eller gjør annet arbeid som lager støv. Hvis det ikke er mulig å flytte til et annet sted, må komponentene beskyttes med for eksempel skillevegger eller presenninger.

Gjør du monteringsarbeidet ...

...slik?

... eller slik? (John Deere)

Montering av hydrauliske pumper og motorer Følg produsentens monteringsforskrifter! Pumper og motorer er presisjonsmaskiner som må mestre stor effektomvandling i forhold til sin størrelse. Hvis komponentene bare har en rotasjonsretning, er den angitt på huset.

Hvis pilen vil bli dekket over etter monteringen, må vi merke av rotasjonsretningen på synlig sted for seinere anledninger (figuren neste side, Volvo). 122

Ved montering av en akselkobling må koblingen aldri slås på akselen til pumpa eller motoren.

Hver slag virker nemlig på lageret, som da blir skadd. Koblingene presses på plass eller varmes opp slik at de utvider seg og går på akselen. Når vi monterer en kobling ved hjelp av varme, må monteringen planlegges nøye på forhånd, slik at koblingen ikke setter seg fast i feil stilling.

Opprettingen av akslene må gjøres nøyaktig. Retningsfeil mellom drivmotorens og pumpas aksel belaster pumpas aksel.

Mellomaksler skal monteres slik at deres vinkler er like store i begge ender (figuren nedenfor, Volvo). Den største tillatte vinkelen er 3-5 .

Returledningene for lekkasjeolje skal monteres slik at oljen ikke renner ut av huset. Før vi kobler til røret, fylles huset med hydraulisk olje, slik at delene er smurt fra begynnelsen av.

Riktig montert ledning

Galt montert ledning fører til at delene blir uten smøring.

Returledningene for lekkasjeolje legges vanligvis som separate rør til tanken og helst under væskeoverflaten. I lekkasjeoljekretsene må det ikke forekomme overtrykk, for det kan skade akseltetningene til komponentene.

Akseltetningen må motstå trykket i huset (Vickers) 124

Reim- og tannhjulsoverføringer (transmisjoner) fører til radialkrefter på pumpas eller motorens aksel. Vanligvis angir produsenten svært nøyaktig hvor stor radialkraft en aksel kan belastes med.

I tabellen over Volvos pumper serie Fil vises den største tillatte kraften på akselen til vedkommende pumpe. Hvis kraftens retning ikke er i overensstemmelse med figurens, reduseres tabellverdiene med 30%.

Radialkrefter som belaster akseltappene ved for eksempel kilereimsdrift.

Mellom driftsmaskinen og pumpa må det alltid være en fleksibel del, for eksempel en elastisk kobling, en kilereim eller en mellomaksel. Beskyttelsesproppene i pumpenes og motorenes koblinger må ikke tas bort før rørene skal monteres.

Montering av sylindere Ved montering av en sylinder må vi være oppmerksom på de påkjenningene den vil bli utsatt for. Sylinderne er konstruert for lineær (aksial) fram- og tilbakegående bevegelse. Radial belastning på stempelstanga sliter fort ned lagerforinger og tetninger. Opprettingen ma altså utføres omhyggelig.

125

Ved hjelp av kuleledd kan vi unngå bøyespenninger. Hvis den fastspente detaljen har en uregelmessig form, bør det være et kuleledd mellom trykkplaten og stempelstanga, for ellers går stempelstanga i stykker.

Et kuleledd tillater en liten retningsfeil uten at sylinderen blir belastet ved bøyning.

Kuleleddene må ikke være slitt, for det fører til bøyespenninger i stempelstanga.

Da sylinderen forskyver en sleid med egen styring, må opprettingen av sylinderne og sleiden utføres meget omhyggelig.

Luft

Olje

Selv en liten vinkelfeil forårsaker vrispenninger. Lufteskruene må være plassert på de høyeste stede­ ne for at luft skal kunne fjernes så fullstendig som mulig. Hvis sylinderen ikke har lufteskruer, må vi passe på at koblingene rettes oppover. Hvis de kommer på siden eller under, utføres luftingen før den egentlige monteringen. Det kan være vanske­ lig på store sylindere.

126

Festeskruer

Hvis en sylinder spennes fast til underlaget i begge ender, må vi ta hensyn til sylinderens varmeutvidelse. Styrepinner plasseres enten i forgavlen eller bakgavlen, men ikke i begge. Klaringen mellom festeskruene og hullene er tilstrekkelig til å ta opp varmeutvidelsen.

Hvis stempelstanga kan gå lenger ut enn det er plass til, må vi sørge for at bevegelsen begrenses av en mekanisk stopp i sylinderen eller utvendig, slik at bøyningsspenning ikke kan oppstå.

Vi må også forsikre oss om at det ikke fins andre hindre for sylinderens bevegelse.

Slangene må festes slik at de ikke kan komme mellom bevegelige deler.

Sylinderen bøyes og skades.

Montering av ventiler Ved montering av en ventil må vi • prøve å montere ventilen slik at den er lett å komme til. Da er det enkelt å utføre service.

•

unngå steder som rister kraftig, som er skitne eller som blir varme, ellers kan det gå ut over ventilens funksjonssikkerhet.

•

unngå å montere en ventil slik at den dekkes med rør eller andre maskindeler. Ved service og reparasjon må vi i så fall fjerne de delene som dekker. Rørkoblinger for eksempel begynner å lekke hvis de monteres og demonteres ofte.

•

prøve å montere retningsventilene med sleiden horisontal.

•

huske på å la beskyttelsesproppene være på plass til ledningssystemet er montert.

Ventiler monteres på en koblingsplate eller festes på maskinstammen på annen måte.

Montering på koblingsplate

Figurene ovenfor (Herion) viser til venstre en koblingsplate med flensmontering og til høyre en rekke ventiler montert på koblingsplater.

Ventilen monteres med sin slipte underflate mot den slipte koblingsplaten. Koblingene fins på underflaten til ventilen, og de tettes med O-ringer. O-ringsporene er i ventilhuset eller på en separat plate som legges mellom ventilhuset og koblingsplaten. Når vi monterer ventiler på en koblingsplate, må de plane flatene oljes for at det ikke skal bli korrosjon. Vi må forsikre oss om at O-ringene holder seg på plass, for eksempel ved å bruke vaselin. Vi må ikke bruke så mye vaselin at den kan følge med oljen inn i systemet og eventuelt stoppe til små strømningskanaler.

128

Ventilenes festeskruer må strammes jevnt og i kryssende rekkefølge. Vi bør bruke momentnøkkel, spesielt ved store ventiler. Selv en liten bøyning av ventilhuset fører til at sleiden setter seg fast.

Ved montering på en koblingsplate fins alle rørkoblingene i platen. Hvis ventilen må løsnes ved service eller ved for eksempel en driftsforstyrrelse, går dette meget raskt ved at en løsner festeskruene. Da er det ingen fare for at koblinger skal begynne å lekke etter monteringen (Herion).

Figurene lengst nede viser noen forskjellige koblingsplater.

129

På samme koblingsplate kan vi montere mange ventiler, som figuren viser (Heriori).

Når vi monterer rørsystemet, må vi dra koblingene til i tur og orden ved å begynne fra den ene enden. Når alt er montert, er det umulig å trekke til en kobling som lekker, uten å demontere rør i nærheten.

Til en og samme koblingsplate kan vi også koble mange forskjellige slags ventiler, som figuren nedenfor (Vickers) viser et eksempel på. Dette kalles «modulventilsystem». Systemet styrer en sylinder med gjennomgående stempelstang. Fargene forklarer situasjonen når magnetspolene er uten spenning og væskestrømmen fra pumpa går gjennom trykkbegrensningsventilen til tanken.

Elektrisk styrt 4/3-retningsventil

Hydraulisk lås

Dobbel strupetilbakeslagsventil

T rykkbegrensningsventil

Koblingsplate

- Last

Montering uten koblingsplate

Hovedregelen er at vi aldri må la en ventil henge i rørsystemet. Den må festes i maskinstammen. Muligens kan vi gjøre unntak fra denne regelen for tilbakeslagsventiler og andre små ventiler. 130

Produsentene utstyrer ofte ventilene med festeinnretning. Figuren viser en blokkventil med fotter som er festet til ventilen med de samme skruene som holder seksjonen sammen.

Øvingsoppgaver 1 Hva vil du gjøre hvis delene du skal montere, ikke vil gå inn på rett plass uten at du bruker makt?

2 Hvorfor må beskyttelsesolje og beskyttelsespropper ikke fjernes for tidlig?

3 Hvordan monterer vi en kobling på en motoraksel?

4 Hva betyr pilen på huset til pumper og motorer?

5 Hvilken del i motoren blir skadd hvis høye trykk opptrer momentant i huset?

6 Hvordan skal en sylinder med lufteskruer monteres?

7 Hva må vi være oppmerksom på ved montering av retningsventiler?

8 Forsøk å få rede på hva som er de vanligste årsakene til funksjonsforstyrrelser i nymonterte hydrauliske systemer.

Servoventiler En servoventil innstiller en drevet enhets stilling, hastighet eller trykk til den verdi som bestemmes av det styresignal ventilen får. Det skjer ved at den styrer og regulerer volumstrømmen til enheten, inntil et tilbakekoblingssignal fra enheten forteller at styresignalets krav er oppfylt. Styresignalet kan være mekanisk eller elektrisk. Elektrisk styrte servoventiler deles inn i ettrinns-, totrinns- og tretrinnsventiler.

Spesielle krav til servosystemer (hjelpekraftsystemer)

Vi har ofte snakket om kravene til reinhet i hydrauliske systemer. Alle vil ha dannet seg en oppfatning av hvor viktig det er at ingen forurensninger slippes inn i systemet. Trykkfilteret i et vanlig hydraulisk system filtrerer kanskje bort alt som er større enn 20 /.zm. I systemer med servoventiler må vi stille enda høyere krav til reinhet.

I servoventiler er klaringen mellom de bevegelige delene ofte bare 2-4 /zm. Det kan vi sammenligne med at den minste partikkelen vi kan se med det blotte øye, er ca. 40 pm (et hårstrå er 30-70 /zm). Forurensninger som føres med lufta, er ofte mye mindre og er altså ikke synlige.

Før servoventiler monteres inn i et system, må systemet spyles. Ventilene monteres alltid på monteringsplater. Før spylingen dekkes disse med særskilte spyleplater, som har et kanalsystem som tillater oljen å passere mellom ventilkoblingene. Så spyler en i 6-8 timer med et 10 pm trykkfilter koblet inn. Produsentene av ventiler gir anvisninger om spylingen, og disse må følges i minste detalj.

Hvis et rørsystem må forandres eller repareres, må vi også alltid spyle før systemet brukes igjen. Servoventilene erstattes da av spyleplater. Når vi løsner ventilen, for eksempel for service eller for å sende den til reparasjon, må den umiddelbart utstyres med beskyttelsesplate som hindrer at forurensninger kommer inn i ventilen. Hvis en ny servoventil ikke straks monteres på koblingsplaten, monteres en spyleplate i stedet for ventilen. Ingen åpninger må stå ubeskyttet. Før ventilen monteres igjen, må systemet alltid spyles. 133 12 Hydraulikk 2 bm.

Mekanisk servoforsterker eller følgesystem

Når spaken dras til venstre, følger sleiden med...

Fra pumpa

Når vi skyver spaken mot venstre, følger sleiden med og åpner kanal for oljen til sylinderens stempelstangside, og deretter beveger stempelet seg mot venstre. Sylinderens stempelstang er mekanisk koblet til ventilhuset. Når stempelstanga beveger seg mot venstre, følger ventilhuset med så langt at sleiden stenger kanalen til sylinderen. Ved dette stopper stempelstanga. Hvis den beveger seg for langt mot venstre, vil også ventilhuset bevege seg for langt mot venstre, og sleiden styrer olje til sylinderens bakre kammer. Dermed går ventilen tilbake til riktig stilling. Stempelstanga fungerer som systemets tilbakekobling. I systemet følges stempel og sleid at, og dette er opphav til betegnelsen følgesystem. Hvis spaken føres langsomt mot venstre, følger stempelet langsomt etter, fordi sleiden er utformet slik at den struper volumstrømmen noe (overlapping, se nedenfor). Hvis spaken føres raskt, bestemmes hastigheten til stempelet av væskestrømmen fra pumpa. Da blir det tungt å flytte spaken, for sleiden går mot ventilhuset, og vi bruker i praksis kraft til å flytte stempelet. Det vil si at vi opptrer som om vi ikke hadde noe servosystem.

Dette er noe som lett hender i hydrostatiske styresystemer, som fins for eksempel i tunge biler. Når de skal svinge, går motoren som driver pumpa, ofte med lavt omdreiningstall. Hvis sjåføren dreier rattet for raskt i en av retningene, stopper rattbevegelsen.

134

Pasningslapping, overlapping og innsmettlapping Figurene nedenfor viser forskjellige lappinger. Lapping er forskjellen mellom bredden på sleiden og bredden på kanalen i huset. Ved pasning er sleiden like bred som kanalen. Kanalen er helt stengt bare når sleiden befinner seg midt foran kanalen. To prinsipper for pasningslapping brukes i ventilene. Ved overlapping er sleiden bredere enn kanalen og stenger kanalen selv om den er litt forskjøvet i forhold til kanalen. Ved innsmettlapping er den smalere enn kanalen.

Pasningslapping

Overlapping

Innsmettlapping

Etter reparasjon og service må ventilene alltid stilles til null, det vil si at sleiden må stilles inn sentralt i nullstilling i forhold til huset. Dette krever ofte spesialverktøy og laboratoriebenk. Justeringen kan iblant også skje på den mekaniske returarmen etter monteringen.

Allment om elektrisk styrte ventiler Følgesystem

Figuren nedenfor viser hvordan et følgesystem for elektrisk styrt servoventil er bygd opp.

1 2

Styresignalsender Servoforsterker

3

Styremotor ] _ > Servoventil Ventilsleid j

4

5 6 7 8

Sylinder eller motor Last Tilbakekoblingsapparat, tachometergenerator Tilbakekoblingsapparat. potensiometer Figuren har ikke standardsymboler

135

Styresignalsenderen sender et styresignal til servoforsterkeren. Styresignalet kan komme fra et potensiometer, et magnetbånd, en hullremse eller en annen signalkilde. Servoforsterkeren befordrer signalene videre til servoventilens styremotor, som styrer ventilsleiden. Servoventilen styrer den drevne enheten slik at den akselereres mot innstilt hastighet eller beveger seg mot innstilt posisjon. Til lasten eller den drevne enheten er det koblet et tilbakekoblingsapparat, som består av en tachometergenerator, er potensiometer eller en annen type elektromekanisk giver som kan omvandle mekaniske impulser til elektriske signaler. Tilbakekoblingssignalet går til servoforsterke­ ren, der signalet sammenlignes med det opprinnelige styresignalet. Forskjellen går som feilsignaler videre til styremotoren, som utfører kontinuerlig korrigering ved hjelp av servoventilen.

Forskjellige typer servoforsterkere

Stillingsservoforsterker En stillingsservoventil styrer en drevet enhet til en bestemt stilling etter et styresignal. Når signalet blir gitt, åpner styremotoren servosleiden helt, og det strømmer olje til den drevne enheten. Den drevne enhetens hastighet bestemmes av væskestrømmen fra pumpa inntil den nærmer seg den stillingen som signalet representerer. Ved dette struper servoventilen volumstrømmen kontinuerlig inntil stillingen er nådd og ventilen er helt stengt. Den drevne enheten har nå stoppet i den stillingen som styresignalet forutsetter.

Hastighetsservoforsterker

En hastighetsservoforsterker gir den drevne enheten en bestemt hastighet, som tilsvarer styresignalet. Når signalet blir gitt, åpner styremotoren servosleiden og akselererer den drevne enheten inntil tilbakekoblingssignalet melder at den ønskede hastigheten er oppnådd. Denne hastigheten tilsvarer en viss stilling hos servosleiden, som styrer trykkolje til servoventilens A-kanal eller B-kanal. En hastighetsservoforsterker regulerer væskestrømmen gjennom ventilen og er derfor en væskestrømsreguleringsventil.

T rykkservoforsterker Trykkservoforsterker brukes for regulering av kraft i et hydraulisk system. Kraftregulering kommer på tale når et stempel kan bevege seg i begge retninger. En trykkservoforsterker kan regulere trykket fra avlastningstrykk opp til maksimalt trykk.

Bruken av elektrisk styrte servoventiler

Vanligvis styrer servoventilene en sylinder eller en motor, men når store volumstrømmer er aktuelle, kan servoventilene styre en variabel pumpes reguleringsapparat.

136

I en ettrinns servoventil styrer styremotoren ventilens sleid direkte. Den brukes ved små volumstrømmer.

I en totrinns servoventil styres hovedventilens sleid ved hjelp av en styreventil, som styres av styremotoren. Den brukes ved store volumstrømmer.

I en tretrinns servoventil styres hovedventilens sleid ved hjelp av en styreventil, der sleiden i sin tur styres av en annen styreventil, som igjen styres av styremotoren. Den brukes ved meget store volumstrømmer.

137

Den elektriske styremotorens funksjon

Figuren nedenfor (Vickers) viser en vrimotor og en kraftmotor med bevegelig vikling.

I vrimotoren er det et anker av magnetisk materiale som beveger seg i et permanent magnetfelt. Ankerets poler og dermed dets bevegelse i magnetfeltet bestemmes av retnin­ gen på strømmen gjennom vinklingen.

Figuren ovenfor viser en styremotor med beve­ gelig anker. Ankeret henger i luftgapet til en permanent magnet og forflyttes opp eller ned proporsjonalt med strømmen gjennom ankeret.

Servoventiler av sleidtypen Ettrinns servoventil av sleidtypen

138

Figuren (Vickers) viser en ettrinns servoventil av sleidtypen. Vrimotoren er mekanisk koblet til sleiden ved hjelp av en stang. Motoren flyttes fra midtstillingen ved hjelp av et elektrisk signal, og motorens bevegelse overføres umiddelbart til servoventilens sleid. Sleidens bevegelse er proporsjonal med det elektriske signalet. Når strømmen er null, er sleiden i nullstilling, og når strømmen er +300 mA, er kanal A helt åpen. Når strømmen er 4-300 mA, er kanal B helt åpen.Ved mindre strømstyrker kan sleiden trinnløst innta stillinger mellom helt åpen og helt stengt, slik at stillingen alltid står i et visst forhold til strømstyrken. Ventilen kan bare styre og slippe gjennom små volumstrømmer, noe som kommer av at vrimotoren har liten styrekraft og kort bevegelse. Vi må prøve å plassere ventilen så nær det styrte apparatet som mulig. Da blir mengden av trykkolje minst, noe som er viktig i servoteknikk. Lange ledninger og slanger kan på grunn av sin og væskens elastisitet forårsake feilsignaler slik at den drevne enheten aldri oppnår en stabil tilstand.

Totrinns servoventil av sleidtypen

En totrinns servoventil av sleidtypen styrer store volum­ strømmer. Figuren på neste side (Vickers) viser en servoventil i nullstilling. Da er begge koblingene til den hydrauliske motoren stengt. Servoen fungerer her som hastighetsservo. Når styremotorens strøm er null, er ventilen i likevekt, og begge sleidene er i den stillingen figuren viser. Styretrykket (po) virker kontinuerlig i styreventilen og på hovedsleidens minste areal. Hovedsleiden trykkes mot venstre av styretrykket po og returarmens fjærkraft. 139

På hovedsleidens største areal virker det et trykk som er halvparten av styretrykket, fordi arealet er dobbelt så stort og oljerommet er stengt.

Styreventilens sleidledning trykkes mot høyre av fjærkraften, som balanseres med returarmen, slik at ledningen er i likevekt og kanalen til hovedsleidens største areal er stengt (venstre side av figuren). Hovedsleidens nullstilling stilles inn med en skrue som er under sleidledningen. Sleidledningen presses mot stillskruen av en fjærkraft som virker på rørets venstre side.

2 I nullstilling er styreventilen i likevekt og stenger kanalen til hovedsleidens største areal. Trykket er her halve styre­ trykket (p0/2).

3 Styretrykket virker hele tiden her og på hovedsleidens lille areal.

Styreventilens sleid

Pumpetrykk Armens understøttingspunkt (stillbart)

Styreventilens sleidledning

Viklinger

Ps

Vrimotorens anker

Returarm

Sleidens lille areal (1/1)

Hovedventilens sleid i det bevegelige sleidrøret Styretrykk

1 Hovedsleidens store areal er dobbelt så stort (2A) som det lille arealet der styretrykket virker hele tiden.

4 Styretrykket holder hovedsleiden på plass, motvirket av trykket p0/2, som virker på det store arealet. Po'A = l/2Po'2A

Figuren nedenfor viser ventilen når styremotoren har fått styresignal, som befordres videre til motoren gjennom styreventilen og hovedventilen. Motoren begynner å rotere i A-retningen.

2 .. .kan styretrykket virke på hovedsleidens store areal, og sleiden forskyves til høyre. Styreventilens sleidrør

1 Når vrimotoren forskyver styreventilens sleid mot venstre...

6 Sleidrøret beveger seg i samme retning som sleiden og bryter oljestrømmen når ønsket hovedsleidstilling er nådd.

3 Det åpnes vei for pumpetrykket til A-kanalen (hydraulikkmotoren). Styreventilens sleid

Armens understøttingspunkt (stillbart) Vrimotorens anker JOOO

Viklinger

Sleidens store areal (2A)

Styretrykk

7 Styresleidens stilling i forhold til hovedsleiden kan reguleres.

Hovedventilens sleid i det bevegelige sleidrøret 4 B-kanalen forenes med tankkoblingen.

Sleidens lille areal (IX)

5 Returarmen overfører hovedsleidens bevegelse til styreventilens sleidrør.

Hvis vi vil få motoren til å rotere i motsatt retning, må strømretningen til styremotoren forandres. Servoventilen passer da på at den hydrauliske motoren begynner å fungere etter det nye signalet.

141

4 Fjæra tvinger sleidrøret til å følge hovedsleidens bevegelser.

1 Når vrimotoren forskyver styre­ ventilens sleid mot høyre...

Styretrykk

Styreventilens sleid

Vrimotorens anker

Styreventilens sleidrør

Pumpetrykk 2 .. .synker trykket i dette rom­ met ...

Viklinger

Hovedventilens sleid Sleidens lille areal (1 A) Sleidens store areal (2/1)

3.. .og styretrykket her forskyver hovedsleiden mot venstre.

Returarm

Hovedsleidens bevegelse mot venstre slutter når styreventilens sleidrør forskyves så langt av fjærkraften at styresleiden stenger kanalen fra hovedsleidens enderom til tanken. Nå har den hydrauliske motoren en rotasjonsfrekvens (et omdreiningstall) som stemmer overens med styresignalet. Den mekaniske returarmen får styreventilens sleidrør til å følge hovedsleidens bevegelse. Styresleidens bevegelse befordrer det elektriske signalet videre til hovedventilen. Hovedsleidens og styresleidrørets bevegelser reagerer på signalet ved hjelp av returarmen.

142

Styretrykk

Styretrykk til servoventiler kan tas fra forskjellige kilder. Hvis vi bruker systemets arbeidstrykk, må vi bruke trykkreduseringsventil og akkumulator. Ved å ta trykket fra en helt separat kilde oppnår vi følgende fordeler: • Vi får større fleksibilitet i reguleringen av systemet. • Vi kan ordne med separat filtrering for styreoljen. • Vi unngår at trykkvariasjoner, som kommer fra variasjoner av lasten, påvirker styresleidens funksjon.

Dither

Når styreventilens sleid skal flyttes, må en viss hvilefriksjon mellom sleiden og sleidrøret overvinnes før sleiden kan bevege seg. Hvis vi utstyrer styremotoren slik at den skal overvinne friksjonen, gir den sleiden for rask bevegelse når den er kommet løs. For å motvirke dette holder vi sleiden i bevegelse hele tiden. Ved å overføre strømmen til styremotoren med et vekselstrømssignal med en frekvens på 50-400 Hz og lav amplitude får vi sleiden til å stå og dirre. Dette vekselstrømssignalet kalles dither (engelsk uttale «dfåa»).

Ved at sleiden er i kontinuerlig bevegelse ved hjelp av dither, tåler også ventilene forurensninger bedre.

Montering av servoventil av sleidtypen

På figuren nedenfor (Vickers) er en servoventil montert direkte på en hydraulisk motor sammen med trykkbegrensningsventiler og en regulerbar struping.

Trykkbegrensningsventil

143

Servoventil av klafftypen

7 MPa 7 MPa

Klaffen er koblet til sleiden for å gi mekanisk tilbakekobling (vises ikke på figuren).

I denne servoventilen av klafftypen (Vickers) virker det på begge ender av sleiden en fjærkraft og et trykk på 3,5 MPa når sleiden står i midtstilling. Størrelsen på trykket bestemmes av gapet mellom klaffen og munnstykkene. Gjennom munnstykkene strømmer det olje kontinuerlig tilbake til tanken. Klaffen er mekanisk koblet til sleiden for å gi tilbakekobling. Når vrimotoren får et elektrisk styresignal, forskyver den klaffen så mye fra midtstillingen som styresignalet forutsetter. Dermed vokser gapet mellom klaffen og det ene munnstykket, samtidig som gapet mellom klaffen og det andre munnstykket blir mindre. Trykket stiger i det munnstykket som er nær klaffen, og synker i det munnstykket som er lenger unna klaffen. Trykkforskjellen påvirker sleiden og forskyver den mot det lavere trykket, helt til fjærkraften, som øker når fjæra trykkes sammen, kompenserer trykkforskjellen. Ved svakt styresignal vris klaffen bare litt, og trykkforskjellen blir liten. Sleiden åpner da bare delvis kanalen fra trykksiden til A- eller B-tilkobling. Med et kraftig styresignal åpnes kanalen fra P til A eller B fullstendig.

144

SH-4-type elektrisk-hydraulisk servoventil

Elektrisk tilkobling

Klaffsystem

Fast struping (i hver ende)

Figuren (Vickers) viser en totrinns servoventil av klafftypen. Matetrykket ledes gjennom to faste strupinger til styretrykkammeret. Derfra strømmer oljen forbi klaffen gjennom munnstykket til gavllokket og derfra videre til tanken.

Kraftmotoren er mekanisk koblet til klaffsystemet, og klaffsystemet er koblet til ventilsleiden med tilbakekoblingsfjærene. Når et styresignal forskyver kraftmotoren mot venstre, vil spindelen forskyve klaffsystemet nærmere det venstre munnstykket og lenger vekk fra det høyre. Trykket øker i det venstre styretrykkammeret, samtidig som det minker i det høyre kammeret. Hovedsleiden begynner å bevege seg mot høyre og spenner samtidig den høyre tilbakekoblingsfjæra. Sleiden stopper når fjærkraften i den høyre tilbakekoblingsfjæra er like stor som kraftmotorens trekkraft mot venstre. Klaffsystemet sentreres i denne likevektsstillingen, og hovedsleidens bevegelse slutter fordi trykkene i styretrykkamrene utjevnes og blir like store.

For fininnstilling av servoventilens nullstilling brukes stillskruen i motorgavlen. 145 13 Hydraulikk 2 bm.

Servoventil av strålerørstypen (jetpipe) I en servoventil av strålerørstypen beveger sleiden seg hvis de trykkene som virker på sleidendene, er like store.

Styretrykket blir tatt fra hovedtrykkanalen gjennom et filter og en struping til munnstykket på strålerøret. Det fordeler strålen jevnt til endene av sleiden ved hjelp av mottakeren. Når vrimotoren ikke har strøm, virker like stort trykk på de to endene av sleiden, og sleiden er i midtstilling. Munnstykket er koblet til sleiden ved hjelp av tilbakekoblingsfjærene og returarmen.

Når vrimotoren får en positiv eller negativ impuls, vrir den strålen slik at den største delen av strålen går gjennom mottakeren til den ene enden av sleiden. Da stiger trykket der, og sleiden beveger seg mot den andre enden og mot returfjæra. Når returfjæras kraft er større enn vrimotorens kraft, blir strålen sentrert. Trykket ved sleidenden blir utjevnet, og sleidbevegelsen slutter i den ønskede stillingen (Vickers).

I en hastighetsservoforsterker stopper sleiden i ønsket åpenstilling, slik at vi får den ønskede hastigheten på den enheten som drives. I en stillingsservoforsterker fører retursignalene ventilsleiden tilbake til midtstillingen når en ønsket stilling er nådd.

Service på servoventiler Funksjonsforstyrrelser i servoventiler kommer praktisk talt alltid av forurensninger, håndteringsfeil eller mekaniske skader. Hvis det er noe som forstyrrer i en ventil - den sentrerer ikke, stabiliserer seg ikke - kommer det ofte av at sleiden har satt seg fast.

Hvis en ventil sendes til service, må tilkoblingsåpningene dekkes til med beskyttelsesplater. Når vi har service, vaskes først ventilen helt rein utenpå. Deretter demonteres den. Etter demonteringen skal alle delene vaskes 10-15 minutter i et ultralydvaskeapparat med renset bensin. Etter dette skifter vi vaskevæske, og delene vaskes en gang til i ca. 10 minutter. Så kontrollerer vi at delene er i stand, tetninger skiftes, og ventilen monteres sammen. Ved monteringen skal delene oljes inn.

Monteringen kan kreve spesialverktøy og monteringsjigg. Dette gjør det lettere å stille ventilen på null. Noen ventiler må monteres i jigg for at sentreringen skal bli nøyaktig nok, og for at det skal være tilstrekkelig mulighet for fininnstilling. Etter monteringen skal en, hvis mulig, prøvekjøre ventilen i en laboratoriebenk for å kontrollere funksjonen og fminnstille nullstillingen.

Service på servoventiler skal gjøres i atskilte, støvfrie rom. Når vi vasker delene, må vi alltid bruke ultralydvaskeapparat, slik at vi kan være sikre på at delene er skikkelig reine.

Øvingsoppgaver 1 Hvordan utføres spyling av ledningssystemet før en servoventil kobles til?

2 Hvor brukes en følgeservoforsterker (et følgesystem)?

3 Hva betyr pasningslapping, overlapping og innsmettlapping?

4 Hvilken servoforsterker styrer en enhet til en bestemt stilling etter et styresignal?

5 Hva menes med begrepet styretrinn?

6 Hvorfor brukes dither i servoforsterkere?

7 Hva forårsaker vanligvis forstyrrelse i servoventilenes funksjon?

Kilder Lærebøker: Industrial Hydraulics Manual Mobil Hydraulics Manual Handbuch der Hydraulik Service Grundlagen Hydraulik Larobok i hydraulik

Sperry Rand AB Vickers « « John Deere Rexroth/Zander & Ingestrom

Brosjyremateriell fra følgende fabrikanter og forhandlere:

Atoy Oy, Ingenjorsfirma Raimo Narhi. Mercantil Ab, J P Produkter Oy, Axel von Knorring, Danfoss, Cronvall. Helsingin Laakeri Oy, Oy Parker Hannifin, SKEGA AB, Suomen Autoteollisuus OY, Zeta AB, Tecalemit AB, Volvo hydraulik, Auramo Oy, Telko Oy, Valtameri Oy, Mobil oil.

Teollisuushydraulikka ja-pneumatiikka 1. Ingenjorsorganisationernas skolningscentral, publikation 46-48. SMS 712 NS 1422