Trillingsdemping en montage van graafmachineregelklep: het trillen dat uw zeehonden doodt, verhelpen

Elke graafmachinemonteur heeft hetzelfde zien gebeuren. Je herbouwt een regelklep, haalt elke bout volgens de specificaties aan, installeert hem weer op de machine en binnen 500 uur staan ​​de fittingen weer olie te huilen. De O-ringen zien er prima uit. De poorten zijn niet beschadigd. Dus wat ging er mis?

Het antwoord is bijna altijd trillingen – en meer specifiek, het feit dat niemand de klep heeft gedempt voordat hij de klep vastschroefde.

Regelkleppen zitten direct op de pompuitlaat. Dat betekent dat elke drukpuls van de hoofdpomp, elke verbrandingsstoot van de dieselmotor en elke impact wanneer de bak een rots raakt, een schokgolf rechtstreeks in het klephuis stuurt. Zonder de juiste isolatie werken deze trillingen de bouten los, barsten het gietstuk en vernietigen de afdichtingsoppervlakken lang voordat de klep ooit een druppel vuile olie ziet.

Waarom standaardmontage mislukt bij trillingen in de echte wereld

De meeste klepmontageopstellingen in de fabriek maken gebruik van stijve stalen beugels en rubberen doorvoertules die zijn ontworpen voor een testbank, niet voor een bouwterrein. Het rubber hardt uit na enkele warmtecycli. De beugels buigen onder belasting. De bouten die alles bij elkaar houden, ondergaan elke keer dat de motor aanslaat een wisselende spanning - vastdraaien, losdraaien, vastdraaien, losdraaien - totdat de draadwrijving daalt tot onder wat nodig is om op zijn plaats te blijven.

De frequentie van de pompdrukpulsatie op een typische hoofdpomp van een graafmachine ligt tussen 40 en 120 Hz, afhankelijk van het motortoerental en de cilinderinhoud. Dat bereik komt overeen met de natuurlijke resonantiefrequentie van de meeste klepmontagebeugels. Resonantie versterkt trillingen met een factor drie tot vijf keer. Een pomppuls die bij de bron een beweging van 0,02 mm meet, wordt dus 0,1 mm bij de klep – genoeg om een ​​grendel in weken te vermoeien.

Door slangen veroorzaakte trillingen zijn een tweede probleem dat genegeerd wordt. De hogedrukslang die de pomp met de klep verbindt, draait rond elke keer dat de giek zwaait of de cabine draait. Die slang werkt als een zweep en brengt kinetische energie rechtstreeks naar de inlaatpoort van de klep over. Stijve leidingverbindingen maken dit nog erger, omdat ze elke schok doorgeven zonder er iets van te absorberen.

Een trillingsisolatiesysteem bouwen dat echt werkt

Het juiste isolatormateriaal en plaatsing kiezen

Niet al het rubber is hetzelfde. De zachte rubberen bussen die standaard op de meeste machines worden geleverd, gaan snel achteruit als ze worden blootgesteld aan hydraulische olienevel en motorwarmte. Binnen 2000 uur veranderen ze in hard plastic dat trillingen overbrengt in plaats van absorbeert.

Gebruik nitrilrubber- of polyurethaansteunen die geschikt zijn voor continue blootstelling aan olie en temperaturen tot 120 graden Celsius. De durometer moet ongeveer 60 tot 70 Shore A zijn: zacht genoeg om hoogfrequente trillingen te absorberen, maar stevig genoeg om het klepgewicht vast te houden zonder uit te zakken.

Plaats isolatoren op drie punten: twee onder de klepmontageflens en één aan het uiteinde van de aandrijving. Het uiteinde van de actuator is van cruciaal belang, omdat daar de solenoïde- of hefboomconstructie geconcentreerde massa toevoegt. Een enkele isolator onder de actuator voorkomt dat het geheel op de montagebouten gaat schommelen.

De afstand is ook belangrijk. Houd isolatoren zo dicht mogelijk bij de bevestigingspunten van de klep, idealiter binnen 25 mm van elk boutgat. Als u de isolatoren ver van de klep monteert, buigt de beugel tussen de houder en de klep en verliest u het grootste deel van het dempende effect. Zie het als een auto-ophanging: de veer moet precies op het stuur zitten en niet halverwege de as.

De beugel ontwerpen om te buigen in plaats van de klep

De montagebeugel zelf moet het onderdeel zijn dat beweging absorbeert, en niet het kleplichaam. Dit betekent het gebruik van een beugelontwerp met opzettelijke flexzones: dunne delen of sleufgaten die gecontroleerde beweging mogelijk maken.

Een gebruikelijke aanpak is het gebruik van extra grote boutgaten in de beugel, doorgaans 2 mm groter dan de boutdiameter. Door die speling kan de beugel onder trillingen enigszins verschuiven zonder dat de belasting op de klepdraden wordt overgebracht. Gebruik aan de klepzijde gaten van standaardformaat, zodat de klep op zijn plaats blijft ten opzichte van het eigen montageoppervlak.

Sommige winkels lassen een klein stalen lipje met een rubberen kussentje tussen de beugel en de klepflens. Het lipje is dun genoeg om te buigen, maar dik genoeg om de statische belasting te dragen. Bij trillingen buigt het lipje en wordt het rubber samengedrukt, waardoor de energie in de vorm van warmte wordt afgevoerd in plaats van deze door te geven aan het gietstuk.

Vermijd stijve klembeugels die door het klephuis worden geschroefd. Deze veroorzaken puntbelastingen die de aluminium behuizingen van compacte machines doen barsten. Verdeel de klemkracht over de volledige flens met behulp van een houder in wiegstijl die over het gehele bodemoppervlak contact maakt met de klep.

Bout- en bevestigingsstrategieën voor trillingsgevoelige installaties

Voorkomen dat de bout zelf losraakt voordat deze begint

Schroefdraadborgmiddel is de eerste verdedigingslinie, maar niet alle draadborgmiddelen gaan op dezelfde manier om met trillingen. Middelsterke anaërobe draadborging – het soort dat warmte nodig heeft om te verwijderen – werkt het beste op regelklepbouten. Het hardt uit in de draadspleet en creëert een solide verbinding die bestand is tegen de wisselende belastingen als gevolg van pomppulsaties.

Breng de draadborging alleen op de mannelijke schroefdraad aan. Als u hem op het zitoppervlak legt, verandert de effectieve koppelwaarde en krijgt u een vals gevoel van spanning. Een dunne, gelijkmatige laag op de eerste drie tot vier draden is voldoende; overtollig mengsel dringt in de oliegalerij en veroorzaakt verstoppingen.

Voor locaties met de hoogste trillingen (meestal de montagebouten van de inlaatpoort en de bevestigingsbouten van de actuator) voegt u een mechanisch slot toe. Nord-Lock-sluitringen of gespleten borgringen werken, maar de meest betrouwbare methode op graafmachinekleppen is een veiligheidsdraad door de boutkop en in een gat in de flens. Het is ouderwets, lelijk en het werkt. Elke onderhoudscontrole omvat het trekken aan de draad om te bevestigen dat de bout niet is gedraaid.

Draai de bouten aan in het sterpatroon dat wordt beschreven in de servicehandleiding, maar voeg na een pauze van vijf minuten een tweede slag toe op 75% van het uiteindelijke koppel. Hierdoor kunnen de rubberen isolatoren zich in hun samengedrukte positie nestelen voordat u de volledige klembelasting uitoefent. Het overslaan van de stilstand betekent dat de isolatoren na het aandraaien terugveren, waardoor de klemkracht met wel 20% wordt verminderd.

Beheer van thermische cycluseffecten op gemonteerde kleppen

Elke keer dat de machine koud start en opwarmt, zet het klepgietwerk uit. Aluminium behuizingen zetten meer uit dan stalen beugels: ongeveer twee keer zoveel per graad. Die differentiële uitzetting veroorzaakt schuifspanning op elk montagepunt.

Gebruik minimaal één verschuifbaar montagepunt in het beugelontwerp. Dankzij een sleuf-en-boutopstelling kan de klep vrijelijk in één richting uitzetten, terwijl de andere twee punten hem op zijn plaats houden. Zonder schuifpunt bestrijdt de expansiekracht de voorspanning van de bout en maakt geleidelijk elke sluiting aan de hete kant van de klep los.

Overweeg bij machines die extreme temperatuurschommelingen meemaken – arctische mijnbouwactiviteiten of bouwlocaties in de woestijn – een bimetalen sluitring tussen de beugel en de klepflens. De verschillende uitzettingssnelheden van de twee metalen creëren een veereffect dat de klembelasting over een breed temperatuurbereik handhaaft. Het klinkt ingewikkeld, maar het is gewoon een wasmachine-sandwich die centen kost en duizenden euro's aan nabewerking bespaart.