굴삭기 제어 밸브 진동 감쇠 및 장착: 씰을 손상시키는 흔들림 해결

모든 굴삭기 정비공은 같은 일이 일어나는 것을 보았습니다. 제어 밸브를 재구축하고 모든 볼트를 사양에 맞게 토크로 조인 다음 기계에 다시 설치하면 500시간 이내에 피팅에서 다시 오일이 흘러나옵니다. O링이 괜찮아 보이네요. 포트가 손상되지 않았습니다. 그럼 무엇이 잘못됐나요?

대답은 거의 항상 진동입니다. 더 구체적으로 말하면 밸브를 볼트로 고정하기 전에 누구도 진동을 완화하지 못했다는 사실입니다.

제어 밸브는 펌프 배출구에 직접 위치합니다. 이는 메인 펌프의 모든 압력 펄스, 디젤 엔진의 모든 연소 노크, 버킷이 암석에 부딪힐 때의 모든 충격이 충격파를 밸브 본체로 직접 보내는 것을 의미합니다. 적절한 격리가 없으면 이러한 진동으로 인해 볼트가 풀리고 주물이 깨지며 밸브에 더러운 오일 한 방울이 떨어지기도 전에 씰 표면이 파괴됩니다.

실제 진동으로 인해 표준 장착이 실패하는 이유

대부분의 공장 밸브 장착 설정은 작업 현장이 아닌 테스트 벤치용으로 설계된 견고한 강철 브래킷과 고무 그로밋을 사용합니다. 몇 번의 열 사이클 후에 고무가 경화됩니다. 브래킷은 하중이 가해지면 휘어집니다. 모든 것을 함께 고정하는 볼트는 나사산 마찰이 제자리를 유지하는 데 필요한 수준 이하로 떨어질 때까지 엔진이 작동할 때마다(조이고 풀고 조이고 풀고) 교대로 응력을 받습니다.

일반적인 굴삭기 메인 펌프의 펌프 압력 맥동 빈도는 엔진 속도와 펌프 배기량에 따라 40~120Hz 사이입니다. 이 범위는 대부분의 밸브 장착 브래킷의 고유 공진 주파수와 일치합니다. 공진은 진동을 3~5배 증폭시킵니다. 따라서 소스에서 0.02mm의 움직임을 측정하는 펌프 펄스는 밸브에서 0.1mm가 됩니다. 이는 몇 주 안에 볼트를 피로하게 만들 만큼 충분합니다.

호스로 인한 진동은 무시되는 두 번째 문제입니다. 펌프를 밸브에 연결하는 고압 호스는 붐이 흔들리거나 운전실이 회전할 때마다 이리저리 움직입니다. 이 호스는 채찍처럼 작용하여 운동 에너지를 밸브 흡입구 포트로 직접 전달합니다. 견고한 파이프 연결은 모든 충격을 흡수하지 않고 전달하기 때문에 상황을 더욱 악화시킵니다.

실제로 작동하는 제진 시스템 구축

올바른 절연체 재료 및 배치 선택

고무라고 다 똑같은 고무는 아닙니다. 대부분의 기계에 기본으로 제공되는 부드러운 고무 부싱은 유압 오일 미스트와 엔진 열에 노출되면 급속히 성능이 저하됩니다. 2,000시간 이내에 진동을 흡수하는 대신 전달하는 단단한 플라스틱으로 변합니다.

지속적인 오일 노출 및 최대 섭씨 120도 온도에 적합한 니트릴 고무 또는 폴리우레탄 마운트를 사용하십시오. 경도계는 약 60~70 Shore A여야 합니다. 이는 고주파 진동을 흡수할 수 있을 만큼 부드럽지만 바닥이 무너지지 않고 밸브 무게를 지탱할 수 있을 만큼 단단해야 합니다.

세 지점에 절연체를 배치합니다. 두 개는 밸브 장착 플랜지 아래에 있고 다른 하나는 액추에이터 끝에 있습니다. 액츄에이터 끝은 솔레노이드나 레버 어셈블리가 집중된 질량을 추가하는 곳이기 때문에 매우 중요합니다. 액추에이터 아래의 단일 절연체는 전체 어셈블리가 장착 볼트에서 흔들리는 것을 방지합니다.

간격도 중요합니다. 아이솔레이터를 밸브 장착 지점에 최대한 가깝게 유지하십시오(이상적으로는 각 볼트 구멍에서 25mm 이내). 밸브에서 멀리 떨어진 곳에 아이솔레이터를 장착하면 브래킷이 마운트와 밸브 사이에서 휘어져 완충 효과가 대부분 손실됩니다. 자동차 서스펜션처럼 생각해보세요. 스프링은 차축 중간이 아니라 바퀴 바로 위에 있어야 합니다.

밸브 대신 브래킷을 구부릴 수 있도록 설계

밸브 본체가 아니라 장착 브래킷 자체가 움직임을 흡수하는 구성 요소여야 합니다. 이는 의도적인 플렉스 존(움직임을 제어할 수 있는 얇은 섹션 또는 슬롯형 구멍)이 있는 브래킷 디자인을 사용하는 것을 의미합니다.

일반적인 접근 방식은 브래킷에 대형 볼트 구멍을 사용하는 것입니다. 일반적으로 볼트 직경보다 2mm 더 큽니다. 이러한 간격을 통해 밸브 나사산에 부하를 전달하지 않고 진동 시 브래킷이 약간 이동할 수 있습니다. 밸브 쪽에는 표준 크기의 구멍을 사용하여 밸브가 자체 장착 표면을 기준으로 제 위치에 고정되도록 합니다.

일부 상점에서는 브래킷과 밸브 플랜지 사이에 고무 패드가 있는 작은 강철 탭을 용접합니다. 탭은 구부러질 만큼 얇지만 정하중을 지탱할 만큼 두껍습니다. 진동이 발생하면 탭이 구부러지고 고무가 압축되어 에너지를 주물에 전달하는 대신 열로 방출합니다.

밸브 본체를 볼트로 고정하는 견고한 클램프 스타일 브래킷을 사용하지 마십시오. 이는 소형 ​​기계의 알루미늄 하우징을 깨뜨리는 점하중을 생성합니다. 전체 바닥 표면을 따라 밸브와 접촉하는 크래들 스타일 마운트를 사용하여 전체 플랜지에 조임력을 분산시킵니다.

진동이 발생하기 쉬운 설치를 위한 볼트 및 패스너 전략

볼트가 시작되기 전에 자체 풀림 방지

스레드 잠금 컴파운드는 첫 번째 방어선이지만 모든 스레드 잠금 장치가 진동을 동일한 방식으로 처리하는 것은 아닙니다. 제거하려면 열이 필요한 중간 강도의 혐기성 스레드 로커는 제어 밸브 볼트에 가장 잘 작동합니다. 이는 나사산 틈을 경화하고 펌프 맥동으로 인한 교번 부하에 저항하는 견고한 결합을 생성합니다.

스레드 로커는 수나사에만 도포하십시오. 좌석 표면에 이 장치를 놓으면 유효 토크 판독값이 변경되어 잘못된 압박감을 느끼게 됩니다. 처음 3~4개의 스레드에 얇고 고른 코팅이면 충분합니다. 과도한 화합물이 오일 갤러리로 압착되어 막히게 됩니다.

진동이 가장 심한 위치(일반적으로 흡기 포트 장착 볼트 및 액추에이터 고정 볼트)의 경우 기계식 잠금 장치를 추가합니다. Nord-Lock 와셔 또는 분할 잠금 와셔가 작동하지만 굴삭기 밸브에서 가장 신뢰할 수 있는 방법은 안전 와이어를 볼트 헤드를 통해 플랜지에 뚫은 구멍에 연결하는 것입니다. 그것은 구식이고 추악하며 작동합니다. 모든 유지 관리 점검에는 와이어를 당겨 볼트가 회전하지 않았는지 확인하는 것이 포함됩니다.

서비스 설명서에 설명된 별 모양 패턴으로 볼트에 토크를 가하되 5분 동안 유지한 후 최종 토크의 75%로 두 번째 패스를 추가합니다. 이렇게 하면 전체 클램프 하중을 적용하기 전에 고무 절연체가 압축 위치에 고정될 수 있습니다. 드웰을 건너뛰는 것은 토크 후 아이솔레이터가 반동하여 체결력을 최대 20%까지 감소시킨다는 것을 의미합니다.

장착된 밸브의 열 순환 효과 관리

기계가 차가워지고 예열될 때마다 밸브 주조가 팽창합니다. 알루미늄 하우징은 강철 브래킷보다 더 많이 확장됩니다. 즉, 1도당 약 2배 정도 확장됩니다. 이러한 차등 팽창은 모든 장착 지점에서 전단 응력을 생성합니다.

브래킷 디자인에 하나 이상의 슬라이딩 마운트 지점을 사용하십시오. 슬롯-볼트 배열을 통해 밸브가 한 방향으로 자유롭게 팽창하는 동시에 다른 두 지점이 밸브를 제 위치에 고정할 수 있습니다. 슬라이딩 지점이 없으면 팽창력이 볼트 예압과 맞서고 밸브의 뜨거운 면에 있는 모든 패스너가 점차 느슨해집니다.

극한의 온도 변화가 있는 기계(북극 광산 작업 또는 사막 건설 현장)에서는 브래킷과 밸브 플랜지 사이에 바이메탈 와셔 스택을 고려하십시오. 두 금속의 서로 다른 팽창률은 넓은 온도 범위에서 클램프 하중을 유지하는 스프링 효과를 생성합니다. 복잡해 보이지만 이는 단지 몇 푼의 비용이