Eine zu hohe Hydrauliköltemperatur in einem Hydrauliksystem kann die Stabilität des Öls stark beeinträchtigen und dadurch die Dichtungsleistung, Lebensdauer und Übertragungseffizienz des gesamten Systems beeinträchtigen. Dies kann zu einem langsamen oder schwachen Betrieb der Aktuatoren führen und sogar schwerwiegendere Folgen haben. Daher ist es bei der Überwachung des normalen Temperaturanstiegs im Hydrauliksystem von entscheidender Bedeutung, Überhitzungen umgehend zu erkennen, die Grundursachen zu identifizieren und Fehler zu beseitigen, um sicherzustellen, dass das System ordnungsgemäß funktioniert.
I. Gefahren einer zu hohen Hydrauliköltemperatur für das Hydrauliksystem
1. Verminderte Viskosität des Hydrauliköls
Die Viskosität von Hydrauliköl variiert mit der Temperatur. Wenn die Temperatur zu hoch wird, nimmt die Viskosität des Öls ab, was zu einer erhöhten Leckage und einem verringerten volumetrischen Wirkungsgrad führt.
Gleichzeitig verschlechtert sich die Schmierleistung, was zu beschleunigtem Verschleiß und sogar zum Festfressen führt.
2. Komponenten des Hydrauliksystems dehnen sich aufgrund von Überhitzung aus
Da die linearen Ausdehnungskoeffizienten sowie die Heiz- und Kühlbedingungen in den verschiedenen Teilen des Systems variieren, dehnt sich jede Komponente bei Erwärmung unterschiedlich aus, was zu unterschiedlichen Verformungsgraden führt. Dies kann den ursprünglichen normalen Abstand zwischen beweglichen Teilen stören, den Reibungswiderstand erhöhen und dazu führen, dass Ventilspulen leicht stecken bleiben.
Gleichzeitig verdünnen hohe Temperaturen den Schmierölfilm, erhöhen den mechanischen Verschleiß und führen zu vorzeitigem Ausfall oder sogar zum Verschleiß präzisionspassender Oberflächen innerhalb von Komponenten.
3. Beschleunigt die Öloxidation und den Ölabbau
Während des Gebrauchs unterliegt das Öl einer Oxidation aufgrund der Einwirkung von Hitze, Sauerstoff und Metallmaterialien, was zu einer Verschlechterung des Öls führt.
Wenn Temperatur und Druck steigen, beschleunigt sich die Oxidationsrate und die Nebenprodukte der Oxidation verstärken die Korrosivität gegenüber Metall.
4. Beschleunigt die Alterung und den Verschleiß von Dichtungen, verkürzt ihre Lebensdauer, führt zu einem Verlust der Dichtungsleistung und führt zu schweren Systemlecks.
5. Anfällig für Kontamination
Eine zu hohe Öltemperatur kann zu Verdampfung führen, was zu Feuchtigkeitsverdunstung und Kavitation in den Bauteilen führt. Die Öloxidation führt zu gelartigen Ablagerungen, die Filterelemente und Dämpfungslöcher in den Hydraulikventilen verstopfen und einen abnormalen Systembetrieb verursachen.
II. Ursachen für zu hohe Hydrauliköltemperaturen
1. Art und Viskositätsklasse des Öls entsprechen nicht den Anforderungen
Hydrauliköl sollte basierend auf dem Betriebsdruck des Hydrauliksystems ausgewählt werden. Unterschiedliche Arbeitsdrücke stellen unterschiedliche Anforderungen an die Qualität des Hydrauliköls.
Im Allgemeinen ist mit steigendem Betriebsdruck eine höhere Leistung in Bezug auf Verschleißfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Antischaumbildung, Demulgierbarkeit und Hydrolysestabilität erforderlich.
Um außerdem Leckagen durch erhöhten Druck zu vermeiden, sollte auch die Viskosität des Öls entsprechend erhöht werden.
2. Starke Verschmutzung des Hydrauliköls
Aufgrund objektiver interner und externer Bedingungen ist es in rauen Umgebungen wie staubigen oder feuchten Bereichen umso wahrscheinlicher, dass sich Verunreinigungen und Schadstoffe in das Öl einmischen, je länger ein Hydrauliksystem läuft. Dies kann die Präzision der Passflächen in Hydraulikkomponenten beeinträchtigen, die Leckage erhöhen und in schweren Fällen die Lebensdauer der Komponenten verkürzen.
Insbesondere wenn Verunreinigungen durch den Ölfilter gelangen, neigen sie dazu, sich auf dem Filterelement im Filter anzusammeln, was den Ansaugwiderstand und den Energieverbrauch erhöht, was wiederum zu einem Anstieg der Öltemperatur führt.
3. Niedriger Ölstand im Tank
Wenn nicht genügend Öl im Tank vorhanden ist, fehlt dem Hydrauliksystem der ausreichende Durchfluss, um die intern erzeugte Wärme abzuleiten, was zu einer erhöhten Öltemperatur führt.
4. Luftverschmutzung im System
Unter niedrigem Druck bildet Luft im Öl zahlreiche kleine Bläschen. Wenn diese Blasen in eine Hochdruckzone gelangen, werden sie vom Hochdrucköl sofort zerkleinert. Die schnell komprimierten und zerplatzten Blasen geben eine große Wärmemenge ab, wodurch die Öltemperatur ansteigt.
5. Verstopfter Ölfilter
Wenn Schleifpartikel, Verunreinigungen und Staub durch den Ölfilter gelangen, bleiben sie am Filterelement hängen, was den Ansaugwiderstand des Öls und den Energieverbrauch erhöht, was wiederum zu einem Anstieg der Öltemperatur führt.
6. Fehlfunktion des Kühlkreislaufsystems
Hydraulikölkühler werden in luft{0}gekühlte und wasser-gekühlte Typen unterteilt, wobei wassergekühlte Modelle heute überwiegend in Schiffshydrauliksystemen verwendet werden.
Bei der Energieumwandlung und -übertragung in einem hydraulischen System treten Energieverluste auf-z. B. die Umwandlung mechanischer und hydraulischer Energie in thermische Energie. Die Aufgabe des Kühlers besteht darin, diese Wärme abzuleiten.
Nach längerem Gebrauch bilden sich aufgrund einer schlechten Wasseraufbereitung nach und nach Ablagerungen auf den Oberflächen von Kühlrohren oder Kühlplatten. Diese Ablagerungen bilden sich im Laufe der Zeit, wodurch sich der Innendurchmesser der Kühlrohre zunehmend verringert und es schließlich zu Verstopfungen kommt, wodurch die Wärmeübertragung zwischen Kühlwasser und Öl beeinträchtigt wird.
7. Starker Komponentenverschleiß führt zu erhöhter interner Leckage
Die Zylinderlaufbuchse und der Kolben sowie verschiedene Pumpen (z. B. Zahnradpumpenkörper und Seitenplatten oder Plungerpumpenkolben und -zylinder) sind auf Spieldichtungen angewiesen. Der Verschleiß dieser Komponenten erhöht die interne Leckage und führt dadurch zu einem Anstieg der Öltemperatur.
8. Falsche Druckeinstellung im Hydrauliksystem
Zu hydraulischen Systemen gehören typischerweise Sicherheitsventile, Überdruckventile und Folgeventile. Wenn die Druckeinstellung des Sicherheitsventils zu niedrig ist, öffnet sich das Ventil häufig, was zu Überlaufverlusten führt. Wenn umgekehrt der Druck zu hoch eingestellt ist, kann es zu einer Erhöhung der systeminternen Leckage kommen. In manchen Fällen können übermäßige Dichtheit oder beschädigte Dichtungen höhere Druckeinstellungen erforderlich machen, was wiederum den Energieverbrauch erhöht und zu einer Überhitzung des Systems führt.
9. Umweltfaktoren
Übermäßige Hitze oder eine Wärmequelle in der Nähe der hydraulischen Pumpstation, die zu hoher Strahlungswärme führt, können zu einem Anstieg der Öltemperatur führen.
III. Vorbeugende Maßnahmen
1. Wählen Sie die entsprechende Ölsorte; Verwenden Sie für Geräte mit besonderen Anforderungen spezielles Hydrauliköl.
Wählen Sie für einen längeren Hochlastbetrieb oder verlängerte Ölwechselintervalle Hochleistungs--Verschleißschutz-Hydrauliköl.
2. Ersetzen Sie das Hydrauliköl regelmäßig.
Hydrauliköl verschlechtert sich während des Gebrauchs häufig aufgrund von Faktoren wie Emulgierung und thermischen Reaktionen.
Daher sollte es regelmäßig-in der Regel jedes Jahr oder bei Servosystemen etwa alle acht Monate ausgetauscht werden.
3. Halten Sie sich strikt an die Angaben zum Hydraulikölstand in den Betriebsanweisungen. Überwachen Sie kontinuierlich den Ölstand im Behälter und halten Sie ihn im normalen Bereich, um eine effektive Wärmeableitung zu gewährleisten.
Um gleichzeitig das Eindringen von Luft zu verhindern, überprüfen Sie regelmäßig die Dichtigkeit von Anschlüssen wie der Öleinlassleitung. Nach jedem Ölwechsel die gesamte Luft vollständig aus dem System entfernen.
4. Wählen Sie einen geeigneten Kühler aus, da die Wahl des Kühlers mit der Verlustleistung zusammenhängt.
Messen Sie den Leistungsverlust bestehender Geräte und Maschinen, indem Sie den Anstieg der Öltemperatur über einen bestimmten Zeitraum überwachen und dann den Leistungsverlust basierend auf dem Temperaturanstieg berechnen.
Überprüfen und reinigen Sie den Kühler während der routinemäßigen Wartung regelmäßig, um sicherzustellen, dass seine inneren Durchgänge frei bleiben und seine Außenfläche sauber bleibt.
5. Ersetzen Sie das Filterelement regelmäßig, um die Sauberkeit des Öls und einen ungehinderten Ölfluss zu gewährleisten.
6. Berechnen Sie die Druckwerte unter Bedingungen, die den Betriebsanforderungen entsprechen, genau und passen Sie sie an, um sicherzustellen, dass das System auf einem angemessenen Druckniveau arbeitet.
7. Die Ausrüstung des Hydrauliksystems muss über ausreichende Belüftungsbedingungen verfügen.
IV. Abschluss
Die Wärmeentwicklung in hydraulischen Systemen während des Betriebs ist ein nicht zu übersehendes Problem.
Insbesondere bei Schiffsbaumaschinen werden fast alle mechanischen Bewegungen durch Hydraulik angetrieben, was das Hydrauliksystem zu seiner kritischsten und komplexesten Komponente macht. Übermäßige Hitze, die zu Temperaturüberschreitungen führt, kann zahlreiche Fehlfunktionen verursachen. Daher sollten Bediener und Wartungspersonal die Betriebsabläufe strikt befolgen und eine ordnungsgemäße Verwendung, Inspektion und Wartung sicherstellen, um den durch unsachgemäßen Betrieb verursachten Temperaturanstieg zu minimieren.