建設クレーン用ダイヤフラムアキュムレータ |サイズ、利点、メンテナンス

180 トンの移動式クレーンが満載のブームを降ろすと、慣性によってラフィング シリンダー内の油圧が 1 秒以内に 400 バールを超える可能性があります。このピークを吸収する装置がないと、シールが早期に破損し、ホースが破裂し、荷重が跳ね返る可能性があります。建設クレーン システム用のダイアフラム アキュムレータは、まさにこれらの事象を防止するように設計されています。油圧エネルギーを蓄え、圧力スパイクを吸収し、原動機が故障した場合に緊急の流れを提供します。この記事では、ダイヤフラム アキュムレータがクレーン回路でどのように機能するか、適切なサイズ設定と事前充電の方法、および現場で必要なメンテナンスについて説明します。

ダイヤフラム アキュムレータとは何ですか? クレーンにダイヤフラム アキュムレータが必要な理由は何ですか?

ダイヤフラム アキュムレータは、合成ゴム製ダイヤフラムを使用して作動油から窒素ガスを分離するガス充填圧力容器です。流体がポンプで送り込まれると、ガスが圧縮されます。システムの圧力が低下すると、ガスの膨張により流体が押し戻されます。建設用クレーンでは、この単純な原理により、エネルギー貯蔵、衝撃吸収、安全関連の荷重軽減が実現します。

ブラダーまたはピストン アキュムレータと比較して、ダイアフラム タイプは応答が速く、フォーム ファクタがコンパクトで、スライド シールがありません。そのため、取り付けスペースが狭く、吊り上げ、旋回、制動中に回路が迅速に反応する必要があるクレーンの有力な候補となります。現在、多くの OEM はダイヤフラム アキュムレータを小ナックル ブーム、トラック搭載クレーン、アウトリガー コントロールなどの補助回路に取り付けています。

一般的なクレーンの補助回路の場合、容量が 0.25 ～ 1.0 リットルのダイヤフラム アキュムレータで十分です。圧力定格はシステムの最大使用圧力によって異なります。ダイヤフラムによりガスとオイルを完全に分離するため、ピストン式に比べてエアレーションの危険性が大幅に低くなります。これにより、キャビテーションによる損傷が軽減され、クレーン制御システムの安定性が維持されます。

クレーン補助回路用ダイヤフラムアキュムレータ この 0.25 ～ 1.0 リットルのダイアフラム アキュムレータは、ゴム製ダイアフラムがガスとオイルを完全に分離し、クレーン制御システムにおけるエアレーションとキャビテーションを低減し、ガス圧縮を通じてエネルギーを蓄積および放出します。 製品を見る→

クレーン油圧におけるダイヤフラムアキュムレータの主な機能

建設用クレーンでは、ダイヤフラム アキュムレータは主に 4 つの方法で使用されます。

漏れ補償は最も頻繁に使用されます。持ち上げ中、ポンプはアキュムレータを充電します。スプールバルブが閉じているとき、アキュムレータはシリンダー内の内部漏れに対して圧力を保持し、ブームのドリフトを防ぎます。サージ減衰も同様に重要です。オペレータがホイスト ブレーキをかけると、運動エネルギーが圧力波に変わります。十分なガス量を備えたダイヤフラムアキュムレータがその波を吸収し、ピーク圧力を制限します。

緊急事態では、同じ蓄電池が短期間の電源として機能します。メインポンプが故障するかエンジンが停止した場合、貯留されたオイルがシリンダーの下降側に戻され、制御された降下が可能になります。この機能は、現代のクレーン設計の安全哲学の一部であり、ブーム回路にアキュムレータを追加する一般的な理由です。同様のアプリケーションは他にもあります 産業機器 急激な荷重移動が起こる場所。

クレーン用ダイヤフラムアキュムレータのサイズを決めて事前充電する方法

正しいサイジングは、最低作動圧力 (P1)、最高作動圧力 (P2)、および吐出時に必要な追加オイル量 (ΔV) の 3 つの数値から始まります。ダイヤフラムアキュムレータの場合、アキュムレータがエネルギー貯蔵に使用されるかパルス減衰に使用されるかに応じて、ガスのプリチャージ圧力 (P0) は通常、P1 の 0.6 ～ 0.9 倍に設定されます。

パルス減衰の場合、プリチャージは平均作動圧力の約 80% である必要があります。エネルギー貯蔵と緊急低下のために、プリチャージは通常、回路の最低圧力近くに設定されますが、それでもダイヤフラムが底に達しないように十分に高い圧力に設定されます。プリチャージが高すぎる場合、アキュムレータは十分な液体を蓄えることができません。低すぎると、ダイヤフラムがガスバルブに当たり、早期に故障する可能性があります。

上のグラフは、シミュレートされたホイストのブレーキ イベントを示しています。アキュムレータがない場合、ロッド側のピーク圧力は約 450 bar になります。ブラダーアキュムレータはそれを約 380 bar に低下させますが、60 bar にプレチャージされた同じ容積のダイアフラムアキュムレータはそれを約 320 bar に下げます。その効果はアキュムレータの容積、プリチャージ、システムの剛性によって異なりますが、傾向は一貫しています。適切なサイズのダイアフラム アキュムレータにより、クレーン回路がより安全で予測可能になります。

実際には、気体の法則 P0V0 = P1V1 = P2V2 を使用して、必要な気体量を推定します。 0.1 秒で 0.5 L の流量要求があり、圧力が 120 ～ 200 bar の間で変化する場合、アキュムレータのガス量は、供給されるオイル量の約 1.2 倍にする必要があります。粘度や体積弾性率も動的応答に影響を与えるため、実際の温度範囲とオイルグレードについてはメーカーに問い合わせることをお勧めします。

建設現場での設置、充電、メンテナンス

現場の状況は、あらゆる油圧コンポーネントにとって過酷です。アキュムレータが正しく設置されていない場合、砂、雨、振動がアキュムレータに影響を与える可能性があります。ダイヤフラムアキュムレータはガスバルブを上にして取り付け、接続ネジだけでなく本体を支えるブラケットを使用してください。ウォーターハンマーや疲労を避けるために、アキュムレータとバルブブロックの間のラインはできるだけ短くする必要があります。

定期的な窒素事前充填チェックは最も重要なメンテナンス作業です。一般的なダイヤフラム アキュムレータは、ダイヤフラムを通じて年間 5% のプレチャージ量を失う可能性があり、ガス バルブが汚れているとさらに早く失われます。適切な充電キットを使用して毎月チェックすると、アキュムレータがエネルギー貯蔵機能を失う前に、ゆっくりとした漏れを発見できます。乾燥窒素のみを使用してください。酸素や圧縮空気はエラストマーを劣化させ、火災の危険を引き起こす可能性があります。

一般的な障害モードとその発生方法

当社のサービス経験では、最も一般的な故障はダイヤフラムの破損、窒素の損失、内部の汚染です。以下のドーナツ グラフは、修理のために返品されたクレーン アキュムレータの少数のサンプルからの典型的な分布を示しています。

ダイヤフラムの破裂は、通常、過剰なガス圧力、非常に低い流体圧力、または内部表面の損傷によって引き起こされます。窒素の損失は、ブームの動きが鈍くなったり、蓄積エネルギーが低下したりすることで検出されることがよくあります。アキュムレータを良好な状態に保つために、ガスバルブを清潔に保ち、使用しないときは保護キャップを使用してください。プリチャージの調整が必要な場合は、校正済みの充電キットを使用してください。当社の CQJ 充電キットは使い方が簡単で、5/8UNF 接続用の圧力計とホースが含まれています。

アキュムレータプリチャージ調整用 CQJ 充電キット CQJ 充電キットは、5/8UNF 接続用の圧力計とホースを備えたコンパクトなツールを提供し、安全な充電、圧力チェック、およびアキュムレータ窒素プレチャージの修正を可能にします。 製品を見る→

メーカーの認定と生産能力が重要な理由

アキュムレータは圧力容器であるため、製造者の資格が安全性に影響します。中国では、圧力容器は特殊設備安全法に基づいて規制されています。当社がグレード A2 の圧力容器製造ライセンスを取得しているということは、建設クレーン用のすべてのダイヤフラム アキュムレータが認定された品質システムの下で設計、溶接、テストされていることを意味します。 CE マークは、ヨーロッパに輸出される機械にも同様の信頼を与えます。

生産能力もクレーン OEM にとって現実的な懸念事項です。当社は年間 100,000 個を超えるダイアフラム アキュムレータを生産し、5,000 平方メートルの作業場を維持しています。そのスケールが安定した納期と安定した品質を支えています。サプライヤーを比較する場合は、圧力容器ライセンス、材料証明書、およびテスト記録を参照するよう依頼してください。長期間稼働するクレーン モデルを計画している場合は、組み立てラインを訪れてください。

最後に、特定のクレーン回路について当社のエンジニアリング チームにご相談ください。当社は、サイジングの計算を提供し、適切なダイヤフラム素材を推奨し、フィールド サービス用に適切な充電キットとブラケットを提供します。 お問い合わせ システムの圧力、流量、作業サイクルに合わせて調整します。

よくある質問

クレーンのダイヤフラムアキュムレータはどのくらいのプリチャージ圧力を使用する必要がありますか?

窒素のプリチャージをエネルギー貯蔵の場合は最低作動圧力の 60 ～ 90%、パルス減衰の場合は平均圧力の 80% に設定します。必ず回路の圧力値と温度範囲で値を確認してください。

どれくらいの頻度で窒素の事前充填をチェックする必要がありますか?

毎日稼働するクレーンを 3 ～ 6 か月ごとに確認してください。ブームがずれたり、アキュムレータの効果が無いと思われる場合は、直ちに点検してください。

ダイヤフラム アキュムレータはクレーンのピストン アキュムレータの代わりに使用できますか?

はい、4 リットル未満および 200 bar 未満の圧力のほとんどの補助回路に適用されます。流量が非常に多い場合やオイル量が多い場合は、ピストン アキュムレータの方が経済的である可能性があります。素早い応答と漏れのない分離の点では、ダイヤフラムタイプが優れています。

ダイヤフラムの標準的な耐用年数はどれくらいですか?

適切なプレチャージときれいなオイルを使用すると、ダイヤフラムは毎日のクレーン作業で 3 ～ 5 年間使用できます。早期故障は通常、過剰なオイル添加剤、高温、または不適合なオイル添加剤に関連しています。

ブラダーとダイアフラム アキュムレータのどちらを選択すればよいですか?

ダイアフラムタイプは、少量および高速サイクルに適しています。ブラダータイプは、4 リットルを超える大容量の場合に適しています。クレーンでは、両方が同じガス充填原理を共有できます。選択はスペースと流量の需要によって決まります。