鉱山機械用ダイヤフラムアキュムレータ: 選択、サイジング、メンテナンス

毎分 2,500 回打撃する油圧式さく岩機は、24 ミリ秒ごとに回路に圧力パルスを送り込みます。ホースは曲がり、シールは摩耗し、ポンプは反射波を認識します。ダイアフラム アキュムレータは、構造上の理由の 1 つにより鉱山機械で一般的です。ダイアフラムにはスライド シールがなく、質量がほとんどないため、最初の圧力上昇から数ミリ秒以内にガス側が反応します。

まず結論から。掘削リグ、クラッシャー、ロードホールダンパーでの脈動減衰、衝撃吸収、小容量エネルギー貯蔵には、通常、ブラダーやピストンユニットよりもダイヤフラムアキュムレータの方が適しています。ガス量が約 4 リットルを超えると、または機械が大きなシリンダーに使用可能なオイルを数リットル保管する必要がある場合、これは最良の答えではなくなります。ここでは、その境界線がどこにあるのか、ユニットのサイズを決定する方法、および注文を出す前に何を確認する必要があるかを説明します。

ダイヤフラムアキュムレータが鉱山機械に適している理由

採掘のデューティ サイクルは、衝撃による圧力スパイク、ポンプやブレーカーからの継続的な高周波リップル、粉塵、振動、幅広い温度変動の 3 つの方法で油圧に影響を与えます。ダイヤフラム アキュムレータは、通常最初に故障する部品を除いて 3 つすべてを処理します。

• スライドシールはありません。ダイアフラムはその周囲でクランプされ、単純に曲がるため、ボア内を通るピストン リングや摩擦による磨耗経路はありません。
• 素早い対応。移動質量は薄いエラストマー膜であり、ミリ秒範囲の反応時間を与えます。これは、吸収するイベントが 20 ～ 50 ミリ秒続く場合に重要です。
• コンパクトなエンベロープと 1 つの摩耗部品。ダイヤフラムユニットは圧力定格の割に短くて軽く、消耗品はダイヤフラムのみです。
• 回路にマッチした圧力能力。一般的な定格 250 ～ 350 bar は、ほとんどの移動式および固定式採掘油圧機器をカバーします。

トレードオフは量です。ダイヤフラムは一定の範囲までしかたわむことができないため、ガス量は限られたままであり、使用可能なオイル量は通常、公称ガス量の 3 分の 1 から 2 分の 1 です。同じ選択ロジックが他のものにも適用されます 重工業機器 、しかし、採掘は高圧と高サイクルが組み合わさった場所です。

マイニングマシンでダイヤフラムアキュムレータが行う 4 つの仕事

事前充電ルールはユニットに依存するため、ユニットがどのジョブを実行するかを正確に把握してください。

1. 脈動の減衰。ピストン ポンプまたはブレーカーの下流にあるアキュムレータは、ホース、クーラー チューブ、バルブ本体を疲労させるリップルを平坦化します。
2. 衝撃吸収。バケットが岩にぶつかったり、ブームが急に停止したりすると、油が一時的に閉じ込められます。アキュムレータはオイルをどこかに移動させ、ポンプに到達する前にピークをクリップします。
3. エネルギー貯蔵。ロードホールダンパーでは、貯蔵された窒素がパイロット回路に供給され、バネが適用されたブレーキを解除したり、ポンプが追いつくまでにシリンダーを補助したりすることができます。
4. 熱量補正。閉回路では、オイルの体積は温度によって変化します。アキュムレータはその変化を吸収し、圧力を許容範囲内に保ちます。

図 1 は、周期的な衝撃荷重がかかった状態で、ダイヤフラム アキュムレータを使用した場合と使用しない場合の同じ回路を示しています。

マイニングデューティサイクルに合わせたダイヤフラムアキュムレータのサイジング

6 つの数値によって選択が決定され、そのいずれかが間違っていると、ユニットが早期に故障するか、単に機能しないことを意味します。

1. 最小および最大作動圧力。他のすべてはこれら 2 つの値から派生します。
2. プリチャージ圧力。脈動減衰の場合は平均使用圧力の 0.6 ～ 0.7 倍、衝撃吸収の場合は最小使用圧力の 0.6 ～ 0.8 倍、エネルギー貯蔵の場合は最小使用圧力の 0.9 倍近くから開始します。充電する前にメーカーのデータと照合してください。
3. 圧力比。最大作動圧力をプリチャージ圧力で割った値が、ダイヤフラムがどの程度屈曲するかを設定します。およそ 4:1 未満に保つと、ダイヤフラムの寿命が保護されます。
4. オイルの量と流量。ガスの体積は、サイクルごとにダイヤフラムがシェルに押し付けられない程度に大きくなければなりません。
5. 温度と流体。 NBR はほとんどの鉱油回路を約 80 °C までカバーし、HNBR と FKM は温度範囲を拡張し、EPDM は NBR を膨潤させる水ベースの流体に適しています。
6. 取り付けとサービスへのアクセス。ガスバルブは、機械が組み立てられた後、充電前チェックのために手の届く位置にある必要があります。

調達がうまくいかない場合

• ガス量がリップルに対して過小であるため、何もクリップされず、ホースは依然として故障します。
• プレチャージは感覚によって設定されます。過充電されたユニットはオイルをほとんど蓄えませんが、過充電されたユニットは過度に曲がり、ダイアフラムを引き裂きます。
• エラストマーは、流体の化学的性質や浸透挙動を無視して、温度のみに基づいて選択されます。
• 認定されていない圧力容器では、請求額が低いと保険とコンプライアンスの問題になります。

故障モードとそれを防ぐメンテナンス

ダイヤフラムが自然に故障することはほとんどありません。破裂は通常、プリチャージエラー、流体の汚染、または圧力比の過度の上昇によって始まる連鎖の最後のイベントです。どちらが先に来たかの整理は知ることから始まる 油圧回路におけるアキュムレータの役割 .

効果のある予防ルーチン

• 500 稼働時間ごと、または四半期ごとのいずれか早い方で事前充電を確認してください。
• チェック間でプリチャージが約 10% 以上低下した場合は、単に窒素を補充するのではなく、ガスバルブのリークテストを行ってください。
• ダイヤフラムは、次回の計画停止時ではなく、圧力不安定の最初の兆候が現れた時点で交換してください。
• 流体の清浄度を ISO 4406 18/16/13 以上に維持します。ダイヤフラムユニットはピストンユニットよりも汚染に耐性がありますが、それでも汚染を好みません。

充電キット、取り付け金具、およびフルパッケージ

ダイアフラム アキュムレータの性能は、周囲の付属品によって決まります。鉱山機械では、設置が引き続き使用可能かどうかは 3 つの項目によって決まります。

アキュムレータ自体は、クランプされたダイヤフラムと窒素ガス バルブを備えた密閉圧力容器です。 0.075 ～ 4 リットルの範囲のユニットは、掘削、破砕、マテリアルハンドリングにわたるブレーカー、ブーム、パイロット回路のほとんどの業務をカバーします。

ダイヤフラム Accumulator ダイヤフラム アキュムレータは、ボイルの法則 (気体の圧縮率) を利用してエネルギーを蓄積および放出する機械装置です。その核となる構造は、... 製品を見る→

プリチャージは 1 回限りの作業ではありません。適切なねじ山形状の充電キットを使用すると、メンテナンス作業員は船舶を回路から外す代わりに、機械に窒素を補充できます。これが、30 分の点検と半日の停止の違いです。

CQJ充電キット CQJ 充電キットは、油圧システムのアキュムレータの充電、補充、修正、および充電圧力の確認を行うための専用ツールです。 製品を見る→

取り付け金具は見た目よりも重要です。容器をしっかりと保持するブラケットとクランプは、フィールド漏れの大部分が始まるガスバルブとオイルポート接続部からの振動を防ぎます。

アキュムレータブラケット アキュムレータブラケットは、油圧アキュムレータを固定および支持するために使用される機械装置です。 製品を見る→

注文前に調達を確認

アキュムレータは圧力容器であるため、事務手続きも製品の一部です。 5 つのチェックでほとんどのリスクがカバーされます。

1. 製造業許可。ほとんどの管轄区域では高圧アキュムレータのシェルがその範囲に該当するため、関連するグレードをカバーする圧力容器製造ライセンスを探してください。
2. 市場認証。 CE マーキングまたは同等の宣言は、機械を輸出する際の基本要件です。
3. 生産能力。一回限りの組み立てではなく、注文したサイズの連続生産を確認してください。年間数万単位で測定される生産量は、プロセスが再現可能であることを示しています。
4. テスト記録。一般的なデータシートではなく、水圧試験データとバッチごとの窒素事前充填証明書を要求してください。
5. 材料とエラストマーのトレーサビリティ。特に寒冷地または腐食性の用途では、接液部の冶金およびダイヤフラム化合物を文書化する必要があります。

メーカーから直接購入すると、通常、価格だけでなく技術的なループも短縮されます。プレチャージ、エラストマーの選択、またはネジの規格に関する質問は、トレーディング層を通過するのではなく、ユニットを構築する人々に届きます。これは、マシンがダウンしているときに重要になります。

よくある質問

マイニングマシンにはどのくらいのサイズのダイヤフラムアキュムレータが必要ですか?

サイズは仕事に続きます。ブレーカー回路の脈動を減衰するには、ガス量をサイクルごとのポンプ流量の約 4 分の 1 に合わせてから、回路が許容できるリップルを確認します。衝撃吸収の場合、衝撃時に閉じ込められるオイルの量を考慮してサイズを決定します。必要なガス量が約 4 リットルを超える場合は、コミットする前にブラダーまたはピストン ユニットと比較してください。

ダイヤフラムアキュムレータを水平に取り付けることはできますか?

はい。ダイヤフラム ユニットは、スライド ウェイトやオイル カラムがシールを圧迫しないため、ピストン タイプよりも位置の影響を受けにくくなります。通常は水平または傾斜した取り付けが可能です。実際的な制約は、ガスバルブにアクセスできるようにすることです。

油圧ブレーカーに適したプリチャージはどれですか?

ほとんどのブレーカー回路は、ブレーカーメーカーの推奨に合わせて調整された脈動減衰の平均使用圧力範囲の 0.6 ～ 0.7 倍に収まります。校正済みの充電キットを使用して設定し、最初の 1 週間後に再確認してから、定期的な間隔に移行します。

ダイアフラムが故障していることをどうやって知ることができますか?

最初に 3 つの症状が現れます。窒素がオイルポートから漏れてリザーバー内の泡として現れること、チェック間のプレチャージの急速な損失、および圧力リップルが取り付け前のレベルに戻ることです。それらのいずれかが、ユニットをマシンから取り外すことを正当化します。

鉱山機械では、ダイヤフラム アキュムレータは、スピードとシンプルさによってその地位を獲得します。スライド シールなし、ミリ秒応答、単一の摩耗部品、移動式油圧回路に適合する圧力定格などです。量と負荷に基づいて選択し、プリチャージを適切に設定し、しっかりと取り付けて、スケジュールに従ってプリチャージを確認します。これら 4 つのことを実行すると、ホース、シール、ポンプがかなり長持ちします。