JIHOESKÁ UNIVERZITA V ESKÝCH BUDJOVICÍCH

Transkript

1 JIHOESKÁ UNIVERZITA V ESKÝCH BUDJOVICÍCH ZEMDLSKÁ FAKULTA Studijní program: B4131 Zemdlství Studijní obor: Zemdlská technika, obchod, servis a služby Katedra: Katedra zemdlské, dopravní a manipulaní techniky Vedoucí katedry: doc. Ing. Antonín Jelínek, CSc. BAKALÁSKÁ PRÁCE Navrhnte metodický postup bezdemontážní diagnostiky hydraulické soustavy na nákladních automobilech pro odvoz deva. Vedoucí práce: Ing. Josef Frolík, CSc. Autor: Martin Pichystal eské Budjovice, duben 2012

2

3

4 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem svoji bakaláskou práci na téma: Navrhnte metodický postup bezdemontážní diagnostiky hydraulické soustavy na nákladních automobilech pro odvoz deva vypracoval samostatn s použitím pramen a literatury uvedených v seznamu citované literatury. Prohlašuji, že v souladu s 47b zákona. 111/1998 Sb. v plném znní, souhlasím se zveejnním své bakaláské práce, a to v nezkrácené podob (v úprav vzniklé vypuštním vyznaených ástí archivovaných Zemdlskou fakultou JU) elektronickou cestou ve veejn pístupné ásti databáze STAG provozované Jihoeskou univerzitou v eských Budjovicích na jejích internetových stránkách. V eských Budjovicích 12. dubna Martin Pichystal

5 Podkování: Dkuji vedoucímu své bakaláské práce Ing. Josefu Frolíkovi, CSc. za cenné rady, pipomínky, metodické vedení práce a za as, který mi pi zpracování práce vnoval.

6 Abstrakt Pichystal M., 2012: Navrhnte metodický postup bezdemontážní diagnostiky hydraulické soustavy na nákladních automobilech pro odvoz deva. Bakaláská práce. Jihoeská univerzita v eských Budjovicích, Zemdlská fakulta, Katedra zemdlské, dopravní a manipulaní techniky. Anotace Práce se zabývá problematikou metodického postupu bezdemontážní diagnostiky hydraulických soustav. Teoretická ást obsahuje základní charakteristiku kapalin, popis ástí hydraulické ruky a prvk hydraulického systému, charakter zvolených veliin a popis zpsobu diagnostiky prvk hydraulického systému. Praktická ást obsahuje metodický postup bezdemontážní diagnostiky hydraulické soustavy a ovení vhodnosti navrhnutého postupu bezdemontážní diagnostiky. Klíová sova Diagnostika, hydraulická ruka, hydraulický systém, hydraulický okruh, hydrogenerátor, hydromotor, rozvad, ventil. Abstract Pichystal M., 2012: Design a methodology of disassembly-less diagnostics systems for timber-transport trucks. The bachelor work. University of South Bohemia in the eské Budejovice, Faculty of Agriculture, Department of Agricultural, transport and handling equipment. Abstract The work deals with the methodology of disassembly-less procedure of hydraulic systems. The theoretical part contains the basic characteristics of fluids, hydraulic

7 system parts description, hydraulic system elements description, characteristic of measured variables and description of diagnostic methods of the hydraulic system elements. The practical part includes the methodology of disassembly-less diagnostics of hydraulic system and verify the suitability of the proposed disassembly-less diagnostics. Keywords Diagnostics, crane, hydraulic system, hydraulic circuit, hydrogenerator, hydraulic motor, distributor, valve.

8 Obsah 1. ÚVOD LITERÁRNÍ PEHLED KAPALINA HYDRAULICKÝCH SOUSTAV STLAITELNOST KAPALINY VISKOZITA HYDRAULICKÁ RUKA NÁZVY ÁSTÍ HYDRAULICKÉ RUKY OVLÁDÁNÍ HYDRAULICKÉ RUKY HYDRAULICKÉ OBVODY ÁSTI HYDRAULICKÝCH OBVOD HYDROGENERÁTOR HYDRAULICKÉ VENTILY HYDRAULICKÉ ROZVADC ISTIE HYDRAULICKÝ OBVOD OTEVENÝ HYDRAULICKÝ OBVOD UZAVENÝ CÍLE PRÁCE DIAGNOSTIKA SUBJEKTIVNÍ DIAGNOSTIKA OBJEKTIVNÍ TLAK PROUDNÍ TEKUTIN (PRTOK) DIAGNOSTIKA PRVK SOUSTAVY DIAGNOSTIKA HYDROGENERÁTORU DIAGNOSTIKA REGULANÍHO VENTILU DIAGNOSTIKA HYDRAULICKÉHO ROZVADE DIAGNOSTIKA LINEÁRNÍHO HYDROMORU METODICKÝ POSTUP DIAGNOSTIKY ZKOUŠKA A OVENÍ METODICKÉHO POSTUPU VIZUÁLNÍ KONTROLA... 48

9 6.2 PROVOZNÍ FUNKNOST ZÁTŽOVÁ ZKOUŠKA POKLES VÝLOŽNÍKU DIAGNOSTIKA JEDNOTLIVÝCH PRVK SOUSTAVY ZÁVR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY KNIHY INTERNETOVÉ ZDROJE FIREMNÍ LITERATURA SEZNAM OBRÁZK SEZNAM TABULEK... 59

10 1. ÚVOD Hydraulické ruky jsou složitým mechanismem, který vyžaduje kvalifikovanou údržbu a obsluhu. Základním pedpokladem dokonalé funkce hydraulické ruky je spolehlivá innost jednotlivých ástí a prvk celého mechanického a hydraulického systému. (Drápal et al., 1984) Pro odvoz deva se používají rzné typy odvozních souprav. Odvozní soupravou rozumíme speciáln upravené nákladní automobily se speciálním pívsem nebo speciáln upraveným nebo speciálním návsem. Podle druhu sortimentu pepravovaného deva také volíme typ konstrukce a velikost zvedacího momentu. Od toho se odvíjí zvolení parametr jednotlivých ástí hydraulické soustavy. Napíklad tlak dodávaný hydrogenerátorem, prmr lineárních hydromotor (hydraulických válc). Pro odvoz dlouhého deva se používají oplenové soupravy s pívsy s teleskopickou ojí nebo pívs ízený hydraulickým systémem nebo soupravy s návsem pevné návsy s klanicemi nebo s mechanicky nebo hydraulicky roztažitelným nosným rámem návsu. U tchto souprav je hydraulická ruka umístna na nosném rámu vozidla za kabinou. Pro odvoz sortimentového deva se používají stejné návsové soupravy jako na odvoz dlouhého deva nebo sortimentová souprava, kdy hydraulická ruka je na nosném rámu vozidla umístna v zadní ásti. K vozidlu je pipojen klanicový pívs. 9

11 2. LITERÁRNÍ PEHLED 2.1 KAPALINA HYDRAULICKÝCH SOUSTAV Médiem, které uskute uje penos energie v hydraulických okruzích, je kapalina. Výhody jejích vlastností vyplývají ze samotné fyzikální podstaty kapalin. Pedevším se kapalina snadno pizpsobuje zmnám tvaru prostoru, v nmž se nachází. Touto vlastností se kapaliny velmi podobají plynm. Další vlastností významnou pro její použití je relativní nestlaitelnost. Nestlaitelnost je vlastností typickou pro pevné látky a kapaliny. Rzná hydraulická zaízení kladou rzné nároky na použité kapaliny. Hydraulická zaízení mobilních stroj používají tém výlun olej, a to olej minerálních. V menší míe se uplat ují oleje syntetické. (Bauer, Ryšavý, 1985) STLAITELNOST KAPALINY Z praktického hlediska jsou kapaliny nestlaitelné. Ovšem olej obsahující vzduch již stlaitelný je. Nerozpuštný vzduch vytváí v kombinaci oleje a vzduchových bublinek olejopneumatickou pružinu. Tento stav se nepízniv projevuje napíklad nepravidelným chodem lineárních hydromotor, zmnou polohy pístnice v závislosti na vnjším zatížení silou, hlukem hydrogenerátor a hydromotor. Pokud je vzduch v oleji rozpuštn, potom platí, že množství rozpuštného vzduchu stoupá s rostoucím tlakem. Pi náhlém poklesu dochází k vyluování vzduchu, což je zvláš nepíznivé v sací ásti. Pohlcování vzduchu lze zabránit používáním tlakového oleje, který má sníženou schopnost pnní, pedevším je však nutno upravit hydraulický okruh, aby k pnní nedocházelo, a znemožnit pisávání vzduchu netsnostmi v sací vtvi. (Bauer, Ryšavý, 1985) VISKOZITA Viskozita je vlastnost kapaliny projevující se tecími silami uvnit kapaliny pi jejím proudní. Se stoupající viskozitou rostou tlakové ztráty a klesají prtokové ztráty. Velikost viskozity ovliv uje tloušku mazacího filmu u vzájemn se 10

12 pohybujících ástí. Viskozita kapalin závisí na teplot a tlaku. Viskozita kapalin klesá s rstem teploty, a to zejména výrazn u olej. Závislost viskozity na teplot pracovních kapalin udávají jejich výrobci a distributoi formou tabulky nebo grafu. U minerálních olej, kde je tato závislost výrazná, dochází pi nízkých teplotách k takovému zvýšení viskozity, že látkové ztráty ve vedení významn rostou. To se projeví nejprve v prodloužení doby rozbhu mechanismu, jeho pomalejším chodu a nakonec mže dojít k úplnému zastavení chodu. Pi vysokých provozních teplotách dochází ke snížení viskozity na úrove, kdy hrozí zadení hydrogenerátor. Souasn klesá prtoková úinnost hydrogenerátor a hydromotor a zvyšuje se jejich opotebení. Viskózní index je jeden ze zpsob vyjadování závislosti viskozity na teplot. Kapalina se srovnává s porovnávacími oleji s viskózními indexy 0 a 100. ím je viskózní index vyšší, tím je viskózní kivka plošší. Dnes se žádá u minerálních olej viskózní index minimáln 90. (Pavlok, 2001) V praxi rozlišujeme dynamickou a kinematickou viskozitu. Dynamická je souinitel úmrnosti mezi smykovým naptím v tekutin a gradientem rychlosti tekutiny ve smru kolmém k ploše, na níž naptí sledujeme. Pro jednoduché znázornní si pedstavme, že kapalina proudí ve smru osy a velikost její rychlosti závisí jen na souadnici. Pak smykové naptí, psobící v tekutin na plochu kolmou k ose, spl uje vztah. (Balon) smykové naptí [Pa.s] dynamická viskozita [Pa.s = kg.m -1.s -1 ] gradient rychlosti ve smru kolmém na smr pohybu 11

13 Kde dynamická viskozita, nezávisle na charakteru pohybu závisí pouze na fyzikálních vlastnostech tekutiny a její teplot je gradient rychlosti ve smru kolmém na smr pohybu. (Lojcjanskij, 1954) Kinematická viskozita je definována jako pomr dynamické viskozity a mrné hmotnosti tekutiny. (Janalík, Šáva, 2002) (2.2) kinematická viskozita [m 2.s -1 ] mrná hmotnost tekutiny [kg.m -3 ] Tabulka 2.1: Pehled hydraulických olej firmy ESSO. (Lubstar) Název produktu ISO VG Kinematická viskozita mm 2.s C 100 C Viskozní index Hustota pi 15 C g.cm -3 Bod tuhnutí C Bod vzplanutí C Nuto H ,4 95 0, Nuto H ,4 95 0, Nuto H ,7 95 0, Nuto H ,5 95 0, Nuto H ,1 95 0, Nuto H ,6 95 0, Univis N , , Univis N , , Univis N , Univis HVl , , Univis HVl , , Hydraulic Oil HPL ,3 96 0, Hydraulic Oil HPL ,5 97 0, Hydraulic Oil HPL ,6 97 0,

14 2.2 HYDRAULICKÁ RUKA Obrázek 2.1:ásti hydraulické ruky. 1-rám, 2-podpry, 3-sloup, 4-výložník, 5-rotátor, 6-drapák, 7-ovládací zaízení. (HIAB, 1985) Hydraulická ruka je zdvihací zaízení s výložníkovým ramenem, na nmž je na konci zavšen rotátor s drapákem. Všechny pohyby hydraulické ruky jsou ovládány hydraulicky. (Drápal et al., 1984) NÁZVY ÁSTÍ HYDRAULICKÉ RUKY Zdvihací zaízení je soubor konstrukních prvk a mechanism uritých bemen ke zdvihání a pemisování bemen. Rám je základní nosná a montážní ást hydraulické ruky, kterou se pipojuje k pevné základn (k nástavbovému a nosnému rámu vozidla). U nkterých typ slouží jako nádrž pracovní kapaliny. (Drápal et al., 1984) 13

15 Obrázek 2.2: Rám. 1-uložení sloupu, 2-lineární hydromotor s hebenovou tyí (slouží pro otáení sloupu klem své osy), 3-spodní deska (slouží pro pišroubování podstavce k rámu podpr) (HIAB, 1985) Obrázek 2.3: Lineární hydromotor. 1-trubka válce, 2-ložisko, 3-tsnní, 4-pístnice s pístem, 5-drážkový kroužek, 6-tsnní, 7-hlava pístu, 8-uložení, 9- O kroužek, 10-podprný kroužek, 11-strka, 12-zajišovací kroužek, 13-víko, 14-šroub, 15-hlava pístnice, 16-ložisko. (HARA 80, 1985) 14

16 Používáme dva základní druhy lineárních hydromotor. Jsou to hydromotory jednoinné a dvojinné. Na jednoinný lineární hydromotor psobí pracovní kapalina na píst pouze z jedné strany. Vrácení pístu do pvodní polohy pak zajišuje psobení bemene, nebo jiného zaízení jako je jiný axiální hydromotor, nebo vratné pružiny apod. Pi návratu pístu do pvodní polohy se pracovní kapalina vrací pívodním potrubím zpt do nádrže. Obrázek 2.4: Jednoinný lineární hydromotor. (Hydraulics) U hydraulických ruk se používají pouze lineární hydromotory dvojinné. U dvojinných lineárních hydromotor psobí pracovní kapalina z obou stran pístu. Tím je píst z pvodní a zpt do pvodní polohy posunován pracovní kapalinou. Dvojinné axiální hydromotory dlíme na jednostranné a dvoustranné. Jednostranný lineární hydromotor nemá ob pracovní plochy pístu stejné. Pracovní plocha ped pístem je vtší, než za pístem, kde prochází pístnice. Pi psobení pracovní kapaliny ped pístem, má píst vtší sílu, ale rychlost pohybu je menší oproti psobení za pístem. Obrázek 2.5: Dvojinný lineární hydromotor jednostranný. (Hydraulics) 15

17 Dvojinný lineární hydromotor dvoustranný. Pracovní plocha ped i za pístem je shodná, nebo pístnice prochází na ob strany. Díky tomu, že má píst stejnou pracovní plochu na obou stranách, je síla i rychlost v obou smrech pohybu shodná. Obrázek 2.6: Dvojinný lineární hydromotor oboustranný. (Hydraulics) Podpry jsou tvoeny píným nosníkem s axiálními hydromotory, které zajišují pínou stabilitu pi práci s hydraulickou rukou. Obrázek 2.7: Podpry. 1-rám podpr, 2-podpry tvoené lineárními hydromotory, 3-podpra ve vykývnuté poloze (podpry jsou na píném rámu uloženy výkyvn), 4-vysunutá poloha (píný rám podpr je výsuvný pro vtší stabilitu bhem innosti), 5-držák podpr, za který je hydraulická ruka pišroubována na rám vozidla, 6-vysunuté podpry (pracovní poloha), 7-podstavec (HIAB, 1985) Sloup je svislá nosná konstrukce výložníku. Sloup zajišuje jeho otáení. Tvoí jej nejastji pevná, tlustostnná skí nebo ocelový svaený výlisek uložený oton v podstavci. Na sloupu je upevnn výložník. 16

18 Obrázek 2.8: Sloup. 1-hlava sloupu (uložení výložníku), 2-rám sloupu, 3-hlavní zvedací lineární hydromotor, 4-vnec sloupu (slouží pro oto sloupu kolem své osy) (HIAB, 1985) Výložník je nosné rameno hydraulické ruky, které umož uje její prostorový dosah. Nejastji je tvoen zvedacím ramenem, zlamovacím ramenem a výsuvným ramenem. Obrázek 2.9: Výložník. 1-hlavní rameno, 2-zalamovací rameno s výsuvem, 3-lineární hydromotor zalamovacího ramene. (HIAB, 1985) 17

19 Drapák je klešové zaízení urené k nabírání, uchopení a pemísování bemen (díví). Obrázek 2.10: Drapák. (HARA 80, 1985) Rotátor je zaízení umož ující horizontální otáení drapáku zavšeného na výložníku. Jedná se o rotaní hydromotor. (Drápal et al., 1984) Díve byly používané rotátory s dorazem. Úhel otoení se u dorazového rotátoru pohybuje okolo 300, dle výrobce. Nyní se u hydraulických ruk používají rotátory bez dorazu. Otáení bezdorazových rotátor není limitováno žádným úhlem, také se nazývají tzv. nekonené. Z dvodu neomezeného otáení, je potrubí pracovní kapaliny pro zaízení zavšeno na rotátoru pivádno do jeho stacionární ásti. Pracovní kapalina je dále vedena kanály procházející jeho konstrukci do rotující ásti, díky této konstrukci je rotátor zárove rotaním rozvadem a z rotující ásti již pímo do zaízení zavšeného na rotátoru. Díky této konstrukci nedochází pi rotaci rotátoru o více jak 300 k poškození hadicového vedení pracovní kapaliny vedené k zaízení zavšené na rotátoru. 18

20 Obrázek 2.11: Rotátor. (HIAB, 1985) Ovládací zaízení je soustava pák a pedál spojených s rozvadi. Tato soustava s rozvadi ovládá pohyby hydraulické ruky. Obrázek 2.12: Ovládací zaízení (rozvad). (HIAB, 1985) Otáení je pohyb výložníku v horizontálním smru kolem osy sloupu. Dje se jak ve smru hodinových, tak v protismru hodinových ruiek. (Drápal et al., 1984) 19

21 2.2.2 OVLÁDÁNÍ HYDRAULICKÉ RUKY Obrázek 2.13: Schéma ovládání hydraulické ruky. Ovláda A je ovládací páka pro ovládání levou rukou. Ovláda B je ovládací páka pro ovládání pravou rukou. Ovlada C je ovládací pedál pro ovládání levou nohou. Ovláda D je ovládací pedál pro ovládání pravou nohou. Poloha 1 poloha zlamovacího ramena. Pohyb zlamovacího ramena je smrem nahoru (smrem od sloupu). Poloha 2 poloha zlamovacího ramena. Pohyb zlamovacího ramena je smrem dolu (smrem k sloupu). Poloha 3 poloha otáení celé hydraulické ruky v protismru hodinových ruiek. Osou rotace je sloup. 20

22 Poloha 4 poloha otáení celé hydraulické ruky ve smru hodinových ruiek. Osou rotace je sloup. Poloha 5 poloha pro spouštní celého výložníku smrem dolu. Poloha 6 poloha pro zvedání celého výložníku smrem nahoru. Poloha 7 poloha otáení rotátoru v protismru hodinových ruiek. Osa rotace rotátoru prochází jeho stedem. Poloha 8 poloha otáení rotátoru ve smru hodinových ruiek. Osa rotace rotátoru prochází jeho stedem. Poloha 9 poloha pro otevení drapáku. Poloha 10 poloha pro zavení drapáku. Poloha 11 poloha pro vysunutí výsuvného ramena. Poloha 12 poloha pro zasunutí výsuvného ramena. Pro plynulé ovládání a plynulé pohyby hydraulické ruky se mohou polohy kombinovat. 2.3 HYDRAULICKÉ OBVODY Hydraulický obvod je soustava hydraulických prvk, které svou inností usmr ují pemnu tlakové energie kapaliny na energii mechanickou. Základním uspoádáním hydraulických obvod je hydraulický obvod otevený a hydraulický obvod uzavený ÁSTI HYDRAULICKÝCH OBVOD Hydrogenerátory jsou zdrojem tlakové energie v hydraulickém obvodu. Pem ují mechanickou energii na energii tlakovou. U hydraulických ruk se používají axiální pístové hydrogenerátory. 21

23 Hydromotory jsou spotebie tlakové energie. Mní se v nich tlaková energie kapaliny dodávaná hydrogenerátory v energii mechanickou. U hydraulických ruk se používají hydromotory rotaní a lineární. ídící prvky rozvade a ventily ídí a usmr ují smr pohybu kapaliny v hydraulickém obvodu a regulují její rozvod, ochra ují obvod ped petížením a poškozením. Hydraulický rozvod je soustava vysokotlakých trubek a hadic, kterými je kapalina rozvádná od zdroje energie ke spotebim a zpt. Ostatní provozní zaízení zásobníky, istie, mie jsou prvky a ásti, které umož ují funkci a innost hydraulického obvodu v uritém rozsahu HYDROGENERÁTOR Pístové hydrogenerátory náleží k nejrozšíenjším hydrogenerátorm, které pracují za nejrozmanitjších pracovních podmínek, od nízkých do vysokých pracovních tlak, penášejí se jimi výkony od nkolika do nkolika desítek [kw] a co je nejdležitjší, lze s nimi tento penos energie ídit podle technologických požadavk stroje i zaízení, jehož jsou nejdležitjší souástí. Lze prohlásit, že hydrogenerátory velkou mrou rozhodují o dosažitelnosti technologických parametr hydraulické ruky a souasn více i mén ovliv ují spolehlivost a životnost hydraulické ruky. Pístové hydrogenerátory se dlí podle polohy pístu k ose rotace na radiální, axiální a adové. Princip innosti hydrogenerátor je shodný, nebo používají stejný pracovní prvek tj. píst pohybující se pímoae vratn ve válci. 22

24 (2.3) celkový prtok prvkem [m 3.min -1 ] prmr pracovního elementu [m] zdvih pracovního elementu [m] poet elementárních prvk [-] poet dvojzdvih za as tj. poet otáek hnacího hídele [ot.min -1 ] Na základ tohoto vztahu (2.3) lze ihned urit možnost ízení velikosti prtoku a to bu zmnou, nebo. Hnací motory mají ve vtšin pípad konstantní otáky a lze tedy mnit prtok pouze zmnou zdvihu pracovního elementu. U hydraulických ruk se využívají hydrogenerátory, které mají pevn dán zdvih pracovních element a otáky. U hydraulických ruk využíváme axiální hydrogenerátor. Uložení osy pístu je rovnobžné s osou rotace, pop. je osa píst o nkolik stup naklonna k ose rotoru. Tato skupina hydrogenerátor lze rozdlit do dvou podskupin a to podle zpsobu vyvození vratného pohybu píst. Do první skupiny patí typ s naklonnou deskou, o kterou se opírají písty. Do druhé skupiny patí ešení s naklonným bokem. Písty jsou u této skupiny spojeny nucen s rotujícím hídelem. Skupinu s naklonnou deskou rozdlujeme dále na další dv skupiny. Rozdlujeme je podle toho, zda naklonná deska stojí i rotuje. Konstrukní zpracování jednotlivých hydrogenerátor podle výše vyteného dlení se pípad od pípadu liší, ale pesto lze nalézt další spolené znaky jednotlivých ešení. Rozvod je pro nižší a stední tlaky proveden jako samoinný pomocí plochých i válcových rotaních šoupátek. Pro nejvyšší tlaky se používá tém výlun ventilový rozvod. Pro typ s rotující naklonnou deskou se pevážn používá válcové rotaní šoupátko, zatímco ve zbývajících podskupinách se používají ploché (axiální) rozvody. Jak je patrno z obrázku íslo 2.14, na kterém jsou schematicky znázornna ešení s naklonnou deskou. Sklon naklonné desky bývá v rozmezí od =18 do =20. U nkterých typ i více. 23

25 Obrázek 2.14: Hydrogenerátor s naklonnou deskou. a-s rotující deskou, b-s deskou pevnou. 1-tleso hydrogenerátoru, 2-rotující deska, 3-pevná deska, 4-pístky, 5-rotaní šoupátko (Janouš, 1983) Jak již bylo uvedeno, je styk píst s prvkem vyvozující pohyb pro skupinu s naklonným bokem nucený a nejastji s elním plochým rozvodem, schematicky znázornno na obrázku íslo Sklon naklonného boku bývá bžn do =25. U zvláštních konstrukcí až =45. Obrázek 2.15: Hydrogenerátor s naklonným bokem, axiální rozvod. (Janouš, 1983) 24

26 Rozvody axiální mají uspoádání, jež je patrno na obrázku íslo 2.15 tj. ledvinovitá vybrání jsou vytvoena ve zvláštní desce, pípadn pímo v tlese a jsou spojena s tlakovým i sacím kanálem. Jednotlivý pracovní element (píst) je spojen v plnícím zdvihu se sacím kanálem a v druhém zdvihu s výtlakem. Obdobn je tomu tak u rotaních válcových rozvod. Rovinné rozvody vykazují vyšší pasivní odpory, ale lepší opravitelnost. Válcové rozvody mají nízké pasivní odpory, ale pi opotebení jsou neopravitelné a jsou velmi choulostivé na tepelný ráz. Styk píst se šikmou deskou mže být bu pímý, nebo pomocí kluzátek. Pímý styk se používá jen pi nižších pracovních tlacích. Toto uspoádání vykazuje velmi nízké pasivní odpory. Kluzátka jsou konstruována jako hydrostatická ložiska a lze je požívat i pro nejvyšší pracovní tlaky 32 až 45 MPa. Kluzátka mají velké pasivní odpory. Použití ojnic u hydrogenerátor s naklonným bokem je výhodné, protože zaruuje nucený pohyb píst, ale vyžaduje mohutná ložiska hídele pro zachycení radiálních a zejména axiálních sil vznikajících jako dsledek pracovního tlaku na ele pístu. Axiální hydrogenerátory jsou používané pro otevené i uzavené hydraulické obvody. Použití v uzavených obvodech nepináší žádné vtší obtíže. Použití v otevených obvodech tj. použití samonasávacích hydrogenerátor kluzátkové konstrukce klade uritá omezení ve výši pípustného tlaku v sacím hrdle hydrogenerátoru. Tlak by se neml píliš lišit od atmosférického tlaku, nebo velikost podtlaku je jedním z rozhodujících initel, ovliv ující životnost spojení pístu s kluzátkem. (Janouš, 1983) HYDRAULICKÉ VENTILY Slouží k ízení tlaku a k hrazení prtoku kapaliny. Regulaní ventil zajišuje hydraulický obvod petížením, slouží k udržení nastaveného tlaku v hydraulických obvodech na konstantní hodnot a odvádí pebytenou kapalinu do odpadního potrubí. Skládá se z tlesa ventilu s kanálky 25

27 a uzavírací jednotky - kuželky, kuliky, pístku a tlaných pružin. Tlak je nastaven na konstantní výši seizovacím šroubem pružiny. Pi dosažení stanoveného tlaku nebo pi petížení se ventil oteve a kapalina je odvádna do vratného potrubí, a to tak dlouho, dokud tlak opt neklesne pod stanovenou hodnotu. Pepouštcí ventily bývají umístny mezi hydrogenerátorem a rozvadem. Pojistný ventil zajišuje hydraulický obvod proti zvýšení tlaku nad nejvyšší provozní hodnotu. Konstrukn je obdobný pepouštcím ventilm, bývá však nastaven na vyšší tlak o 10 až 15%. Ventil je pi provozu uzaven, pi petížení zvýšeným tlakem v hydraulickém obvodu se oteve a ást kapaliny je odvádna do odpadního potrubí. Jestliže petížení trvá, odtéká do odpadního potrubí celé množství kapaliny, stroj nepracuje a zatížení je nutné snížit. Umístn bývá mezi rozvadem a hydromotorem. Obrázek 2.16: Združený regulaní a pojistný ventil. A-regulaní ást, B-pojistná ást. 1-tleso ventilu, 2-kulika regulaního ventilu, 3-kulika pojistného ventilu, 4-sedlo kuliky, 5-tlaný ep, 6-tlaná pružina, 7-seizovací šroub, 8-zajišovací matice, 9-uzavírací matice. (Drápal et al., 1984) 26

28 Škrtící ventil slouží ke škrcení toku kapaliny proudícího do hydromotoru a tím k ízení rychlostí jeho pohybu. Oboustranné škrtící ventily škrtí tok kapaliny v obou smrech, jednostranný škrtící ventil v jednom smru. Umístny bývají mezi hydromotorem a odpadním potrubím. Obrázek 2.17: Škrtící ventil. 1-tleso ventilu, 2-kuželka, 3-tlaná pružina, 4-tsnní, 5-šroubení, 6-hlavní škrtící otvor, 7-škrtící otvory (jsou oteveny pouze pi posunutí kuželky). (Drápal et al., 1984) Uzavírací ventil zajišuje samoinné uzavení potrubí pi náhlé zmn rychlosti prtoku kapaliny, nap. pi poškození hadice. Umístny bývají na hydromotorech. Jednosmrný ventil tzv. zptný umož uje prtok kapaliny pouze jedním smrem. Slouží k zajištní proti poškození hydraulických prvk tlakovou kapalinou. Umístny bývají za prvkem, který mají chránit. Spojením dvou jednosmrných ventil vznikají hydraulické zámky. (Drápal et al., 1984) Hydraulické zámky jsou ureny k aretaci poloh a stav hydraulických pístroj (hydromotor) pi perušení dodávky pracovní kapaliny. Pracují také jako havarijní pojistka pi poruše hydraulického systému, jako napíklad pi poškození vysokotlakého potrubí s náhlým únikem pracovní kapaliny. Tato souást je z bezpenostních dvod nutnou souástí hydraulického okruhu pedevším u zvedacích zaízení. U hydraulických se používají u hlavního zvedacího lineárního hydromotoru, lineárního hydromotoru zalamovacího ramene a lineárních hydromotor podpr. (Jihlavan, 2011) 27

29 Obrázek 2.18: Jednosmrný ventil. 1-tleso ventilu, 2-kulika, 3-tlaná pružina, 4-kolík, 5-pojistný kroužek, 6-šroubení. (Drápal et al., 1984) Obrázek 2.19: Hydraulické zámky. (Jihlavan, 2011) HYDRAULICKÉ ROZVADC a parametr. Hydraulické rozvade mžeme rozdlit dle následujících provedení Tabulka 2.2: Rozdlení hydraulických rozvad. (Veselý, 2010) podle ídicího elementu podle ovládání podle zpsobu pipojení šoupátkové elektromagneticky ovládané modulové sedlové runí a mechanicky ovládané sekní hydraulicky a pneumaticky ovládané vestavné 28

30 Šoupátkové rozvade jsou nejrozšíenjším prvkem pro hrazení prtoku v hydraulických obvodech, nebo umož ují jednoduché ízení smru toku pracovní kapaliny jedním konstrukním prvkem, kterým je šoupátko. Obrázek 2.20: Šoupátkový mechanicky ovládaný hydraulický rozvad. 1-šoupátko, 2-vratné pružiny, 3-ovládací páka, 4-ovládací mechanismus šoupátka (Hydrocontrol, 2011) 29

31 Obrázek 2.21: Schématické znázornní poloh hydraulického rozvade. A-neutrální poloha, B-poloha jednoho smru toku kapaliny, C-poloha druhého smru toku kapaliny. 1-tleso rozvade, 2-šoupátko, 3-rozvádcí kanály, 4-pívodní potrubí, 5-zptné potrubí, 6-smr toku kapaliny. U hydraulických ruk jsou používány pedevším mechanicky ovládané šoupátkové hydraulické rozvade ISTIE istie slouží pro zachycení neistot v provozní kapalin. V hydraulických obvodech používáme nejastji kombinaci hrubého a jemného istie. Hrubý isti bývá umístn na sacím potrubí ped hydrogenerátorem. Je schopen zachycovat hrubé neistoty o velikosti 20 až 40 µm. 30

32 Jemný isti bývá umístn na vratném potrubí a díky tomu, že proudní kapaliny pes jemný isti má velký odpor, snadnji zachytává jemné neistoty a mžeme použít isti s menší istící plochou. Jemný isti zachytává neistoty o velikosti 2 až 4 µm HYDRAULICKÝ OBVOD OTEVENÝ V oteveném hydraulickém obvodu se tlaková kapalina po vykonání práce vrací zpt do nádrže. Práci vykonává jen ást kapaliny. Vtší ást zstává v nádrži, proto otevené hydraulické obvody vyžadují vtší množství kapaliny. Hydrogenerátor nasává kapalinu sacím potrubím z nádrže a svou inností ji pod tlakem vhání do tlakové vtve obvodu. Kapalina proudí do rozvade a pes otevený rozvad do hydromotoru, pi uzaveném rozvadi proudí kapalina zpt vratnou vtví do nádrže. Tlaková kapalina, která prošla oteveným rozvadem, proudí do hydromotoru, kde se mní energie tlaková v energii mechanickou. Regulaní ventil umístný mezi hydrogenerátorem a rozvadem udržuje nastavený tlak a chrání hydraulický obvod ped petížením. Mezi rozvad a hydromotor se vkládá pojistný ventil, který zajišuje obvod proti zvýšení tlaku nad nejvyšší provozní hodnotu pi petížení. Výhodou oteveného hydraulického obvodu je jeho jednoduchá konstrukce, menší nároky na provoz, údržbu a opravy. Dochází v nm k menšímu namáhání kapaliny. Kapalina se po prtoku obvodem vrací do nádrže, kde se promísí se zbývající kapalinou a dochází k ochlazení, ustálení, usazení neistot, odlouení vodních pár a vzduch. V nádrži ve styku se vzduchem dochází také k jejímu znehodnocování, oxidaci a pijímání vzduchu a vodních par, proto by kapalina v nádrži mla mít co nejmenší plochu hladiny, stýkající se s atmosférou. Otevené hydraulické obvody pro svou mén náronou konstrukci, vysokou spolehlivost a životnost jsou vhodné pro použití u vtšiny stroj v lesnictví. (Drápal et al., 1984) 31

33 Obrázek 2.22: Hydraulický obvod otevený. 1-hydrogenerátor, 2-rozvad, 3-dvojinný lineární hydromotor, 4-regulaní ventil, 5-nádrž, 6-isti (Drápal et al., 1984) HYDRAULICKÝ OBVOD UZAVENÝ V uzaveném hydraulickém obvodu obíhá vtší ást kapaliny v obvodu mimo nádrž. Tlaková kapalina z hydrogenerátoru proudí pes rozvad do hydromotoru, po vykonání práce je vedena zpt z hydromotoru pes isti k sacímu otvoru hydrogenerátor. Hydromotor je tedy pímo spojen s hydrogenerátorem a kapalina obíhá v uzaveném obvodu. ást kapaliny však uniká vnitními netsnostmi prvk soustavy a vrací se zpt do nádrže. Ztráty je nutné v obvodu nahradit a doplnit kapalinou z nádrže, která je navíc ochlazována a pefiltrována. Z tohoto dvodu bývá k uzavenému obvodu pipojen otevený obvod s pomocným hydrogenerátorem. Z oteveného obvodu je do obvodu uzaveného dodávána kapalina pes zptný ventil, který propouští kapalinu jen ve smru z nádrže k hydrogenerátoru. K otevení zptného ventilu dochází samoinn, jakmile úbytkem kapaliny vznikne na výstupu z hydrogenerátoru podtlak. V pípad, že nastane petížení obvodu, odchází kapalina pes pojistný ventil zpt do nádrže. 32

34 Výhodou uzaveného hydraulického obvodu je neustálý obh kapaliny a spolehlivá funkce penosu energie. Nevýhodou je velká náronost na tsnost všech prvk a v pehívání kapaliny. Uzavené hydraulické obvody jsou vhodné pro krátkodobé pracovní zatížení s vtšími pestávkami, proto jsou v lesnictví využívány jen výjimen. (Drápal et al., 1984) Obrázek 2.23: Hydraulický obvod uzavený. 1-hydrogenerátor, 2-pomocný hydrogenerátor, 3-hrubý isti, 4-hydromotor, 5-regulaní ventil, 6-pepouštcí ventil, 7-jemný isti, 8-nádrž (Drápal et al., 1984) 33

35 3. CÍLE PRÁCE Dležitým krokem pi identifikaci a odstra ování poruch na hydraulických zaízeních je snadné a asov co nejmén nároné urení, ve které z hlavních ástí v hydraulické soustav došlo k závad. Proto bylo cílem práce navrhnout metodický postup diagnostiky hydraulických soustav s drazem na identifikaci opotebení jednotlivých hlavních ástí jako je hydrogenerátor, lineární i rotaní hydromotory a rozvad. 3.1 DIAGNOSTIKA SUBJEKTIVNÍ Ped provádním diagnostiky jakýmkoliv zpsobem, by mlo pedcházet odstranní neistot. Pedevším oištní té ásti stroje nebo soustavy, kterou chceme kontrolovat. Základním postupem pi stanovení závady je diagnostika subjektivní. Tuto diagnostiku provádíme pohledem, poslechem a kontrolujeme stav celého zaízení. Pi subjektivní diagnostice zjišujeme pedevším vnjší tsnost prvku, jeho upevnní, hlunost a teplotu. 3.2 DIAGNOSTIKA OBJEKTIVNÍ Objektivní diagnostiku provádíme pedevším mením technických veliin. Po zmení všech potebných hodnot, pistoupíme k porovnání parametr stanovených výrobcem a k následnému stanovení diagnózy. Objektivní kontrola musí ukázat souasný stav v nastavení a iditelnosti jednotlivých parametr obvodu. Po zahájení provozu bychom mli zmit provozní parametry pod zatížením, které se bude vyskytovat po celou pedpokládanou životnost stroje a nebo jej mžeme snadno vyvolat. Je dležité namené hodnoty zapsat a dále porovnávat s nov namenými. Vyneseme-li takto urené hodnoty v závislosti na potu odpracovaných hodin, dostaneme prbh, který je naznaen na obrázku íslo 3.1. Vnjší ztráty nejprve výrazn rostou oblast a oblast zábhu, následn se ustálí a rostou jen zvolna oblast b oblast provozu. Na tuto oblast navazuje následný vzrst, který má 34

36 velmi progresivní charakter oblast c oblast nadmrného opotebení. Piblíží-li se mené hodnoty vnjších ztrát kontrolovaného prvku v prbhu práce charakteru podobnému v oblasti c oblasti nadmrného opotebení, je nutno prvek odstranit a nahradit novým. Tento zpsob kontroly umožní pedejít haváriím zaízení z dvodu nadmrného opotebení jednotlivých ástí hydraulické soustavy. (Janouš, 1983) Obrázek 3.1: asový prbh objemových ztrát jednotlivých ástí hydraulické soustavy. Oblast a -oblast zábhu, oblast b -oblast provozu (bžné životnosti), oblast c -oblast nadmrného opotebení. (Janouš, 1983) TLAK Tlak je fyzikální veliina, vyjadující pomr velikosti síly, psobící kolmo na rovinnou plochu a rovnomrn spojit rozloženou po této ploše a obsahu této plochy. =! (3.1) tlak [Pa] " síla [N] # plocha kolmá k psobící síle [m 2 ] 35

37 Pokud je tlak v njaké uzavené nádob vtší než tlak v jejím okolí, je v nádob petlak. Pokud je v ní naopak tlak nižší, je v nádob podtlak. Petlaku a podtlaku lze dosáhnout pesunem ásti hmoty do anebo z uzavené nádoby, teploty jejího obsahu nebo zmnou její vnitní velikosti. Tlak v plynech je vyvoláván tepelným pohybem ástic plynu, atom nebo molekul. Nárazy tchto ástic na stny nádoby se projevují tlakem na n psobícím. Podobn tomu je i v kapalinách. Tlak psobí i v pevných tlesech, kde se penáší interakcí mezi ásticemi pevn vázanými v krystalové struktue látky. (Wikipedie, 2012) Pro mení tlaku, podtlaku pi diagnostice hydraulických soustav používáme pedevším bžné manometry. Pi mení maximálního tlaku, podtlaku, je nutné zvolit správný rozsah stupnice manometru. Zvolený manometr by ml mít minimáln vtší rozsah o 25% než je maximální mený tlak, podtlak. Tento vtší rozsah volíme z dvodu pesnjšího mení, kdy pi mení do krajních hodnot manometru by mohlo dojít k nepesnostem. Dále také zamezíme poškození manometru pi pekroení maximálních hodnot. Obrázek 3.2: Analogový manometr. 36

38 3.2.2 PROUDNÍ TEKUTIN (PRTOK) Proudící tekutinu lze mimo jiné charakterizovat rychlostí proudní. Na rychlosti proudní v daném prezu potrubí má vliv celá ada prvk. V technické praxi uvažujeme a pracujeme s tzv. stední rychlostí proudní $, pro kterou platí, že objem tekutiny, který daným prezem skutené trubice za uritou dobu protee, musí být roven objemu, který by tímto prezem protekl, když by rychlost proudní v prezu byla všude stejná a rovna $. Objem tekutiny, který protee daným prezem potrubí za jednotku asu za jednu sekundu, nazýváme vteinový prtok % $. (Frolík, Svatoš, 1997) % $ # $ (3.2) % $ vteinový prtok [m 3.s -1, l.s -1 ] # prez potrubí [m 2 ] $ rychlost proudní tekutiny [m.s -1 ] Pro diagnostické úely jsou nejrozšíenjší snímae na objemovém a rychlostním principu. Objemová midla Jsou to v podstat nádoby známého objemu. V tchto nádobách se tekutina odmuje stídavým napl ováním a vyprazd ováním. Objemové množství odeítáme z polohy hladiny. (Slepika, 1965) Diagnostická objemová midla vycházejí z principu, že každý prvek, u kterého dochází k periodické zmn vnitních pracovních prostor protékaných kapalinou z dvodu pracovní innosti, tím jsou na mysli ozubená kola, písty 37

39 a lamely, mohou být použita k mení prtoku. Toto platí, je-li pracovní objem dán geometrickými rozmry za jednu otáku. Rychlostní midla Pro diagnostiku hydraulických systém jsou nejvíce používány turbínové prtokomry. Turbínový prtokomr je v podstat malá turbínka, jejíž obžné kolo je pohánno menou tekutinou. Podle tvaru obžného kola a úpravy vtoku rozdlujeme midla na midla s axiálním vtokem a na midla s tangenciálním vtokem. (Slepika, 1965) Turbínové prtokomry také mohou být konstruovány v kombinaci se snímai teploty a snímai tlaku (manometry). Toto upoádání nazýváme sdružené diagnostické zaízení. Obrázek 3.2: Digitální turbínový prtokomr. 38

40 4. DIAGNOSTIKA PRVK SOUSTAVY Kontrola provozního stavu prvk má zjistit jejich celkový stav a podle nho rozhodnout o pokraování užívání daného prvku i jeho výmn. (Janouš, 1983) Jako diagnostická metoda byla zlovena parametrická metoda. Pi této metod jsou sledovány parametry, jako jsou hodnoty tlak, prtok, teplot, otáek a rychlosti. Každý projekt hydraulické soustavy obsahuje i dílí projekty diagnostikování jednotlivých ástí systému. Dílí metody diagnostikování bývají provádny v posloupnosti: 1. hydrogenerátor, 2. tlakový ventil, 3. rozvad, 4. hydromotor. Dlouhodobé zkušenosti provozu hydraulických soustav ukazují, že pokud vylouíme poruchy z titulu zneištné kapaliny a poruchy filtrace, je podstatná vtšina poruch a nedobré práce hydraulické soustavy zpsobena netsnostmi, pi prtoku kapaliny z jednoho pracovního prostoru prvku do druhého, nebo z jedné ásti soustavy do druhé, tak i vnjšími, kdy uniká kapalina z prvku i vedení. Vznikající podtlak v soustav umož uje vnikání vzduchu s neistotami z okolního vzduchu do hydraulických prvk. Tím také postupn narstá opotebení pohybujících se souástí. (Kopáek, 1989) V následujících podkapitolách je ešena diagnostika jednotlivých ástí oteveného hydraulického okruhu. Namené hodnoty porovnáváme s hodnotami pedcházejících mení, nebo hodnotami udanými výrobcem a na základ porovnání stanovíme diagnózu. 39

41 4.1 DIAGNOSTIKA HYDROGENERÁTORU Diagnostika hydrogenerátoru se provádí mením tlaku na uritých místech, které jsou v bžném provozu uzaveny zátkami. Obrázek 4.1: asový prbh objemových ztrát jednotlivých ástí hydraulické soustavy. Oblast a -oblast zábhu, oblast b -oblast provozu (bžné životnosti), oblast c -oblast nadmrného opotebení. (Janouš, 1983) Pi diagnostice hydrogenerátoru se diagnostický pístroj vazuje do hydraulického okruhu mezi hydrogenerátor a regulaní ventil. Hydraulický rozvad musí být ve stedové poloze, kdy umož uje prtok do nádrže. Obrázek 4.2: Schematické znázornní vazení diagnostického zaízení do hydraulického okruhu, pi diagnostice hydrogenerátoru. 1-nádrž, 2-hydrogenerátor, 3-diagnostické zaízení, 4-rozvad, 5-regulaní ventil 40

42 Zatžovací tlakový ventil diagnostického pístroje se oteve na plný prtok, spustí se hydrogenerátor ve jmenovitých otákách stanovených výrobcem. Zatžování tlakovým ventilem se nastaví cca 50% jmenovitého tlaku a celý zkoušený systém se nechá zahát na provozní teplotu. Potom se tlak opt sníží na minimální hodnotu, zkontrolují se otáky hydrogenerátoru a odete se hodnota prtoku. Postupn se zatžující tlak zvyšuje a pi všech jeho kontrolních hodnotách, až do jmenovité i maximální hodnoty, se zapisuje hodnota prtoku. Po vykonání mení se hydrogenerátor odlehí a vypne. (Kopáek, 1989) 4.2 DIAGNOSTIKA REGULANÍHO VENTILU Pi diagnostice regulaního ventilu se diagnostický pístroj vazuje do hydraulického okruhu mezi regulaní ventil a rozvad. Obrázek 4.3: Schematické znázornní vazení diagnostického zaízení do hydraulického okruhu, pi diagnostice regulaního ventilu. 1-nádrž, 2-hydrogenerátor, 3-diagnostické zaízení, 4-rozvad, 5-regulaní ventil Po spuštní hydrogenerátoru, nastavení a udržení jeho otáek a prohátí na provozní teplotu se pi netlumeném momentu postupn zvyšuje tlak zatžovacího ventilu až do hodnoty maximálního tlaku a souasn se kontroluje prtok. Tlak, pi kterém prtok klesne na nulu, je regulaní tlak. (Kopáek, 1989) 41

43 4.3 DIAGNOSTIKA HYDRAULICKÉHO ROZVADE Hydraulický rozvad nemá konstrukn upravená diagnostická místa, jako tomu bývá u hydrogenerátor. Je to zpsobeno tím, že umístní rozvade v hydraulickém systému bývá v asto prostorov stísnných a špatn pístupných místech. Toto umístní neumož uje bezprostední pipojení diagnostického pístroje. Pedpokládá se proto pro diagnostikování tohoto rozvade uzpsobit vstupy a výstupy pro možnost pipojení diagnostického pístroje. Pi diagnostice hydraulického rozvade se diagnostické zaízení vazuje do hydraulického okruhu, kdy diagnostický pístroj je pipojen na výstup z hydraulického rozvade na místo spotebie tlakové pracovní kapaliny (hydromotoru). Výstup z diagnostického zaízení je veden pímo do nádrže hydraulického okruhu. Obrázek 4.4: Schematické znázornní vazení diagnostického zaízení do hydraulického okruhu, pi diagnostice hydraulického rozvade. 1-nádrž, 2-hydrogenerátor, 3-diagnostické zaízení, 4-rozvad, 5-regulaní ventil Po spuštní hydrogenerátoru, nastavení a udržení jeho otáek a prohátí na provozní teplotu, pestaví se rozvad ze stedové neutrální polohy do pracovní, aby kapalina protékala diagnostickým zaízením. Zvyšuje se postupn tlak, sleduje se prtok pi udržované hodnot jmenovitých otáek hydrogenerátoru. (Kopáek, 1989) 42

44 4.4 DIAGNOSTIKA LINEÁRNÍHO HYDROMORU Pi diagnostikování lineárního hydromotoru, vazujeme mezi hydraulický rozvad a lineární hydromotor tvarové šroubení T, na které je pipojen vstup do diagnostického zaízení. Výstup z diagnostického zaízení je veden pímo do nádrže hydraulického okruhu. Obrázek 4.5: Schematické znázornní vazení diagnostického zaízení do hydraulického okruhu, pi diagnostice hydromotoru. 1-nádrž, 2-hydrogenerátor, 3-diagnostické zaízení, 4-rozvad, 5-regulaní ventil, 6-hydromotor Zátžový tlakový ventil se oteve, spustí se hydrogenerátor, nastaví se jmenovité otáky a hydraulický systém se zaheje na provozní teplotu. Po zahátí se pestaví hydraulický rozvad ze stedové neutrální polohy do pracovní, která umožní vysunutí pístnice. Zatžovací ventil diagnostického pístroje se ásten uzave, aby pístnice hydromotoru mohla dosáhnout krajní vysunuté polohy. Pi následném odetení se odete prtok pi nulovém zatížení. Po odetení se hydraulický systém postupn zatžuje, udržují se jmenovité otáky hydrogenerátoru a kontroluje se prtok. (Kopáek, 1989) 43

45 5. METODICKÝ POSTUP DIAGNOSTIKY Jako první provádíme diagnostiku subjektivní popsanou v kapitole 3.1. Je to dležité z dvodu zabránní poškození ástí zaízení nebo ástí hydraulické soustavy bhem zkoušení. Po vizuální kontrole, pokud není zaízení poškozené, pejdeme ke zkoušce zátžové a provozní funknosti. Bhem provozní funknosti ovujeme správný a plynulý chod všech poloh a funkcí zaízení. Pi zátžové zkoušce zatížíme zaízení maximální pípustnou hmotností a ovujeme, zda je zaízení schopno pracovat a jaký je prbh a plynulost této innosti. Míme rychlost zvedání pod maximálním zatížením a hodnotu porovnáme s hodnotou nového zaízení. Dalším krokem je mení poklesu výložníku. Kdy výložník zatížíme zátží pedepsanou výrobcem tzv. zkušební zátží, nebo jej zatížíme maximální pípustnou zátží a bemeno je zvednuto. Zaízení se ponechá v klidu a sledujeme pokles výložníku bhem asu. Výšku poklesu & ' za uritý as porovnáme s hodnotami nového zaízení, pedešlého mení nebo hodnotami urenými výrobcem. Obrázek 5.1: Pokles výložníku hydraulické ruky za as. hp-výška poklesu výložníku hydraulické ruky, h 1 -výška výložníku od podložky s bemenem, h 2 -výška výložníku od podložky s bemenem po poklesu za as mení. 44

46 & ' & ( )& * (5.1) & ' výška poklesu [m] & ( výška výložníku od podložky s bemenem [m] & * výška výložníku od podložky s bemenem po poklesu za as mení [m] ' rychlost poklesu [m.s -1 ] + ' as mení poklesu [s] ' & + (5.2) V pípad, že bhem uvedených zkoušek jsou zjištné a namené hodnoty odlišné od hodnot udaných výrobcem, nebo hodnot zjištných a namených u nového zaízení, pistoupíme k diagnostice jednotlivých prvk soustavy, jak je popsáno v kapitole 4. 45

47 6. ZKOUŠKA A OVENÍ METODICKÉHO POSTUPU Pro zkoušku metodického postupu byl použit stroj vyvážecí souprava VIMEK 606 TT. Tabulka 6.1: Technická data VIMEK 606 TT. (VIMEK) HYDROGENERÁTOR výrobce Parker PMD-Chemnitz maximální dodávka kapaliny pi 3600 ot.min l.min -1 provozní tlak 17,5 MPa kontrolní ventil 8 sekcí isti 10 m MOTOR výrobce Kubota objem 898 cm 3 maximální výkon 17,5 kw pi 3600 ot.min -1 maximální toivý moment 44 Nm pi 2600 ot.min -1 Tabulka 6.2: Technická data hydraulické ruky. (VIMEK) A - maximální dosah 4200 mm B - délka hlavního ramene 2300 mm C - délka zalamovacího ramene 1300 mm D - délka výsuvu zalamovacího ramene 600 mm úhel otoení sloupu 270 maximální zatížení pi vyložení 3600 mm 300 kg pracovní tlak 17,5 MPa prez drapáku 0,15 m 2 hmotnost drapáku 34 kg šíe drapáku 870 mm hmotnost hydraulické ruky 390 kg 46

48 Obrázek 6.1: Hydraulická ruka. A-maximální dosah výložníku, B-délka hlavního ramene, C-délka zalamovacího ramene, D-délka výsuvu zalamovacího ramene. 1-maximální zatížení v závislosti na vyložení výložníku, 2-maximální zatížení hydraulické ruky vyvážecí soupravy VIMEK 606 TT. Obrázek 6.2: Rozsah pohyb hydraulické ruky. 47

49 6.1 VIZUÁLNÍ KONTROLA Ped zahájením kontroly bylo zaízení oištno za pomoci tlakového mycího pístroje. Pro snazší a dostatené odstranní neistot bylo použito tlakové mycí zaízení s ohevem tlakové vody a chemické prostedky pro odstranní neistot z olej a maziv. Obrázek 6.3: Oištná hydraulická ruka, pipravena k vizuální kontrole. Vizuální kontrolu provádíme pedevším pohledem a pohmatem. Pi této kontrole byly na zaízení zjištny závady. Jako vnjší netsnost dvojinného lineárního hydromotoru, viz obrázek íslo 6.4, který slouží pro otáení sloupu hydraulické ruky. Praskliny na míst již neodborn opravovaného zalamovacího ramene, viz obrázek íslo 6.5. Netsné šroubové spojení tlakové hadice, viz obrázek íslo 6.6. Tato vizuální kontrola není píliš asov a technicky nároná. A díky ní byly odhaleny závady, kdy po jejich odstranní mžeme zabránit rozsáhlému poškození zaízení. 48

50 Obrázek 6.4: Vnjší netsnost dvojinného lineárního hydromotoru. Obrázek 6.5: Praskliny zalamovacího ramene. 49

51 Obrázek 6.6: Netsné tlakové šroubení. 6.2 PROVOZNÍ FUNKNOST Provozní funknost provádíme u zaízení, které je zaháté na provozní teplotu. Dále u zaízení, u kterého nebyly bhem vizuální kontroly odhaleny závady, které mohou bhem provozní funknosti zaízení více poškodit nebo jakkoli ohrozit bezpenost obsluhy. U sledovaného stroje VIMEK 606 TT byla provedením provozní funkností odhalena závada otáení sloupu. Tato závada spoívá v nadmrné vli hebenové tye dvojinného lineárního hydromotoru a vnce sloupu. Tato vle zapíi uje volné otáení sloupu hydraulické ruky o úhel,-. Pro provozní funknost je dležité pedevším dostatek prostoru, nebo zkoušíme veškeré funkce a plynulost jejich prbhu do krajních poloh jako nap. maximální a minimální dosah hydraulické ruky, úhel a prbh otáení sloupu pi maximální a minimální délce výložníku. Dále musíme dbát na bezpenostní zóny pro pihlížející osoby okolo zkoušeného stroje. 50

52 6.3 ZÁTŽOVÁ ZKOUŠKA U sledovaného stroje VIMEK 606 TT bylo pro simulaci maximálního zatížení použito závaží (ocelový sud naplnný pískem) o hmotnosti 300 kg. Tato hmotnost odpovídá maximálnímu zatížení pi délce výložníku 3600 mm. Na základ mení byla zjištna rychlost zvedání výložníku za plného zatížení v z = 0,51 m.s -1 a pro porovnání rychlost zvedání výložníku bez zatížení v z = 0,79 m.s -1. Tyto rychlosti byly vypoítány dle vztahu rychlost zvedání [m.s -1 ] &. výška zvedání [m] +. as zvedání [s]. & / + / (6.1) Tabulka 6.3: Namené a vypoítané hodnoty zátžové zkoušky hydraulické ruky. na prázdno se zatížením mení t z h z v z t z h z v z [s] [m] [m.s -1 ] [s] [m] [m.s -1 ] 1 3 2,4 0,80 3 1,6 0, ,2 0,73 3 1,55 0, ,7 0,90 3 1,57 0, ,1 0,70 3 1,54 0, ,5 0,83 3 1,56 0,52 prmr 2,38 0,79 1,56 0,52 Takto rozdílné rychlosti zvedání za plného zatížení a bez zatížení poukazuje, že je nkterý z prvk hydraulické soustavy opotebený. 51

53 Obrázek 6.7: Maximální zdvih výložníku pi mení rychlosti zvedání (bez zatížení). 6.4 POKLES VÝLOŽNÍKU Pi mení rychlosti poklesu výložníku je použito stejné závaží jako u zátžové zkoušky, které simuluje maximální zatížení. Závaží bylo zvednuto do urité výšky, hydrogenerátor byl vypnut a stroj ponechán v klidu po celou dobu mení poklesu. Výšku poklesu vypoítáme pomocí vztahu 5.1. Rychlost poklesu vypoteme pomocí vztahu 5.2. Na základ zmených hodnot byla vypoítána rychlost poklesu v p = 3 mm.s

54 Tabulka 6.4: Namené a vypoítané hodnoty poklesu výložníku hydraulické ruky. mení t p h 1 h 2 h p v p [s] [mm] [mm] [mm] [mm.s -1 ] , , , ,2 prmr 924 3,08 Obrázek 6.8: Mení rychlosti poklesu výložníku. 6.5 DIAGNOSTIKA JEDNOTLIVÝCH PRVK SOUSTAVY Na základ negativních výsledk pedešlých zpsob zkoušek bylo pro pesnjší urení vadného prvku pistoupeno k diagnostice jednotlivých prvk soustavy, vykonané postupem popsaným v kapitole 4. 53

55 Tato diagnostika odhalila nadmrné vnitní netsnosti pístu hlavního a zalamovacího lineárního hydromotoru. Tyto lineární hydromotory je nutno petsnit, nebo provozování je nadále píliš neekonomické z dvodu vysokého snižování výkonnosti celého zaízení. 54

56 7. ZÁVR Cílem práce bylo popsání ástí hydraulické ruky, prvk hydraulických systém a popis konstrukní varianty hlavních ástí hydraulického systému. Dále charakteristika zvolených veliin a sledovaných parametr. V práci byl navrhnut a popsán metodický postup bezdemontážní diagnostiky hydraulického systému. Metodický postup, oven zkušebním mením, byl shledán jako vyhovující pro své urení. Vyhovuje identifikaci poškozené ásti zaízení jako celku, následn i identifikaci jednotlivých poškozených nebo nadmrn opotebených prvk hydraulického sytému. V souasné dob je trendem rozvoj pjoven stroj a zaízení, jejichž souástí konstrukce jsou hydraulické systémy. Z dvodu poteb snadné a co nejmén ekonomicky nároné diagnostiky stroj a zaízení v tchto provozech, zde nalezne navržený metodický postup po individuálních úpravách, dle konstrukce zaízení a hydraulického systému, své uplatnní. 55

57 8. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY 8.1 KNIHY 1. BAUER, F.; RYŠAVÝ, I.. Hydraulické systémy mechanizaních prostedk. Brno : Vysoká škola zemdlská, 1985, 140 s. ISBN e DRÁPAL, D., et al. Hydraulická ruka v lesním hospodáství. Praha : Státní zemdlské nakladatelství, 1984, 212 s. ISBN FROLÍK, Josef SVATOŠ Josef. Základy zemdlské techniky II. Jihoeská univerzita Zemdlská fakulta eské Budjovice: JU ZF eské Budjovice, ISBN JANALÍK, Jaroslav; ŠÁVA, Pavel. Mechanika tekutin. Ostrava : Ediní stedisko VŠB-TU Ostrava, 2002, 128 s. ISBN JANOUŠ. Hydrogenerátory a hydromotory. Ústí nad Labem: DT SVTS Ústí nad Labem, 1983, 53 s. 6. KOPÁEK, J. Diagnostikování prvk a systém vyrobených v kombinátu ZTS. In: JANOUŠ, Josef. DIAGNOSTIKA HYDRAULICKÝCH PRVK A SYSTÉM. Dm techniky SVTS Ostrava: Dm techniky SVTS Ostrava, 1989, s C. ISBN X. 7. LOJCJANSKIJ, L.G. Mechanika kapalin a plyn II. Praha : Státní nakladatelství technické lteratury, 1954, 320 s. 8. PAVLOK, B.. Hydraulické prvky a systémy : Díl 1. Kapaliny v hydraulických mechanizmech, Hydraulické pevodníky. Ostrava : VŠB-TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA, 2001, 156 s. ISBN SLEPIKA, F. Píruka mící techniky: Pro strojírenství a energetiku. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1965, s INTERNETOVÉ ZDROJE 1. Balon: Vazkost kapalin [online] [cit ]. Dostupné z: 56