Expertenlösungen für Hydraulikzylinder-Ausfälle

Hydraulikzylinder sind ein wesentlicher Bestandteil so vieler verschiedener Maschinentypen in einer Vielzahl von Branchen, und wenn sie ausfallen, können die Folgen von ärgerlich bis gefährlich reichen. Es ist wichtig, die Natur des Hydraulikzylinder-Ausfalls zu verstehen, einschließlich dessen, was ihn verursacht und wie man ihn am besten behebt, sobald er auftritt.

Hydraulikzylinder

Hydraulikzylinder (die Sie auch als lineare Hydraulikmotoren bezeichnet sehen können) sind hydraulische Aktuatoren, die lineare Bewegung erzielen, indem sie den effizienten Kraftübertrag über ein praktisch inkompressibles Hydraulikfluid nutzen. Sie finden sich in nahezu jeder Branche, von massiven Erdbewegungsmaschinen wie Hydraulikbaggern bis hin zur Luft- und Raumfahrtindustrie, wo sie in Flugzeugen sowie Bodenunterstützungsgeräten zu finden sind. Hydraulikzylinder sind normalerweise eine kritische Komponente jedes Systems, in dem sie sich befinden, was bedeutet, dass ihr Ausfall zu problematischen Ausfallzeiten führen kann. Deshalb ist es wichtig zu verstehen, was Hydraulikzylinder zum Ausfall bringt und was getan werden kann, um diese Ausfälle zu verhindern.

Komponenten in einem Hydraulikzylinder

Die wichtigsten Komponenten in einem Hydraulikzylinder umfassen den Zylinderrohr (der die meisten Teile umschließt), die Kolbenstange (der Teil, den die meisten Menschen sehen), den Kolben (der die Bewegung auf die Kolbenstange überträgt), den Zylinderboden, den Zylinderkopf und eine Vielzahl von Dichtungen und Lagern. Der Ausfall eines einzigen dieser Teile wirkt sich auf den Hydraulikzylinder als Ganzes aus.

Chemischer Angriff

Hydraulikzylinder werden oft in Umgebungen eingesetzt, in denen sie mit korrosiven Materialien in Kontakt kommen können. Wenn eine solche Umgebung vorliegt, ist meist die Zylinderdichtung zuerst betroffen (abhängig davon, aus welchem Material die Zylinderdichtung besteht). Wenn Anzeichen eines chemischen Angriffs auf die Dichtung gefunden werden, muss die Dichtung nicht nur ersetzt werden, sondern sie muss durch ein Dichtungsmaterial ersetzt werden, das mit den korrosiven Chemikalien in der Arbeitsumgebung verträglich ist. Wenn ein neues Hydraulikzylindersystem gekauft wird, wäre es ratsam, den Hersteller über potenzielle chemische Probleme mit den Dichtungen zu kontaktieren.

Verunreinigtes Hydraulikfluid

Verunreinigtes Hydraulikfluid kann in Hydraulikzylindern zwei problematische Formen annehmen: Verunreinigung mit Luft oder Wasser und Partikelverunreinigung. Das Vorhandensein von entweder Luft oder Wasser im Hydraulikfluid wird die Leistung des Zylinders beeinträchtigen, was die Lasten betrifft, die er bewältigen kann, und die Kraft des Hubs. Andererseits kann Partikelverunreinigung Dichtungen zerstören und zu anderen kritischen Problemen führen. Die meisten Partikelverunreinigungen nehmen die Form von abrasiven Partikeln an, und sobald diese Partikel zwischen der Oberfläche der Kolbenstange und der Kolbenstangendichtung eingeschlossen sind, wird die Dichtung beschädigt und beginnt zu lecken. Die meisten Verunreinigungen werden über eine defekte Abstreifdichtung in eine Hydraulikdichtung eingeführt, aber sie können auch während Wartung und Reparatur eingeführt werden, wenn keine sauberen Verfahren befolgt werden.

Korrosion im Zylinderrohr

Wenn Wasser Zugang zum Inneren des Hydraulikzylinders erhält, kann es innere Korrosion im Zylinderrohr verursachen. Diese Art von Schaden ist schwer zu reparieren und beinhaltet oft den Austausch der betroffenen Teile. Der beste Weg, diese Art von Schaden zu verhindern, besteht darin, das Eindringen von Wasser zu verhindern, was oft als Folge beschädigter Dichtungen auftritt. Andererseits könnte ein solcher Schaden auch ein Zeichen dafür sein, dass der Zylinder nicht der geeignete Typ für die Umgebung ist, in der er verwendet wird.

Beschädigte Augenschenkel-Lager

Das Augenschenkel-Lager wird unter zwei Umständen versagen: (1) wenn der Zylinder einer Last über seiner Spezifikation ausgesetzt ist oder (2) wenn der Zylinder einem plötzlichen Aufprall oder Stoßbelastung ausgesetzt ist. Wenn eine Last die angegebene Belastung für einen Zylinder übersteigt, wird etwas versagen, und es wird meist das Augenschenkel-Lager sein.

Beschädigte Stangenlager und Kolbenstangen

Die Ursache für beschädigte Stangenlager und verbogene Kolbenstangen ist meist eine fehlerhafte Ausrichtung zwischen dem Zylinder und der Last, kann aber auch durch Belastung des Hydraulikzylinders über die für ihn angegebene Last hinaus verursacht werden. Wenn die Ausrichtung nicht korrekt ist, entsteht eine seitliche Belastung oder Biegung, die die Stangenlager nicht ausgelegt sind zu tragen.

Beulen an Stangen und Zylinderrohren

Das Zylinderrohr oder die Stange des Hydraulikzylinders kann tief genug eingedellt werden, um Leistungsprobleme zu verursachen und ihren Austausch notwendig zu machen. Diese Art von Schaden ist meist das Ergebnis eines Aufpralls mit einem anderen Gerät oder einem sehr schweren Gegenstand. Er zeigt sich meist, wenn die Stange nicht vollständig ausgefahren oder eingefahren werden kann (d. h., der Zylinder kann nicht vollständig huben). Versuche, einen Zylinder mit einer eingedellten Stange oder einem eingedellten Zylinderrohr weiter zu verwenden, verursachen Schäden an anderen Komponenten, einschließlich Lagern und Dichtungen.

Übermäßiger Verschleiß

Die meisten Fälle von übermäßigem Verschleiß lassen sich auf eine Fehlausrichtung von Stange und Zylinder zurückführen. Wenn diese beiden Komponenten nicht korrekt ausgerichtet sind, entstehen zusätzliche Kräfte, die senkrecht zur Bewegung der Stange wirken, bekannt als Schubbelastung oder Seitenlast. Diese Kräfte führen schließlich zu beschädigten Lagern, Kolben, Stangen und Zylinderrohren.

Extreme Temperaturen

Eine weitere Hauptursache für Hydraulikzylinder-Ausfälle sind extreme Betriebstemperaturen – sowohl zu kalt als auch zu heiß. Wenn die Betriebstemperaturen zu heiß sind, kann dies zu vorzeitigem Versagen der Dichtungen führen. Darüber hinaus kann bei hohen Temperaturen die Fähigkeit eines Fluids, kritische Teile angemessen zu schmieren, ebenfalls ein Problem werden und zu vorzeitigem Verschleiß und deutlich reduzierter Effizienz führen. Dies kann oft an Lagern beobachtet werden, die zu früh versagen. Übermäßige Temperaturen können auch den natürlichen Abbau von Hydraulikfluid und Schmierstoffen beschleunigen.

Andererseits, wenn die Betriebstemperaturen zu niedrig sind, werden Schmierstoff und Hydraulikfluid zu dickflüssig, um ordnungsgemäß zu funktionieren, und Schäden am Hydraulikzylinder können resultieren. Kalte Temperaturen können auch dazu führen, dass Dichtungsmaterialien spröde werden, was zu Rissen führt. Wenn die Dichtungen von extremen Temperaturen betroffen sind, sollte die betroffene Dichtung durch eine aus einem Material ersetzt werden, das mit den Betriebstemperaturen verträglich ist.

Wenn Hydraulikfluid und Schmierstoffe durch Betriebstemperaturen negativ beeinflusst werden, sollte ein anderer Typ verwendet werden, der für die erwarteten Betriebstemperaturen ausgelegt ist.

Extrudierte Dichtung

Ein weiteres großes Problem, das bei Hydraulikzylindern auftreten kann, ist Dichtungsextrusion, die meist zwischen dem Zylinderrohr und dem Kopf oder Boden auftritt. Wenn die Lippe der Dichtung in den Extrusionsspalt vorsteht, erfährt sie extremen Verschleiß. Stücke der Dichtlippe können abgerissen werden, was Verunreinigungen in das System einbringt und zu einer undichten Dichtung führt. Wenn es Anzeichen dafür gibt, dass eine Dichtung begonnen hat, in den Extrusionsspalt vorzudringen, wird ein anderer Dichtungstyp oder eine andere Dichtungsgeometrie notwendig.

Undichte Dichtung

Die häufigste Ursache für Hydraulikzylinder-Ausfälle sind undichte Dichtungen, die nicht nur kritische Flüssigkeiten das System verlassen lassen (einschließlich Schmierstoffe), sondern auch schädlichen Verunreinigungen (Wasser, Luft und Partikeln) den Weg ins Innere des Hydraulikzylinders ermöglichen. Die meisten Ursachen für Dichtungsversagen sind die Verwendung der falschen Dichtungsgröße, unangemessene Spielräume zwischen der Dichtung und der Oberfläche, Korrosion der Dichtung, übermäßiger Verschleiß durch abrasive Flüssigkeitsverunreinigung, schlechte Ausrichtung zwischen der Stangendichtung und der Stange und unsachgemäße Installation. Beachten Sie jedoch, dass Dichtungen im Laufe der Zeit unweigerlich verschleißen und einen Punkt erreichen, an dem sie ersetzt werden müssen.

Fazit

Die meisten Hydraulikzylinder-Ausfälle sind das Ergebnis von Problemen im Zusammenhang mit den Dichtungen (einschließlich Lecks, Verunreinigung und Extrusion), Lagern (einschließlich Stangenlager und Augenschenkel-Lager) und Beulen an der Stange oder dem Zylinderrohr. Die häufigsten Ursachen für Hydraulikzylinder-Ausfälle sind Fehlausrichtungen, extreme Temperaturen, normaler oder übermäßiger Verschleiß, chemische Angriffe, Korrosion und Hydraulikverunreinigung. Das Geheimnis, die meisten dieser Ausfälle zu verhindern, ist ganz einfach: regelmäßige vorbeugende Wartung. Zum Beispiel können Fluidtests eine Reihe von Problemen aufdecken (z. B. Luft- oder Wasserverschmutzung, Partikelverunreinigung, Korrosion, chemischer Angriff und Temperaturabbau). Sichtprüfung kann das Vorhandensein von Fehlausrichtung, undichten Dichtungen, Korrosion und eingedellten Stangen und Zylinderrohren aufdecken.

MAC Hydraulics

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