油圧パワーユニットの圧力損失: 現場診断ガイド

20 年以上、産業用油圧システムの保守を行ってきた中で、私は 1 つのルールを学びました。それは、圧力の問題は決して当てずっぽうで診断してはいけないということです。アクチュエータの弱さ、ポンプの騒音、上昇を拒否する圧力計などは単純に見えるかもしれませんが、実際の原因は多くの場合、オイル供給、バルブ ブロック、ポンプ、シリンダー、または戻り回路の内部に隠されています。

油圧パワーユニットの圧力損失により、掘削機が停止したり、生産プレスの速度が低下したり、鉱山機械の揚力が低下したり、ピークシーズンに農業機械の信頼性が低下したりする可能性があります。メンテナンス エンジニアや調達マネージャーにとって、本当の課題は障害を修復することだけではありません。不必要な部品を交換する前に、正確な故障経路を見つけることができます。

このフィールドベースのガイドでは、実践的な根本原因分析を使用して油圧ステーションの圧力の問題に対処する方法を説明します。この記事では、症状の分類、迅速な検証方法、ポンプとバルブの検査、シール材料の選択、極度の気候でのメンテナンス、修理か交換かの決定、および世界規模の産業用途向けのコンポーネントの選択について説明します。

⚠️ 安全上の警告:油圧ホース、バルブ、ポンプ、シリンダー、継手、またはテストポートプラグを取り外す前に、装置を停止し、蓄えられた圧力を解放し、電源をロックアウトしてください。圧力のかかった作動油は皮膚に浸透し、重大な傷害を引き起こす可能性があります。常に保護メガネ、手袋、保護服を着用してください。

油圧ステーションの圧力障害重大度表

お客様から「なぜ油圧システムの圧力が上がらないのですか?」と尋ねられたとき、圧力計、油温、ポンプ音、アクチュエーターの動きはどうなっているのかをいつも聞きます。その答えによって、検査をどこから開始すべきかが決まります。

圧力低下の背後にある 3 つのコアゾーン

油圧システムの故障診断作業のほとんどは、システムを油供給、圧力制御、アクチュエータ負荷の 3 つのゾーンに分割すると容易になります。各ゾーンで同様の症状が発生する可能性がありますが、確認方法が異なります。

ゾーン 1: オイル供給とポンプ駆動

油圧ポンプは、十分なオイルを受け取ることができない場合、圧力を高めることができません。リザーバーレベルの低下、吸引制限、空気の侵入、不適切なオイル粘度、ブリーザーの詰まり、フィルターの詰まりはすべて、供給側の故障を引き起こします。ポンプから異音がしたり、振動したり、タンク内に泡が発生したりすることがあります。

私はかつて埃っぽい採石場で移動式破砕機を検査したことがあります。オペレーターは、機械の力が弱いためにポンプが磨耗していると信じていました。本当の問題はサクションホースが潰れていることだった。ホースを交換し、タンクを清掃したところ、ポンプを交換することなく常圧に戻りました。

高負荷下で動作するシステムの場合は、適切に選択頑丈な油圧ポンプが不可欠です。ただし、吸引ラインが小さかったり、汚れていたり、空気が満ちていたりすると、最良のポンプでも早期に故障します。

ゾーン 2: 圧力制御とバルブの安定性

圧力制御部には、リリーフ弁、減圧弁、アンロード弁、方向弁、流量制御弁などが含まれる。単一のスプールの固着または損傷したスプリングは、圧力の不安定、発熱、または圧力上昇の失敗を引き起こす可能性があります。

リリーフバルブの故障は、オイルが汚れた後に特によく発生します。汚れによってバルブがわずかに開いたままになっていると、有効な圧力が発生する前にオイルがタンクに戻ります。圧力設定が高すぎると、システムがホース、シール、ポンプ、アクチュエーターに過負荷をかける可能性があります。

検査するとき油圧方向制御弁、スプールの動き、パイロット通路、スプリングの状態、シール面、オイルの清浄度をチェックします。ソレノイドが通電されているからといって、バルブが正しく動作しているとは決して考えないでください。

ゾーン 3: アクチュエーターと荷重保持

アクチュエータは油圧エネルギーを運動に変換します。シリンダーはピストンシールの損傷により内部バイパスを受ける可能性があります。モーターは、内部磨耗やケースの過剰なドレン流により効率が低下する可能性があります。どちらの故障もポンプのパフォーマンスが低下しているように見える場合があります。

他の機能が正常であるにもかかわらず、1 つのアクチュエータが遅い場合は、そのアクチュエータの近くから開始してください。すべての機能が弱い場合は、ポンプと主圧力制御回路に戻ります。

適切に設計された荷重保持装置用工業用油圧シリンダー内径、ロッド径、使用圧力、ストローク、取付形式、シール材質、横荷重条件などに合わせて選定してください。

油圧ポンプの内部漏れの確認方法

油圧ポンプの内部漏れは通常、徐々に進行します。機械は冷えているときは十分に動作しますが、油温が上昇すると力が失われることがあります。熱いオイルは薄くなり、磨耗したクリアランスにより、より多くのオイルがポンプ内をバイパスできるようになります。

最も信頼性の高い検証方法は、圧力下での流動テストです。ポンプは、低圧では許容可能な流量を示しますが、作動圧力では出力のかなりの割合が失われる場合があります。この違いは、多くの場合、単純なゲージの読み取り値よりも価値があります。

ギヤポンプの場合は、側板の摩耗、ギヤエンドクリアランス、ブッシュの状態、シャフトシールの状態を検査します。ピストンポンプの場合は、バルブプレート、シリンダーブロック、ピストン、シュー、斜板、軸受面を点検してください。ベーン ポンプの場合は、カム リング、ローター スロット、ベーン、エンド プレートを検査します。

多くの産業システムでは、最大 5000 psi (350 bar) の定格のポンプが使用されています。ポンプの定格だけでは安全な動作を保証するものではありません。ホース、バルブ、シリンダー、継手、シール、マニホールドも同じ圧力範囲で定格されている必要があります。

交換が必要な場合には、 ギアポンプとピストンポンプ流量要求、デューティサイクル、汚染許容度、圧力範囲、シャフトタイプ、フランジ規格、およびポートの向きに従って選択する必要があります。

リリーフバルブの故障: 技術者を誤解させやすい故障

リリーフバルブは油圧システムを保護するために設計されていますが、圧力を維持できなくなる原因となる場合もあります。実際のサービス作業では、軽微な故障の後にリリーフバルブが誤調整され、油圧パワーユニット全体が不安定になるのを見たことがあります。

正しい方法は簡単です。校正されたゲージを正しいテストポイントに取り付け、負荷をゆっくりと増加させ、実際の圧力を機械の仕様と比較します。圧力の上昇があまりにも早く停止すると、必要な設定より前にバルブが開いてしまう可能性があります。圧力が急上昇または変動する場合は、汚染またはパイロットの不安定性が存在する可能性があります。

圧力が完全に解放された後、バルブを取り外し、スプール、シート、スプリング、パイロットオリフィス、および減衰通路を検査します。スラッジ、ワニス、金属粒子、シートの損傷、スプリングの弱さはすべて、リリーフバルブの誤動作を引き起こす可能性があります。

OEM 機器および産業用改造の場合、 カスタム油圧バルブ使用圧力、流量、スプール機能、ポート規格、制御方式、マシンサイクル要件に基づいて選択できます。

油圧シリンダーの動きが遅い問題の修正

油圧シリンダの動作が遅い問題を解決するには、問題が個別に発生しているのか、それともシステム全体に及ぶのかという 1 つの質問から始まります。 1 つのシリンダーだけが遅い場合は、シリンダー、ローカルバルブ、ホース、または負荷状態の内部に問題がある可能性があります。すべてのアクチュエータが遅い場合は、まずポンプ流量、オイル供給、およびメイン圧力制御を検査してください。

古いシリンダーでは内部バイパスが一般的です。外部漏れが確認できない場合でも、ピストン シールが故障する可能性があります。オイルは圧力室から戻り室へ通過し、シリンダーは力を失います。オペレータは、ドリフト、伸びの遅さ、持ち上げの不良、または保持力の弱さに気づく場合があります。

ピストンシール、ロッドシール、ガイドリング、ロッド表面、ボア状態、取付位置を点検します。ロッドに傷があったり、ボアに傷が入ったり、シリンダーに横から荷重がかかったりすると、新しいシールキットは長持ちしません。

非標準アプリケーションの場合、 カスタム油圧シリンダー特定のストローク長、取付寸法、使用圧力、シール材質、温度範囲、負荷方向に合わせて設計できます。

さまざまな使用条件に応じたシール材質の選択

シールの破損は、油圧パワーユニットの圧力損失の最も一般的な隠れた原因の 1 つです。間違ったシール材料を選択すると、膨張、硬化、亀裂、急速な摩耗、または内部バイパスが発生する可能性があります。

作動油の汚染: 現場での迅速な検出

オイルの清浄度は、油圧ステーションの圧力の問題に直接影響します。汚染されたオイルはポンプを損傷し、バルブのスプールに傷を付け、パイロットオリフィスをブロックし、シールの摩耗を促進し、熱を発生させます。

ISO 4406 は、作動油の清浄度を説明するために一般的に使用されます。専門的な粒子計数器は最も正確な結果を提供しますが、現場の技術者は実験室での試験の前に簡単なチェックを行うことができます。

• 目視チェック:オイルが曇っている場合は、水、空気混入、または酸化を示している可能性があります。

• 磁石のチェック:磁石上の金属粒子は、ポンプまたはベアリングの摩耗を示唆している可能性があります。

• フィルター検査:使用済みフィルターを切り開いて、金属、ゴム、繊維、またはスラッジの汚染を特定します。

• 臭気チェック:焦げた臭いは、過熱またはオイルの劣化を示していることがよくあります。

• 泡の観察:泡が持続する場合は、空気の侵入または戻りラインの設計が不十分であることを示している可能性があります。

新しいコンポーネントを汚れたオイルに決して取り付けないでください。タンク、ホース、マニホールド通路に汚れが残っていると、きれいな交換用ポンプやバルブでもすぐに故障する可能性があります。

高圧ホースの破損防止

外部への浸透は単にハウスキーピングの問題ではありません。それは警告サインです。ホースの故障は、生産の停止、環境汚染、火災の危険、および人身傷害につながる可能性があります。

高圧油圧ホースの故障防止には、曲げ半径、摩耗点、クランプサポート、熱暴露、腐食、ねじれ、衝撃荷重の検査が含まれる必要があります。フレームに擦れたり、スチールエッジに振動したホースは、ルートを変更するか、保護する必要があります。

交換時高圧油圧ホース、使用圧力、破裂圧力、継手のタイプ、ネジ規格、ホースサイズ、流体の互換性、および温度範囲に適合します。外観が似ていても性能が同等であるとは限りません。

プレッシャーの問題を悪化させる重大なミス

現場での修理では、最初の対応が間違っているため、圧力による故障が発生すると高額な費用がかかることがよくあります。油圧システムの故障診断時には、これらの間違いを回避する必要があります。

• テストせずにリリーフ圧力を増加させる:これにより、元の障害が隠蔽され、システムに過負荷がかかる可能性があります。

• 吸引流量を確認する前にポンプを交換する:フィルターの詰まりや吸引ホースの破損は、ポンプの故障を引き起こす可能性があります。

• 油温の無視:冷間始動時には明らかではない内部漏れが熱によって明らかになることがよくあります。

• 適合しないホース継手の使用:ねじ山または圧力定格が間違っていると、危険な故障が発生する可能性があります。

• 作動油をランダムに混合する:互換性のない添加剤は、シールを損傷したり、潤滑を低下させたりする可能性があります。

• システムのフラッシングをスキップする:汚染されたオイルに新しい部品を取り付けると、すぐに故障する可能性があります。

地域ごとの過酷な労働条件

中東: 高温、砂、塵

中東用途の油圧部品サプライヤーにとって、熱と粉塵は大きな懸念事項です。砂はブリーザーやクーラーをブロックする可能性があります。周囲温度が高いと、オイルの酸化とシールの劣化が促進されます。

タンクのブリーザーを清潔に保ち、冷却面を頻繁に検査し、ほこりの多い場所でリザーバーを開けないようにしてください。適切なオイル粘度を使用し、動作温度を注意深く監視してください。ポンプ、シール、バルブ、ホース、交換用フィルターは世界各地に発送できるため、遠隔地の現場でのダウンタイムの削減に役立ちます。

南アメリカ: 湿気、雨、腐食

南米の産業用油圧サービスには、農業機械、鉱山機械、林業機械、港湾荷役システムが含まれることがよくあります。湿気や雨は、ロッド、フィッティング、ホースクランプ、露出したスチール部品の腐食のリスクを高めます。

シリンダーロッドを保護し、水の汚染を検査し、必要に応じて耐食性の継手を使用し、使用されていない機器をロッドを適切に保護して保管してください。季節的な閉鎖期間中は、湿気管理が不可欠です。

アフリカ: 遠隔地と限られた修理アクセス

アフリカにおける油圧システムのメンテナンスには、機器が主要なサービスセンターから遠く離れた場所で稼働する場合があるため、現実的な計画が必要になることがよくあります。最善の戦略は、重要な予備品を現場に保管し、オペレーターに警告の兆候を早期に認識できるように訓練することです。

推奨されるスペアパーツには、シール キット、サクション フィルター、圧力計、一般的なホース、継手、バルブ カートリッジが含まれます。アフリカの現地技術サポートは、緊急修理が必要な場合のダウンタイムの短縮に役立ちます。

東南アジア: 熱、湿気、連続稼働

東南アジアの OEM 油圧コンポーネントでは、多くの機械が高温多湿の環境で長いデューティ サイクルで動作します。船舶機器、建設機械、FAシステムには、強力な耐食性と確実なシール性が求められます。

定期検査には、オイルの状態、電気コネクタ、露出したシリンダー ロッド、ホース カバー、バルブ ブロック、クーラーの性能などが含まれます。湿気と熱は、一時的な不都合ではなく、長期的な設計要素として扱う必要があります。

修理または交換: コスト決定マトリックス

修理は必ずしも安くなるとは限りません。交換した方が必ずしも良いとは限りません。正しい決定は、ダウンタイムのコスト、安​​全上のリスク、コンポーネントの状態、スペアパーツの入手可能性、およびマシンの価値によって異なります。

フルライフサイクルの油圧メンテナンス計画

油圧パワーユニットの圧力損失を防ぐ最も信頼性の高い方法は、油圧システムをそのライフサイクル全体にわたって管理することです。メンテナンスは機械が弱ってから始めるべきではありません。

• 試運転後にベースライン圧力、油温、サイクルタイム、ポンプ騒音を記録します。

• 激しい運転をする前に、オイルレベル、外部漏れ、フィルターの状態を確認してください。

• カレンダー時間だけでなく、汚染レベルに基づいてサクションフィルターとリターンフィルターを検査します。

• 作動油を追加する場合は、フィルター付きの移送装置を使用してください。

• 精密または高圧システムが関係する場合は、ISO 4406 に従ってオイルの清浄度を分析します。

• ポンプ、バルブ、またはアクチュエーターを交換した後は、リリーフバルブの設定を確認してください。

• 亀裂、膨張、または補強材の露出が発生する前に、老朽化し​​たホースを交換してください。

• 新しいポンプ、バルブ、またはシリンダーを取り付ける前に、汚染された回路を洗い流してください。

産業用途向けのカスタムコンポーネントの選択

多くの OEM やメンテナンス チームにとって、標準コンポーネントだけでは必ずしも十分とは限りません。スペースの制限、異常な取り付け要件、過酷な環境、特殊な流量要件、および標準外の圧力要件により、カスタマイズされた油圧部品が必要になる場合があります。

Blince Hydraulic は、ポンプ、モーター、バルブ、シリンダー、ホース、継手を含む産業用油圧ソリューションの完全な製品範囲を提供しています。 OEM プロジェクトの場合、適切なコンポーネントを選択することで、機械の信頼性が向上し、調達が簡素化され、繰り返し発生するメンテナンスの問題が軽減されます。

駆動系に関しては、 高性能油圧モータートルク要求、容量、速度範囲、許容背圧、ドレンライン設計、およびデューティサイクルに従って選択する必要があります。

移動機械、コンベヤ、ウインチ、掘削装置、および頑丈な回転システムの場合、 軌道油圧モーターコンパクトなサイズと強力な低速トルクが必要な場合に適しています。

圧力制御と流量管理の場合、バルブの選択では、スプール機能、流量容量、圧力定格、制御方法、漏れクラス、および汚染の感度を考慮する必要があります。優れた方向制御バルブ メーカーは、OEM のカスタマイズ要件も理解している必要があります。

FAQ: 油圧損失と現場診断

油圧システムが始動後に圧力を上昇させないのはなぜですか?

最も一般的な原因は、オイルレベルの低下、間違ったポンプの回転、カップリングの故障、吸引ライン内の空気、フィルターの詰まり、リリーフバルブの固着、またはポンプの激しい摩耗です。バルブを調整する前に、給油とポンプの駆動から始めてください。

油圧ポンプの内部漏れを確認するにはどうすればよいですか?

ポンプの流れを低圧でテストし、再度作動圧力でテストします。負荷がかかった状態で流量が急激に低下した場合は、油圧ポンプの内部漏れが発生している可能性があります。オイルの加熱が速いことやアクチュエーターの力が弱いことも一般的な兆候です。

油圧シリンダの動作が遅い原因は何ですか?

シリンダーの動きが遅い場合は、ポンプ流量の不足、ホースの詰まり、バルブの制限、オイル内の空気、またはピストン シールのバイパスが原因である可能性があります。 1 つのシリンダーだけが遅い場合は、まずそのシリンダーとそのローカル制御バルブを検査します。

ショベルの油圧低下のトラブルシューティングはどうすればよいですか?

ショベルの油圧低下のトラブルシューティングでは、オイルレベル、ホース漏れ、サクションフィルターの状態、ポンプの駆動、リリーフバルブの設定、シリンダーの漏れを確認します。本当の原因が確認されるまでリリーフ圧力を上げないでください。

リリーフバルブの故障によりオーバーヒートが起こる可能性はありますか?

はい。リリーフバルブが開き続けたり、設定が間違っていると、圧力のかかったオイルがタンクに戻り、発熱する可能性があります。これにより効率が低下し、シール、ホース、ポンプが損傷する可能性があります。

オイルの清浄度レベルはどれくらいを監視すればよいですか?

オイルの清浄度は、システムの感度とコンポーネントの要件に従って評価する必要があります。 ISO 4406 は、粒子の清浄度の分類に一般的に使用されます。高圧かつ精密なシステムには、より厳格な汚染管理が必要です。

油圧ホースはいつ交換すればよいですか?

外被の亀裂、補強材の露出、ホースの膨張、圧着部の漏れ、ホースの潰れ等がある場合はホースを交換してください。高圧油圧ホースの故障を防ぐには、ホースを正しく選択することが重要です。

1 つのシリンダーの不良によりシステム全体の圧力が低下する可能性がありますか?

はい、回路設計によって異なります。内部バイパスが厳しいシリンダーは流量を消費し、利用可能な圧力を低下させる可能性があります。多くの場合、障害を確認するにはシリンダーを切り離す必要があります。

グローバル油圧システムのサービスサポート

信頼性の高い油圧修理は、正確な診断、正しいコンポーネントの選択、クリーンな設置、予防保守にかかっています。問題が油圧ステーションの圧力の問題、バルブの不安定性、アクチュエータの弱さ、ポンプの摩耗、ホースの故障のいずれであっても、解決策は仮定ではなくテストの証拠に基づいている必要があります。

OEM メーカー、モバイル機器オペレーター、工場メンテナンス チーム、油圧修理ワークショップにとって、完全なサプライヤーは油圧回路全体にわたって互換性のあるコンポーネントを提供することでダウンタイムを削減できます。

信頼性の高い油圧コンポーネントと専門家の技術サポートについては、Blince Hydraulic の全製品範囲をご覧ください。当社は、お客様の産業ニーズを満たすカスタム油圧ソリューション、OEM サービス、世界各地への発送を提供します。個別のサポートが必要な場合は、今すぐ当社のチームにお問い合わせください。