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ドリル用リリーフバルブおよびチェックバルブ:機能、故障、交換

2026-04-24 15:21:22
ドリル用リリーフバルブおよびチェックバルブ:機能、故障、交換

リリーフバルブとチェックバルブは、打撃用油圧システムにおいて同一の回路位置を共有しますが、それぞれ逆の機能を果たし、逆の形で故障します。リリーフバルブは最大圧力を制限するものであり、設定圧力値を超えると開いて回路を過負荷から保護します。一方、チェックバルブは一方向への圧力を維持するものであり、圧力差が逆転した際に逆流を防ぐために閉じます。特定の故障の原因となっているバルブの種類を混同すると、直ちに誤った修理につながります。リリーフバルブが過剰に容易に開くと打撃エネルギーが低下し、またチェックバルブが閉じない場合も、全く異なるメカニズムにより同じ症状(打撃エネルギーの低下)を引き起こします。

診断の出発点は、どのバルブが回路のどこに配置されているか、およびそのバルブが故障した場合にどのような観測可能な影響を及ぼすかを理解することです。そこから、故障パターンの違いに基づいて両バルブを区別することで、部品を体系的に交換するのではなく、正しい修理へと導く道筋が明確になります。

 

リリーフバルブ:圧力の上限とそのドリフト

打撃回路用リリーフバルブは、設計限界を超える圧力サージからピストンボア、アキュムレータおよびバルブブロックを保護します。その設定圧力は通常、通常の打撃作動圧力より10~15%高い値に設定されます。したがって、作動圧力180 barで動作するドリフターの場合、リリーフバルブの設定圧力は約200~207 barとなります。ピストンがシャンクに衝突し、反射波が戻ってくると、後方チャンバー内の圧力が一時的に上昇します。この時点でリリーフバルブが開放してはならず(開放するとバイパスによるエネルギー損失が生じる)、真の過圧事象(空打ち、供給システムの詰まり)が発生した場合にのみ開放しなければなりません。

リリーフバルブの設定圧力ドリフトは、打撃回路における最も一般的なリリーフバルブの故障です。劣化した油圧油による汚染が、ポペットとシートの密閉性を不安定にし、運転時間500~600時間の間に、部分的な汚染によってポペットが公称設定圧力よりわずかに開いた状態で保持されるため、実効的な設定圧力が徐々に低下します。据付時の初期状態では180 barを発生し、適切な打撃エネルギーを供給していたドリフターが、6か月後には目立った異常表示なしに165 barしか発生しなくなることがあります。このとき圧力計は依然として「正常」と表示されますが、これは圧力計が打撃回路の圧力を測定しているためであり、リリーフバルブの実効設定圧力を測定しているわけではないからです。

リリーフバルブの設定圧のドリフトを診断するには、アキュムレータを遮断した状態でパーカッション回路における圧力測定を行う必要があります。これは通常の運転中ゲージ点検ではなく、リリーフバルブに対する静的圧力試験です。入力流量を、リリーフバルブが制限要素となる程度に十分低く設定し、流量の増加が停止する際の圧力を測定します。その圧力が規定設定圧より5%以上低い場合、リリーフバルブの再設定または交換が必要です。

 

チェックバルブ:逆流とその影響

打撃回路のチェックバルブは、油圧供給ラインとアキュムレータのオイルポートの間に配置されており、リバースバルブの作動サイクル中に打撃圧力が一時的に低下した際に、アキュムレータ内に貯められたオイルが供給回路へ逆流することを防止します。このバルブが完全に閉じなくなると、アキュムレータは各バルブ反転時に放電し、次の動力ストロークまで貯められた体積を保持しなくなります。その結果、動力ストロークはアキュムレータから得られる貯蔵エネルギーが減少した状態で開始され、打撃動作が不安定になり、ゲージ上に観測されるノコギリ状の圧力変動が診断上の特徴的サインとなります。

フラッシング回路のチェックバルブは、フラッシング圧力が一時的に打撃側のリターン圧力を下回った際に、打撃側の油がフラッシング水ラインに流入するのを防ぎます。このバルブが故障すると、油圧油がフラッシング回路に混入し、フラッシング戻り水に「油中水(水の中に油が混ざった)」状態として目視確認できます。これは、両者とも油分を含むフラッシング水を生じるため、しばしば「フラッシングボックスのシール不良」と誤診されます。ただし、以下の点で区別できます:フラッシングボックスのシール不良では、ドリフターのドレインサンプル中に乳白色の油圧油(水が油に混入)が見られるのに対し、フラッシング回路のチェックバルブ故障では、ドレインサンプル中に清浄な油圧油とともに油分を含むフラッシング水(油が水に混入)が見られます。

 

故障 vs. バルブ種別:迅速な判別ガイド

症状

リリーフバルブの故障

チェックバルブ故障

判別試験

打撃エネルギー低下

リリーフバルブが設定圧未満で開放

アキュムレータチェックバルブから逆流(リーク)

アキュムレータを遮断:エネルギーが回復すればチェックバルブ故障、回復しなければリリーフバルブ故障

ノコギリ状の圧力計表示

リリーフバルブの開弁圧での急激なオン/オフ動作

サイクル間の蓄電池放電

N₂のプリチャージを確認;正常であれば、チェックバルブが原因

油性フラッシング戻り

関係なし

フラッシング回路のチェックバルブが開いている

ドレインサンプル中の油が乳白色=シールの劣化;透明=チェックバルブの異常

空打ち時の圧力スパイク

リリーフバルブが作動すべき——損傷なし

関係なし

リリーフバルブが設定圧で開くか(設定圧未満では開かないか)を確認

全圧時における打撃なし

供給ラインの逆止弁が閉塞しています

逆止弁が閉じたまま固着=流量ゼロ

最大圧力を印加し、ピストンの動き音を確認します

回路内の圧力が保持されません

関係なし

リターンライン逆止弁から漏れています

圧力低下率:一定=逆止弁の不具合;減速傾向=ピストンシールの不具合

 

Relief Valve Replacement: 設定圧力の適正設定

打撃用リリーフバルブを交換する際、設置後に設定圧を検証しないと、数か月後に同じ問題が再発します(新品バルブが仕様通りに事前設定されていなかった場合)。正しい手順は以下の通りです:取付後、アキュムレータを遮断した状態で、打撃回路に制御された流量を供給し、流量の増加が停止するまでゆっくりと圧力を上昇させます。その圧力を記録し、仕様値(通常、180 bar動作回路では200–210 bar)と比較します。調整可能なタイプの場合はリリーフバルブの調整ネジを調整し、固定設定タイプの場合は仕様通りに事前設定済みの新品を調達してください。

緩衝弁の調整螺栓のロックナッツは,設定値の調整後完全に締めなければならない. 緩いロックナッツは,プロットがパーカッション振動で回転することを可能にし,サービス間隔の間にセットポイントが漂流する. これは,最近,リフレッシュバルブを整備した漂流機で,リフレッシュバルブ設定点漂移の最も一般的な原因です.調整は正しく行われましたが,ロックナッツは完全に使用されていません.

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バルブ交換をチェック: 設置前に清掃

交換後,チェックバルブがすぐに故障する主な理由は,バルブ上流の回路の汚染です. 壊れたバルブを通過できないほど大きい粒子は 上流線に留まり 最初の圧力サイクルで新しいバルブに到達します 交換チェックバルブを設置する前に,接続回路をクリーンなオイルで洗い流してください. マニホールドブロックだけでなく,上流の全線長さです. 洗浄機は,新しいバルブ座席に埋め込まれるような粒子を,最初の1時間以内に除去します.

バルブシート材料の問題について,パルカッション回路をチェックします. 鋼の座席は標準で 清潔で洗練されたオイルで十分です 記録された汚染歴のある回路または磨砂洗浄水が入る回路 (乳油現象によって識別される) では,ナイトリル座のバルブは,永久的な漏れ路を形成する前に粒子への衝突をよりよく耐えます. 洗浄水汚染の発生後,チェックバルブとパルカッションシールキットを同時に交換します. チェックバルブを損傷した汚染は,パルカッションボールのシールを通り抜けてきました. HOVOOは,すべての主要な漂流プラットフォームのパーカッションシールキットを供給し,一回のサービスイベントでペア交換を完了します. 完全なモデル参照は hovooseal.com で