33-99 No. Jalan E Mufu, Daerah Gulou, Nanjing, China [email protected] | [email protected]
33-99 No. Jalan E Mufu, Daerah Gulou, Nanjing, China [email protected] | [email protected]
Dalam sistem hidraulik industri, pam biasanya dipasang di atas takungan yang menampung cecair sistem. Saluran isapan (juga dikenali sebagai saluran masukan) menghubungkan masukan pam ke minyak dalam takungan.
Aliran cecair dari takungan ke pam boleh dianggap sebagai satu sistem hidraulik berasingan. Dalam sub-sistem ini, tekanan di bawah tekanan atmosfera yang dihasilkan oleh pam memberikan rintangan terhadap aliran, manakala tenaga yang menggerakkan cecair berasal daripada tekanan atmosfera. Atmosfera, yang bertindak pada permukaan minyak dalam takungan, berfungsi seperti akumulator.
Rajah 5-1 Pemasangan pam piawai — pam berada di bahagian atas, saluran isapan berada di bawah paras minyak. Tekanan atmosfera yang bertindak ke atas permukaan minyak adalah yang mendorong minyak naik ke dalam pam.
Kita secara umum menganggap udara tidak mempunyai berat, tetapi lapisan udara (atmosfera) yang mengelilingi Bumi sebenarnya memberikan tekanan. Torricelli, penemu barometer, menunjukkan bahawa tekanan atmosfera boleh diukur dengan menggunakan turus merkuri. Dengan membalikkan tiub yang diisi penuh dengan merkuri ke dalam takungan merkuri, beliau mendapati bahawa pada aras laut, tinggi turus merkuri yang disokong oleh tekanan atmosfera ialah 29.92 inci (760 mm). Oleh itu, dalam keadaan piawai, tekanan atmosfera pada aras laut bersamaan (atau setara) dengan turus merkuri setinggi 29.92 inci (760 mm). Sudah tentu, mana-mana lokasi yang berada di atas aras laut akan mempunyai tekanan atmosfera yang lebih rendah.
Tekanan hidraulik biasanya diungkapkan dalam psi atau bar, tetapi tekanan atmosfera biasanya diukur dalam in.Hg (inci merkuri) atau mmHg. Pada suhu 68°F (20°C) dan kelembapan relatif 36%, tekanan atmosfera aras laut = 29.92 in.Hg atau 760 mmHg, setara dengan 14.7 psia atau 1.01 bar. Penting untuk diperhatikan bahawa unit bar tidak digunakan untuk menentukan tekanan atmosfera; sebaliknya, tekanan atmosfera piawai ialah 101,000 N/m².
Apabila menukar antara in.Hg dan psi, perlu diingat bahawa 1 psia = 2.04 in.Hg, dan 1 bar ≈ 752 mmHg. Oleh itu, secara anggaran: 1 psia ≈ 2 in.Hg, atau 1 bar ≈ 750 mmHg.
Kedua-dua tekanan mutlak dan tekanan tolok boleh digunakan untuk mengukur tekanan dalam sistem hidraulik.
Tekanan mutlak diukur daripada titik tekanan sifar — iaitu titik ketiadaan tekanan sepenuhnya. Unitnya boleh berupa psi (bar) atau in.Hg (mmHg). Tekanan mutlak dilambangkan dengan menambah akhiran "a": psia (psi mutlak), bara.
Tekanan tolok diukur daripada titik rujukan tekanan atmosfera. Unitnya ialah psi (bar). Tekanan mutlak bersamaan dengan tekanan tolok ditambah tekanan atmosfera piawai. Contoh: jika suatu sistem menunjukkan bacaan 100 psig (6.9 bar tolok) dan tekanan atmosfera piawai ialah 14.7 psia (1 bar), maka tekanan mutlaknya ialah 114.7 psia (7.9 bar mutlak). Untuk membezakan kedua-duanya, tekanan tolok ditulis sebagai psig, manakala tekanan mutlak ditulis sebagai psia.
Apabila pam tidak beroperasi, bahagian masukan sistem berada dalam keseimbangan — perbezaan tekanan antara pam dan atmosfera adalah sifar, yang bermaksud tiada aliran berlaku. Untuk memastikan pam dapat membekalkan minyak kepada susunan putarnya, pam yang beroperasi akan menghasilkan tekanan di bawah tekanan atmosfera — sistem menjadi tidak seimbang — dan aliran bermula.
Tekanan yang dikenakan oleh tekanan atmosfera ke atas cecair mempunyai dua fungsi:
Kebanyakan tekanan atmosfera digunakan untuk mempercepatkan bendalir ke dalam pam, tetapi tugas pertama mesti dilakukan terlebih dahulu: membekalkan bendalir ke saluran masuk pam. Jika terlalu banyak tekanan atmosfera digunakan pada peringkat ini, tidak akan tersisa tekanan yang mencukupi untuk mempercepatkan bendalir ke dalam pemasangan berputar. Keadaan ini menyebabkan pam kekurangan bekalan bendalir (starve), dan berlakunya apa yang dikenali sebagai kavitasi.
Kavitasi ialah pembentukan dan runtuhan rongga wap dalam cecair. Ia memberi kesan buruk kepada pam dalam dua cara:
Di sisi saluran masuk pam, rongga wap terbentuk di seluruh cecair. Ini mengurangkan keberkesanan pelinciran dan mempercepatkan kausan. Apabila rongga-rongga ini mencapai zon tekanan tinggi di saluran keluar pam, dinding rongga dimampatkan dan runtuh secara ganas, membebaskan tenaga yang sangat besar yang "mengikis" permukaan logam — seperti seorang pemahat yang menggunakan tukul dan pahat pada batu. Jika kavitasi dibiarkan berterusan, jangka hayat pam akan dipendekkan, dan serpihan kavitasi boleh bergerak ke bahagian lain sistem serta merosakkan komponen lain.
Rajah 5-5: Kerosakan kavitasi pada lubang badan pam. Corak pengikisan mikroskopik disebabkan oleh letupan berulang rongga wap pada permukaan logam.
Tanda paling jelas berlakunya kavitasi ialah bunyi — apabila rongga runtuh, ia menghasilkan getaran beramplitud tinggi yang tersebar ke seluruh sistem, dan pam hidraulik menghasilkan bunyi melengking dan menusuk. Apabila kavitasi berlaku, aliran berkurangan dan tekanan sistem menjadi tidak stabil kerana ruang pam tidak sepenuhnya diisi dengan cecair.
Kavitasi terbentuk dalam cecair kerana cecair tersebut mendidih — namun pendidihan ini bukan disebabkan oleh haba. Ia disebabkan oleh cecair mencapai tekanan mutlak yang cukup rendah.
Semua molekul dalam cecair berada dalam pergerakan berterusan, tetapi tidak semua bergerak pada kelajuan yang sama. Molekul-molekul yang bergerak lebih laju di dekat permukaan cuba melarikan diri ke ruang di atasnya, walaupun tertarik oleh molekul-molekul di sekitarnya. Daya yang perlu diatasi oleh molekul-molekul bergerak laju untuk melarikan diri ke atmosfera ialah tekanan wap cecair tersebut.
Jika bekas cecair adalah kedap, molekul-molekul yang bergerak dengan laju memasuki ruang di atas cecair. Apabila ruang tersebut mencapai kejenuhan wap, molekul-molekul berlanggar dan kembali ke fasa cecair. Molekul-molekul yang meninggalkan cecair dipanggil pengewapan; manakala molekul-molekul yang kembali ke cecair dipanggil pengcondensan. Apabila kadar pengewapan dan kadar pengcondensan adalah sama, keseimbangan tercapai dan tekanan yang dihasilkan oleh wap dikenali sebagai tekanan wap bagi cecair tersebut. Tekanan wap biasanya dinyatakan dalam unit tekanan mutlak, iaitu inci raksa (in.Hg).
Tekanan wap dipengaruhi oleh suhu. Apabila suhu meningkat, molekul-molekul cecair memperoleh lebih banyak tenaga dan bergerak lebih laju, menyebabkan tekanan wap meningkat. Apabila tekanan wap menjadi sama dengan tekanan atmosfera, molekul-molekul cecair boleh memasuki atmosfera secara bebas — proses ini dipanggil pendidihan. Air di aras laut mendidih pada 212°F (100°C), kerana pada suhu ini tekanan wap air adalah sama dengan tekanan atmosfera.
Cecair juga boleh dididihkan dengan mengurangkan tekanan yang bertindak ke atasnya. Apabila tekanan yang dikurangkan sama dengan tekanan wap cecair tersebut, molekul cecair boleh memasuki ruang di atas cecair secara bebas. Air pada 100°F (37.2°C) mempunyai tekanan wap sebanyak 2 inci Hg (0.068 bar). Jika bekas berisi air pada 100°F disambungkan kepada pam vakum dan tekanan mutlak dalaman turun sehingga 2 inci Hg (0.068 bar), air tersebut akan mendidih. Pam yang mengendalikan cecair secara umumnya mengalami jenis pendidihan ini.
Minyak hidraulik pada aras laut mengandungi kira-kira 10% udara terlarut. Udara ini wujud dalam keadaan terlarut di dalam cecair — ia tidak kelihatan dan tidak meningkatkan isi padu cecair secara ketara. Keupayaan minyak hidraulik atau sebarang cecair untuk melarutkan udara berkurangan apabila tekanan yang bertindak ke atas cecair tersebut berkurangan. Sebagai contoh, jika secawan minyak hidraulik di bawah tekanan atmosfera diletakkan di dalam vakum, udara terlarut tersebut akan berubah menjadi gelembung dan terbebas daripada larutan. Semasa kavitas, udara terlarut terbebas daripada minyak dan menyebabkan kerosakan kepada pam hidraulik.
Udara terbawa ialah udara dalam cecair dalam keadaan tidak terlarut — sebagai gelembung. Jika sebuah pam kadangkala menarik masuk minyak yang mengandungi udara terbawa, gelembung-gelembung udara ini akan memberi kesan yang serupa dengan kavitas terhadap pam tersebut. Namun, kerana ia tidak berkaitan dengan tekanan wap cecair, maka ia dipanggil pseudo-kavitas.
Jika terdapat kebocoran pada saluran isapan atau segel aci pam gagal, udara terperangkap hampir sentiasa hadir dalam sistem. Oleh kerana tekanan di bahagian masukan pam sering kali berada di bawah tekanan atmosfera, sebarang bukaan di sana akan menyebabkan udara disedut ke dalam minyak dan ke dalam pam. Sebarang gelembung udara terperangkap yang tidak dapat keluar dari takungan juga akan memasuki pam.
Kavitas sangat merosakkan baik pam mahupun sistem. Oleh sebab itu, pengilang pam menetapkan had di bahagian masukan untuk produk mereka. Pengilang pam hidraulik industri berpindah positif umumnya mensyaratkan bahawa tekanan di bahagian masukan pam mesti berada di bawah tekanan atmosfera supaya cecair boleh diinjeksikan ke dalam susunan berputar pam. Walau bagaimanapun, spesifikasi tekanan ini biasanya tidak diberikan dalam unit tekanan mutlak — sebaliknya, ia diberikan dalam bentuk vakum.
Vakum ialah sebarang tekanan yang berada di bawah tekanan atmosfera. Konsep vakum adalah membingungkan kerana titik permulaannya adalah sama dengan tekanan tolok (tekanan atmosfera), tetapi nilai-nilainya dikira secara menurun dalam unit inci Hg (mmHg).
0 inci (0 mm) vakum = tekanan atmosfera atau tekanan tolok sifar. 29.92 inci Hg (760 mmHg) vakum = vakum penuh atau tekanan mutlak sifar.
Seperti yang ditunjukkan dalam rajah, sebuah bekas raksa yang disambungkan melalui tiub kaca kepada suatu bekas pada tekanan atmosfera: memandangkan tekanan di dalam bekas tersebut sama dengan tekanan atmosfera yang bertindak ke atas bekas raksa, maka aras raksa tidak naik dalam tiub kaca tersebut. Ketinggian lajur raksa sifar menunjukkan bahawa bekas tersebut tidak berada dalam keadaan vakum.
Jika bekas tersebut dihampagas sehingga tekanan dalaman turun sebanyak 10 inci Hg (254 mmHg), maka tekanan atmosfera yang bertindak ke atas permukaan takungan boleh menyokong 10 inci (254 mm) merkuri — vakum yang diukur ialah 10 inci Hg (254 mmHg). Jika bekas tersebut dihampagas sehingga mencapai vakum penuh (tekanan mutlak sifar), tekanan atmosfera boleh menyokong 29.92 inci (760 mm) merkuri — vakum yang diukur ialah 29.92 inci Hg (760 mm).
0 inci (0 mm) vakum merkuri = tekanan atmosfera = tekanan tolok sifar. 29.92 inci Hg (760 mm) vakum = vakum penuh = tekanan mutlak sifar.
Rajah 5-9 Pengukuran vakum dengan manometer merkuri. Ketiga-tiga keadaan dari atas ke bawah: atmosfera (vakum sifar), vakum separa (10 inci Hg), dan vakum penuh (29.92 inci Hg = 0 psia).
Tolok vakum dikalibrasi dari 0 hingga 30 inci Hg (0–760 mmHg), dengan setiap bahagian mewakili 1 inci Hg. Di paras laut, untuk menukar bacaan tolak vakum kepada tekanan mutlak, cukup tolak bacaan vakum (dalam inci Hg) daripada 30 inci Hg (760 mmHg). Sebagai contoh, bacaan vakum 7 inci Hg (177 mmHg) bersamaan dengan tekanan mutlak 23 inci Hg (583 mmHg).
Pengilang pam menggunakan unit vakum untuk keperluan masukan kerana ia berkaitan dengan paras laut — apabila pam digunakan pada altitud di atas paras laut, tekanan atmosfera yang lebih rendah pada altitud tersebut perlu diambil kira.
Contoh: Jika pengilang menetapkan vakum masukan maksimum tidak boleh melebihi 7 inci Hg (177 mmHg), ini bermaksud pengilang menghendaki sekurang-kurangnya 23 inci Hg (583 mmHg) tekanan mutlak (atau tekanan atmosfera) di saluran masuk pam untuk mempercepatkan aliran cecair ke dalam susunan berputar. Jika tekanan mutlak di saluran masuk pam jatuh di bawah 23 inci Hg (583 mmHg), pam mungkin rosak, walaupun ini bergantung pada faktor rekabentuk yang dibenarkan pengilang bagi kadar vakum tersebut. Semua spesifikasi saluran masuk pam yang diterbitkan mengandaikan kelajuan berkadaran dan minyak petroleum. Jika pam beroperasi pada kelajuan berbeza atau menggunakan cecair lain, spesifikasi tersebut perlu disesuaikan.
Vakum maksimum yang dibenarkan untuk pam bergantung pada cecair yang dipam. Keperluan teknikal di bahagian masukan dikira berdasarkan graviti tentu dan tekanan wap minyak petroleum. Jika cecair hidraulik tahan api digunakan, perubahan dalam graviti tentu dan tekanan wap akan mempengaruhi vakum masukan maksimum yang dibenarkan.
Graviti tentu ialah nisbah berat satu cecair kepada berat cecair lain. Lebih tepat lagi, ia ialah nisbah berat suatu isi padu tetap cecair kepada berat isi padu yang sama bagi air. Pada 60°F (15.6°C), 1 ft³ air beratnya 62.4 paun (28.3 kg). Dengan membahagikan berat minyak dengan berat air, didapati bahawa berat minyak adalah 90% daripada berat air, atau nisbah beratnya ialah 1 (air) kepada 0.90 (minyak petroleum) — oleh itu, graviti tentu (SG) minyak petroleum ialah 0.90.
Keperluan pada sisi masukan pam dikira untuk minyak petroleum dengan graviti tentu (SG) 0.87–0.90. Bagi cecair tahan api berester fosfat, SG meningkat sebanyak 30%, iaitu sekitar 1.15. Julat SG cecair hidraulik berbasis air adalah antara 0.93 (emulsi HFB) hingga 1.08 (air-glisol). Untuk mempercepatkan aliran cecair yang lebih berat ini ke dalam pam, tekanan yang lebih tinggi diperlukan di sisi masukan pam. Oleh itu, vakum maksimum yang dibenarkan harus dikurangkan sedikit.
Minyak petroleum dan cecair tahan api berester fosfat pada suhu operasi hidraulik biasa mempunyai tekanan wap yang sangat rendah, tetapi cecair hidraulik berbasis air berbeza. Cecair berbasis air mengandungi peratusan air yang tinggi. Tekanan wap bagi emulsi HFB dan air-glisol boleh mencapai beberapa inci merkuri, manakala minyak petroleum dan cecair sintetik mempunyai tekanan wap hanya pecahan inci merkuri. Oleh itu, cecair berbasis air lebih cenderung mengalami pengewapan dan kavitas.
Untuk mengelakkan bendalir berbasis air daripada mengalami kavitas, pengilang pam memerlukan tekanan yang mencukupi di saluran masuk pam bagi mempercepatkan bendalir kerja ke dalam pam. Keperluan ini boleh dipenuhi dengan mengurangkan vakum maksimum yang dibenarkan.
Rajah 5-13 Perbandingan tekanan wap. Bendalir berbasis air mempunyai tekanan wap yang jauh lebih tinggi berbanding minyak mineral pada suhu yang sama, menjadikannya lebih cenderung mengalami kavitas jika vakum saluran masuk terlalu tinggi.
Juruteknik penyelenggaraan paling berkemungkinan akan mengesan kavitas pam atau pengisapan udara secara awal, kerana kebiasaan mereka dengan jentera membolehkan mereka memperhatikan tanda-tanda pertama kegagalan.
Tanda yang paling jelas bagi kavitasi pam hidraulik atau pengisapan udara ialah bunyi berfrekuensi tinggi, tetapi terdapat perbezaan halus: pam yang mengalami kavitasi menghasilkan bunyi berfrekuensi tinggi yang stabil — bunyi ini mungkin disebabkan oleh letupan gelembung-gelembung berukuran seragam. Apabila udara disedut masuk, bunyi pam berubah secara ketara: apabila jumlah udara yang masuk kecil, bunyi yang dihasilkan menyerupai ‘klik’ atau seperti kegagalan bantalan; jika jumlah udara yang masuk besar, ia menghasilkan bunyi ketukan atau pecahan yang aneh.
Cara yang lebih boleh dipercayai untuk membezakan kavitasi daripada pengisapan udara ialah dengan menggunakan tolok vakum untuk menentukan tekanan mutlak di saluran masuk pam. Tolak bacaan vakum daripada tekanan atmosfera; jika nilai tekanan mutlak tidak mencukupi, kavitasi mungkin sedang berlaku.
Untuk sistem hidraulik baharu: jika pam mengalami kavitasi, ini mungkin disebabkan oleh rekabentuk paip isapan yang tidak sesuai atau kelikatan minyak terlalu tinggi. Menggunakan minyak dengan kelikatan yang betul atau meningkatkan diameter paip isapan untuk mengurangkan kehilangan tekanan dalam paip akan membantu memperbaiki kavitasi. Untuk sistem sedia ada yang direkabentuk dengan betul: jika pam mengalami kavitasi, ini mungkin disebabkan oleh paip isapan tersumbat oleh habuk, kertas, atau haiwan kecil — atau penapis masukan terlalu kotor tanpa laluan pintas (bypass), atau laluan pintas tidak membuka dengan cukup.
Bagi pam hidraulik, "penyedutan" bermaksud mengisikan mekanisme pam dengan cecair. Pam yang belum disedut mengandungi udara atau "kunci udara." Sebelum tindakan pemampanan bermula, udara ini mesti dikeluarkan daripada paip isapan dan rongga pam. Jika langkah ini diabaikan, pam hidraulik yang dihidupkan tanpa penyedutan boleh menyebabkan kerosakan kekal dalam masa beberapa minit akibat kekurangan pelinciran.
Pam yang saluran keluarannya disambungkan secara langsung ke takungan melalui injap arah biasanya dapat dengan mudah mengeluarkan gas baki ke dalam takungan semasa permulaan. Jika pam tersebut perlu mengeluarkan udara dalaman melalui injap pelupasan, operasi ini mungkin tidak dapat dilakukan — kerana pam hidraulik industri lazimnya merupakan pemampat udara yang sangat lemah.
Untuk mengeluarkan udara baki daripada pam yang belum dipenuhi cecair (unprimed), longgarkan sambungan paip di saluran keluar pam, putar pam secara perlahan sehingga minyak memancut keluar daripada sambungan tersebut, menunjukkan bahawa pam telah dipenuhi cecair (primed), kemudian ketatkan semula sambungan tersebut. Udara baki juga boleh dikeluarkan dengan melepaskan tekanan pada injap pelupasan.
Pam hidraulik biasanya hanya memerlukan proses pengisian awal (priming) apabila memulakan sistem baharu atau apabila penyelenggaraan telah dijalankan di bahagian masukan (suction-side) sistem yang sedia ada.
Istilah dan rumus berikut digunakan apabila bekerja dengan keadaan masukan pam:
Keadaan di mana saluran masuk pam berada di bawah aras cecair dalam takungan. Dengan pengisapan terendam, tekanan cecair (graviti) memberikan tenaga tambahan untuk menolak cecair ke dalam pam.
Tekanan di dasar lajur cecair. Apabila saluran masuk pam berada di bawah aras cecair, tekanan lajur memberikan sumber tenaga tambahan kepada pam. Rumus tekanan lajur:
Tekanan lajur (in.Hg) = Ketinggian (inci) × 0.036 × Graviti Tentu ÷ 0.491
Tekanan lajur (mmHg) = Ketinggian (mm) × 0.0288 × Graviti Tentu
Ketinggian lajur setara yang dinyatakan dalam unit panjang, di bawah titik rujukan tertentu. Rumus tekanan angkat (dalam in.Hg):
Tekanan angkat (in.Hg) = Ketinggian (inci) × 0.036 × Graviti Tentu ÷ 0.491
Tekanan angkat (mmHg) = Ketinggian (mm) × 0.0288 × Graviti Tentu
Tindakan yang dilakukan oleh pam hidraulik untuk mencipta perbezaan tekanan antara dirinya dan atmosfera.
Tekanan mutlak cecair pada saluran masuk pam.
Selamat datang di Hovoo, sebuah kilang meterai China. pengeluaran PU, getah dan meterai PTFE. meterai termasuk O-ring, meterai piston, meterai batang, ring kelabu dan meterai gas.
EN
AR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
LV
SR
SK
VI
HU
MT
TH
TR
FA
MS
GA
CY
IS
KA
UR
LA
TA
MY
