W świecie motoryzacji i maszyn budowlanych, niezawodność komponentów napędowych jest kluczowa dla efektywności i długowieczności sprzętu. Wśród wiodących producentów w tej dziedzinie wyróżnia się firma Schaeffler LuK, znana z innowacyjnych rozwiązań w technologiach napędowych, w tym pomp sprzęgłowych i układów przekładniowych.
Schaeffler LuK: Renomowany Producent Komponentów Napędowych
LuK, czyli Lamellen- und Kupplungsbau GmbH, to niemiecki producent części samochodowych, który specjalizuje się w technologiach napędowych, a w szczególności w systemach sprzęgieł i układach przekładniowych. Założona w 1965 roku w Bühl, firma szybko zyskała uznanie na rynku motoryzacyjnym, wprowadzając innowacyjne rozwiązania, które zrewolucjonizowały branżę. Główną specjalnością LuK są systemy sprzęgłowe, które od lat wyznaczają standardy. Pompa sprzęgła produktu od producenta Schaeffler LuK, z numerem TecDoc 511 0803 10, jest przykładem zaawansowania technologicznego tej marki.
Wyzwania związane z pompami hydraulicznymi w koparce - studium przypadku
Wybór i prawidłowe dopasowanie pompy hydraulicznej, zwłaszcza w maszynach wymagających dużej precyzji i mocy, takich jak koparki, często stanowi poważne wyzwanie. Poniżej przedstawiamy szczegółowe studium przypadku, które ilustruje typowe problemy i proces poszukiwania optymalnych rozwiązań.
Początkowe problemy i poszukiwanie rozwiązań
Historia problemów z koparką rozpoczęła się od zużytego silnika Mitsubishi, który został wymieniony na silnik Isuzu 1.5. Niestety, już po około roku od wymiany, pompa na wałku zaczęła puszczać. Okazało się, że była to włoska pompa podwójna 2x4cm³, która była za małej pojemności, przez co maszyna działała dosyć wolno. Stara pompa, po 100, może 200 godzinach pracy od czasu wymiany silnika, dostała wycieku od strony wałka, prawdopodobnie przez wadliwe sprzęgło elastyczne. Oryginalna pompa miała nieco za małą wydajność - raptem 8cm³, co wymagało pracy na wysokich obrotach, aby wykazywała jakąkolwiek "życie". Dodatkowym problemem był fakt, że silnik Isuzu jest o 10 cm dłuższy, a oś pompy nie patrzyła idealnie w oś silnika.
Koszt oryginalnej pompy o wydajności około 12cm³ wynosił ponad 2000 zł, a większa pompa prawdopodobnie nie zmieściłaby się ze względu na długość silnika Isuzu i dłuższe sekcje. W poszukiwaniu tańszych alternatyw, rozważano pompy Nsz10, kosztujące 80 zł. Nawet jeśli pracowałyby nieco nieosiowo, ich wymiana co pół roku nie stanowiłaby dużego kosztu.
Próby modyfikacji układu napędowego pomp
Po wykryciu nieszczelności pompy, zdecydowano się zastąpić ją dwiema pompami Nsz10, które okazały się dziesięciokrotnie tańsze. Pozostało jedynie przekazanie napędu. Pierwszym wyborem był pas zębaty, jednak po zaprojektowaniu przekładni pasowej, która odpowiadałaby parametrom obciążenia stawianego przez dwie pompy, okazało się, że pas musiałby mieć 100 mm szerokości. Było to niedopuszczalne ze względu na ograniczoną przestrzeń. Drugim kierunkiem był łańcuch i ogólnie dostępne zębatki motocyklowe. Niestety, ten wybór okazał się nietrafiony, gdyż przekładnie łańcuchowe nie nadają się do wysokich obrotów (wyłączając kąpiel olejową), a w związku z tym łańcuch po 5-7 godzinach nadawał się do wymiany. Temat z paskami został wykluczony na początku ze względu na konieczność dodatkowego ułożyskowania kół pasowych, ponieważ pompy nie mogą przenosić obciążeń przeciwosiowych wynikających z pracy pasków i napinacza.
Generalnie, dwie pompy Nsz10 miały zbyt dużą wydajność, co sprawiało, że koparka była zbyt "żwawa". Rozważano, że optymalna wartość wydajności mieściłaby się pomiędzy 8 a 20 cm³, co pozwoliłoby koparce pracować na właściwej prędkości obrotowej, nie dławiąc silnika. Dopiero po zwiększeniu wydajności pomp do 2x10cm³ optymalne obroty dla płynnej pracy hydrauliki okazały się za małe dla płynnej pracy silnika.
W kwestii zapotrzebowania na moc, dwie pompy pochłaniały 18 KM, a silnik dysponował 50 KM, więc teoretycznie powinno to działać. Faktycznie jednak problem leżał w momencie obrotowym lub w tym, że silniki stacjonarne mają regulator obrotów, który zwiększa moc wraz ze wzrostem obciążenia. Ostatecznie wymyślono, aby zrezygnować z jednej pompy, a drugą napędzić bezpośrednio z wału silnika, jak fabryka. Problemem okazał się jedynie jeden strumień zamiast dwóch. Rozpoznano nieco dzielników strumienia, ale hydrauliczne miały zbyt mały zakres przepustowości (raptem 10 L/min), co było niewystarczające. Dzielnik mechaniczny byłby pomocny, ale jego koszt byłby równy cenie pompy, co prowadziło do wniosku, że wszystko sprowadza się do pompy podwójnej.
Poszukiwania optymalnej pompy podwójnej
W poszukiwaniu optymalnej pompy podwójnej o wydajności w granicach 2x6-7L, rozważano rozwiązania z maszyn rolniczych. W jednym ze sklepów z artykułami rolniczymi znaleziono pompę podwójną 2x8L/min za 850 zł brutto, co było bardzo atrakcyjną ceną. Niestety, po sprawdzeniu numeru katalogowego okazało się, że pompa miała wydajność 16+14 L i była pompą lewą.
Szczęśliwie znajomy hydraulik polecił firmę "Hewea" z Bykowa koło Wrocławia, która zajmuje się montowaniem pomp pod klienta. Oferują składanie pomp z gotowych elementów: sekcji, wałków, flansz przyłączeniowych i tulejek napędowych w różnych konfiguracjach (1, 2 lub 3 sekcje, lewe/prawe obroty, różne pojemności sekcji). Pompa, którą zamówiono, przyszła we wtorek. Handlowiec, który prowadził zamówienie, wspomniał, że najczęściej sprzedają się pompy o pojemności 8,3cm³, a 6,5cm³ rzadziej, ale głównie te dwie pojemności. Otrzymana pompa to model "salami" o całkowitej długości 147 mm, co oznacza, że jest to jedna z najmniejszych pomp na rynku, nie posiadająca korpusu środkowego do łączenia dwóch sekcji.
Montaż i adaptacja nowego układu
Po odebraniu pompy okazało się, że konieczne są dalsze przeróbki. Wszystko zakwalifikowało się do modyfikacji: zabierak sprzęgła od strony silnika, zabierak od strony pompy wymagał wykonania nowego, a flansza mocująca pompę również potrzebowała dopieszczenia. Oryginalne sprzęgło elastyczne zakończyło swoją przygodę, więc zamontowano sprzęgło od Poloneza za 35 zł. To sprzęgło okazało się atrakcyjne ze względu na dużą średnicę, co czyni je bardziej podatnym na kompensowanie wszelkich niedoskonałości układu przeniesienia napędu. Dodatkowo, wypustki ustalające oś obrotu są w nim kluczowe, w przeciwieństwie do innych sprzęgieł, gdzie tę funkcję pełnią śruby. Ostatnim atutem była cena. Zestaw został już spasowany i zdjęty do malowania.
Jedyną rzeczą, którą zmieniono by, był wałek na stożek. Wałek frezowany ma tę zaletę, że pompa nie byłaby na stałe związana z przeniesieniem napędu, a demontaż byłby znacznie łatwiejszy (wymagałby wykręcenia o około 10 śrub mniej). Z drugiej strony jednak, pompy nie zdejmuje się codziennie, a sam wałek frezowany jest chroniony, ponieważ nie pracują po nim luźne elementy.
Wyniki testów i ocena działania
Po rozgrzaniu oleju zmierzono ciśnienie na linii, a manometr pokazał 160 bar. Zgodnie z wiedzą, pompy zębate pracują na takim ciśnieniu znamionowym. Mimo oczekiwań wyższego ciśnienia (o około 20 bar), koparka nie straciła życia i po zwiększeniu obrotów na "znośne" dosyć przyzwoicie przerzuca urobek. Maszynie nie brakuje siły, a skarpówką o szerokości 100 cm można bez problemu kopać. Wcześniej możliwości kończyły się na warstwie humusu. W praktyce system spisuje się dobrze, co pokazuje, że kompleksowe podejście do problemu i eksperymentowanie z różnymi rozwiązaniami może prowadzić do zadowalających wyników, nawet w obliczu początkowych trudności.