Pompa Hydrauliczna JCB 527: Budowa, Działanie i Konserwacja

Pompy hydrauliczne stanowią serce nowoczesnych układów hydraulicznych, napędzając wszystko od koparek budowlanych po wózki widłowe. Są one jednym z najważniejszych elementów w maszynach budowlanych i to właśnie one odpowiadają za całą pracę roboczą. Te fascynujące urządzenia przekształcają energię mechaniczną w potężną siłę hydrauliczną, umożliwiając maszynom wykonywanie zadań wymagających ogromnej mocy przy zachowaniu precyzji i kontroli.

Działanie pomp hydraulicznych opiera się na przepływie cieczy (najczęściej specjalnego oleju) pod odpowiednim ciśnieniem po specjalnych układach. Aby ciecz mogła poruszać elementy mechanizmu, pompa hydrauliczna za pomocą energii mechanicznej zwiększa i zmniejsza ciśnienie substancji. Ponadto pompa przekształca energię mechaniczną w energię hydrauliczną, a następnie tłoczy ją do przewodów i siłowników. Początki hydrauliki sięgają nawet 6000 lat p.n.e., kiedy to używano jej do nawadniania pól starożytnego Egiptu i Mezopotamii. Dzisiejsze pompy hydrauliczne są oczywiście o wiele sprawniejsze, jednak wciąż wykorzystuje się je w gospodarstwach rolnych i przemyśle.

Zasada Działania Pompy Hydraulicznej

Zasada działania pompy hydraulicznej zawarta jest w prawie Pascala. Pompa hydrauliczna wykorzystuje prawo Pascala do rozprowadzania ciśnienia wzdłuż rury wypełnionej cieczą. Głównym zadaniem pompy hydraulicznej jest konwersja energii mechanicznej na energię hydrauliczną, która następnie jest wykorzystywana do napędzania różnego rodzaju urządzeń i maszyn. Działanie pompy hydraulicznej polega na tym, że ruch powoduje zmianę objętości wnęki pompy, tym samym ściskając płyn, aby nadać mu energię ciśnienia.

Pompa działa na zasadzie tłoczenia i wytwarzania wysokiego ciśnienia oleju. System rozdzielaczy, zaworów, cewek, pomp wspomagających, silników hydraulicznych i siłowników powoduje, że maszyna jeździ, obraca się, skręca i porusza ramionami. Działają one od momentu włączenia maszyny do wyłączenia - nawet jeśli nie wykonuje się żadnej pracy.

Działanie pompy hydraulicznej określają trzy główne parametry: prędkość, ciśnienie i przepływ. Prędkość pompy hydraulicznej jest mierzona w obrotach na minutę (RPM). Im wyższe są obroty, tym większą moc może ona wytworzyć. Natężenie przepływu w układzie hydraulicznym to objętość, w centymetrach sześciennych, która przepływa przez cały układ w ciągu jednej minuty. Ciśnienie robocze określa maksymalną siłę, jaką może wytworzyć układ hydrauliczny.

Budowa Pompy Hydraulicznej

Budowa pompy hydraulicznej jest kluczowa dla jej sprawnego działania i zrozumienia potencjalnych awarii. Podstawowym elementem każdej takiej pompy jest korpus, w którym znajduje się wirnik. Budowa pompy hydraulicznej wcale nie jest skomplikowana i różni się w zależności od typu urządzenia, jednak większość elementów jest taka sama. W trakcie pracy pompy, wirnik porusza się wewnątrz korpusu, co powoduje zmianę ciśnienia w komorach. Wirnik jest połączony ze źródłem napędu, co pozwala na jego rotację. Pompa posiada również zawory ssące i tłoczące, które kontrolują przepływ oleju. W zależności od konstrukcji wyróżniamy kilka rodzajów pomp hydraulicznych.

Pompa główna jest napędzana bezpośrednio silnikiem spalinowym poprzez sprzęgło kłowe, które najczęściej wykonane jest z tworzywa. Ma to na celu zerwanie się sprzęgła w razie jakiejkolwiek awarii, nie uszkadzając pompy czy silnika.

Rodzaje Pomp Hydraulicznych

W maszynach budowlanych najczęściej występują pompy hydrauliczne zębate i wielotłoczkowe (tłoczkowe).

Pompa Hydrauliczna Zębata

Pompa hydrauliczna zębata o zazębieniu zewnętrznym składa się z dwóch jednakowych kół zębatych, możliwie jak najciaśniej osadzonych w korpusie. Obracające się koła zębate zagarniają ciecz z komory ssawnej do przestrzeni międzyzębnych, transportując ją do komory tłocznej. Jedno z kół jest napędzane przez zewnętrzne źródło. Pompy zębate są pompami o stałej wydajności, cechują się prostą konstrukcją i dużą niezawodnością. Części tłoczą olej dzięki ruchowi obrotowemu i transportują go do komory tłocznej. Komponenty o zazębieniu zewnętrznym osadzone są ciasno na zewnątrz korpusu pompy, natomiast te o zazębieniu wewnętrznym - w środku.

Pompy zębate wykorzystują dwa koła zębate do wytworzenia ciśnienia w cieczy wewnątrz pompy. Koła te łączą się z wałami: napędowym i napędzanym. Pompy te są bardziej efektywne niż inne rodzaje pomp hydraulicznych, ponieważ mają wysoką wydajność ciśnienia. Występują również pompy zębate dwusekcyjne.

Pompa Hydrauliczna Wielotłoczkowa (Tłoczkowa)

Pompa wielotłoczkowa składa się z kilku lub kilkunastu małych pomp tłokowych umieszczonych w jednym korpusie. Jako że jest zwielokrotnioną pompą tłokową, której każdy z tłoczków pracuje w innej fazie, charakterystyka wydajności takiej pompy jest bliska stałej. Im większa liczba tłoczków, tym pulsacje wydajności są mniejsze. Pompa hydrauliczna wielotłoczkowa (zwana także pompą tłoczkową) jest najbardziej zaawansowaną technologicznie pompą stosowaną w hydraulice siłowej. W rzeczywistości składa się z kilku lub kilkunastu mniejszych komponentów, co zapewnia dużą wydajność i szybkość pracy. Pompy tłoczkowe są w stanie osiągać najwyższe ciśnienia spośród wszystkich rodzajów pomp hydraulicznych, co czyni je niezastąpionymi w aplikacjach wymagających precyzyjnego sterowania i wysokiej efektywności. Jeśli potrzebujemy zmiennej wydajności, lepiej sprawdzą się pompy tłokowe, gdzie elementem zmieniającym objętość komory pompy jest tłok poruszający się w cylindrze.

Inne Rodzaje Pomp

• Pompy łopatkowe: Zamiast wirujących kół są wyposażone w łopatki, które mają za zadanie zgarniać ciecz z komory ssawnej w momencie obracania wirnika. Sprawdzają się przy pompowaniu czystych, samosmarujących się cieczy. Charakteryzują się cichą pracą oraz możliwością pracy z cieczami o niskiej lepkości.
• Pompy śrubowe: Wirniki w kształcie śrub obracają się w zamkniętym kadłubie i w ten sposób czynnik przemieszcza się ze strefy ssawnej do tłocznej. W zależności od liczby śrub istnieją komponenty jedno-, dwu-, a nawet pięciośrubowe. Minimalizują hałas i zapewniają dużą przepustowość przy stosunkowo niskim ciśnieniu, wynoszącym maksymalnie 100 barów.

Dobre Praktyki Eksploatacji Pompy Hydraulicznej

Odpowiednia eksploatacja oraz serwisowanie znacząco wydłużą żywotność pompy hydraulicznej, która jest siłą napędową większości układów hydraulicznych. Układy hydrauliczne opierają swą pracę na czerpaniu energii z cieczy, najczęściej jest to specjalny olej hydrauliczny. Za przemieszczanie tej cieczy po całym układzie odpowiada właśnie pompa hydrauliczna. Dzieje się tak dzięki systemowi zaworów, a całość napędzana jest przez silnik. Pompa w tym całym układzie dba natomiast o prawidłowe ciśnienie oraz przepływ cieczy.

Wymiana Olejów i Filtrów w Układzie Hydraulicznym

Pompę zasila olej bezpośrednio ze zbiornika, dlatego bardzo ważne jest, aby nie było w nim żadnych zanieczyszczeń. Podczas nalewania i uzupełniania oleju nie wolno używać starych baniek czy pojemników niewiadomego pochodzenia. Olej nalewamy po uprzednim zamontowaniu filtra w zbiorniku, nie przed. Bezawaryjną pracę pompy można wydłużyć przez wymianę oleju zgodnie z zaleceniami producenta maszyny, co dotyczy zarówno czasu wymiany, jak i specyfiki oleju. Jeśli w ciągu dwóch lat maszyna nie przerobiła wymaganych do wymiany godzin, to i tak należy go wymienić, ponieważ straci on swoje właściwości. Na całym układzie hydraulicznym znajdują się filtry, które również należy wymieniać zgodnie ze wskazaniami producenta (tzw. DTR-ka).

Poziom Oleju w Zbiorniku Hydraulicznym

Bardzo ważna sprawa to odpowiedni stan (poziom) oleju. Najczęściej w okolicach zbiornika jest wskaźnik poziomu oleju. Do codziennych obowiązków operatora należy jego sprawdzanie. Większość zbiorników wyposażona jest w czujnik poziomu oleju, jednak „optyczna” kontrola jest nieodzowna.

Odpowietrzniki Powietrza

Zbiorniki wyposażone są w odpowietrzniki, które też należy wymieniać za każdym razem, kiedy wymieniamy olej. Ich niedrożność powoduje zapowietrzenie się układu hydraulicznego. Szczelność całej linii hydraulicznej odgrywa bardzo ważną rolę. Oprócz niekontrolowanego ubytku oleju, który może doprowadzić nawet do zatarcia pompy hydraulicznej spowodowanego brakiem oleju.

Płukanie Układu Hydraulicznego

Przestrzeganie zasad przy nalewaniu i wymiana filtrów zgodna z instrukcją nie zapewni czystości w całym układzie. Dlatego też od czasu do czasu zalecane jest płukanie zbiornika, gdzie osadza się poza filtrami najwięcej zanieczyszczeń. Po latach eksploatacji czasami jednak pompa ulegnie awarii i należy ją wymienić.

Awaria Pompy Hydraulicznej: Diagnostyka i Rozwiązania na Przykładzie JCB 527-58

Wczesne rozpoznanie objawów uszkodzeń pompy hydraulicznej jest kluczowe dla uniknięcia kosztownych awarii i przestojów. Najczęściej awarie pomp hydraulicznych spowodowane są nieprawidłowym ciśnieniem czynnika hydraulicznego (oleju), jego zanieczyszczeniem czy zbyt małą ilością. Usterki spowodowane są również wysokim ciśnieniem oleju ze względu na nieprawidłową regulację maszyny albo zamarznięcie wody w smarze. Zanieczyszczony smar czy zbyt mała jego ilość łatwo uszkadzają łożyska ślizgowe w opisywanych urządzeniach. Poprostu pompa już swoje przepracowała i nie jest tak wydajna jak być powinna.

Typowe Problemy w Ładowarce JCB 527-58 (1994r.)

W przypadku ładowarki JCB 527-58 z 1994 roku, z przebiegiem 9800 godzin, przy regularnie wymienianych olejach i filtrach, często pojawiają się problemy z hydrauliką. Objawy mogą obejmować:

• Trudności w kręceniu kierownicą, zwłaszcza na rozgrzanym oleju.
• Wolno działająca hydraulika, wymagająca mocnego gazowania silnika, aby działała w miarę szybko.

W takiej sytuacji kluczowe jest sprawdzenie ciśnienia pompy hydraulicznej za pomocą manometru. W jednym z przypadków, ciśnienie pompy głównej, mierzone na zaworze przelewowym bezpośrednio na wyjściu z pompy (ustawionym na 220 bar), wynosiło zaledwie 100-150 bar, w tej granicy się wahało, co wskazywało na zużycie pompy głównej. Pompa wspomagająca również wykazywała zużycie, wytwarzając 150 bar na zimnym oleju, zamiast oczekiwanych około 170 bar.

Ładowarki JCB 527-58 często posiadają dwie pompy złączone ze sobą. Z pompy głównej jako zasilanie idzie jeden gruby wąż, który rozgałęzia się później na rozdzielacz i na drugą małą pompę, napędzaną przez rozrząd. Ta mała pompa to system ECO, zaprojektowany przez producenta, aby hydraulika była szybsza przy lekkim obciążeniu. Ważne jest, aby nigdy nie zaślepiać małej pompy podczas pomiaru ciśnienia dużej pompy, ponieważ mogłoby to doprowadzić do jej rozsadzenia.

W niektórych modelach JCB 527-58 występuje przycisk „żółw/zając”, co oznacza, że obie sekcje pompy są przeznaczone do hydrauliki, a nie ma osobnej sekcji wyłącznie do wspomagania. W takim wypadku, jeśli jedna z sekcji jest uszkodzona, najczęściej wymagana jest wymiana całej pompy.

Problem Ubywania Oleju Hydraulicznego i Przybywania w Silniku

Jeśli ubywa oleju z układu hydrauliki, a przybywa w silniku, najprawdopodobniej problem leży w przecieku przez pompę. Może to być przeciek przez pompę od wentylatora albo pompę wspomagającą, która jest zamocowana pod pompą paliwa (opcja dodatkowa, nie wszystkie ładowarki ją miały, inne miały tam zaślepkę). Najprędzej jest to uszczelniacz, choć jest to rzadka usterka. Należy również upewnić się, że nie jest to ropa w oleju, zwłaszcza jeśli niedawno była zmieniana pompka paliwa, gdyż ropa może przedostawać się przez uszczelniacz w pompie paliwa.

Awaria Pompy Hydraulicznej: Co Zrobić?

Zacząć trzeba od dokładnego wyczyszczenia całego układu, co zależy od rodzaju awarii. Jeżeli pompa główna, wspomagająca lub silnik jazdy czy obrotu „rozleciał się” i do układu dostało się mnóstwo drobnych elementów, niestety należy usunąć olej również z rozdzielaczy i siłowników oraz z przewodów hydraulicznych. Jeśli problem nie pojawił się nagle, tylko stopniowo się nasilał, a filtr był wymieniany co 500 godzin, to najczęściej świadczy to o naturalnym zużyciu pompy. Filtr służy właśnie do filtrowania i wyłapywania mikroopilków, które tworzą się podczas eksploatacji maszyny. Płukanie układu jest konieczne tylko w przypadku zatarcia pompy i przedostania się dużej ilości zanieczyszczeń.

W przypadku poważniejszych awarii lub braku doświadczenia w diagnostyce i naprawach, warto powierzyć serwis pomp hydraulicznych profesjonalnym firmom, które dysponują specjalistycznymi narzędziami diagnostycznymi i doświadczeniem w usuwaniu złożonych problemów.

Wymiana Pompy Hydraulicznej

Wymieniając pompę, musimy przestrzegać pewnych zasad. Po jej zdemontowaniu zbiornik należy opróżnić ze starego oleju i dokładnie wypłukać. Następnie należy wymienić wszystkie filtry hydrauliczne występujące w maszynie. Przed samym montażem nalewamy do pompy oleju (w miarę możliwości), żeby nie była „sucha”. Wymieniamy też wszystkie uszczelnienia i o-ringi przy pompie. Następnie montujemy pompę i nalewamy olej hydrauliczny do zbiornika, koniecznie po zamontowaniu już filtra w zbiorniku. Dla pewności możemy poluzować przewody hydrauliczne na wyjściu zasilania z pompy (aż się przeleje), a w kolejnym kroku dokręcamy je. Kiedy mamy pewność, że wszystko jest dobrze, uruchamiamy maszynę na kilka sekund. Powtarzamy tę czynność trzy - cztery razy, aby dokładnie odpowietrzyć układ hydrauliczny. Następnie uruchamiamy maszynę ponownie i zostawiamy ją na wolnych obrotach kilka minut. Później delikatnie zaczynamy uruchamiać poszczególne funkcje maszyny. Nowe pompy są już fabrycznie ustawiane na odpowiednich wartościach, więc nie musimy jej ustawiać. Nigdy nie wolno regulować pompy „na oko”.

tags: #pompa #hydrauliczna #jcb #527