Aluminium-ExtrusionsausrüstungAktualisiert

Überhitztes Hydrauliköl der Strangpresse

Wenn Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulik einer Strangpresse zirkuliert, erzeugt sie sowohl Wärme durch Arbeit als auch transportiert diese Wärme von den Arbeitskomponenten weg. Jedoch, wenn die Wärmeableitung unzureichend ist, oder wenn das Hydrauliköl nicht über die richtigen Wärmeableitungseigenschaften verfügt, Dann kann es zu einer Überhitzung der Hydraulik der Strangpresse kommen.

Ölhydraulik von Strangpressen

Typische schematische Anordnung eines Ölhydrauliksystem für eine Strangpresse ist in der Abbildung dargestellt 1 [1].

Schematische Anordnung des Hydrauliksystems einer ÖlstrangpresseAbbildung 1 – Schematischer Aufbau eines Ölstrangpressen-Hydrauliksystems [1]

Die vier Hauptfunktionen von Hydraulikflüssigkeit sind [2]:

  • als Energieübertragungsmedium zu fungieren
  • zum Schmieren interner beweglicher Teile von Komponenten
  • als Wärmeträger dienen
  • um kleine Zwischenräume zwischen beweglichen Teilen abzudichten.

Ursachen für Überhitzung des Hydrauliköls

Wenn Hydraulikflüssigkeit durch ein Hydrauliksystem zirkuliert, erzeugt sie durch Arbeit Wärme und transportiert diese Wärme von den Arbeitskomponenten weg. Jedoch, wenn die Wärmeableitung unzureichend ist, oder wenn das Hydrauliköl nicht über die richtigen Wärmeableitungseigenschaften verfügt, dann kann es zu einer Überhitzung kommen. Schmutzansammlung, Schmutz und verstopfte Hydraulikfilter können auch die Fähigkeit eines Systems zur Wärmeableitung beeinträchtigen und dazu führen, dass die Hydraulikflüssigkeit zu heiß wird, Dies führt zu einem Verlust der Flüssigkeitsviskosität und einer verminderten Schmierung und Pumpeneffizienz.

Die Öltemperatur muss unter einem Höchstwert von gehalten werden 60 ºC. Temperaturen über diesem Wert führen zu einer Verschlechterung des Öls, Verlust der Schmiereigenschaften, und übermäßiger Verschleiß der Pumpen [4].

Die möglichen Gründe für eine Überhitzung der Strangpressenhydraulik sind folgende [2, 3]:

  • Falsche Viskosität der Hydraulikflüssigkeit
  • Verschmutztes Hydrauliköl
  • Niedriger Ölstand
  • und SCC
  • Luft im Öl
  • Möglicherweise ist der Entlastungswert zu hoch eingestellt
  • Defektes Ölkühlsystem
  • Abgenutzte oder beschädigte Pumpen

Falsche Viskosität des Hydrauliköls

Hydrauliköl überträgt nicht nur die Kraft, die Ihre Antriebe und Aktoren bewegt. Außerdem schmiert es interne Komponenten und leitet Wärme aus dem System ab. Hydraulikflüssigkeit ist für den Betrieb in einem bestimmten Temperaturbereich ausgelegt.

  • Während es sich erwärmt, Es wird dünner und verliert schließlich die Fähigkeit, bewegliche Teile zu schmieren. Durch die erhöhte Reibung kann es zu einer Erwärmung der Pumpe kommen, und natürlich kommt es in diesem Fall zu erhöhtem Verschleiß.
  • Auf der anderen Seite, Zu dicke Hydraulikflüssigkeit fließt weniger effizient im System, Dies führt auch zu einem Wärmestau und einer Überhitzung der Hydraulik der Strangpresse.

Verschmutzte Hydraulikflüssigkeit

Mit Schmutz verunreinigte Flüssigkeit, Trümmer, Wasser und andere Verunreinigungen können auf verschiedene Weise zu einem Hitzestau führen. Verstopfte Flüssigkeitsfilter, Rohre und Siebe belasten die Pumpe übermäßig.

Niedriger Ölstand

Ein niedriger Ölstand kann dazu führen, dass nicht genügend Ölfluss die kritischen Hydraulikkomponenten und beweglichen Teile erreicht. Dies wird als Ölmangel bezeichnet und erhöht die Metall-auf-Metall-Reibung und führt zu erhöhter Hitze und Verschleiß.

und SCC

Unter Kavitation versteht man die schnelle Bildung und Implosion von Lufthohlräumen in der Hydraulikflüssigkeit. Wenn diese Lufthohlräume unter Druck kollabieren, Sie erzeugen viel Wärme. Dies führt zu einer Überhitzung der Hydraulik der Strangpresse und zu extremen Schäden an der Hydraulikpumpe und dem gesamten System.

Luft im Öl

Dies geschieht, wenn Luft über Luftlecks an Stellen wie Pumpendichtungen in das System gelangt, und Rohrverbindungsstücke. Luft erzeugt beim Komprimieren Wärme, was natürlich zu einem Temperaturanstieg führt. Unter extremen Umständen explodieren Druckluftblasen im gleichen Prozess, der Dieselmotoren antreibt.

Möglicherweise ist der Entlastungswert zu hoch eingestellt

Überdruckventile sorgen dafür, dass der Druck nicht über die vorgeschriebenen Grenzwerte ansteigt. Wenn das Überdruckventil falsch eingestellt ist, es öffnet sich nicht schnell genug und der Druck steigt, was erhebliche Hitze erzeugt.

Defektes Ölkühlsystem

Um einen effizienten Betrieb zu gewährleisten, muss die Konstruktion jedes Hydrauliksystems die Wärmeableitung des Öls ermöglichen. Einige Systeme können dies mit einem Ölreservoir oder Wärmetauscher oder einer Kombination aus beidem erreichen. Wenn das Systemdesign keine ausreichende Wärmeableitung ermöglicht, Dies führt zu einer Überhitzung des Öls.

Abgenutzte oder beschädigte Pumpen

Da Pumpen verschleißen, die interne Leckage bzw. der „Schlupf“ nimmt zu. Öl kann an eng anliegenden Bauteilen vorbei dringen, was die Effizienz der Pumpe verringert. Oli bewegt sich ohne mechanische Arbeit von einem hohen Druck auf einen niedrigen Druck. So wird potentielle Energie von unter Druck stehendem Öl in Wärme umgewandelt [2].

Unsachgemäßer Betrieb der Presse

Wenn alle oben genannten Gründe beseitigt sind, aber die Ölüberhitzung geht weiter, Es ist an der Zeit, sicherzustellen, dass Ihre Druckmaschine ordnungsgemäß bedient wird.

Übermäßige Arbeit der Presse

Laut einer anerkannten Autorität für Aluminium-Strangpressen, Al Kennedy, Die Hauptursachen für eine Ölüberhitzung sind direkte Fehler des Personals, das die Strangpresse bedient [2].

  • Ein häufiger Fehler vieler Bediener besteht darin, der Pumpe während des Druckspitzenwerts eine große oder volle Ölmenge zuzuführen (Abbildung 4). Dadurch wird eine große Menge Öl durch das Überdruckventil abgelassen. Dadurch bewegt sich das Öl von hohem Druck auf niedrigen Druck, es wird sehr heiß [2].
  • Wenn das System ein Überdruckventil verwendet, um den Druck aufrechtzuerhalten, Es wird ein deutlich größerer Wärmetauscher benötigt [6].

Energieumwandlungen beim Extrudieren

In einer Strangpresse finden folgende Energieumwandlungen statt [4]:

  • Elektromotoren wandeln elektrische Energie in mechanische Energie um, um die Pumpen anzutreiben.
  • Die Pumpen wandeln diese Energie dann in potentielle Energie des Hochdrucköls um.
  • Diese Energie steht zur Verfügung, um durch Extrudieren des Profils Arbeit zu verrichten.

Hochdrucköl, das über ein Überdruckventil abgelassen wird, leistet keine nützliche Arbeit. Stattdessen wird diese Energie in Form von Wärme freigesetzt.

Betrieb einer Presse ohne Ölüberhitzung

Durch den ordnungsgemäßen Betrieb der Presse wird die Erwärmung des Öls verringert [2]:

  • Reduzieren Sie das Ölvolumen auf einen Punkt, der dem Metallfluss durch die Matrize entspricht
  • wenn der Druck sinkt, Der Bediener kann das Pumpenvolumen erhöhen, bis die Extrusionsgeschwindigkeit die erforderliche Geschwindigkeit erreicht.

Ein guter Betrieb einer Presse kann erreicht werden, wenn [2]:

  • Für jede Extrusion werden die optimale Knüppeltemperatur und Knüppellänge programmiert.
  • Diese Temperatur und Länge müssen sicherstellen, dass jeder Durchbruch ohne Betätigung des Überdruckventils und ohne Überhitzung des Öls erfolgt.

Spitzendruck- und Überdruckventil

Unter keinen Umständen sollte eine Presse höchstens 30 Sekunden lang auf Spitzendruck gehalten werden, während das Überdruckventil bläst. Es wird angenommen, dass es viel besser ist, den Extrusionszyklus abzubrechen, Den Knüppel ablehnen und überhitzen, anstatt die Pumpe und das Öl zu überhitzen [2].

Eine einfache Lösung

Ein anderer Experte auf dem Gebiet der Aluminiumextrusion sagt über die einfache Lösung des Problems [4]:

  • Die elektronische Servosteuerung moderner Pressensysteme kann die Pumpenleistung automatisch reduzieren, wenn sich der für die Extrusion erforderliche Druck dem eingestellten Auslasspunkt der Überdruckventile nähert.

Annektieren

Öldruck und Extrusionskraft

Die von der Strangpresse ausgeübte äußere Kraft bestimmt die Presskapazität. Für eine erfolgreiche Extrusion, Die von der Presse ausgeübte Kraft muss größer sein als die zum Extrudieren erforderliche Kraft.

Abbildung 2 – Schematische Darstellung einer Direktstrangpresse [5]

Der Hauptfaktor für den Aluminiumextrusionsprozess

Die für die Extrusion erforderliche Kraft hängt von folgenden Hauptfaktoren ab [5] (Abbildung 3):

  • das Extrusionsverhältnis
  • die Länge des Extrusionsbarrens
  • der Reibungszustand am Knüppel Container Schnittstelle
  • der Reibungszustand an der Grenzfläche zum Matrizenmaterial
  • die Fließspannung des Knüppelmaterials
  • die anfängliche Knüppeltemperatur
  • die Geschwindigkeit der Extrusion.

Abbildung 3 – Typische Kurven für Stempelkraft und Austrittstemperatur [7]

Quellen:

  1. Extrusion //M. Bauser, G. Sauer, K. Siegert – 2009
  2. Das Wartungshandbuch für Extrusionspressen // Al Kennedy
  3. https://blog.berendsen.com.au/hydraulic-pump-overheating-problems
  4. Extrusion von Aluminiumlegierungen /T. Schäfer – 1999
  5. Aluminium-Strangpresstechnik /S. Saha
  6. Richtiger Umgang mit Hydrauliköl im Extrusionsprozess / R.L. Fährmann // Aluminium-ET-Werkstatt, 1992
  7. Druck- und Dehnungsmessung beim Heißstrangpressen von Aluminium /Per Thomas Moe – Doktorarbeit – Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie – 2005

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