Aliuminis, ketus ar aukšto slėgio siurblys? Kaip parinkti hidrauliką krūmapjovei su hidrauline ranka

Tokiose mašinose kaip krūmapjovės su hidrauline ranka ir cepiniai malčeriai ant ekskavatorių galima sutikti tris pagrindines hidraulinio maitinimo koncepcijas. Pirmoji – aliuminio sistema, dažniausiai esanti biudžetiniuose sprendimuose. Antroji – ketaus sistema, paremta krumpliaratiniu siurbliu ir krumpliaratiniu varikliu. Trečioji – aukšto slėgio sistema, paprastai su stūmokliniu siurbliu. Techninė literatūra metų metais rodo, kad krumpliaratiniai siurbliai vertinami už paprastą ir kompaktišką konstrukciją, o daugiastūmokliniai siurbliai naudojami ten, kur reikia darbo aukštesniais slėgiais.

Kataloginiame lygmenyje aukšto slėgio sistema atrodo labai gerai. Ji suteikia aukštą slėgį, gerą efektyvumą ir didelį galios tankį. Tyrimai ir publikacijos apie ašinius stūmoklinius siurblius patvirtina, kad jų privalumai – aukštas efektyvumas, atsparumas aukštam slėgiui ir platus pritaikymo spektras darbo mašinose. Tuo pačiu tai sudėtingesnės ir jautresnės darbo sąlygoms sistemos nei paprasti krumpliaratiniai siurbliai.

Todėl perkant nedera žiūrėti tik į barų skaičių. Praktikoje svarbi bendra balansas: hidraulinė galia, sistemos kaina, patvarumas, alyvos švarumas, filtravimas, serviso prieinamumas ir regeneracijos kaina. Būtent iš šios perspektyvos labai dažnai geriausiai pasirodo ketaus sistema su krumpliaratiniu siurbliu ir krumpliaratiniu varikliu.

Trys pagrindinės hidraulinės sistemos, naudojamos krūmapjovėse su hidrauline ranka

Aliuminio sistema

Tai pigiausia sprendimų grupė. Paprastai veikia ribose apie 180–190 bar ir 90–100 l/min. Tokia sistema vilioja įvedimo kaina ir gali būti pakankama lengvesniam darbui. Tačiau reikia sąžiningai pasakyti, kad patvarumo ir atsargos sunkiam darbui atžvilgiu tai silpniausia iš trijų galimybių. Ilgame darbe paplentėse, grioviuose, brūzgynuose ir sunkiame reljefe jos ribotumai pasireiškia greičiau.

Ketaus sistema su krumpliaratiniu siurbliu ir krumpliaratiniu varikliu

Tai kainos atžvilgiu vidurkis, bet dažnai geriausias naudojimo prasme sprendimas. Tipinis darbo taškas, turintis prasmę sunkesnėse krūmapjovėse su hidrauline ranka, yra apie 230 bar ir 120 l/min. Krumpliaratiniai siurbliai plačiai naudojami būtent todėl, kad turi paprastą konstrukciją, yra konstruktyviai kompaktiški ir gerai įsipiešia į sistemas, kuriose svarbus eksploatacijos nuspėjamumas.

Aukšto slėgio sistema

Čia dažniausiai kalbame apie stūmoklinius siurblius ir slėgius eilės apie 320 bar, kai srautas apie 80 l/min. Tokio tipo sprendimai techniškai pagrįsti ten, kur reikia aukšto efektyvumo ir didelio atsparumo aukštai slėgio apkrovai. Mokomoji medžiaga ir mokslinės publikacijos tiesiogiai nurodo, kad daugiastūmokliniai siurbliai dirba aukštesnio slėgio sistemose, nes užtikrina didesnį sandarumą ir gerus darbo parametrus.

Vien barų skaičius temos neišsprendžia

Hidraulikoje galios nelemia vien slėgis. Priklausomybė paprasta: hidraulinė galia yra srauto ir slėgio sandauga. Galingumo hidraulikos mokomojoje medžiagoje tai užrašoma kaip P = Q · p, o perskaičiavus barams ir l/min gauname praktinę formulę P [kW] = p [bar] × Q [l/min] / 600.

Trims palygintoms sistemoms tai duoda:

Aliuminio sistema
180 bar × 100 l/min = 30 kW
190 bar × 90 l/min = 28,5 kW

Ketaus krumpliaratinė sistema
230 bar × 120 l/min = 46 kW

Aukšto slėgio sistema
320 bar × 80 l/min = 42,7 kW

Išvada paprasta. Tipinė ketaus sistema 230 bar ir 120 l/min duoda didesnę hidraulinę galią nei tipinė aukšto slėgio sistema 320 bar ir 80 l/min. Tai svarbu kliento požiūriu, nes parodo, kad aukštesnis slėgis nebūtinai reiškia galingesnę mašiną. Reikia vertinti visą sistemą, o ne tik vieną parametrą iš katalogo.

Ką techninė literatūra ir tyrimai sako apie stūmoklinius siurblius

Pažvelgus į mokslines publikacijas apie ašinius stūmoklinius siurblius, paveikslas pakankamai nuoseklus. Tai aukšto efektyvumo, didelio atsparumo aukštam slėgiui ir didelio galios tankio konstrukcijos. Techniniuose žurnaluose paskelbti tyrimai taip pat rodo, kad ašinių stūmoklinių siurblių bendras ir tūrinis efektyvumas stipriai priklauso nuo slėgio, sukimosi greičio, alyvos temperatūros ir terpės klampos. Įvado temperatūros augimas ir klampos kritimas blogina jų darbo parametrus.

Praktiniu požiūriu tai reiškia, kad stūmoklinis siurblys yra geras sprendimas, bet reiklesnis. Mašinoje, dirbančioje sunkiai ir ilgai, be paties efektyvumo, ima būti svarbi šio efektyvumo palaikymo kaina.

Kodėl ketaus sistema dažnai ekonomiškai labiausiai pagrįsta

Čia prasideda svarbiausia dalis galutiniam vartotojui. Realioje eksploatacijoje perkamas ne pats siurblys, o visa sistema ir visas mašinos gyvavimo ciklas.

Krumpliaratiniai siurbliai konstruktyviai paprastesni ir plačiai paplitę. Tai ne prekybinis šūkis, bet pačios technologijos savybė, patvirtinta mokomojoje medžiagoje ir techniniuose darbuose. Paprastesnė konstrukcija paprastai reiškia lengvesnį servisą, didesnį dirbtuvių prieinamumą ir mažesnę priklausomybę nuo labai tikslios regeneracijos.

Tuo tarpu ašiniai stūmokliniai siurbliai reikalauja tikslesnės darbo sąlygų kontrolės. Bosch Rexroth pabrėžia, kad šiuolaikiniai hidrauliniai komponentai, ypač proporciniai vožtuvai, servovožtuvai ir ašiniai stūmokliniai siurbliai, yra labai jautrūs taršai kietomis dalelėmis. Net švarumo klasės pablogėjimas vienu laipsniu reiškia dalelių koncentracijos alyvoje padvigubėjimą, o tai gali sukelti dilimo padidėjimą, darbo blogėjimą ir gedimus.

Tą patį patvirtina gamintojų techninės instrukcijos. Ašiniams stūmokliniams agregatams Bosch Rexroth rekomenduoja palaikyti alyvos švarumo klasę bent 20/18/15 pagal ISO 4406, o aukštesnėje temperatūroje dar geresnę.

Praktinė išvada paprasta. Kuo tikslesnė ir labiau apkrauta sistema, tuo daugiau kainuoja jos teisinga eksploatacija. Būtent todėl serviso praktikoje aukšto slėgio sistemos paprastai brangesnės ne tik perkant, bet ir žarnose, jungtyse, filtravime, regeneracijoje ir prastovose. Tiksli kainų skirtybė priklauso nuo gamintojo, komponentų klasės ir mašinos konfigūracijos, bet ekonominė kryptis vienareikšmė: aukštas efektyvumas kainuoja daugiau.

Aukštas slėgis turi prasmę, bet ne visada prie pačios pjovėjos

Didesnės galios sistema turi prasmę tada, kai mašina tarnauja ne vien lengvam žolės pjovimui. Valant griovius, paplentę, dirbant tankiuose brūzgynuose ar malčiojant storesnes šakas, didesnė galia rotoriuje duoda realų pranašumą. Mašina lengviau išlaiko apsukas, mažiau užkemšama ir geriau susidoroja su sunkesne medžiaga.

Tai reiškia, kad aukštos galios sistema turi pagrindą ne tik klasikinėms krūmapjovėms su hidrauline ranka, bet ir tada, kai įranga turi atlikti sunkesnius reljefo ir žemės darbus. Praktikoje tai liečia ir tokias mašinas kaip cepiniai malčeriai ant ekskavatorių, kur įranga dirba ant esamos nešiklio hidraulikos.

Kada aukšto slėgio sistema iš tikrųjų turi prasmę

Čia atsakymas gana paprastas. Aukšto slėgio sistema labiausiai prasminga tada, kai nešiklis jau turi tokį maitinimą. Geras pavyzdys – ekskavatoriai ir kitos darbo mašinos, kur aukšto slėgio hidraulika jau prieinama. Tokioje situacijoje aukšto slėgio variklio panaudojimas įrangai logiškas, nes galima panaudoti paruoštą siurblį ir paruoštą sistemą.

Būtent tokiame scenarijuje cepiniai malčeriai ant ekskavatorių gali dirbti su aukšto slėgio hidraulika su realiu pagrindu. Tada nebudoma atskira maitinimo sistema nuo nulio, o naudojama tai, ką bazinė mašina jau turi.

Tačiau jei klientas tik dabar renkasi visą sistemą krūmapjovei su hidrauline ranka, padėtis kitokia. Tada įėjimas į aukšto slėgio sistemą dažnai yra įėjimas į didesnes išlaidas be proporcingos naudos. Sąmoningame pasirinkime nuo pagrindų racionalesnis pasirinkimas dažnai yra ketaus krumpliaratinis siurblys ir ketaus krumpliaratinis variklis.

Ką realiai klientas gauna esant ketaus sistemai 230 bar ir 120 l/min

Pirmiausia gauna 46 kW hidraulinės galios, t. y. lygį visiškai pakankamą sunkiam darbui daugelyje komunalinių, kelių ir melioracijos taikymų. Tai didesnė galia nei tipiniame komplekte 320 bar ir 80 l/min.

Antra, gauna sistemą, kuri neveikia ypač aukštu slėgiu, todėl visa hidraulinė įranga mažiau apkrauta. Praktikoje tai virsta mažesne visos sistemos kaina.

Trečia, gauna paprastesnį servisuojant sprendimą. Krumpliaratinių siurblių atveju lengviau prieiti prie detalių, remontų ir dirbtuvių. Stūmoklinių siurblių atveju svarbi ne tik pati detalė, bet ir labai aukšta regeneracijos kokybė bei sistemos serviso kultūra.

Praktinės išvados

Jei svarbiausia žemiausia įvedimo kaina, aliuminio sistema gali būti pakankamas sprendimas, bet reikia priimti jos mažesnį patvarumą.

Jei nešiklis jau turi aukšto slėgio hidrauliką, o įranga turi dirbti sunkiai ir daugiafunkciškai, aukšto slėgio sistema gali turėti prasmę.

Tačiau jei pasirinkimas susijęs su sistemos kūrimu nuo nulio, o tikslas – pagrįsta įsigijimo kaina, gera galia, patvarumas ir eksploatacijos nuspėjamumas, daugeliu atvejų labiausiai pagrįsta išlieka ketaus sistema su krumpliaratiniu siurbliu ir krumpliaratiniu varikliu, dirbanti apie 230 bar ir 120 l/min.

Tai ne pats spalvingiausias pasirinkimas popieriuje. Tai pats racionaliausias pasirinkimas praktikoje.

DUK

Ar aukštesnis slėgis visada reiškia geresnę krūmapjovę su hidrauline ranka?

Ne. Hidraulinę galią lemia kartu slėgis ir srautas. Todėl sistema 230 bar ir 120 l/min gali duoti didesnę galią nei sistema 320 bar ir 80 l/min.

Kada verta rinktis stūmoklinį siurblį?

Daugiausia tada, kai nešiklis jau turi paruoštą aukšto slėgio hidrauliką arba kai įranga turi dirbti labai reikliomis sąlygomis ir reikia aukšto efektyvumo esant dideliam slėgiui.

Kodėl stūmokliniai siurbliai reiklesni?

Nes jie tikslūs, dirba esant aukštam slėgiui ir yra jautresni alyvos švarumui bei filtravimo kokybei. Gamintojai jiems nurodo konkrečius alyvos švarumo reikalavimus pagal ISO 4406.

Ar cepiniai malčeriai ant ekskavatorių turi turėti atskirą hidraulinę sistemą?

Ne visada. Jei ekskavatorius jau turi tinkamą aukšto slėgio hidrauliką, paprastai prasmingiau panaudoti esamą maitinimą nei kurti atskirą sistemą.

Šaltiniai ir literatūra

1. Galingumo hidraulikos mokomoji medžiaga apie krumpliaratinius ir daugiastūmoklinius siurblius.
2. Bosch Rexroth, alyvos švarumo reikalavimai ir ašinių stūmoklinių siurblių jautrumas taršai.
3. Mokslinės publikacijos apie ašinius stūmoklinius siurblius ir jų efektyvumą.
4. Techninis darbas apie krumpliaratinius siurblius ir jų konstrukciją.