油圧システムでは、油圧シリンダは油圧エネルギーを機械エネルギーに変換する重要なアクチュエータです。それらのパフォーマンスは、システムの効率、安定性、運用の安全性に直接影響します。
内部漏れは、油圧シリンダの最も一般的な故障の 1 つです。圧力損失、動作の遅さや不安定さ、システム効率の低下、さらには深刻な場合には安全上の問題を引き起こす可能性があります。
したがって、油圧シリンダの内部漏れを正確にテストすることが不可欠です。この記事では、技術者が問題を早期に特定し、効果的な是正措置を講じることができるように、内部漏れを検出するための実践的で信頼性の高い方法を紹介します。
1.内部リークとは何か、またそれが重要な理由:
油圧シリンダの内部漏れとは、作動油がピストンシールをバイパスして高圧室から低圧室へ流れる現象を指します。外部漏れとは異なり、内部漏れは通常は直接観察できませんが、油圧システムに重大な影響を与える可能性があります。
圧力降下とシリンダー動作の鈍さ
システム効率の低下とエネルギー消費の増加
シリンダーの動きが不安定で、機械的損傷を引き起こす可能性があります
高負荷または重要な機器では、重大な内部漏れが安全上の事故につながる可能性さえあります
したがって、内部漏れを正確に特定し、適時に是正措置を講じることは、油圧システムの安定した動作を確保するために重要なステップです。
2. 油圧シリンダの内部漏れの原因
3. 内部漏れの一般的な兆候:
内部漏れは直接観察することはできませんが、次のような症状によって特定できます。
異常な動作：油圧シリンダの動きが鈍い、伸び縮みが不完全、動作が不均一である
異音：動作中にシューシューという異常な音や脈動音がする
システム圧力降下:負荷条件下での圧力計の測定値の顕著な低下
異常な温度上昇:局所的な温度上昇は、作動油がシールを越えて漏れていることを示している可能性があります。
これらの兆候は内部漏れの予備的な指標として機能し、技術者が適切な試験方法を選択する際のガイドとなります。
5. 油圧シリンダの内部漏れ試験方法
5.1 静的試験方法
テスト手順:
- 油圧シリンダの入口ポートの一端を油圧ポンプの出力ラインに接続し、もう一端の出口ポートをパイプラインを介してオイルタンクに接続します。出口ポートには流量計を設置してください。他の無関係なオイル回路をすべて閉じます。
- 油圧ポンプを起動し、油圧シリンダ内の圧力が定格使用圧力の125％まで上昇するように徐々に圧力を調整します。この圧力を一定時間（通常 5 ～ 10 分間）維持します。圧力保持プロセス中は、圧力計の測定値を観察してください。圧力が急激に低下する場合は、重大な内部漏れの可能性を示します。
- ストップウォッチを使用して、一定期間（たとえば、30 秒または 60 秒）にわたって流量計を通過する漏れたオイルの量を記録し、次の式を使用して漏れ率を計算します。Q =V/t
Q = 漏れ量 (L/min)
V = 期間中に記録された漏れたオイルの量 (L)
t = 記録時間 (分)
結果の評価:計算された漏れ率と油圧シリンダのメーカーが指定した許容漏れ率を比較します。実際の漏れが許容値以下であれば、シリンダの内部漏れは正常範囲内であるとみなします。実際の漏れ量が許容値を超える場合は、油圧シリンダの内部漏れ故障を示しますので、さらなる点検・整備が必要です。
5.2 動的テスト方法
テスト手順:
油圧シリンダーを通常の動作構成で油圧システムに接続し、すべてのコンポーネントが正しく取り付けられ、オイル回路が妨げられていないことを確認します。
油圧システムを起動し、油圧シリンダを規定のストローク範囲で往復運動させます。動作速度と負荷は実際の作業条件に近似する必要があります。
油圧シリンダの動作中、システムの圧力計の圧力変動を観察してください。無負荷または軽負荷条件下で著しく不安定な圧力降下がある場合、または方向変更中に過度の圧力衝撃が発生する場合は、内部漏れの問題を示している可能性があります。
内部漏れをより正確に検出するために、油圧シリンダーの入口ポートと出口ポートに圧力センサーを取り付けて、両方のチャンバー内の圧力をリアルタイムで監視できます。時間の経過に伴う圧力差曲線を分析することで、内部漏れの程度と場所を特定できます。
結果の評価:
圧力変動と差圧曲線から総合的に判断します。圧力変動が正常範囲を超え、移動中に圧力差が徐々に増加する場合は、重大な内部漏れが発生していることを示します。圧力変動が小さく安定しており、圧力差がほとんど変化しない場合、内部漏れは最小限であるか、存在しません。
5.3 圧力損失試験方法
テスト手順:
油圧シリンダの入口ポートと出口ポートを両方閉じ、シリンダを密閉状態にします。
油圧シリンダーの 1 つのチャンバーに特定の圧力 (通常、定格作動圧力の 80% ～ 90%) の作動油を充填し、初期圧力値P1を記録します。
この状態を一定時間（例えば10分間）維持した後、再度同じチャンバーの圧力値P2を読み取ります。
結果の評価:
内部漏れは圧力降下値に基づいて決定されます。
ΔP=P1− P2
ΔP が許容圧力降下 (油圧シリンダのメーカーによって提供されるか、業界標準に従って決定される) を超える場合、内部漏れの存在を示します。 ΔP が許容範囲内にある場合、内部漏れは正常であると考えられます。
6. メンテナンスに関する推奨事項:
油圧シリンダーのシールを定期的に検査し、磨耗または劣化したシールを直ちに交換してください。
作動油を清浄に保ち、定期的に油を交換してください。
過負荷状態での油圧シリンダーの操作は避けてください。
テストデータを記録し、メンテナンス記録を確立して、長期にわたる漏れの傾向を追跡します。
7. 結論: