알루미늄 추출기 펌프의 렉스로스 A4VSO 축 펌프 변동 펌프의 결함 분석 및 최적화 전략

알루미늄 압출에서 축 피스톤 펌프의 중요한 역할

현대식 알루미늄 압출 생산 라인에서 유압 시스템은 핵심 전원 역할을하며 성능은 제품 품질 및 생산 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. Rexroth A4VSO 시리즈 축 피스톤 가변 변위 펌프는 고압 및 중질 기능, 정밀한 흐름 제어 및 탁월한 신뢰성으로 인해 알루미늄 압출 프레스에서 유압 시스템에 선호되는 전력 구성 요소가되었습니다. 이 기사는 알루미늄 압출 애플리케이션에서 A4VSO 축 피스톤 펌프에 대한 전형적인 실패 모드, 근본 원인 및 솔루션에 대한 심층 분석을 제공하여 유지 보수 직원에게 체계적인 문제 해결 접근 방식 및 최적화 전략을 제공합니다. 실제 사례 연구 및 데이터 분석을 통해 예방 유지 보수 및 기술 업그레이드가 펌프 서비스 수명을 연장하고 장비 가동 중지 시간을 줄이며 궁극적으로 알루미늄 압출 생산 라인의 효율적이고 안정적인 작동을 보장 할 수있는 방법을 살펴볼 것입니다.

A4VSO 축 피스톤 펌프의 기술적 특성 및 알루미늄 압출에서의 적용프레스

그만큼Rexroth A4VSO 축 피스톤 펌프에너지 효율 및 "3- 촉진"특성 : 일정한 전력, 일정한 압력 및 일정한 흐름으로 알려진 다목적, 다기능 가변 변위 펌프입니다. Swashplate 디자인을 사용 하여이 펌프는 Swashplate 각도를 변경하여 Stepless 변위 조정을 달성하여 특히 알루미늄 압출 프레스의 전형적인 가변 하중 및 빈번한 압력 변동에 특히 적합합니다. 공칭 압력 350 bar 및 최대 압력 400 bar 및 40-1000 cm³/Rev의 변위 범위를 갖는 A4VSO 펌프는 소규모, 중간 및 대형 알루미늄 압출 프레스에 걸쳐 다양한 전력 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.

알루미늄 압출 공정에서 A4VSO 축 피스톤 펌프는 주로 다음과 같은 중요한 기능을 수행합니다.

• 메인 실린더 드라이브 : 압출 공정에 필요한 고압, 고유 유압 유체를 제공하여 안정적인 압출 속도를 보장합니다.
• 다이 클램핑 : 다이를 닫아 두는 일정한 압력을 유지하여 압출 중에 분리를 방지합니다.
• 컨테이너 움직임 : 빌릿 로딩 및 압출을위한 압출 컨테이너의 전방 및 후방 이동 제어
• 보조 조치 : 전단 및 배출과 같은 보조 메커니즘에 전력을 제공합니다.

알루미늄 압출 공정은 유압 시스템에 대한 까다로운 요구 사항을 부과합니다. 높은 작업 압력 (일반적으로 250-350 Bar), 상당한 흐름 수요 변화 (저속 사전 노출에서 고속 압출 단계로) 및 주변 온도가 상승한 (압출 중 실질적인 열 발생). 이러한 작동 조건은 연장 된 작동 중 A4VSO 축 피스톤 펌프에 대한 수많은 과제를 제시하여 유지 보수가 부적절한 경우 생산 효율성과 제품 품질에 영향을 줄 수있는 다양한 장애가 발생하기 쉽습니다.

일반적인 실패 모드 및 근본 원인 분석

압력이 충분하지 않거나 비정상적인 압력 변동

알루미늄 압출 응용 분야에서압력이 충분하지 않거나 과도한 압력 변동A4VSO에서 축 피스톤 펌프는 가장 흔한 고장 증상 중 하나이며, 압력 측정 값에 도달하지 못하거나 압력 게이지의 심한 바늘 진동에 도달하지 못한다. 실제 유지 보수 경험에 따라이 실패는 다음과 같은 원인으로 인한 것일 수 있습니다.

• 시스템 누출 : 고압에서 지속적으로 작동하는 알루미늄 압출 프레스는 종종 유압 파이프 연결 및 씰에서 내부 또는 외부 누출을 경험합니다. 특히 주 실린더 씰과 내부 밸브 블록 마모는 시스템 압력 축적을 방지 할 수 있습니다. 오일 얼룩에 대한 모든 연결을 검사하고 누설 지점을 해결하는 것이 첫 번째 단계 여야합니다.

• 릴리프 밸브 오작동 : 잘못된 릴리프 밸브 설정 (너무 낮음) 또는 밸브 스풀 스풀링은 시스템 압력이 증가하지 못하게 할 수 있습니다. 릴리프 밸브는 재 조정 또는 수리해야합니다. 특히, 알루미늄 압출 프레스는 일반적으로 다단계 압력 제어를 사용하여 모든 압력 밸브 설정을 검증해야합니다.

• 내부 펌프 마모 : 장기간 고압 작동은 A4VSO 펌프의 두 개의 임계 마찰 쌍 (피스톤 및 실린더 블록, 포트 플레이트 및 실린더 블록의 마모를 유발합니다. 클리어런스가 증가하면 내부 누출이 커지고 체적 효율이 감소하며, 펌프 출력 흐름이 정격 속도에서 부적절 할 때 압력 변동이 수반됩니다.

• 유체 오염 : 먼지가 많은 알루미늄 압출 상점 환경은 유압 유체 청결을 손상시킬 수 있습니다 (NAS 클래스 표준을 초과). 고체 입자는 내부 구성 요소의 마모를 가속화하고 제어 통로를 막을 수있어 가변 메커니즘 응답이 느려지고 불안정한 압력 조절이 느려집니다. 유체 오염은 축 피스톤 펌프 서비스 수명을 줄이는 주요 요인입니다.

• 부족한 유입구 흐름 : 오일 수준이 낮거나 흡수 필터가 막히거나 과도한 유체 점도는 부적절한 펌프 프라이밍을 유발하여 캐비테이션, 압력 변동 및 비정상적인 소음을 유발할 수 있습니다. 알루미늄 압출 프레스 유압 시스템에서 일반적으로 높은 오일 온도가 주어지면 유체 점도 적합성에는 특별한주의가 필요합니다.

흐름이 불충분하고 액추에이터 응답이 느려집니다

부적절한 흐름알루미늄 압출 응용 분야에서 또 다른 전형적인 A4VSO 축 피스톤 펌프 고장이며, 압출 속도 감소 및 생산 효율 감소로 나타납니다. 자세한 분석은이 실패가 일반적으로 다음과 관련이 있음을 나타냅니다.

• 가변 메커니즘 실패 : A4VSO 펌프의 가변 메커니즘은 제어 피스톤, 스와셔 및 피드백 구성 요소로 구성됩니다. 막힌 제어 통로, 가변 피스톤을 고정하거나 손상된 피드백 스프링은 시스템 요구에 따라 펌프가 출력 흐름을 조정하는 것을 방지 할 수 있습니다. 알루미늄 압출 공정은 흐름 수요 변화에 대한 빠른 펌프 반응이 필요하므로 가변 메커니즘 실패가 특히 프로세스 안정성에 해로운 일입니다.

• 차선의 작동 속도 : 부적절한 모터 펌프 연결 (예 : 벨트 슬립) 또는 전력 주파수 이상 (예 : VFD 설정)은 펌프 속도를 줄여 출력 흐름에 직접 영향을 줄 수 있습니다. 주파수 변환 제어가있는 압출 프레스의 경우 인버터 최소 주파수 설정 (권장 ≥25Hz)을 확인하십시오.

• 과도한 오일 온도 : 냉각 시스템과 결합 된 압출 상점의 높은 주변 온도는 냉각 시스템이 부적절한 경우 권장 한도 (일반적으로 <60 ° C)를 넘어 오일 온도를 높일 수 있습니다. 온도가 높아지면 유체 점도가 감소하고 내부 누출을 증가 시키며 체적 효율을 감소시키는 동시에 씰 분해를 가속화하여 악순환을 만듭니다.

• 부적절한 펌프 설치 : A4VSO 펌프와 모터 사이의 오정렬은 방사상 하중을 증가시켜 조기 베어링 마모를 유발하고 잠재적으로 swashplate 이동에 영향을 미쳐 간접적으로 불안정한 흐름 출력으로 이어집니다. 알루미늄 압출 프레스에서 상당한 진동이 주어지면 정기적 인 펌프 운동 정렬 점검이 필수적입니다.

• 열악한 입구 조건 : 막힌 흡입 필터, 소형 흡입구 배관, 과도한 굽힘 또는 부적절한 탱크 설계 (예 : 배플 오해)를 넘어서 과도한 흡입 저항을 생성하여 캐비테이션 및 흐름 출력 문제를 일으 킵니다.

비정상적인 소음 및 진동

비정상적인 소음과 진동A4VSO 축 피스톤 펌프 고장에 대한 조기 경고 표시 역할을하여 알루미늄 압출 프레스 연산자의 즉각적인 관심을 보증합니다.

• 캐비테이션 : 불충분 한 펌프 프라이밍은 유압 유체에 증기 기포를 생성하여 고압 영역에서 붕괴되어 뚜렷한 균열 사운드를 생성합니다. 캐비테이션은 소음을 생성 할뿐만 아니라 내부 펌프 표면을 심각하게 손상시킵니다. 흡입 라인 무결성, 필터 압력 차동 및 유체 방지 속성 점검은 캐비테이션 노이즈를 해결하는 데 핵심입니다.

• 기계식 마찰 : 베어링 마모, 느슨한 뭉개판 메커니즘 또는 손상된 피스톤 슬리퍼 어셈블리는 금속 마찰 사운드를 생성합니다. 알루미늄 압출 프레스에서의 지속적인 고 부하 작동은 이러한 움직이는 부품의 마모를 가속화합니다. 정기적 인 진동 스펙트럼 모니터링은 기계적 결함을 조기에 감지하는 데 도움이됩니다.

• 압력 맥동 : A4VSO 펌프는 본질적으로 약간의 흐름 맥동을 나타내지 만, 과도한 맥동 (예 : 막히거나 부적절하게 각진 포트 플레이트 릴리프 그루브)은 배관을 통해 전달되어 시스템 공명과 저주파 포도 링을 유발합니다. 적절한 축합기 크기 조정 및 최적화 된 배관 레이아웃은 압력 맥동을 효과적으로 완화시킵니다.

• 유체 오염 : 펌프 마찰로 들어가는 고체 입자 쌍 쌍 정밀 표면 점수 정밀 표면, 불규칙한 노이즈를 만듭니다. 압출 중에 생성 된 산화 알루미늄 먼지는 유압 시스템에 들어가면 마모가 크게 악화됩니다. 유동성 청결을 유지하는 것은 소음 감소에 중요합니다.

과열 및 누출 문제

펌프 과열 및 유체 누출알루미늄 압출 프레스 유압 시스템에서 일반적인 상호 관련 문제입니다.

• 과도한 내부 누출 : A4VSO 펌프 마찰 쌍 (피스톤 실린더 블록, 포트 플레이트 실린더 블록)에서 마모되면 저압 챔버로의 고압 오일 누출이 발생하여 유압 에너지를 열로 변환하고 비정상적인 온도 상승을 일으 킵니다. 이 내부 누출은 또한 외부 배수 라인 흐름을 증가시키고, 배수 라인이 소형화되거나 리턴 라인 배압이 과도하면 추가 온도가 증가합니다.

• 기계적 효율 감소 : 건조 또는 경계 윤활 조건 (예 : 베어링 윤활이 불충분하거나 부적절한 swashplate 윤활)은 상당한 마찰 열을 생성합니다. 알루미늄 압출 프레스의 지속적인 작동은 열 축적을 가능하게하여 잠재적으로 국소 과열 또는 발작을 유발합니다. 모니터링 펌프 케이스 간 온도 차동 (권장 ≤35 ° C)은 효과적인 예방 측정입니다.

• 밀봉 실패 : 고온은 샤프트 씰, O- 링 및 기타 밀봉 요소의 분해를 가속화하여 외부 누출을 유발합니다. 알루미늄 압출 프레스 유압 시스템의 일반적인 누출점에는 펌프 샤프트 씰, 가변 메커니즘 씰 및 파이프 연결이 포함됩니다. 고온 내성 밀봉 재료와 노화 된 씰의 정기적 인 교체는 예방 조치가 필요합니다.

• 부적절한 냉각 : 압출 상점의 높은 주변 온도는 전반적인 오일 온도 상승을 방지하기 위해 적절한 크기의 냉각기와 충분한 냉각수 흐름이 필요합니다. 일반 쿨러 청소 및 냉각 시스템 성능 검증이 권장됩니다.

표 : 알루미늄 압출 프레스에서 A4VSO 축 피스톤 펌프의 일반적인 고장 모드 및 원인

결함 진단 방법 및 예방 조치

체계적인 결함 진단 절차

알루미늄 압출 프레스의 A4VSO 축 피스톤 펌프 고장의 경우 권장합니다.체계적인 진단 접근법무차별 분해로 인한 2 차 손상을 피하기 위해 :

• 매개 변수 기록 및 분석 : 작업 압력, 유량, 오일 온도 및 소음 수준에 대한 기준 데이터를 포함한 펌프 작동 매개 변수 레코드를 설정합니다. 이상이 발생할 때 이러한 매개 변수를 비교하십시오. 알루미늄 압출 프레스는 일반적으로 분석을위한 과거 데이터 검색을 허용하는 PLC 제어 시스템을 특징으로합니다.

• 감각 검사 : 청각 (비정상 소음), 시각 (누출, 유체 조건) 및 촉각 (온도, 진동) 방법을 통한 예비 결함 위치. 예를 들어, 국소화 된 펌프 과열은 베어링 또는 스와시 플레이트 윤활 문제를 나타낼 수 있습니다.

• 기능 테스트 : 펌프 응답 특성을 관찰하기 위해 시스템 압력 및 흐름 밸브를 조정하십시오. A4VSO 펌프 가변 메커니즘은 압력 및 흐름 변화에 부드럽게 반응해야합니다. 부진 또는 계단 반응은 제어 회로 막힘 또는 가변 피스톤을 고착 함을 나타낼 수 있습니다.

• 유체 분석 : 유압 유체 점도, 수분 함량, 오염 수준 및 마모 금속 입자를 테스트하기위한주기 샘플링. 알루미늄 압출 프레스 유압 시스템은 조기 문제 감지를 위해 3-6 개월마다 유체 분석을 받아야합니다. 유백색 유체는 물 유입을 나타내며 증가 된 금속 입자는 가속화 된 내부 마모를 반영합니다.

• 진동 및 소음 스펙트럼 분석 : 특수 장비를 사용하여 펌프 진동 및 소음 신호를 수집하여 스펙트럼 특성을 통해 결함 유형을 결정합니다. 베어링 결함은 일반적으로 증가 된 고주파 성분으로 나타나는 반면, 캐비테이션은 특정 노이즈 피크를 생성합니다.

• 분할 분리 테스트 : 복잡한 시스템의 경우, 부전 증상 변화와 좁은 진단 범위를 관찰하기 위해 성분 (예 : 특정 액추에이터를 비활성화 함)을 점차적으로 분리합니다. 알루미늄 압출 프레스 유압 시스템은 일반적으로 세그먼트 테스트가 진단 효율을 향상시키는 다중 서브 시스템으로 구성됩니다.

중요한 구성 요소 검사 및 유지 보수

을 위한핵심 구성 요소A4VSO 축 피스톤 펌프의 알루미늄 압출 프레스 사용자는 특수 검사 계획을 구현해야합니다.

• 포트 플레이트 및 실린더 블록 :이 마찰 쌍의 마모는 펌프 성능 저하의 주요 원인입니다. 포트 플레이트 표면에 연소 또는 스코어링을 검사하고 실린더 블록 얼굴 평탄도를 측정하십시오 (0.005mm를 초과해서는 안됩니다). 정밀 연삭을 통해 약간의 마모를 수정할 수 있지만 심한 손상에는 교체가 필요합니다.

• 피스톤 및 슬리퍼 어셈블리 : 피스톤 표면을 점수 또는 마모하는지 확인하고 슬리퍼 접촉 표면이 평탄도를 확인하십시오. 피스톤-구멍 클리어런스는 전형적으로 0.015-0.025 mm입니다. 이를 초과하려면 피스톤 교체가 필요합니다. 알루미늄 압출 프레스의 고압 조건은 피스톤 어셈블리 마모를 가속화합니다.

• 가변 메커니즘 : 제어 피스톤 운동 자유, 피드백 스프링 무결성 및 제어 통과 청결을 확인하십시오. A4VSO 펌프 가변 응답 속도는 알루미늄 압출 공정에 중요하며, 매끄럽고 폐쇄되지 않은 작동이 필요합니다.

• 베어링 어셈블리 : 축 피스톤 펌프 베어링은 상당한 방사형 및 축 방향 하중을 견딜 수 있으므로 입을 입기 쉽습니다. 마모 된 베어링을 즉시 교체하여 베어링 클리어런스 및 회전 노이즈를 확인하십시오. 알루미늄 압출의 진동 환경은 베어링 수명을 단축시킵니다.

• 샤프트 씰 및 개스킷 : 노화 또는 누출에 대한 메인 샤프트 씰, 정적 씰 (예 : 엔드 커버 O- 링)을 검사하여 무결성. 고온 응용의 경우 플루오 폴리머 또는 기타 고온 내성 밀봉 재료가 권장됩니다.

예방 유지 보수 전략

알루미늄 압출 프레스 작동 특성, Scientific을 기반으로합니다예방 유지 보수 계획A4VSO 펌프 서비스 수명을 크게 확장 할 수 있습니다.

• 유체 관리:

• 권장되는 점도 등급 방지 유압 유체를 사용하십시오 (일반적으로 ISO VG46 또는 VG68)
• NAS 클래스 7 이상의 체액 청결을 유지하십시오
• 유체 특성을 주기적으로 테스트하여 노화 된 유체를 즉시 교체합니다
• 오염을 피하기 위해 시스템 소개 전에 새로운 유체를 필터링하십시오

• 필터 교체 :

• 압력 차동이 0.3 bar를 초과 할 때 즉시 흡입 필터 교체
• 시간 또는 압력 차동에 따라 압력 및 반환 필터를 교체
• 유체 청결을 향상시키기 위해 오프라인 여과 시스템을 추가하는 것을 고려하십시오

• 정기 검사 :

• 펌프 소음, 진동, 온도 및 누출을 매일 검사합니다
• 커플 링 정렬 및 패스너 조건의 월간 검증
• 펌프 체적 효율 및 시스템 압력 응답의 분기 별 테스트
• 중요한 구성 요소 마모를 측정하는 연간 분해 검사

• 운영 프로토콜 :

• 평가 된 압력 위의 연장 된 작동을 피하십시오
• 스타트 업 전에 적절한 탱크 레벨을 확인하십시오. 추운 조건에서 유체를 예열하십시오
• 신규 또는 정밀 검사 펌프에서의 중단 (권장 : 점진적인 압력 증가로 24 시간 무모한 작동)
• 충격 하중을 줄이려면 자주 시작/정지를 최소화하십시오

• 온도 제어 :

• 30-60 ° C에서 오일 온도를 유지하면서 적절한 냉각 시스템 작동을 보장합니다.
• 고온 시즌 동안 검사 빈도를 증가시킵니다
• 오일 온도 경보 설치를 고려하십시오

표 : A4VSO 축 피스톤 펌프의 권장 예방 유지 보수 간격

기술 업그레이드 및 최적화 권장 사항

제어 시스템 향상

기존의 알루미늄 압출 제한을 해결하려면 유압 시스템을 누르십시오.제어 시스템 업그레이드A4VSO 축 피스톤 펌프의 경우 :

• Advanced ElectroHydraulic Controllers : Rexroth의 DS2R 전기 고수화 컨트롤러는 구형 DS1 모델을 비례 밸브 기술로 대체하여 더 큰 신뢰성과 간단한 유지 보수를 제공합니다. 축 피스톤 장치에 직접 장착 된이 컨트롤러는 알루미늄 압출 중 토크 및 속도 변화를 정확하게 관리합니다.

• 폐 루프 제어 구현 : A4VSO 펌프 압력 및 유량 제어 회로에 고정밀 센서 및 PID 조절기를 추가하면 압출 프로세스 폐 루프 제어가 가능하여 압출 속도 안정성 및 제품 차원 정확도가 크게 향상됩니다.

• 가변 주파수 드라이브 리트로이트 : 고정 속도 모터 드라이브를 VFD 제어로 변환하면 압출 단계에 의해 자동 펌프 속도 조정이 가능하여 에너지 효율적인 작동을 가능하게합니다. 적절한 윤활을 유지하려면 속도가 지나치게 낮아서는 안됩니다 (권장 ≥25Hz).

• 조건 모니터링 시스템 : 온라인 다중 매개 변수 모니터링 (진동, 온도, 압력)을 설치하면 실시간 펌프 건강 추적 및 결함 예측, 특히 지속적인 알루미늄 압출 생산에 유용합니다.

시스템 구성 최적화

a4VSO 펌프 애플리케이션을 최적화하십시오완전한 유압 시스템 관점:

• 축합기 구성: 적절한 어큐뮬레이터 크기 조정 및 프리 체어 압력 설정은 압력 맥동을 흡수하고 즉각적인 흐름 요구를 보상합니다. 빠른 알루미늄 압출 프레스 운동 동안, 축적기는 흐름을 보충하여 펌프 하중을 줄일 수 있습니다.

• 유압 회로 최적화:

• 압력 강하를 최소화하기 위해 펌프 대 밸브 배관을 단축시킵니다
• 흐름 저항을 줄이기 위해 흡입 라인 직경을 증가시킵니다
• 과도한 배압을 피하기 위해 전용 배수 라인을 설치하십시오

• 냉각 시스템 향상 :

• 시스템 열 생성에 따른 크기 냉각기
• 순환 냉각 시스템 추가를 고려하십시오
• 고온 환경의 경우 공기와 물 냉각을 결합하십시오

• 중복 디자인: 중요한 생산 라인의 경우 평행 펌프 구성 (1 차/백업)을 고려하여 신뢰성을 향상시킵니다. A4VSO 펌프 모듈성은 이러한 배열을 용이하게합니다.

재료 및 제조 공정 개선

알루미늄 압출의 독특한 조건의 경우이를 고려하십시오재료 및 프로세스 향상:

• 표면 처리 기술 : 임계 마찰 쌍 (포트 플레이트, 피스톤)에 고급 표면 처리 (예 : 혈장 분무, 레이저 경화)를 적용하여 마모 및 캐비테이션 저항성을 향상시킵니다.

• 고온 재료 : 고온 부위에서 특별 합금 또는 세라믹 (예 : 지르코니아 세라믹 피스톤)을 사용하여 알루미늄 압출 프레스 환경을 견딜 수 있습니다.

• 밀봉 기술 업그레이드 : 고온 및 마모 성능을 향상시키기 위해 PTFE 복합 씰을 구현하여 씰 수명을 연장합니다.

• 주조 공정 개선 : 펌프 바디 캐스팅 최적화, 결함 (예 : 다공성, 포함)을 최소화하여 구조적 무결성을 향상시킵니다. 펌프 헤드 크래킹 고장은 종종 제조 결함에서 비롯됩니다.

결론과 미래의 관점

Rexroth A4VSO 축 피스톤 가변 변위 펌프는 알루미늄 압출 프레스에서 탁월한 성능을 제공하지만 고압의 중재 조건은 수많은 고장 문제를 나타냅니다. 과학적 진단 절차 및 유지 보수 전략과 함께 제공되는 압력이 충분하지 않은 압력, 비정상적인 흐름, 소음/진동 및 과열/누출을 포함한 전형적인 실패에 대한 체계적인 분석은 펌프 신뢰성 및 서비스 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다.

예방 유지 보수는 장기 A4VSO 펌프 안정성, 유체 관리,주기적인 검사, 필터 교체 및 온도 제어를 포함하는 데 가장 중요합니다. 한편, 제어 시스템 업그레이드, 유압 회로 최적화 및 재료 개선과 같은 기술 혁신은 알루미늄 압출 응용 분야의 펌프 성능을 향상시킵니다.

앞으로 지능형 제조 기술이 발전함에 따라 A4VSO 축 피스톤 펌프는 점점 더 현명 해져서 예측 유지 보수를위한 더 많은 센서와자가 진단 기능을 통합 할 것입니다. 알루미늄 압출 산업은 이러한 발전을 적극적으로 수용하여 유압 시스템 구성 및 유지 보수 전략을 최적화하여 더 높은 효율성, 에너지 소비 및 장비 수명이 길어야합니다.