Właściwości hydrodynamiczne naprawianych elastycznych przewodów hydraulicznych poddanych zmiennym obciążeniom. Modelowanie i eksperyment

Abstract

Układy hydrauliczne stosowane są w wielu gałęziach przemysłu. Ich zastosowanie jest bardzo szerokie i wciąż stanowią często niezastąpione elementy pełniąc bardzo odpowiedzialne funkcje. Ze względu na zalety hydrostatycznych układów napędowych ten rodzaj napędu dominuje również w urządzeniach określanych ogólnie jako maszyny robocze ciężkie. Pracująca maszyna robocza jest źródłem drgań mechanicznych o szerokim spektrum częstotliwości. Występowanie drgań powodować może niejednokrotnie zakłócenia w pracy całego układu hydraulicznego maszyny mobilnej. To prowadzić może m.in. do zmniejszenia dokładności pozycjonowania organów wykonawczych, nierównomierności pracy, skrócenia czasu eksploatacji maszyny oraz wzrostu niekiedy poziomu emitowanego hałasu. Pulsacja ciśnienia spowodowana jest też w układzie hydrostatycznym pracującą pompą wyporową i jej pulsacją wydajności. Tak powstała pulsacja ciśnienia ma charakter okresowy. Częstotliwość tak powstałej pulsacji ciśnienia zależy od liczby elementów wyporowych pompy i prędkości na wałku napędowym pompy. Natomiast amplituda zależna jest w dużym stopniu od amplitudy pulsacji wydajności i konfiguracji układu hydraulicznego, głównie kapacytancji przewodów hydraulicznych i ich długości. Pulsacja ciśnienia jest zatem okresowo zmiennym obciążeniem dla wszystkich elementów układu hydraulicznego w tym dla przewodów. Powoduje ona wzbudzanie się okresowych drgań przewodów hydraulicznych. Drgające elastyczne przewody hydrauliczne niejednokrotnie ocierają o elementy maszyny, na której są zainstalowane lub o inne przewody znajdujące się bezpośrednio w ich otoczeniu. Prowadzi to często do uszkodzenia ścian przewodów elastycznych, ściany przecierają się i dochodzi do utraty szczelności przewodu, a w konsekwencji do awarii całego układu hydraulicznego. W takich przypadkach wymienia się cały przewód hydrauliczny lub gdy jest to ekonomicznie uzasadnione dokonuje się naprawy uszkodzonego przewodu stosując stalowe złącza naprawcze.