چرا پمپ هیدرولیک داغ می‌کند؟ بررسی علت‌های افزایش دما در مدار

برای همین داغ کردن پمپ هیدرولیک معمولاً از یکی از این علت‌هاست: عبور دائم روغن از شیر اطمینان، نشتی داخلی پمپ یا عملگرها، کار کردن پمپ دبی‌ثابت زیر فشار در زمان‌هایی که مدار کاری ندارد، رادیاتور یا خنک‌کن کثیف و ناکارآمد، سطح پایین یا گرانروی نامناسب روغن، و تنگی‌های مسیر مثل شلنگ باریک یا شیر نیمه‌بسته. دمای کاری مطلوب روغن در بیشتر سیستم‌ها بین حدود ۴۰ تا ۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است و کار طولانی بالای حدود ۸۰ درجه، روغن و کاسه‌نمدها را به‌سرعت خراب می‌کند.

در تأمین و عیب‌یابی پمپ برای ماشین‌آلات و خطوط صنعتی، شکایت «پمپ داغ می‌کند» زیاد شنیده می‌شود و بیشتر وقت‌ها پمپ تنها مقصر نیست. این موضوع در همه‌ی انواع پمپ هیدرولیک صدق می‌کند و پمپ فقط جایی است که گرما بیشتر حس می‌شود؛ منبع گرما ممکن است یک شیر اطمینان با تنظیم نادرست یا یک خنک‌کن پر از گردوغبار باشد. این راهنما توضیح می‌دهد دمای روغن تا چه حد طبیعی است، منبع گرما را چطور در مدار پیدا کنیم و برای هر علت چه اصلاحی لازم است.

دمای مجاز روغن هیدرولیک چقدر است؟

برای بیشتر سیستم‌های صنعتی و متحرک، دمای کاری روغن در محدوده‌ی حدود ۴۰ تا ۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد مطلوب است. در این محدوده روغن نه آن‌قدر غلیظ است که به‌سختی به پمپ برسد و نه آن‌قدر رقیق که لایه‌ی روانکاری بین قطعات نازک شود. بین حدود ۶۰ تا ۸۰ درجه محدوده‌ی هشدار است و سیستم کار می‌کند، ولی عمر روغن و کاسه‌نمدها کوتاه‌تر می‌شود. کار طولانی بالای حدود ۸۰ درجه برای بیشتر روغن‌های معدنی و کاسه‌نمدهای معمولی آسیب‌زاست.

یک قاعده‌ی رایج در نگهداری هیدرولیک می‌گوید با هر حدود ۱۰ درجه افزایش دمای کاری بالای حدود ۶۰ درجه، سرعت اکسید شدن روغن تقریباً دو برابر و عمر مفید آن تقریباً نصف می‌شود. روغن اکسیدشده تیره می‌شود، بوی سوختگی می‌گیرد و لجن و لاک می‌سازد. همین لاک روی قرقره‌ی شیرها می‌نشیند و باعث گیر کردن آن‌ها می‌شود. گرما گرانروی روغن را هم پایین می‌آورد؛ روغن رقیق راحت‌تر از فاصله‌های داخلی پمپ و جک‌ها نشت می‌کند؛ مثلاً در پمپ هیدرولیک دنده ای با رقیق شدن روغن، نشتی از کنار دنده‌ها و صفحه‌های جانبی بیشتر می‌شود، و این نشتی خودش گرمای بیشتری می‌سازد. به همین دلیل گرما در مدار هیدرولیک یک چرخه‌ی خودتقویت‌کننده است و هر چه دیرتر کنترل شود، سریع‌تر بدتر می‌شود.

منبع گرما را در مدار هیدرولیک چطور پیدا کنیم؟

ساده‌ترین ابزار برای پیدا کردن منبع گرما یک دماسنج لیزری (ترمومتر مادون قرمز) است. سیستم را تا دمای کاری گرم کنید و دمای بدنه‌ی پمپ، شیر اطمینان، شیرهای کنترل جهت، لوله‌ی برگشت، ورودی و خروجی خنک‌کن و دیواره‌ی مخزن را بخوانید و یادداشت کنید. قاعده‌ی کلی این است که قطعه‌ای که روغن از آن داغ‌تر از ورودی‌اش خارج می‌شود، همان جایی است که انرژی به گرما تبدیل می‌شود.

اگر لوله‌ی خروجی شیر اطمینان در حالتی که هیچ جکی در انتهای کورس نیست و مدار فقط باید روغن را به مخزن برگرداند، به‌طور محسوس داغ است، یعنی روغن به‌جای مسیر عادی از روی شیر اطمینان رد می‌شود. اگر بدنه‌ی پمپ از لوله‌های اطرافش داغ‌تر است، گرما از نشتی داخلی خود پمپ می‌آید. در پمپ هیدرولیک پیستونی، دمای خط درین بدنه هم نشانگر خوبی است و خط درینی که به‌طور محسوس از روغن مخزن داغ‌تر باشد، نشتی داخلی زیاد را نشان می‌دهد. اگر ورودی و خروجی خنک‌کن تقریباً هم‌دما هستند، خنک‌کن کار نمی‌کند. و اگر مخزن داغ است ولی هیچ قطعه‌ی خاصی برجسته نیست، باید ظرفیت خنک‌کاری کل سیستم، حجم مخزن و دمای محیط را بررسی کرد.

علت‌های اصلی داغ کردن پمپ و روغن هیدرولیک

رایج‌ترین علت، عبور دائم روغن از شیر اطمینان است. شیر اطمینان برای محافظت از مدار در لحظه‌های اضافه‌بار طراحی شده، نه برای عبور همیشگی روغن. اگر فشار تنظیم شیر اطمینان خیلی نزدیک به فشار کاری مدار باشد، شیر پیش از رسیدن به فشار تنظیم، کمی باز می‌شود و بخشی از روغن مدام از آن رد می‌شود. معمولاً فاصله‌ای در حد ۱۰ تا ۱۵ درصد بین فشار کاری و فشار تنظیم شیر اطمینان در نظر گرفته می‌شود. عادت اپراتور هم مهم است؛ نگه داشتن اهرم در حالتی که جک در انتهای کورس است، تمام توان پمپ را از روی شیر اطمینان به گرما تبدیل می‌کند.

علت دوم، نوع پمپ و طراحی مدار است. پمپ دبی‌ثابت، مثل پمپ دنده‌ای، همیشه همان مقدار روغن را می‌فرستد. اگر مدار در زمان‌های بیکاری راه برگشت آزاد به مخزن نداشته باشد و روغن مجبور باشد از روی شیر اطمینان یا یک شیر کنترل جریان برگردد، همه‌ی آن دبی با فشار بالا به گرما تبدیل می‌شود. در ماشین‌هایی که بخش زیادی از زمان در حالت انتظار کار می‌کنند، مثل پرس‌ها و دستگاه‌های نگه‌دارنده‌ی فشار، این طراحی منبع اصلی گرماست. استفاده از شیر تخلیه‌ی فشار در زمان بیکاری یا پمپ دبی‌متغیر، تولید گرما را به‌شدت کم می‌کند.

در مدارهایی که فشار باید مدت طولانی ثابت بماند، پمپ پره‌ای هیدرولیک دبی‌متغیر با کمپانساتور فشار انتخاب رایجی است، چون پس از رسیدن به فشار تنظیم، دبی خود را تقریباً به صفر می‌رساند و فقط نشتی‌ها را جبران می‌کند. اما اگر کمپانساتور این پمپ‌ها بالاتر از شیر اطمینان تنظیم شود، پمپ هرگز وارد حالت دبی صفر نمی‌شود و روغن مدام از شیر اطمینان رد می‌شود؛ یک اشتباه تنظیم رایج که پمپ سالم را داغ نشان می‌دهد. قاعده‌ی درست این است که کمپانساتور کمی پایین‌تر از شیر اطمینان تنظیم شود.

علت سوم، نشتی داخلی است. پمپ فرسوده، کاسه‌نمد پیستون جک که روغن را از یک طرف به طرف دیگر رد می‌کند، یا قرقره‌ی ساییده‌ی شیر کنترل جهت، همگی روغن پرفشار را بدون کار مفید به سمت فشار پایین می‌فرستند. در پمپ‌های پیستونی، روغن درین بدنه هم مستقیم از داخل پمپ می‌آید؛ اگر دمای خط درین به‌طور محسوس از روغن مخزن بالاتر است و دبی آن نسبت به حالت سالم زیاد شده، فرسودگی داخلی پمپ یکی از منابع گرماست. خط درین پمپ پیستونی باید مستقیم و جداگانه، و زیر سطح روغن، به مخزن برگردد و هرگز به خط برگشت پرفشار یا فیلتر برگشت وصل نشود.

علت‌های بعدی به روغن و خنک‌کاری مربوط‌اند. سطح پایین روغن زمان استراحت روغن در مخزن را کم می‌کند و روغن فرصت پس دادن گرما را پیدا نمی‌کند. گرانروی نامناسب هم دو طرف دارد؛ روغن خیلی رقیق نشتی داخلی را بالا می‌برد و روغن خیلی غلیظ افت فشار در مسیر را. رادیاتور یا خنک‌کن روغن که بین پره‌هایش با گردوغبار و روغن پر شده، فن خراب یا تسمه‌ی شل، و در خنک‌کن‌های آبی، رسوب و دبی کم آب، ظرفیت خنک‌کاری را به‌شدت کم می‌کنند. در نهایت، تنگی‌های مسیر مثل شلنگ یا اتصال کوچک‌تر از اندازه، فیلتر برگشت گرفته و شیر نیمه‌بسته، هر کدام با افت فشار بخشی از انرژی را به گرما تبدیل می‌کنند.

در یونیت‌های کوچک چرا روغن زود داغ می‌شود؟

برخلاف پمپ هیدرولیک دستی که دبی کم و کار منقطع دارد و تقریباً هیچ‌وقت مشکل گرما پیدا نمی‌کند، یونیت‌های برقی کوچک و پاورپک‌ها اغلب با مخزن کوچک کار می‌کنند. یک قاعده‌ی سرانگشتی رایج برای مدارهای صنعتی این است که حجم مخزن حدود ۳ تا ۵ برابر دبی یک دقیقه‌ی پمپ باشد تا روغن فرصت خنک شدن و ته‌نشین کردن ذرات و هوا را داشته باشد. پاورپک‌هایی که برای کار کوتاه و منقطع طراحی شده‌اند، اگر در کار پیوسته استفاده شوند، خیلی زود داغ می‌کنند. در این حالت یا باید چرخه‌ی کار را با طراحی یونیت هماهنگ کرد، یا مخزن بزرگ‌تر و خنک‌کن روغن به سیستم اضافه کرد.

علت داغ شدن روغن هیدرولیک بیل مکانیکی چیست؟

در بیل مکانیکی و لودر، داغ شدن روغن بیشتر در فصل گرم و در کار سنگین و پیوسته دیده می‌شود. اولین جایی که باید بررسی شود رادیاتور روغن هیدرولیک است. در کار خاکی، پره‌های رادیاتور به‌تدریج با گردوغبار و روغن پر می‌شوند و از بیرون هم تمیز به نظر می‌رسند؛ تمیز کردن آن با باد فشرده از سمت مخالف جریان هوا، بارها دمای روغن را به حد عادی برگردانده است. فن، تسمه و در ماشین‌هایی که فن هیدرولیکی دارند، دور فن را هم باید کنترل کرد.

بعد از رادیاتور، عادت کار اپراتور اهمیت دارد. نگه داشتن بوم یا جام در انتهای کورس، یا فشار دادن جام به زمین سخت برای مدت طولانی، روغن را از شیر اطمینان اصلی یا شیرهای اطمینان ثانویه عبور می‌دهد و گرمای زیادی تولید می‌کند. سطح روغن را هم همیشه با جک‌ها در موقعیتی که دفترچه‌ی ماشین تعیین کرده بخوانید، گرید روغن را با دمای کار منطقه هماهنگ کنید و اگر روغن تیره شده یا بوی سوختگی دارد، آن را آنالیز یا تعویض کنید. اگر با همه‌ی این اصلاحات روغن باز هم داغ می‌شود و ماشین زیر بار کند شده، پمپ اصلی و شیرهای اطمینان باید روی تست‌بنچ یا با فلومتر بررسی شوند.

راه‌های کاهش دمای روغن و پمپ هیدرولیک

اصلاح را از منبع گرما شروع کنید، نه از خنک‌کن. ابتدا فشار تنظیم شیر اطمینان را با یک فشارسنج سالم بخوانید و مطمئن شوید فاصله‌ی کافی با فشار کاری دارد و در حالت بیکاری روغن از روی آن رد نمی‌شود. در مدارهای دبی‌ثابت، مسیر برگشت آزاد روغن در زمان بیکاری را بررسی کنید و در پمپ‌های دبی‌متغیر، ترتیب تنظیم کمپانساتور و شیر اطمینان را کنترل کنید. سپس با دماسنج لیزری منبع‌های دیگر گرما، از جمله پمپ، شیرها و جک‌ها را پیدا کنید و اگر پمپ مظنون است، دبی آن را زیر فشار تست کنید.

بعد از برطرف کردن منبع گرما، سراغ خنک‌کاری بروید: رادیاتور را تمیز کنید، فن و تسمه را بررسی کنید، سطح روغن را به حد مجاز برسانید و گرید روغن را با دمای کار هماهنگ کنید. اگر سیستم به‌طور ذاتی گرمای زیادی تولید می‌کند، مثلاً به دلیل کار پیوسته‌ی سنگین، خنک‌کن بزرگ‌تر یا مخزن با حجم بیشتر راه‌حل است. در هر حالتی که روغن مدتی طولانی داغ کار کرده، تعویض روغن و فیلترها را هم در برنامه قرار دهید، چون روغن اکسیدشده حتی پس از رفع علت، به کار کردن سیستم در دمای بالاتر ادامه می‌دهد.

اگر بعد از همه‌ی این اصلاحات معلوم شد خود پمپ فرسوده است یا نوع پمپ برای چرخه‌ی کار دستگاه مناسب نیست، شناخت تفاوت پمپ‌های دبی‌ثابت و دبی‌متغیر به انتخاب درست کمک می‌کند. عکس پلاک پمپ فعلی را همراه با توضیح کوتاهی از چرخه‌ی کار دستگاه برای کارشناسان هیدشاپ بفرستید تا پمپ مناسب بررسی شود و استعلام قیمت را دریافت کنید.

پرسش‌های متداول درباره داغ کردن پمپ هیدرولیک

دمای نرمال روغن هیدرولیک چند درجه است؟

در بیشتر سیستم‌ها دمای کاری حدود ۴۰ تا ۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد مطلوب است. بین ۶۰ تا ۸۰ درجه محدوده‌ی هشدار است و کار طولانی بالای حدود ۸۰ درجه به روغن و کاسه‌نمدها آسیب می‌زند.

مهم‌ترین علت داغ شدن روغن هیدرولیک چیست؟

عبور دائم روغن از شیر اطمینان، به دلیل تنظیم نادرست یا عادت کار اپراتور، رایج‌ترین علت است. نشتی داخلی پمپ و عملگرها و خنک‌کن کثیف در رتبه‌های بعدی قرار دارند.

آیا داغ شدن پمپ هیدرولیک یعنی پمپ خراب است؟

نه همیشه. پمپ اغلب فقط جایی است که گرما حس می‌شود. اگر بدنه‌ی پمپ از لوله‌های اطراف داغ‌تر باشد و دستگاه زیر بار کند شده باشد، احتمال فرسودگی داخلی پمپ جدی است.

چرا روغن هیدرولیک بیل مکانیکی در تابستان داغ می‌کند؟

بیشتر به دلیل رادیاتور روغن گرفته با گردوغبار، فن یا تسمه‌ی معیوب، سطح پایین روغن و نگه داشتن جک‌ها در انتهای کورس. تمیز کردن رادیاتور اولین و مؤثرترین اقدام است.

کار با روغن داغ چه ضرری دارد؟

روغن داغ سریع‌تر اکسید می‌شود، لجن و لاک می‌سازد، کاسه‌نمدها را سفت و ترک‌دار می‌کند و با رقیق شدن، نشتی داخلی و سایش قطعات را بیشتر می‌کند.

حجم مخزن روغن هیدرولیک چقدر باید باشد؟

یک قاعده‌ی رایج برای مدارهای صنعتی، حجمی حدود ۳ تا ۵ برابر دبی یک دقیقه‌ی پمپ است. در ماشین‌آلات متحرک به دلیل محدودیت فضا مخزن کوچک‌تر است و خنک‌کن نقش بزرگ‌تری دارد.

درباره این راهنما

این راهنما بر پایه‌ی تجربه‌ی تیم فنی هیدشاپ در تأمین، عیب‌یابی و تعمیر پمپ‌ها و مدارهای هیدرولیک صنعتی و ماشین‌آلات راه‌سازی نوشته شده است. عددهای دمای روغن، فاصله‌ی تنظیم شیر اطمینان و حجم مخزن، محدوده‌های رایج کارگاهی و طراحی هستند و برای هر دستگاه، دفترچه‌ی سازنده و کاتالوگ قطعات همان مدل ملاک است.

نویسنده: شیوا شریفی · بازبینی فنی: مهندس روزبهانی · آخرین بازبینی: [چهارم آبان ۱۴۰۵]