Guida diagnostica: eliminazione del disallineamento e dello scorrimento dei cilindri idraulici

1. Descrizione del problema e ambito di applicazione

Questa guida diagnostica è progettata per identificare e risolvere i problemi di deriva e scorrimento dei cilindri idraulici nei sistemi industriali. Lo spostamento si riferisce al movimento indesiderato del cilindro quando si trova in una posizione fissa o sotto carico, mentre lo scorrimento è un movimento lento e irregolare. Entrambi i fenomeni indicano perdite interne nel sistema idraulico, che portano a perdita di efficienza, posizionamento impreciso e potenziali rischi per la sicurezza.

Il problema riguarda un’ampia gamma di apparecchiature industriali, tra cui presse, montacarichi, macchine utensili, manipolatori, macchine edili e altri sistemi che utilizzano cilindri idraulici per il movimento lineare.

Classificazione di gravità:

• Critico: spostamento incontrollato mentre si tiene il carico, che rappresenta una minaccia immediata per l'operatore o danni all'attrezzatura.
• Significativo: spostamento costante con conseguente posizionamento impreciso, produttività ridotta o qualità del prodotto degradata.
• Minore: uno scorrimento lento che non influisce in modo critico sulle prestazioni, ma è un primo segnale di un potenziale malfunzionamento.

2. Precauzioni

ATTENZIONE: LE seguenti precauzioni di sicurezza DEVONO essere osservate prima di iniziare qualsiasi lavoro diagnostico o di riparazione sui sistemi idraulici.
LOCKOUT/TAGOUT (LOTO): eseguire sempre la procedura di blocco/tagout dell'alimentazione in conformità con gli standard interni dell'azienda e i requisiti degli standard DSTU EN 1037:2018 e ISO 14118:2017 per evitare l'avvio o l'alimentazione inaspettata.
ENERGIA PREVISTA: i sistemi idraulici immagazzinano livelli significativi di energia sotto pressione. ASSICURARSI di ALLEVIARE LA PRESSIONE dall'intero sistema prima di smontare qualsiasi componente. Utilizzare manometri adeguati per confermare l'assenza di pressione.
DISPOSITIVI DI PROTEZIONE INDIVIDUALE (DPI): Utilizzare sempre occhiali di sicurezza (DSTU EN 166:2017), guanti resistenti ai fluidi idraulici, indumenti protettivi e scarpe protettive. Il fluido idraulico pressurizzato può causare lesioni gravi o iniezioni nei tessuti.
SUPERFICI E LIQUIDI CALDI: il fluido idraulico può essere caldo. Lasciare raffreddare il sistema prima di utilizzarlo.
LAVORI IN QUOTA: Quando si lavora con carichi sollevati, utilizzare dispositivi di supporto adeguati e seguire le norme di sicurezza per i lavori in quota.

3. Strumenti diagnostici necessari

4. Lista di controllo per la valutazione iniziale

Prima di iniziare una diagnosi dettagliata, eseguire un'ispezione visiva e raccogliere informazioni sulla storia del malfunzionamento. Ciò aiuterà a restringere il campo delle potenziali cause.

5. Algoritmo diagnostico sistematico

1. Si osserva uno spostamento o uno scorrimento del cilindro idraulico?
   • SÌ: Andare al passaggio 2.
   • NO: il problema non è legato allo spostamento/scorrimento. Questo manuale non si applica.
2. Impostare il cilindro in una posizione fissa sotto il carico (se possibile e sicuro).
   • IMPORTANTE: prima di eseguire questo passaggio, assicurarsi che il carico sia bloccato saldamente meccanicamente per evitare una caduta incontrollata.
   • Misurare lo spostamento/velocità di scorrimento (mm/min) e la pressione in entrambe le camere del cilindro (bar).
   • Risultato: documenta le metriche.
3. Ispezionare eventuali perdite esterne:
   • Effettuare un'ispezione visiva approfondita del cilindro, dei tubi flessibili, delle tubazioni e di tutti i collegamenti per individuare eventuali perdite visibili di fluido idraulico.
   • Se vengono rilevate perdite esterne:
     1. Determinare la posizione della perdita (raccordo, tubo flessibile, guarnizione dello stelo).
     2. Probabile causa: Guarnizioni danneggiate, collegamenti allentati, crepe nei componenti.
     3. Azioni: Sostituire i componenti danneggiati, serrare i collegamenti alla coppia appropriata (vedere le specifiche del produttore). Vai al passaggio 9.
   • Se NON vengono rilevate perdite esterne: vai al passaggio 4 (probabilmente una perdita interna).
4. Diagnosi di perdite interne attraverso le guarnizioni dei pistoni del cilindro:
   • IMPORTANTE: Prima di scollegare le linee, assicurarsi che non ci sia pressione nel sistema.
   • Scollegare le linee di alimentazione da entrambe le camere del cilindro.
   • Disattiva una delle linee del cilindro.
   • Applicare la pressione d'esercizio (ad esempio il 50% della pressione d'esercizio massima del sistema) alla camera della bombola aperta.
   • Raccogliere il fluido che fuoriesce dalla linea ostruita (camera opposta) per un periodo di tempo (es. 1 minuto).
   • Se il volume di perdita supera i valori consentiti (vedere sezione 6):
     1. Causa probabile: Guarnizioni del pistone del cilindro usurate o danneggiate.
     2. Azioni: Sostituire il kit di guarnizioni del pistone. Vai al passaggio 9.
   • Se il volume della perdita rientra nei limiti normali: andare al passaggio 5.
5. Diagnostica della valvola di bilanciamento (controbilanciamento):
   • Se il cilindro è trattenuto dalla valvola di bilanciamento:
   • IMPORTANTE: Questa ispezione può richiedere lo smontaggio parziale o il bypass della valvola, che deve essere eseguito da personale qualificato.
   • Controllare l'impostazione della pressione di apertura della valvola. Dovrebbe essere 1,3 - 1,5 volte superiore alla pressione massima creata dal carico.
   • Misurare la pressione pilota applicata alla valvola.
   • Se la valvola non mantiene la pressione o presenta perdite interne eccessive (è possibile controllarle con un flussometro sulla linea di scarico della valvola):
     1. Causa probabile: Perdita interna della valvola di bilanciamento, contaminazione, bobina o sede usurata.
     2. Azioni: riparare o sostituire la valvola di bilanciamento. Vai al passaggio 9.
   • Se la valvola di bilanciamento funziona correttamente: vai al passaggio 6.
6. Diagnostica delle valvole di ritegno (Check Valves)/valvole di bloccaggio (Lock Valves):
   • Se il sistema utilizza valvole di ritegno o valvole di bloccaggio separate per trattenere il cilindro:
   • Verificare la presenza di sporco o danni che impediscono la chiusura completa della valvola.
   • Se la valvola non si chiude completamente o perde:
     1. Causa probabile: Contaminazione, usura della sede o della sfera/bobina.
     2. Azioni: pulire o sostituire la valvola difettosa. Vai al passaggio 9.
   • Se le valvole funzionano correttamente: vai al passaggio 7.
7. Diagnostica della pressione pilota (per valvole pilotate):
   • Misurare la pressione pilota effettiva applicata alla valvola (ad esempio distributore, valvola di bilanciamento).
   • Se la pressione pilota è bassa o instabile:
     1. Causa probabile: Perdite interne nella linea della pressione pilota, malfunzionamento della valvola riduttrice di pressione pilota, contaminazione.
     2. Azioni: riparare le perdite nella linea di pressione pilota, riparare o sostituire la valvola limitatrice di pressione. Vai al passaggio 9.
   • Se la pressione pilota è normale: andare al passaggio 8.
8. Diagnostica della valvola di controllo direzionale:
   • Se tutti i controlli precedenti non hanno rivelato un malfunzionamento:
   • Tappare le porte della bombola che si collegano al distributore (lasciando il distributore sotto pressione).
   • Se il cilindro non si muove più, il problema è nel distributore.
   • Probabile causa: Bobina del distributore usurata o danneggiata che causa perdite interne tra le porte.
   • Azioni: riparare o sostituire il distributore della guida. Vai al passaggio 9.
9. Verifica e completamento:
   • Dopo la riparazione, ripristinare il sistema, controllare il livello del fluido.
   • Avviare il sistema e verificare lo spostamento/lo scorrimento sotto il carico di lavoro.
   • Registrare il lavoro svolto nel registro di manutenzione.

6. Matrice Malfunzionamento-Cause

7. Analisi delle cause profonde di ogni malfunzionamento

Perdita interna attraverso le guarnizioni del pistone del cilindro

PERCHÉ ciò accade: Le guarnizioni del pistone (manicotti) si usurano nel tempo a causa dell'attrito contro la superficie interna della camicia del cilindro, degli effetti della temperatura e della degradazione chimica del fluido idraulico. Le particelle abrasive presenti nel liquido (sporco, trucioli metallici) possono accelerarne l'usura. Altre cause sono il tipo di guarnizione inappropriato per l'applicazione (temperatura, pressione, velocità) o l'installazione non corretta.

COME confermare: test per perdite interne delle guarnizioni del pistone (sezione 5, passaggio 4). Smontare il cilindro e ispezionare visivamente le guarnizioni per individuare eventuali crepe, lacerazioni, indurimento o usura eccessiva. Misurazione dello spessore residuo delle guarnizioni.

COSA è il danno causato da: Perdita costante di posizione, uso eccessivo dell'energia della pompa per mantenere la posizione, aumento della temperatura del fluido dovuto a perdite, usura accelerata della pompa e di altri componenti dovuta alla circolazione di fluido contaminato (se la guarnizione non funziona). Può portare a situazioni di emergenza quando si lavora con il carico.

Perdita interna del distributore guida

PERCHÉ ciò accade: Usura della bobina e/o dell'alloggiamento del distributore, con conseguente aumento degli spazi tra le parti mobili. Ciò consente al fluido di fluire tra le porte operative quando il distributore è in posizione neutra o bloccata. La contaminazione del fluido può causare usura abrasiva o inceppamento della bobina nella posizione errata.

COME CONFERMARE: Test con chiusura della porta del cilindro (Sezione 5, Passaggio 8). Smontaggio del distributore ed ispezione visiva della bobina e dell'alloggiamento per graffi, abrasioni, erosioni. Controllo dell'elasticità delle molle di ritorno della bobina.

COSA è il danno causato da: Movimento incontrollato dell'attuatore, surriscaldamento del sistema dovuto a perdite costanti sotto pressione, perdita di precisione di posizionamento. Può causare il guasto del ciclo produttivo e il danneggiamento del prodotto.

Malfunzionamento della valvola di bilanciamento (controbilanciamento).

PERCHÉ ciò accade: Perdite interne dovute a sedi usurate, bobina o contaminazione che impedisce la chiusura completa della valvola. Impostazione errata della pressione di apertura (troppo bassa) o danneggiamento della molla. Inoltre, una pressione pilota mancante o insufficiente può causarne il malfunzionamento.

COME confermare: controllare le impostazioni della pressione di apertura e della pressione pilota (sezione 5, passaggio 5). Prova di tenuta della porta di scarico della valvola di pressione. Ispezione visiva dopo lo smontaggio per verificare la presenza di contaminazione o danni ai componenti interni.

COSA è il danno causato da: Caduta incontrollata del carico (soprattutto quando si lavora con meccanismi di sollevamento), che rappresenta un grave pericolo per la sicurezza. Potrebbe causare gravi lesioni al personale e la distruzione delle apparecchiature.

Aria nel sistema idraulico

PERCHÉ ciò accade: Livello del fluido insufficiente nel serbatoio, perdita nella linea di aspirazione della pompa, guasto delle guarnizioni della pompa, procedura di riempimento errata o pompaggio del sistema dopo la riparazione. L'aria forma bolle che si comprimono sotto pressione, provocando movimenti irregolari.

COME verificare: Ispezione visiva del fluido idraulico nel serbatoio (presenza di schiuma, bolle). Ascolto della pompa (rumore caratteristico di cavitazione). Pompaggio del sistema.

COSA danno sono causati da: Cavitazione della pompa (usura accelerata), movimento irregolare del cilindro (creep), riduzione dell'efficienza del sistema, aumento del rumore e delle vibrazioni, deterioramento della qualità del prodotto dovuto al posizionamento impreciso.

Contaminazione del fluido idraulico e delle valvole

PERCHÉ ciò accade: Filtrazione inefficiente, contaminazione di liquidi durante i rabbocchi o le riparazioni, ingresso di particelle estranee attraverso guarnizioni che perdono, usura dei componenti interni del sistema. Le particelle di sporco possono rimanere intrappolate nelle piccole fessure delle valvole, impedendo loro di chiudersi completamente o causando usura abrasiva.

COME confermare: Analisi di laboratorio di un campione di fluido idraulico per la conformità alla classe di purezza (DSTU ISO 4406:2017). Smontaggio della valvola e ispezione visiva per depositi o particelle incastrate.

COSA danno sono causati da: Usura di guarnizioni e componenti, inceppamento delle valvole, malfunzionamento della pompa, ridotta efficienza del sistema, surriscaldamento del fluido. Questo è uno dei motivi più comuni di guasto dei sistemi idraulici.

8. Procedure dettagliate per la risoluzione dei problemi

8.1. Sostituzione delle guarnizioni dei pistoni dei cilindri idraulici

1. Sicurezza: eseguire la procedura di BLOCCO/TAGOUT (LOTO) e depressurizzare il sistema. ATTENZIONE: Fornire supporto meccanico per eventuali carichi sollevati.
2. Smontaggio: scollegare le linee idrauliche dal cilindro. Rimuovere la bombola dall'apparecchiatura.
3. Smontaggio: Fissare il cilindro in una morsa (dal corpo, non dallo stelo). Svitare il coperchio del cilindro (lato stelo) e il coperchio posteriore. Rimuovere con attenzione il pistone con l'asta.
4. Ispezione: ispezionare attentamente l'asta del cilindro e la superficie interna del manicotto per verificare l'eventuale presenza di graffi, sbavature e corrosione. La profondità minima consentita dei graffi sull'asta è 0,05 mm. Se il danno è significativo, potrebbe essere necessario riparare o sostituire il cilindro.
5. Rimozione delle vecchie guarnizioni: rimuovere con attenzione le vecchie guarnizioni del pistone, gli anelli antiestrusione e le fasce di guida dal pistone.
6. Pulizia: Pulire accuratamente tutti i componenti del cilindro (pistone, stelo, manicotto, tappi) da residui liquidi e sporco. Utilizzare i detergenti consigliati compatibili con i sistemi idraulici.
7. Installazione di nuovi sigilli:
   • Utilizzare solo sigilli analogici originali o di alta qualità che soddisfino le specifiche del produttore (ad es. ISO 5597, EN 813).
   • Lubrificare le nuove guarnizioni con fluido idraulico pulito prima dell'installazione.
   • Installare la guarnizione con attenzione utilizzando strumenti di installazione speciali per evitare danni. Assicurarsi che i sigilli siano orientati correttamente.
8. Montaggio: Montare il cilindro in ordine inverso. Serrare le connessioni filettate alla coppia consigliata (vedere manuale del produttore della bombola).
9. Installazione: installare il cilindro in posizione e collegare le linee idrauliche.
10. Spurgo: avviare il sistema e spurgare accuratamente il cilindro, effettuando diverse corse complete senza carico per rimuovere l'aria.
11. Verifica: verificare l'assenza di spostamento/scorrimento sotto carico di lavoro. Verificare la presenza di perdite esterne.

8.2. Riparazione/sostituzione valvola di bilanciamento

1. Sicurezza: eseguire la procedura di BLOCCO/TAGOUT (LOTO) e depressurizzare il sistema.
2. Smontaggio: scollegare le linee idrauliche dalla valvola e rimuoverla.
3. Smontaggio e pulizia: smontare con attenzione la valvola. Pulire accuratamente tutti i componenti (corpo, bobina, molle, selle) da sporco e depositi.
4. Ispezione: ispeziona la bobina e le selle per verificare che non siano usurati, graffiati o corrosi. Controllare le molle per eventuali deformazioni. Se i componenti sono notevolmente usurati o danneggiati, sostituire l'intera valvola o utilizzare un kit di riparazione del produttore.
5. Rimontaggio: Rimontare la valvola utilizzando nuove guarnizioni (O-ring, anelli antiestrusione). Stringere tutte le connessioni filettate secondo le raccomandazioni del produttore.
6. Installazione: installare la valvola in posizione e collegare le linee idrauliche.
7. Regolazione:
   • Impostare la pressione di apertura della valvola (se regolabile) su 1,3 - 1,5 volte la pressione di carico massima.
   • Misurare la pressione utilizzando un manometro calibrato.
8. Verifica: Effettuare un controllo funzionale della valvola sotto carico di lavoro, verificare che non vi sia spostamento del cilindro.

8.3. Rimozione dell'aria dal sistema idraulico

1. Sicurezza: assicurati che tutte le parti mobili siano bloccate prima di iniziare.
2. Controllo del livello del fluido: assicurarsi che il livello del fluido idraulico nel serbatoio sia al segno MAX.
3. Spurgo del cilindro:
   • Avviare la pompa e pressurizzare il sistema.
   • Spostare lentamente il cilindro da una posizione finale all'altra più volte, senza carico, con le porte di spurgo dell'aria aperte (se previste) o allentate (con molta attenzione).
   • Fare attenzione alla fuoriuscita di aria dal sistema (bolle nel serbatoio).
4. Spurgo di altri componenti: se sono presenti altri componenti (come valvole con porte di spurgo dell'aria), seguire gli stessi passaggi.
5. Controllo: Dopo il pompaggio, verificare l'assenza di bolle nel serbatoio e il funzionamento stabile della bombola.

9. Precauzioni

10. Parti di ricambio e componenti

Per garantire un funzionamento senza problemi dell'apparecchiatura, UNITEC-D consiglia di utilizzare solo pezzi di ricambio di alta qualità che soddisfano gli standard internazionali (ISO, EN) e dispongono di certificati CE, UkrSEPRO.

Cerca questi e altri componenti nel nostro catalogo elettronico: www.unitecd.com/e-catalog/

11. Collegamenti

• DSTU EN 1037:2018. Sicurezza della macchina. Prevenzione dell'avvio imprevisto.
• ISO14118:2017. Sicurezza del macchinario – Prevenzione dell'avviamento imprevisto.
• DSTU EN 166:2017. Mezzi di protezione individuale degli occhi. Requisiti
• DSTUISO 4406:2017. Azionamenti idraulici. liquidi Metodo per codificare il livello di inquinamento da particelle solide.
• ISO4006:1991. Misura della portata di fluidi in condotti chiusi.
• ISO 6789-1:2017. Utensili di assemblaggio per viti e dadi — Utensili dinamometrici manuali.
• DSTUISO 13385-1:2019. Caratteristiche geometriche dei prodotti (GPS). Dispositivi per la misurazione di dimensioni lineari. Parte 1. Calibri a corsoio.
• ISO 5597. Potenza idraulica idraulica — Cilindri — Dimensioni delle guarnizioni dello stelo e del pistone.
• EN 813. Dispositivi individuali di protezione anticaduta - Imbracature cosciali.
• Manuali di uso e manutenzione dei produttori di apparecchiature idrauliche (OEM).
• Manuali di servizio idraulici UNITEC correlati.