Ắc quy màng cho cần cẩu xây dựng | Định cỡ, Lợi ích & Bảo trì

Khi cần cẩu di động 180 tấn hạ cần cẩu đầy tải, quán tính có thể đẩy áp suất thủy lực lên trên 400 bar trong xi lanh nâng trong vòng chưa đầy một giây. Nếu không có thiết bị hấp thụ đỉnh đó, vòng đệm sẽ sớm hỏng, ống mềm bị bung và tải có thể nảy lên. Bộ tích lũy dạng màng cho hệ thống cần cẩu xây dựng được thiết kế để ngăn chặn chính xác những sự kiện này: nó lưu trữ năng lượng thủy lực, hấp thụ các xung áp suất và cung cấp dòng chảy khẩn cấp nếu động cơ chính bị hỏng. Trong bài viết này, chúng tôi giải thích cách hoạt động của ắc quy dạng màng trong mạch cầu trục, cách xác định kích thước và sạc trước cho ắc quy một cách chính xác cũng như những gì cần bảo trì tại chỗ.

Bộ tích lũy màng là gì và tại sao cần cẩu lại cần một bộ tích lũy màng?

Bộ tích lũy màng là một bình chịu áp tích khí sử dụng màng cao su tổng hợp để tách khí nitơ khỏi chất lỏng thủy lực. Khí được nén khi chất lỏng được bơm vào; khi áp suất hệ thống giảm, sự giãn nở của khí sẽ đẩy chất lỏng ra ngoài. Trong cần cẩu xây dựng, nguyên lý đơn giản này cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng, hấp thụ sốc và giảm tải liên quan đến an toàn.

So với bình tích áp dạng bàng quang hoặc pít-tông, loại màng ngăn có khả năng phản hồi nhanh hơn, kiểu dáng nhỏ gọn và không có vòng đệm trượt. Điều đó làm cho nó trở thành một ứng cử viên sáng giá cho cần trục có không gian lắp đặt chật hẹp và mạch điện phải phản ứng nhanh trong quá trình nâng, quay và phanh. Nhiều OEM hiện nay đã lắp bộ ắc quy dạng màng cho cần trục nhỏ, cần cẩu gắn trên xe tải và các mạch phụ trợ như bộ điều khiển chân chống.

Đối với mạch phụ trợ của cần trục thông thường, một bộ tích lũy màng có thể tích từ 0,25 đến 1,0 lít là đủ; mức áp suất phụ thuộc vào áp suất làm việc tối đa của hệ thống. Do màng ngăn tách hoàn toàn khí và dầu nên nguy cơ sục khí thấp hơn nhiều so với loại piston. Điều đó làm giảm thiệt hại do xâm thực và giữ cho hệ thống điều khiển cần trục ổn định.

Bộ tích lũy màng cho mạch phụ trợ cần cẩu Bộ tích lũy màng ngăn 0,25 đến 1,0 lít này lưu trữ và giải phóng năng lượng thông qua quá trình nén khí, với màng cao su ngăn cách hoàn toàn khí và dầu để giảm sục khí và xâm thực trong hệ thống điều khiển cần cẩu. Xem sản phẩm →

Chức năng chính của ắc quy màng trong thủy lực cầu trục

Trong cần trục xây dựng, ắc quy dạng màng được sử dụng theo 4 cách chính:

Bồi thường rò rỉ là việc sử dụng thường xuyên nhất. Trong quá trình nâng, máy bơm sẽ sạc ắc quy; khi van ống đóng lại, bộ tích lũy sẽ giữ áp suất chống lại sự rò rỉ bên trong trong xi lanh, ngăn không cho cần trục bị trôi. Giảm chấn cũng quan trọng không kém: khi người vận hành đạp phanh tời, động năng sẽ chuyển thành sóng áp suất. Một bộ tích lũy màng có thể tích khí đủ sẽ hấp thụ sóng đó và hạn chế áp suất cực đại.

Trong trường hợp khẩn cấp, cùng một bộ ắc quy có thể hoạt động như một nguồn điện ngắn hạn. Nếu máy bơm chính bị hỏng hoặc động cơ chết máy, dầu dự trữ sẽ được dẫn trở lại phía dưới của xi lanh, cho phép hạ xuống có kiểm soát. Chức năng này là một phần trong triết lý an toàn của các thiết kế cầu trục hiện đại và là lý do phổ biến để bổ sung bộ tích lũy vào mạch cần trục. Các ứng dụng tương tự được tìm thấy ở các nơi khác thiết bị công nghiệp nơi xảy ra sự thay đổi tải đột ngột.

Cách định cỡ và sạc trước bộ tích lũy màng cho cần cẩu

Định cỡ chính xác bắt đầu bằng ba số: áp suất làm việc tối thiểu (P1), áp suất làm việc tối đa (P2) và thể tích dầu bổ sung cần thiết (ΔV) trong quá trình xả. Đối với bộ tích lũy dạng màng, áp suất nạp trước khí (P0) thường được đặt trong khoảng từ 0,6 đến 0,9 lần P1, tùy thuộc vào việc bộ tích lũy được sử dụng để lưu trữ năng lượng hay giảm xung.

Để giảm xung, mức nạp trước phải bằng khoảng 80% áp suất làm việc trung bình. Để tích trữ năng lượng và hạ thấp khẩn cấp, mức sạc trước thường được đặt ở gần áp suất tối thiểu của mạch nhưng vẫn đủ cao để giữ cho màng ngăn không bị chạm đáy. Nếu mức sạc trước quá cao, bộ tích lũy không thể chứa đủ chất lỏng; nếu quá thấp, màng ngăn có thể va vào van gas và hỏng sớm.

Biểu đồ trên minh họa sự kiện phanh tời mô phỏng. Nếu không có bộ tích lũy, áp suất cực đại ở phía thanh là khoảng 450 bar. Bộ tích lũy bàng quang giảm áp suất đó xuống còn khoảng 380 bar, trong khi bộ tích lũy màng ngăn có cùng thể tích được sạc trước đến 60 bar sẽ giảm áp suất xuống còn khoảng 320 bar. Hiệu ứng này phụ thuộc vào thể tích ắc quy, mức nạp trước và độ cứng của hệ thống, nhưng xu hướng là nhất quán: ắc quy dạng màng có kích thước phù hợp giúp mạch cầu trục an toàn hơn và dễ dự đoán hơn.

Trong thực tế, sử dụng định luật khí P0V0 = P1V1 = P2V2 để ước tính thể tích khí cần thiết. Nếu bạn có nhu cầu lưu lượng là 0,5 L trong 0,1 giây và áp suất thay đổi trong khoảng từ 120 đến 200 bar thì thể tích khí tích lũy phải gấp khoảng 1,2 lần thể tích dầu được cung cấp. Chúng tôi khuyên bạn nên liên hệ với nhà sản xuất để biết phạm vi nhiệt độ thực tế và loại dầu, vì độ nhớt và mô đun khối cũng ảnh hưởng đến phản ứng động.

Lắp đặt, sạc và bảo trì trên công trường

Điều kiện tại công trường rất khắc nghiệt đối với bất kỳ bộ phận thủy lực nào. Cát, mưa và độ rung có thể ảnh hưởng đến ắc quy nếu không được lắp đúng cách. Gắn bộ tích lũy màng ngăn với van gas hướng lên trên và sử dụng giá đỡ để đỡ thân máy chứ không chỉ các ren kết nối. Đường giữa ắc quy và khối van phải càng ngắn càng tốt để tránh hiện tượng búa nước và mỏi.

Kiểm tra trước khi nạp nitơ thường xuyên là hành động bảo trì quan trọng nhất. Một bộ tích lũy màng ngăn thông thường có thể mất 5% lượng nạp trước mỗi năm qua màng ngăn và nhanh hơn nếu van gas bị nhiễm bẩn. Việc kiểm tra hàng tháng bằng bộ sạc thích hợp sẽ phát hiện rò rỉ chậm trước khi ắc quy mất chức năng lưu trữ năng lượng. Chỉ sử dụng nitơ khô; oxy hoặc khí nén có thể làm suy giảm chất đàn hồi và gây nguy cơ hỏa hoạn.

Các chế độ lỗi phổ biến và cách chúng hiển thị

Theo kinh nghiệm sử dụng dịch vụ của chúng tôi, các lỗi thường gặp nhất là vỡ màng ngăn, mất nitơ và nhiễm bẩn bên trong. Biểu đồ bánh rán bên dưới cho thấy sự phân bổ điển hình từ một mẫu nhỏ ắc quy cần cẩu được trả lại để sửa chữa.

Vỡ màng ngăn thường do áp suất khí quá cao, áp suất chất lỏng rất thấp hoặc bề mặt bên trong bị hư hỏng. Sự mất nitơ thường được phát hiện khi chuyển động bùng nổ chậm hoặc năng lượng dự trữ thấp. Để giữ bình ắc quy ở tình trạng tốt, hãy giữ van gas sạch sẽ và sử dụng nắp bảo vệ khi không sử dụng. Khi cần điều chỉnh sạc trước, hãy sử dụng bộ sạc đã được hiệu chỉnh. Bộ sạc CQJ của chúng tôi sử dụng đơn giản và bao gồm đồng hồ đo áp suất và ống mềm cho các kết nối 5/8UNF.

Bộ sạc CQJ để điều chỉnh trước khi sạc ắc quy Bộ sạc CQJ cung cấp một công cụ nhỏ gọn với đồng hồ đo áp suất và ống mềm cho các kết nối 5/8UNF, cho phép sạc an toàn, kiểm tra áp suất và điều chỉnh nạp trước nitơ ắc quy. Xem sản phẩm →

Tại sao Chứng nhận của Nhà sản xuất và Năng lực Sản xuất lại Quan trọng

Ắc quy là bình chịu áp lực nên trình độ của nhà sản xuất ảnh hưởng đến độ an toàn. Ở Trung Quốc, bình chịu áp lực được quản lý theo Luật An toàn Thiết bị Đặc biệt. Việc chúng tôi có giấy phép sản xuất bình chịu áp lực hạng A2 có nghĩa là mọi bộ tích lũy màng dùng cho cần cẩu xây dựng đều được thiết kế, hàn và thử nghiệm theo hệ thống chất lượng được chứng nhận. Dấu CE mang lại sự tin cậy tương tự cho máy móc xuất khẩu sang Châu Âu.

Năng lực sản xuất cũng là mối quan tâm thực tế của các OEM cần cẩu. Chúng tôi sản xuất hơn 100.000 ắc quy màng mỗi năm và duy trì một xưởng rộng 5.000 mét vuông. Quy mô đó hỗ trợ phân phối ổn định và chất lượng nhất quán. Khi bạn so sánh các nhà cung cấp, hãy yêu cầu xem giấy phép bình chịu áp lực, chứng chỉ vật liệu và hồ sơ kiểm tra của họ. Sau đó hãy ghé thăm dây chuyền lắp ráp nếu bạn đang có ý định xây dựng một mẫu cầu trục chạy dài.

Để kết thúc, hãy trao đổi với nhóm kỹ thuật của chúng tôi về mạch cầu trục cụ thể của bạn. Chúng tôi có thể cung cấp tính toán kích thước, đề xuất vật liệu màng phù hợp và cung cấp bộ sạc và giá đỡ chính xác cho dịch vụ tại hiện trường. Liên hệ với chúng tôi với áp suất, lưu lượng và chu trình làm việc của hệ thống.

Câu hỏi thường gặp

Áp suất nạp trước nên sử dụng ắc quy dạng màng trong cần trục là bao nhiêu?

Đặt mức nạp trước nitơ ở mức 60–90% áp suất làm việc tối thiểu để tích trữ năng lượng hoặc 80% áp suất trung bình để giảm xung. Luôn xác minh giá trị bằng các giá trị áp suất và phạm vi nhiệt độ của mạch.

Tôi nên kiểm tra lượng nitơ nạp trước bao lâu một lần?

Kiểm tra 3–6 tháng một lần đối với các cần cẩu chạy hàng ngày. Nếu cần cẩu bị lệch hoặc ắc quy dường như không có tác dụng, hãy kiểm tra ngay.

Ắc quy màng có thể thay thế ắc quy piston trên cầu trục không?

Có, đối với hầu hết các mạch phụ dưới 4 lít và áp suất dưới 200 bar. Đối với lưu lượng rất cao hoặc lượng dầu lớn, bộ tích lũy piston có thể tiết kiệm hơn; để đáp ứng nhanh và tách không rò rỉ, loại màng ngăn là ưu việt hơn.

Tuổi thọ sử dụng điển hình của màng ngăn là bao lâu?

Với việc nạp trước và dầu sạch đúng cách, màng ngăn có thể tồn tại từ 3–5 năm trong dịch vụ cần cẩu hàng ngày. Hư hỏng sớm thường liên quan đến các chất phụ gia dầu quá mạnh, nhiệt độ cao hoặc không tương thích.

Làm cách nào để chọn giữa bộ tích lũy bàng quang và cơ hoành?

Loại màng ngăn được ưu tiên cho khối lượng nhỏ và chu kỳ nhanh. Loại bàng quang tốt hơn cho thể tích lớn trên 4 lít. Trong cần cẩu, cả hai đều có thể có chung nguyên lý nạp khí; sự lựa chọn phụ thuộc vào không gian và nhu cầu dòng chảy.