1. ポンプ圧力とストローク時間の影響。
ポンプ圧力とポンプストロークの両方が、ピストンの寿命に影響を与える重要な要素です。 ポンプの圧力とストロークが高くなるほど、ピストンの寿命は短くなります。 ポンプ圧力が上昇すると、ピストンカップとシリンダーライナーの接触圧が上昇し、摩擦力が急激に増加して大量の摩擦熱が発生します。 表面摩擦熱と内部摩擦熱の影響下で、ゴム分子は熱分解または熱架橋を受け、ゴム材料の摩耗、酸化、老化、加水分解を促進し、材料特性と耐摩耗性が低下します。 温度が上昇すると、材料の弾性率と引張強度が低下します。 一定の温度を超えると耐摩耗性が急激に低下し、弾力性が失われます。 ピストンがシール性を失い、作動不良を起こした。
ポンプの圧力が上昇すると、ピストンの耐用年数は急速に短くなります。 ストローク数が増えるほど、ピストンの寿命は短くなります。 ストローク数が増えると、ピストンの速度、加速度、および慣性力が増加し、ピストンの交互負荷の値が増加するだけでなく、交互の頻度も増加し、追加の悪影響が生じます。 文献報告によると、同じ作業条件下で、ピストンストロークは 1.3 から 1.5 倍増加し、ピストンの耐用年数は 5 から 6 倍減少します。 ポンプのストロークがピストンの寿命に大きく影響することがわかります。 ポンプの圧力とストロークが増加すると、ピストンの摩耗が増加します。
同時に、ピストンの偏摩耗と構造の非中立構造により、偏心摩耗の可能性が大幅に増加します。 したがって、実際の状況に応じて適切なポンプ圧力とストロークを選択すると、ピストンの寿命が向上します。
2. 摩擦熱の影響
ピストンはゴムパッキンです。 ダイナミック シールの耐用年数に影響を与える重要な要因は、摩擦熱です。 摩擦熱とその副次的な影響が、ピストンの故障につながる主な要因です。 熱による損傷の元の形は、ゴム素材の焦げや表面の老化でした。 ゴムは高分子複合材料です。 高温では、分子間引力が減少するため強度が低下します。 掘削中、ピストンは高圧、高速、過酷な作業環境にあります。 激しい摩擦はラバーピストンの温度を上昇させます。 温度が上昇すると、ゴムが劣化してひびが入り、可動面が非常に摩耗しやすくなり、ピストンの耐用年数が短くなります。
熱による損傷の二次的な影響は、ゴムとプラテンの接触面の変形です。 高温の作業環境で一定期間作業した後、ゴムの表面は永久に変形します。 ピストン カップは、シリンダー ライナー、スチール コア、プレッシャー プレートによって拘束されます。 スチールと比較して、ゴム材料は剛性が低く、熱膨張係数が大きいです。 そのため、大量の摩擦熱を除去できずにゴムが加熱された場合、カップはプレッシャー プレートとシリンダー ライナーの間のスペースとスチール コアとシリンダー ライナーの間のスペースでしか膨張できず、プレッシャープレートがカップに落ちて隙間に押し込まれます。
ポンプが膨張すると、ポンプ自体だけでなく、シリンダー ライナーのリングも損傷する可能性があります。 膨張による半径方向の力の増加により、ライナーの摩耗が早くなります。 ピストンの故障に対する摩擦熱の影響を低減するために、シールに作用する摩擦によって生成された熱がシステムから確実に排出されるようにします。 摩擦熱はピストンの故障の主な要因ですが、良好な放熱条件と冷却システムによって効果的に摩擦熱を減らすことができます。
3. ピストンクリアランスの影響
ピストンクリアランスは、ピストンの故障につながる重要な要因です。 ピストン クリアランスとは、ピストン スチール コアとシリンダー ライナーの間の隙間のことです。 ピストンの往復運動中、シリンダー ライナーとスチール コアの軸角度が異なること、およびピストン アセンブリの重量により、シリンダー ライナーとスチール コアとの間の直接接触によって摩耗が発生する必要があります。 この金属は、金属研削に非常に有害です。 摩擦が大きくなるだけでなく、お互いに引っかき傷がつきやすくなります。 これは、シリンダーライナーとスチールコアを損傷するだけでなく、傷がついた表面がピストンを損傷しやすく、穿孔や漏れを容易に形成し、掘削ポンプが正常に動作しなくなり、掘削効率に深刻な影響を与えます. ピストンギャップが小さいほど、ピストンスチールコアのセンタリング効果が向上しますが、同時に偏心摩耗のリスクが高くなります。 ピストンギャップの値が大きいほど、ピストンカップの材料がギャップに流れ込む可能性が高くなり、つぶれる可能性が高くなります。 大きいほどピストンの根元に食い込みやすくなります。 したがって、シリンダ ライナ、スチール コア、およびピストンの耐用年数を向上させるには、妥当なクリアランス値が不可欠です。
