Niniejszy artykuł stanowi analizę przypadku uszkodzenia dźwignika hakowego znanego producenta. Analiza przyczyny powstania tego uszkodzenia wskazała, że dużą rolę odegrała w nim tzw. wiedza ukryta diagnostów. Jak pokazuje praktyka, użytkownicy w wielu przypadkach znają okoliczności powodujące powstanie uszkodzenia lecz niejednokrotnie nie chcą lub nie mogą ich ujawnić. Publikując poniższą analizę, mam nadzieję, przyczynię się do ochrony kolejnych siłowników dźwigników hakowych przed uszkodzeniami.
Dźwigniki hakowe kontenerowe są powszechnie stosowanymi maszynami, służącymi do przewozu kontenerów, zwłaszcza przez firmy zajmujące się skupem złomu, makulatury lub przez służby komunalne, zajmujące się wywozem śmieci, ale też m. in. przez wojsko i Straż Pożarną. Popularność tych urządzeń stale rośnie, gdyż konstrukcja ich jest stosunkowo prosta a obsługa nie wymaga uzyskania specjalnych uprawnień. Urządzenie pokazane zostało na rys. 1.
Cykl pracy dźwignika (rys. 2) przebiega w następujący sposób: za pomocą hydraulicznie przemieszczanego haka, zamontowanego na ruchomej półramie przedniej, kontenery wciągane są na podwozie i na nich mocowane mechanicznie lub hydraulicznie (za pomocą mechanizmu blokady kontenera) w czasie transportu na miejsce przeznaczenia, po czym zrzucane w ten sam sposób. Istnieje też możliwość pracy w reżimie wywrotki (rys. 3), dzięki czemu kontener pozostaje na połączonych wtedy sztywno półramach 2 i 3 w czasie rozładunku. Siłowniki 5 służą albo do odwracania półramy przedniej do załadunku i rozładunku kontenera lub do podnoszenia połączonych półram w reżimie wywrotki. Rolki podporowe 6 służą do nakierowania płóz kontenera na podłużnice w trakcie załadunku urządzenia.
Specyfika układu hydraulicznego dźwignika
Wszyscy producenci dźwigników kontenerowych w gałęzi zasilania siłowników podnoszenia półramy przedniej (rys. 1) stosują w układzie hydraulicznym równoległe ich połączenie. Na rys. 3 pokazano fragment schematu hydraulicznego dźwignika firmy PALFINGER, choć przypadki opisanie w niniejszym artykule dotyczą również maszyn innych producentów.
Jak widać z rysunku, oba siłowniki są zabezpieczone przez jeden zamek hydrauliczny. Układ ma więc strukturę szeregowo - równoległą. Jest to związane z koniecznością wykonywania synchronicznych ruchów przez oba siłowniki celem uzyskania odpowiednich wartości sił na obu tłoczyskach jednocześnie. Ponieważ objętości robocze siłowników są ze sobą połączone, olej hydrauliczny łączy się przed zamkiem w jeden strumień i zanieczyszczenia z jednego siłownika niemal natychmiast przedostają się do drugiego. Poniżej opisano przypadek uszkodzenia, które powstało najpierw w jednym z siłowników, a później doprowadziło do powstania takiego samego w drugim.
Przyczyna – błąd w procesie naprawy
Dźwignik hakowy firmy MEILLER po wyłączeniu pompy wykonywał samoczynnie niektóre z ruchów roboczych. Analiza układu hydraulicznego maszyny (rys. 5) nie wskazywała na którykolwiek konkretny z elementów układu hydraulicznego. Oczywiste jest jedynie, że ruchy powstają dzięki obecności ciśnienia szczątkowego po wyłączeniu maszyny. Z doświadczenia firmy remontowej wynikało, że przyczyną powstawania objawów stwierdzonych w maszynie jest pojawienie się w oleju hydraulicznym części stałych, najczęściej opiłków metalu, które blokują prawidłowe funkcjonowanie rozdzielacza. Ponieważ dźwignik wyposażony jest w dwa filtry: wysokociśnieniowy za pompą oraz powrotny w zbiorniku oleju, uszkodzenie tego rodzaju może powstać tylko wtedy, gdy któryś z filtrów przepuścił zanieczyszczenie, albo opiłki pojawiły się pomiędzy filtrami, w środku układu hydraulicznego, w trakcie pracy.
To z kolei świadczy o powstaniu mechanicznego uszkodzenia któregoś z elementów składowych maszyny, a to zazwyczaj wiąże się z jakimś zdarzeniem w trakcie eksploatacji. Tymczasem właściciel urządzenia nie zgłaszał żadnych zdarzeń, które mogłyby być potencjalną przyczyną powstania uszkodzenia. Stwierdził tylko, że maszyna miała niedawno wymieniane uszczelnienia na tłokach siłowników. Należało więc, korzystając ze schematu hydraulicznego urządzenia, stworzyć możliwe drzewo uszkodzeń i przeprowadzić jego analizę, na bieżąco analizując wyniki badania.
Po demontażu pierwszego siłownika stwierdzono brak na tłoku teflonowego pierścienia prowadzącego (rys. 6), co spowodowało uszkodzenie tłoka (rys. 7) na skutek tarcia o wewnętrzną gładź siłowników, uszkodzenie rur obu siłowników (rys. 8), uszkodzenie suwaków dwóch sekcji rozdzielacza (rys. 9).
Lista uszkodzeń na tym się nie kończyła: w wyniku wywiadu przeprowadzonego u pracowników właściciela maszyny, okazało się, że po zauważeniu pierwszych objawów nieprawidłowej pracy wymieniono wkłady filtra powrotnego w zbiorniku, na którym zauważono opiłki metalu. Nie przeprowadzono jednak płukania układu, przez co opiłki przedostały się do zbiornika oleju i stamtąd do pompy. W rezultacie uszkodzeniu uległa również pompa (rys. 10).
W ramach naprawy w maszynie trzeba było wymienić:
- oba siłowniki podnoszenia półramy przedniej,
- pompę,
- dwie sekcje rozdzielacza,
- oba wkłady filtrów oleju.
Ponadto, przed montażem nowych elementów, konieczne było wykonanie płukania całego układu, co dodatkowo podniosło koszty naprawy.
Podsumowanie
Nie wszyscy właściciele urządzeń przykładają właściwą wagę do prawidłowej eksploatacji i prawidłowo przeprowadzanych napraw. Przyczyną powstania uszkodzenia w opisywanym przypadku był niewątpliwie błąd związany z obsługą urządzenia, konkretnie: błąd popełniono w trakcie naprawy. Dodatkowo ukrycie faktu zauważenia opiłków metalu na filtrze utrudniło proces diagnostyczny.
Konstrukcja układu hydraulicznego dźwignika hakowego umożliwia przedostanie się opiłków metalu, po ich powstaniu, do obu siłowników, co powoduje ich niemal natychmiastowe uszkodzenie (wystarczy wykonanie kilku ruchów roboczych). Na etapie konstrukcyjnym, przy założeniu, że urządzenie będzie prawidłowo eksploatowane, prawdopodobieństwo powstania takiego uszkodzenia jest niewielkie. Należy zatem pamiętać, że wysoka kultura eksploatacji, polegająca na regularnym przeprowadzaniu przeglądów konserwatorskich przez renomowane firmy, wymiany filtrów i cieczy roboczych zgodnie z zaleceniami producentów umożliwi uniknięcie dodatkowych kosztów nieprzewidzianych i niezaplanowanych napraw.
Autor artykułu, dr inż. Jerzy Mizgała, jest pracownikiem naukowym Politechniki Śląskiej w Gliwicach, Wydział Organizacji i Zarządzania, Instytut Inżynierii Produkcji oraz właścicielem firmy AGANIX Hanna Żak, Jerzy Mizgała Sp. Jawna
