油圧システムにおけるキャビテーションを防ぐにはどうすればよいですか?

油圧システムにおけるキャビテーションは、オイル内の圧力の急激な変化により、圧力が比較的低い場所に蒸気で満たされた小さな空洞が形成される現象です。圧力がオイルの作動温度での飽和蒸気レベル以下に低下すると、すぐに蒸気で満たされた空洞が多数生成されます。その結果、多量の気泡が配管や油圧要素内の油切れにつながります。

キャビテーション現象は通常、バルブやポンプの出入口で発生します。バルブの狭い通路を油が流れると、流体速度が増加し、油圧が低下し、キャビテーションが発生します。また、ポンプをオーバーハイト位置に設置した場合、吸込管内径が小さすぎて吸油抵抗が大きすぎた場合、ポンプ回転数が高すぎて吸油量が不足した場合にもこの現象が発生します。

油とともに高圧領域を移動する気泡は、高圧の作用により速やかに破壊され、周囲の液体粒子が高速で気泡を補い、粒子同士の高速衝突により部分的な水圧衝撃が生じます。その結果、一部の圧力と温度が激しく上昇し、明らかな揺れや騒音が発生します。

空洞が凝固する周囲の厚い壁や要素の表面では、長期にわたる水圧衝撃や高温、さらにはオイルからのガスによる極度の腐食作用により、表面の金属粒子が剥がれ落ちます。

キャビテーションの現象とその悪影響について説明した後、その発生を防ぐ方法についての知識と経験を喜んで共有します。

【1】小さな穴や隙間を流れる箇所での圧力損失を低減します。穴や隙間の前後に流れる圧力比はp1/p2 < 3.50となります。
【2】油圧ポンプ吸収パイプの直径を適切に定義し、パイプ内の流体速度を多くの点で制限します。ポンプの吸込高さを低くし、入口ラインへの圧力損傷を可能な限り軽減します。
【3】高気密T字路を採用し、オイル供給用の補助ポンプとして高圧ウォーターポンプを採用。
【4】システム内では全て直管を採用し、急な曲がりや部分的に狭いスリットを避けてください。
【5】ガスエッチングに対する素子性能の向上。