油圧システムが過熱すると、作動油が化学的に分解し始め、部品を潤滑・保護する能力を失います。これにより、シールの劣化、金属摩耗の加速、システム効率の著しい低下など、一連の故障が引き起こされ、最終的に高額なダウンタイムとコンポーネントの破壊につながります。
過熱は単なる症状ではなく、破壊的なサイクルです。過度の熱は油圧作動油を永久に劣化させ、その結果、システム部品を保護できなくなり、摩擦が増加し、さらに熱が発生してシステムが故障するまで続きます。
熱と劣化の悪循環
過熱の最も直接的かつ重大な結果は、作動油自体への影響です。熱は、システム全体を損なう一連の反応の触媒として作用します。
作動油粘度の低下
高温になると、油圧作動油の粘度が大幅に低下します。作動油が薄くなり、可動する金属部品間の重要な潤滑膜を維持する能力が低下します。
この粘度低下は、作動油の核となる機能が損なわれるため、摩耗加速への第一歩となります。
内部漏れの増加
作動油が薄くなると、ポンプ、モーター、バルブ内部のタイトな隙間をより容易にバイパスするようになります。この現象は内部漏れとして知られています。
この漏れはシステムの効率を低下させ、同じ量の作業をこなすためにより懸命に（そしてより多くの熱を発生させて）ポンプが作動する必要があることを意味します。これにより、熱が漏れを引き起こし、漏れがさらなる熱を生み出すという危険なフィードバックループが発生します。
酸化とスラッジ生成の加速
熱は作動油の酸化速度を劇的に加速させます。この化学反応により、ワニスやスラッジなどの副生成物が生成されます。
ワニス堆積物は内部表面をコーティングし、バルブの固着や放熱の低下を引き起こします。スラッジはフィルター、ストレーナー、微細なオリフィスを目詰まりさせ、部品への潤滑供給を妨げ、致命的な故障につながります。
システムコンポーネントへの物理的影響
作動油が損なわれると、システムの物理的なハードウェアへの損傷が急速に蓄積し始めます。
エラストマーシールへの損傷
油圧シール、Oリング、ホースは通常、設定された温度範囲内で作動するように設計された特定のポリマー化合物で作られています。
過度の熱により、これらの材料は硬化し、脆くなり、ひび割れが生じます。これにより、作動油の漏れ、圧力の損失、汚染物質のシステム内への侵入が発生します。
ポンプとモーターの摩耗加速
潤滑膜が粘度低下によって損なわれると、ポンプやモーター内部で金属同士の接触が発生します。
これにより、研磨摩耗、精密表面の傷つき、およびシステム全体に広がり損傷を拡大させる金属粒子の発生につながります。
コンポーネント寿命の短縮
すべてのコンポーネントが影響を受けます。高温、劣化作動油、微粒子汚染の組み合わせは、バルブ、シリンダー、アキュムレータ、ホースの作動寿命を劇的に短縮します。
根本原因の理解
過熱はほぼ常に設計上の欠陥または運用上の問題の症状です。その発生源を理解することが、過熱を防ぐ鍵となります。
不十分な放熱
システムが生成した熱を除去できない状態です。これは、作動油が冷却されるのに十分な時間を与えない小さすぎるリザーバーが原因であることがよくあります。
また、もはや効果的ではない、汚れた、詰まった、または小さすぎる熱交換器（クーラー）が原因である可能性もあります。
熱源としてのシステム非効率性
作動油が有用な作業を行わずに圧力降下を横切って流れるたびに、そのエネルギーは直接熱に変換されます。
一般的な原因としては、リリーフバルブの頻繁な開放、大きな圧力降下を引き起こす流量制御、または要求される機能に対して大きすぎるポンプの使用などが挙げられます。非効率な回路は熱の発生源です。
環境的および運用上の要因
高い周囲温度の環境で油圧システムを運転すると、設計された冷却能力が限界を超える可能性があります。
同様に、不適切な種類の油圧作動油を使用したり、作動油レベルが低すぎたりすると、急速な過熱につながる可能性があります。
熱管理への積極的なアプローチ
油圧温度に対処することは、単一の問題を修正することではなく、システム全体の健全性を維持することです。
- 過熱しているシステムをトラブルシューティングする場合： 最初の優先事項は、過剰な熱源を特定することです。リリーフバルブの設定を確認し、クーラーの詰まりを点検し、回路全体の圧力降下を測定して非効率な箇所を見つけます。
- 新しいシステムを設計する場合： 熱管理を核となる考慮事項として確保します。熱負荷計算に基づいてリザーバーと熱交換器を適切にサイジングし、回路を最大限の効率で設計します。
- 定期メンテナンスを行う場合： 作動油分析を定期的な作業とします。酸化と粘度低下のチェックにより、損傷を引き起こす前に過熱の問題を予測できます。熱交換器を清掃し、作動油レベルが正しいことを確認します。
結局のところ、適切な作動温度を維持することは、あらゆる油圧システムの寿命と信頼性を確保するための最も重要な要素です。
要約表：
| 結果 | 主な影響 | 引き起こされる損傷 |
|---|---|---|
| 作動油の劣化 | 粘度低下、酸化 | 潤滑の喪失、スラッジ/ワニスの生成 |
| コンポーネントの摩耗 | 金属同士の接触、内部漏れ | ポンプ/モーターの傷つき、シールの硬化/ひび割れ |
| システム障害 | 効率低下、圧力損失 | 致命的な故障、高額なダウンタイム |
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