アキュムレータを使った圧着について。

Question

こんにちわ、私は油圧の仕事に携わっている者です。
アキュムレータを使った圧着についての相談なのですが。
今、小規模なのですが、水路がありその流れを止めたり流したりする為に、油圧シリンダーによりゲートを開閉しているのですが、ゲートを全閉にしてしばらくするとゲートが少し上昇するというような問題が起こっております。
さまざまな原因が考えれるとは思うのですが、その問題が水の浮力によって発生した時についてのアドバイスを頂きたいです。
私が考えているのは、アキュムレータによる圧着によりゲートの閉まる方向に圧力をかけて浮力を打ち消せば良いのだと考えています。
しかし、圧着の圧力設定をどのように決めていいのか分からないのです。
単純に今はゲートの自重よりも浮力が大きいため持ち上がるとしたら、浮力分だけの圧着圧力をアキュムレータで補えば良いのでしょうか？
電気的な設定については圧力スイッチで圧着圧力が一定圧を下回ったらポンプを稼働して蓄圧し、ある一定圧に戻す。と言った感じで考えております。
圧着圧力の決め方などで欠落している点などがありましたらご指導お願いいたします。

Accepted Answer

とりあえず確認したいこととして、
ゲート閉鎖後は油圧シリンダーの圧力はどうなっているのでしょうか？
　1.配管を封止せず、圧力を解放している場合
　　回答(5)のmytecさんの言うように経路上にバルブまたはチェックバルブを入れて配管を封止し、圧力を保持すればいいと思います。
　2.配管を封止し圧力をかけ続けている場合
　　現在考えられている様な構成でいいと思います。

圧着力の設定ですがアキュムレータの最低使用圧力を浮力分＋αに、最大使用圧力をゲートまたはシリンダの使用圧力(低い方)÷安全率に設定するればいいと思います。(圧着を維持することを考えると＋αは浮力の10～20%は欲しい)

アキュムレータの大きさはゲートの持ち上がる速度から油の漏洩量を推定して希望するポンプの起動間隔との比較で決めてください。
回答（7）岩魚内さんの言うような温度変化で圧が下がっているだけならガス圧管理が必要なプラダ型アキュムレータではなくばね式のアキュムレータも考慮する価値があると思います。

あと、ポンプの制御は現在の様なポンプ起動圧力とポンプ停止圧力を設定するヒステリシス有りの制御でいいと思います。

回答(3)、(5)後（ご）の先（せん）、アフターユーさんへ質問です。
　1.通常、アキュムレータは非圧縮性流体に擬似的に圧縮性を持たせる為に使用されると思うのですが非圧縮性流体に使用しないとする理由はどのようなものでしょうか？
　特に回答(8)の単動シリンダ+ばねの組み合わせはまさしくばね式アキュムレータよ呼ばれるものです。
  
　2.逆に圧縮性流体用のアキュムレータというものは寡聞にして聞いたことが無いのですがどのようなものが有りますでしょうか？

Answer

（７）再出
（９）の
　　＞回答(3)、(5)後（ご）の先（せん）、アフターユーさんへ質問です

私も全く同感です。
それにたいし（１０）では全く答になっていない。その資料はハイドロニューマチックアキュムレータ ＝ 油圧機器用。
私の指摘した事項は何と冒頭に［温度変化の補償］があるし、他の事項も常識的。

（３）も同じだが（８）
＞アキュムレータの使用は、使用流体が空気(エア)のように圧縮性がある場合には効果があり
　ますが、油のように圧縮性がない場合にはあまり効果がありません。

エアの場合は単なるタンクでしかなく、油圧アキュムレータの効用には到底及ばないのが明らかで主客転倒。
誤りとせず主張を貫きたいのなら、新規質問を立て議論を深めること提案します。

No.39906 ショックアブソーバーに使用するアキュムレーターの材質と構造について
アキュム繋がりでこれでも誤解があることを指摘してます。

Answer

回答 5)です

工作機械、特に研削盤を扱っていると油圧関係のトラブルは良くある

仮に 回路にチェック弁が組み込まれていても 圧が抜けると
シリンダーが戻る事があります。

大抵は「エアー抜き」が出来ていないか「配管の緩み」

エアーを噛んでいれば「逆方向のアキュームレーター」を付けているのと同じ

そもそも、ゲートを開閉するするパワーがあるのに浮力程度で戻されるのが
納得いかない

緊急時に浮力を使って開放するような類の物ですか？

Answer

質問者さんへではありません。
URLを確認してみてください。

Answer

再出です。
質問者の補足説明がないままの再出記述で申し訳ありません。

> 小規模なのですが、水路がありその流れを止めたり流したりする為に、油圧シリンダーにより
> ゲートを開閉しているのですが、ゲートを全閉にしてしばらくするとゲートが少し上昇すると
> いうような問題が起こっております。
この場合は、油圧ポンプ → 油圧シリンダ となる仕組みでの動作ですか？
そして、ゲートを全閉にしてしばらくするとゲートが少し上昇することが発生するのなら、
ある時間が経過したら、油圧？の圧力が低下しているのでしょう。
圧力スイッチを取り付けるポイントがあるなら、圧力表示も確認できるタイプの圧力スイッチ
を取り付ける等で、圧力変化を確認できるようにした方が良いでしょう。
そして、ゲートが少し上昇する圧力を確認し、それ以下の圧力になると(圧力スイッチにて)
油圧ポンプが再起動するなりして、圧力低下を回避するようにすれば良いと思います。

アキュムレータの使用は、使用流体が空気(エア)のように圧縮性がある場合には効果があり
ますが、油のように圧縮性がない場合にはあまり効果がありません。
理由は、アキュムレータ自体の弾性力に対する容積変化量が少ないためです。
圧縮性がない油のような液体を使用する場合には、アキュムレータ＋単動油圧シリンダのよう
な物で常にバネ力等で液体を押していて圧力を維持するや容積変化量が多くても圧力低下は
比較的少ない畜圧機構にする方が良いです。
その場合には、その経路がアキュムレータの代用となるので、アキュムレータを使用しない
のが通例です。

できれば、水路の流れ(圧力)がゲートを介して油圧シリンダに直接作用しない機構にすべき
ですが、製作していては後の祭りです。

容積変化量が多くても圧力低下は比較的少ない畜圧機構を使用したり、一定の圧力以下になる
と、油圧ポンプ等が再起動し圧力低下させないシステムにすることが大切です。
できれば、両方を組み込み、前者を通常のシステムで使用し、後者をバックアップシステムで
使用するようにすれば、油圧ポンプ等の稼働率も現状程度になると思います。

アキュムレータが２室の稼働構造になっていて、

┃　油の部屋　→　┃　空気の部屋　　　┃　　　は、
油の部屋に油を供給すると、空気の部屋が縮まり空気バネの役割をして、圧縮性のある流体
で使用するアキュムレータに近いタイプになる。

┃　油の部屋　→　┃　バネの部屋　　　┃　　　は、
油の部屋に油を供給すると、バネの部屋が縮まり、圧縮性のある流体で使用するアキュムレータ
に近いタイプになる。

のような使用方法もありますが、空気バネは時間経過と伴に、スローリークで圧力低下がある
ので、ゲイトの保持時間で、どれを使用するかが決まります。

Answer

水路開閉ゲートのカタログを見ると、油圧シリンダで開閉する場合、アキュムレータを使った例もあります。

↓油圧どうこうは対象ではない特許例。
　　　扉体２の倒伏時には、アキュムレータ１１から油圧シリンダ３ｂの
　　　ロッド側に一定圧で油圧を作用させておく

今起きている事象は油圧の抜けもあろうが、温度低下で油と構造体が縮むことによる作用とも推測できます。

＞浮力分だけの圧着圧力をアキュムレータで補えば良いのでしょうか？

浮力分や、温度低下による縮みなどの変動分も考慮し上乗せした油圧を設定して圧着する。（この段階ではアキュムレータは作用無く付いてるだけ）

＞電気的な設定については圧力スイッチで圧着圧力が一定圧を下回ったらポンプを稼働して
　　　蓄圧し、ある一定圧に戻す。

アキュムレータ容量を、所定期間内は圧力の低下を補えるよう選定しておけば、圧着し続ける。ポンプ稼働インタバルが伸びて省エネになるし災害時の停電にも耐える。

アキュムレータを使った圧着についての相談