Normy techniczne w układach hydraulicznych określają wymiary, parametry pracy oraz wymagania bezpieczeństwa siłowników hydraulicznych. Ponadto obejmują zasady oznaczeń graficznych stosowanych w projektowaniu, produkcji i serwisie tych urządzeń. Warto bowiem pamiętać, że sprawne działanie maszyn i urządzeń zależy od jakości wykonania poszczególnych podzespołów. Zależy również od tego, czy zaprojektowano i wyprodukowano je zgodnie z tymi normami. Dlatego właśnie poniżej przedstawiamy najważniejsze normy techniczne w układach hydraulicznych. Wyjaśniamy przy tym, dlaczego ich znajomość jest istotna dla producentów i użytkowników maszyn.
Dlaczego normy techniczne w układach hydraulicznych mają kluczowe znaczenie?
Układy hydrauliczne pracują pod wysokim ciśnieniem. Dlatego nawet niewielkie odstępstwo od wymaganych parametrów technicznych może prowadzić do awarii i przestojów produkcyjnych.
Co więcej, w skrajnych przypadkach grozi to wypadkiem z udziałem personelu. Z tego właśnie względu normy techniczne w układach hydraulicznych precyzyjnie definiują wymiary, tolerancje, materiały oraz procedury testowania siłowników. Dzięki temu komponenty od różnych producentów zachowują wzajemną kompatybilność.
Ma to zatem szczególne znaczenie podczas regeneracji, naprawy oraz modernizacji układów hydraulicznych. Co więcej, zgodność z normami dodatkowo ułatwia certyfikację maszyn. Ułatwia też spełnienie wymogów prawnych obowiązujących zarówno w Unii Europejskiej, jak i na rynkach globalnych.
Normy ogólne
Norma ISO 5598 – słownik
Norma ISO 5598:2020 to międzynarodowy standard definiujący słownictwo z zakresu pneumatyki i hydrauliki siłowej (układów i komponentów napędów płynowych) z wykluczeniem zastosowania w instalacjach sprężonego powietrza ogólnego przeznaczenia i w lotnictwie (w tym przemyśle kosmicznym). Zawiera setki precyzyjnych definicji pojęć w trzech językach: angielskim, francuskim i niemieckim i podzielonych na trzy kategorie:
- Określenia stanu i wartości: definicje przymiotników i rzeczowników (np. rzeczywisty, znamionowy, roboczy, teoretyczny).
- Parametry ciśnień i przepływów: precyzyjne nazewnictwo wielkości fizycznych w układach.
- Elementy i komponenty: nazwy części składowych układów zasilania płynowego.
Norma ISO 1219 – symbole graficzne i schematy układów
Aby projektanci, producenci oraz użytkownicy maszyn mogli sprawnie się komunikować, konieczne było wprowadzenie jednolitego systemu oznaczeń graficznych tworzenia schematów . Rolę tę pełni właśnie norma ISO 1219, która określa symbole graficzne stosowane w układach hydraulicznych i pneumatycznych a także tworzenie schematów tych układów oraz tworzenie i łączenie modułów symboli graficznych. Dzięki niej dokumentacja techniczna pozostaje spójna, niezależnie od kraju opracowania. Tym samym znacząco ułatwia to interpretację schematów podczas diagnostyki, serwisu oraz modernizacji układów hydraulicznych. W efekcie ryzyko nieporozumień pomiędzy działem projektowym, produkcją a serwisem technicznym zostaje ograniczone do minimum.
Norma ISO 1219-1 – symbole graficzne
Norma ISO 1219-2 – schematy układów hydraulicznych i pneumatycznych
Norma ISO 1219-3 – moduły symboli i połączenia symboli na schematach układów
Norma ISO 6099 – oznaczenie wymiarów i rodzaje mocowań
Norma ISO 6099:2018 to piąte wydanie tej normy, które anuluje i zastępuje czwarte wydanie (ISO 6099:2009). Norma określa punkty odniesienia, typy mocowania oraz ustala jednolite oznaczenia literowe dla wymiarów montażowych, gabarytowych i akcesoriów siłowników.
Normy siłowników hydraulicznych
Druga grupa norm dotyczy wymiarów i parametrów technicznych siłowników hydraulicznych. To właśnie one stanowią podstawę projektowania siłowników zgodnych ze standardami przemysłowymi.
Norma ISO 6020
Norma ISO 6020 obejmuje następujące części, pod ogólnym tytułem „Napędy i sterowania hydrauliczne— wymiary montażowe dla siłowników jednotłoczyskowych, seria 16 MPa (160 bar):
— Część 1: Seria średnia
— Część 2: Seria kompaktowa
— Część 3: Seria kompaktowa, średnica od 250 mm do 500 mm
Norma ISO 6020/1 – seria średnia
Aktualna norma ISO 6020-1:2007 to trzecie wydanie anuluje i zastępuje drugie wydanie (ISO 6020-1:1998) oraz ISO 8135:1999, które zostały zmienione pod względem technicznym.
Norma ISO 6020/2 – seria kompaktowa
Aktualna norma ISO 6020-2:2015 to czwarte wydanie anuluje i zastępuje trzecie wydanie (ISO 6020-2:2006), które zostało poddane zmianom technicznym w celu uwzględnienia sprostowania technicznego opublikowanego w 2008 r. Norma ISO 6020/2 reguluje wymiary i parametry siłowników dwustronnego działania. Obejmuje przy tym średnice tłoka i tłoczyska, długość skoku oraz maksymalne ciśnienie robocze. W praktyce oznacza to zatem, że siłownik zgodny z tą normą pasuje w miejsce innego urządzenia tej samej klasy wymiarowej. Dzięki temu nie trzeba modyfikować konstrukcji maszyny. Jest to szczególnie istotne, zwłaszcza przy wymianie lub regeneracji siłowników w maszynach budowlanych, przemysłowych i rolniczych.
Norma ISO 6020/3 – seria kompaktowa o średnicy od 250 mm do 500 mm
Norma ISO 6022
Uzupełnieniem normy ISO 6020/2 jest natomiast norma ISO 6022:2006, która obejmuje siłowniki jednotłoczyskowe przeznaczone do pracy w układach o ciśnieniu nominalnym 25 MPa (250 bar) oraz maksymalnym do 32 MPa (320 bar) stosowane głównie w przemyśle ciężkim (m.in. prasy hydrauliczne) w układach wymagających dużych sił i odporności na wysokie ciśnienia. Norma ta definiuje średnice tłoków (od 50 mm do 320 mm), średnice tłoczysk (od 32 mm do 220 mm) oraz wymiary montażowe (unifikacja rozstawów śrub, skoków i gwintów). Dzięki temu producenci projektują siłowniki według jednolitego standardu. Zapewnia to zamienność siłowników różnych producentów.
Normy uzupełniające
Normy łożysk przegubowych i osłon tłoczyskowych
Kolejnym istotnym elementem siłownika hydraulicznego są przeguby kulowe oraz osłony osiowe. Ich wymiary i parametry określa z kolei norma ISO 3320. Przeguby kulowe zapewniają bowiem płynność ruchu obrotowego siłownika względem punktów mocowania. Osłony osiowe natomiast chronią elementy ruchome przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz zanieczyszczeniami, takimi jak pył, woda czy drobiny metalu. Ponadto zgodność tych elementów z normą ISO 3320 wydłuża żywotność siłownika. W rezultacie zmniejsza się też częstotliwość napraw, co obniża koszty eksploatacji maszyny.
Normy techniczne bezpieczeństwa w układach hydraulicznych
Bezpieczeństwo pracy stanowi jeden z najważniejszych aspektów regulowanych przez normy hydrauliczne. Norma ISO 10100 obejmuje między innymi projektowanie, instalację oraz użytkowanie układów hydraulicznych. Uwzględnia ponadto wybór materiałów, konstrukcję komponentów, procedury instalacyjne, testowanie oraz konserwację. Dzięki zastosowaniu się do wytycznych tej normy można znacząco zminimalizować ryzyko wypadków. Chroni to również personel obsługujący maszyny wyposażone w siłowniki i zasilacze hydrauliczne. Warto przy tym podkreślić, że przestrzeganie norm bezpieczeństwa jest istotne już na etapie projektowania nowych urządzeń. Dotyczy to jednak również regeneracji oraz modernizacji istniejących układów hydraulicznych.
Normy techniczne tulei prowadzących
Tuleje prowadzące odpowiadają za płynność oraz precyzję ruchu tłoczyska w siłowniku hydraulicznym. Dlatego ich wymiary i parametry techniczne reguluje norma ISO 4397. Norma ta obejmuje między innymi dopuszczalne tolerancje wymiarowe, wymagania materiałowe oraz charakterystyki wytrzymałościowe tulei. W konsekwencji tuleje zgodne z normą ISO 4397 zmniejszają zużycie elementów współpracujących. Zapewniają przy tym również stabilniejszą pracę siłownika, nawet przy dużych obciążeniach bocznych.
Europejskie i amerykańskie normy regulujące układy hydrauliczne
Poza normami ISO obowiązującymi na poziomie międzynarodowym funkcjonują też regionalne standardy europejskie i amerykańskie. W wielu przypadkach uzupełniają one bowiem lub precyzują wymagania ogólne.
EN ISO 4413 – ogólne wymagania bezpieczeństwa
Europejska norma EN ISO 4413 definiuje ogólne wymagania i zasady bezpieczeństwa układów hydraulicznych. Obejmuje przy tym zarówno etap projektowania, jak i instalacji oraz eksploatacji. Stanowi ona zatem jeden z fundamentów oceny zgodności maszyn hydraulicznych wprowadzanych na rynek europejski.
ASME B30.1 – bezpieczeństwo podnośników i siłowników
Amerykańskie Towarzystwo Inżynierów Mechanicznych (ASME) opracowało z kolei normę B30.1, która odnosi się do bezpieczeństwa podnośników hydraulicznych i siłowników. Reguluje ona ponadto projektowanie, montaż, eksploatację oraz konserwację urządzeń podnoszących, co ma szczególne znaczenie w branży budowlanej oraz przemyśle ciężkim.
NFPA 52 – standardy projektowe układów hydraulicznych
Z kolei norma NFPA 52, opracowana przez Amerykańskie Stowarzyszenie Przemysłu Pneumatyki i Hydrauliki, dotyczy przede wszystkim projektowania systemów hydraulicznych. Koncentruje się ona także na ich instalacji oraz utrzymaniu. Choć jej zakres częściowo pokrywa się z wytycznymi europejskimi, w praktyce ułatwia ona harmonizację wymagań technicznych na rynku amerykańskim.
Przeciwpożarowe normy techniczne w układach hydraulicznych
Ze względu na fakt, że oleje hydrauliczne są substancjami łatwopalnymi, istotną rolę odgrywają również normy dotyczące ochrony przeciwpożarowej. W tym zakresie niemiecki instytut normalizacyjny opracował normę DIN 24554. Wymaga ona zatem materiałów odpornych na ogień oraz projektowania układów w sposób minimalizujący ryzyko zapłonu. Wytyczne te stosuje się przede wszystkim w przemyśle oraz w budynkach komercyjnych. Tam bowiem awaria układu hydraulicznego mogłaby stanowić poważne zagrożenie pożarowe.
Korzyści ze stosowania norm bezpieczeństwa w układach hydraulicznych w praktyce
Podsumowując powyższe zagadnienia, warto zwrócić uwagę na konkretne korzyści. Wynikają one mianowicie z projektowania, produkcji oraz serwisowania siłowników zgodnie z obowiązującymi normami:
- zapewnienie spójności wymiarowej i jakościowej komponentów pochodzących od różnych producentów,
- zwiększenie bezpieczeństwa użytkowania maszyn i urządzeń wyposażonych w układy hydrauliczne,
- minimalizacja ryzyka wypadków oraz awarii wynikających z niewłaściwego doboru parametrów technicznych,
- ułatwienie komunikacji technicznej między projektantami, producentami, serwisami i użytkownikami końcowymi,
- wydłużenie żywotności oraz utrzymanie stabilnej wydajności układów hydraulicznych w długim okresie eksploatacji.
Podsumowanie
Kluczowe normy techniczne to między innymi ISO 6020/2, ISO 6022, ISO 3320, ISO 1219-1 oraz ISO 10100. Dołączają do nich ponadto ISO 4397, EN ISO 4413, ASME B30.1, NFPA 52 oraz DIN 24554. Znajomość i przestrzeganie tych norm stanowi bowiem fundament bezpiecznej i efektywnej pracy układów hydraulicznych. Dotyczy to nie tylko produkcji nowych siłowników, ale również ich naprawy, regeneracji oraz modernizacji. Zgodność z obowiązującymi standardami gwarantuje wówczas pełną kompatybilność i bezpieczeństwo eksploatacji. W związku z tym warto powierzać serwis oraz regenerację siłowników hydraulicznych doświadczonym specjalistom. Uwzględniają oni bowiem w swojej pracy aktualne normy branżowe.
Potrzebujesz zatem profesjonalnej regeneracji siłownika hydraulicznego lub naprawy zasilacza hydraulicznego? A może modernizacji układu hydraulicznego zgodnej z obowiązującymi normami technicznymi? Skontaktuj się z zespołem HYDRORA.
