E-materiały do kształcenia zawodowego

Układy hydrauliczne

MEC.03. Montaż i obsługa maszyn i urządzeń - Mechanik- Monter maszyn i urządzeń i  Technik mechanik

bg‑turquoise

Ciecze hydrauliczne

ATLAS INTERAKTYWNY

Zadaniem cieczy hydraulicznej jest przeniesienie energii z napędu hydraulicznego (najczęściej jest to pompa hydrauliczna) do odbiorników takich jak: cylindry i silniki hydrauliczne, które wykonują czynności wymagane przez użytkownika. Ciecz pełni następujące funkcje:

  • odprowadza ciepło,

  • przenosi energię i sygnały sterujące,

  • uszczelnia układ,

  • odprowadza zanieczyszczenia stałe z układu,

  • smaruje ruchome elementy,

  • zmniejsza zużycia części układu hydraulicznego,

  • chroni przed korozją.

Aby układ hydrauliczny działał prawidłowo, ciecz hydrauliczna powinna spełniać następujące warunki:

  • musi mieć odpowiednią lepkość, a tym samym posiadać jak najwyższy wskaźnik lepkości (najmniejsza zależność lepkości od temperatury),

  • nie powinna się pienić,

  • powinna posiadać dobre właściwości przeciwkorozyjne,

  • wysoka temperatura wrzenia i zapłonu (wyższa wtedy temp. pracy układu),

  • niska temperatura krzepnięcia (najniższy punkt temperatury, w którym olej jest jeszcze płynny),

  • powinna być odporna na utlenianie, degradację termiczną i ścinanie (wysoka odporność na starzenie)

  • powinna posiadać bardzo dobre właściwości przeciwzużyciowe.

Ciecz hydrauliczna w zależności od zastosowania musi mieć określone właściwości fizykochemiczne. Najważniejszą z nich jest lepkość będąca pewną miarą sił tarcia wewnątrz cieczy.

Lepkość jest charakteryzowana różnymi współczynnikami, np. lepkości dynamicznej μ N·sm2=Pa·s lub lepkości kinematycznej ϑ m2s. Między nimi istnieje zależność:

μ=ρ·v

Im większa jest wartość współczynnika lepkości dynamicznej μ, tym większe straty związane z przetłaczaniem cieczy.

Jednym ze środków pomiaru lepkości dynamicznej jest wiskozymetr, w którym pomiar polega na zmierzeniu czasu opadania kulki w rurce wypełnionej badaną cieczą. Czas opadania jest proporcjonalny do lepkości dynamicznej danej cieczy.

Pod względem lepkości kinematycznej ciecze hydrauliczne dzieli się na klasy: ISOVG10, ISOVG22, ISOVG32, ISOVG46, ISOVG68, ISOVG100, gdzie liczba oznacza średnią lepkość kinematyczną ϑmm2s przy 40°C.

Lepkość kinematyczna wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia oraz maleje ze wzrostem temperatury, co przedstawiają wykresy na poniższym rysunku.

R130Lt0g5zlDK
Wpływ temperatury i ciśnienia na lepkość kinematyczną
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Pierwszą cieczą hydrauliczną do użytkowania w układach hydraulicznych była woda. Niestety, nie spełniała swojej funkcji należycie. Powodowała korozję, łatwo odparowywała, osadzał się kamień tłokowy, była mało lepka i miała bardzo złe właściwości niskotemperaturowe. W czasach obecnych cieczą hydrauliczną są oleje. Skład chemiczny tych olejów dopracowany jest zgodnie do warunków pracy i elementów konstrukcyjnych układu hydraulicznego. Do cieczy hydraulicznych należą:

  • rafinowane oleje mineralne,

  • oleje syntetyczne,

  • trudnopalne ciecze hydrauliczne: emulsje wodno‑olejowe, wodne roztwory polimerów, emulsje olejowo‑wodne i wodne roztwory glikoli i poliglikoli.

Tabela 2. Oznaczenia i zastosowania olejów mineralnych

Rafinowane nieinhibitowane oleje mineralne

Nie zawierają dodatków, podatne na starzenie

Rafinowane oleje mineralne z poprawionymi właściwościami przeciwkorozyjnymi i przeciwutleniającymi

Przeznaczone do pracy w wysokich temperaturach

Oleje HL z poprawionymi właściwościami przeciwzużyciowymi

Przeznaczone do pracy w wysokich temperaturach

Oleje HL z poprawionymi właściwościami lepkościowo‑temperaturowymi

-

Oleje HM z poprawionymi właściwościami lepkościowo‑temperaturowymi

Budownictwo i zastosowania morskie

Oleje HM z poprawionymi właściwościami zapobiegającymi drganiom ciernym (stick/slip)

Systemy hydrauliczne prowadnic, do maszyn z wspólnym systemem smarowania hydrauliki i łożysk, przy występowaniu niewielkich drgań ciernych

Tabela 3. Oznaczenia i zastosowania olejów syntetycznych

Ciecze syntetyczne, nie specyfikowane jako trudnopalne

Specjalne zastosowania

Trójglicerydy (oleje roślinne)

Tam gdzie są potrzebne ciecze przyjazne dla środowiska. Do układów hydraulicznych przewoźnych. Minimalna zawartość cieczy bazowej nie powinna być mniejsza niż 70%

Poliglikole

Syntetyczne estry

-

PAO (poli‑alfa‑olefiny) i inne produkty węglowodorowe

Tabela 4. Oznaczenia i zastosowania cieczy trudnopalnych

Emulsje oleju w wodzie, zawierające ponad 80% wody

Zastosowania wymagające cieczy niepalnych, w górnictwie, gazownictwie

Roztwór związków chemicznych w wodzie, ponad 80% wody

Emulsje typu woda w oleju (ok. 40% wody)

Roztwór polimeru w wodzie, zawierający ponad 35% wody

Ciecze syntetyczne, nie zawierające wody, estry fosforanowe

Ciecze syntetyczne o innym składzie, nie zawierające wody

Powrót do spisu treściDOw223uiYPowrót do spisu treści