Изисквания към хидравличните течности

1.Смазващи и антикорозионни характеристики

Работната течност трябва да може постоянно да образува маслен клин на всички подвижни части.Масления клин може да бъде прекъснат от: Високо налягане; Липса на масло; Нисък вискозитет и Бавни или прекомерно високи скорости на движение на елементите. Като резултат се появяват задиране и нарушаване на стандартните хлабини, които примерно за хидравлични разпределители са от порядъка на 8 – 10 микрометра. Заедно с износването от задиране е възможно и износване от корозия и умора на материала:

• a.Абразивно износване се получава в следствие на замърсени или некачествено филтрирани масла (твърди частици от метал, шлака, пясък и подобни, които проникват между елементите които се допират). При високи скорости на потока, износване може да се получи и от абразивни частици, носени от потока.
• b.Процеса на умора на материала се предизвиква от кавитационни процеси. Бързо износване може да се получи и от наличие на вода в работната течност.
• c.По време на продължителен престой и използването на неподходящи работни течности, може да се появи корозия. Наличието на вода в системата води до поява на корозия по повърхността на елементите, която от своя страна до значително по-бързото им износване.

2.Вискозитет

Вискозитета е най вжната характеристика при избор на хидравлична течност. Вискозитета позволява да се определи течливостта на маслата при определена температура и какво ще бъде триенето между различните слоеве на течността. Вискозитета в системата SI се измерва с мм²/с и се изменя с промяната на температурата. Зависимостта на вискозитета от температурата на диаграма с двоен логаритмичен мащаб по оста на вискозитета, изглежда като права линия. При определяне на областите на приложение на хидравличните системи е важно да се вземат в предвид изискванията по документация, на отделните елементи относно границите на вискозитета, при който могат да работят без проблемно.

3.Вискозен индекс

При колебания на температурата на течността, даже и в големи граници, тя не трябва да става твърде течлива или твърде гъста, тъй като ще се изменят условията на дроселиране и следователно - скоростите на движение на хидродвигателите. Вискозния индекс се определя съгласно ISO 2909. Течността с най-добър вискозен клас се определя от линията с най-малък ъгъл от диаграмата на изменение на вискозитета от температурата. Работни течности с по висок вискозан индекс се използват преди всичко в условия на големи температурни разлики, например при мобилни машини, автомобили и самолети.

4.Зависимост на вискозитета от налягането

Вискозитета на работните течности се изменя при повишаване на налягането в системата. При налягане по високо от 200 бара, това обстоятелство трябва да бъде взето в предвид при процеса на проектиране. При налягане от 400 бара, вискозитета почти се удвоява.

5.Съвместимост с различните материали

Работните течности трябва да имат добра съвместимост с различните материали, използвани в хидравличните системи, например лагери, уплътнения, оцветяване и др. Това се отнася най-вече когато работната течност, по една или друга причина, може да попадне извън хидросистемата и да въздейства на електроразводката, механични части и подобни.

6.Стабилност на потока

В процеса на дроселиране в хидроелементите, работната течност се натоварва механически и потока се „откъсва”. Този процес ограничава срока на използване на работните течности. Ако в работната течност са прибавени подобрители, то тяхната чуствителност към откъсване на потока се увеличава. Това „откъсване” води до временно намаляване на вискозитета, което в последтвие се възстановява. Но това може да доведе до необратимо унищожаване на някои присадки, което от своя стана до постоянно намаляване на вискозитета.

7.Температурна стабилност

В процеса на експлоатация на хидравличната система, работната течност може да се загрее ( по възможност не повече от 80 ºС ). При спиране на работа, на системата, течността отново се охлажда. Тази цикличност на процесите, оказва влияние на срока на експлоатация на течностите. В тази връзка много системи се комплектоват с топлообменници – устройства за подгряване и охлаждане, коитo да поддържат експлоатационната температура на постоянно ниво. Така се достига стабилност на вискозитета и се увеличаваслужбата на хидравличната течност. Отрицателен аспект на това се явяват повисоките разходи за топлообменника ( цена на устройството, електроенергия за загряване,вода или въздух за охлаждане).

8.Антиокислителна стабилност

Върху процеса на стареене на минералните масла оказва влияние взаимодействието им с кислорода (окисляването), загряването, светлината и процеси на катализа. Повишеното поглъщане на кислород, освен това, активизира корозионните процеси на елементите от хидросистемата. Минералните масла с високо ниво на съпротивление на стареенето съдържат противоокислителни инхибитори, които не позволяват по бързото поглъщане на кислород. Мед, олово, бронз, калай и желязо имат сравнително висок каталитичен ефект и влияят на срока на експлоатация на течностите.

9.Малка свиваемост

Намиращият се в работната течност разтворен газ определя нейната степен на свиваемост. Това оказва влияние върху точноста на позициониране , намалява бързодействието в системи с и без обратна връзка. Ако налягането в големи обеми се разтоварва с по висока скорост, възникват удари в системата. Свиваемостта на работната течност се определя от коефициент, който зависи от типа на течността, увеличава се от повишаване на температурата и намалява с повишаване на налягането. Свиваемостта на течностите е в рамките на нормалното,ако е от 0.7 до 0.8 % за всеки 100 бара. За сравнение свиваемостта на водата е 0.45 % за 100 бара.Свиваемостта нараства значително, ако в течността има разтворени газови мехурчета. От грешки при оразмеряването на хидравличния резервоар, неговата конструкция или начина на свързване на тръбопроводите може да се влоши деаерацията и да се увеличи по този начин коефициента на свиваемост. Като последствие се появява шум, тласъци при движение, силно загряване ( вкл. ефекта на Дизел – самовъзпламеняване на въздушно-газова смес). Ако минералното масло съдържа множество малки въздушни мехурчета, при бързо свиване се получава силно загряване, което води до самовъзпламеняване. По този начин се повишават локално налягане и температура и водят до увреждане на уплътненията. При това се намалява и живота на течността.

10.Незначително температурно разширение

Когато течността се загрява при атмосферно налягане, нейният обем се увеличава. Ако имаме големи обеми за запълване в хидросистемата, трябва да съобразяваме обема на резервоара и с температурното разширение на течността.

11.Намалено пенообразуване

Газовите мехурчета изплуват на повърхността и образуват пяна. Процеса на пенообразуване може да се намали при правилно монтиране на сливни тръбопроводи и ако се поставят прегради в резервоара. Минералните масла съдържат добавки за намаляване на пенообразуването. Склонността към пенообразуване нараства със стареенето на маслото, замърсяването и наличието на воден конденз.Ако помпата засмуква разпенено масло, това води до нейното бързо износване и повреда.

12.Намалена разтворимост на въздух и подобреното му отделяне

Работната течност трябва да поглъща колкото се може по малко въздух,а отдруга страна бързо и добре да го отделя. На тези условия оказват добро влияние съответни химически подобрители. Степента на отделяне на въздух се определя съгласно DIN 51381. За това е необходимо да се измери времето необходимо за отделяне на въздушните мехурчета до количество равно на 0.2 % от обема на течността. Отделянето на на въздух се влошава с нарастването на температурата на течността.

13.Висока точка на кипене и ниско налягане на парите

Колкото е по висока точката на кипене на работната течност, толкова повисока може да бъде работната температура на инсталацията.

14.Висока плътност

Под плътност на работната течност се разбира отношението на нейната маса към обема,който заема. Плътността трябва да е колкото се може повисока, за да се предава по голяма мощност с еднакъв обем течност. При хидростатичните системи, това е помалко съществено от хидродинамичните. Плътността на минералните масла се намира в граници от 0.86 до 0.9 г/см³.Плътността се използва за преобразуване на кинематичен вискозитет към динамичен и обратно.На практика еталонна температура за плътноста се явява 15ºС.

15.Добра топлопроводност

Отделяната от помпите, хидромоторите, хидроцилиндри,хидросистеми и тръбопроводи топлина трябва да бъде пренесено от работната течност в резервоара. Последният чрез своите стени частично отдава приетата топлина в атмосферата. Ако излъчващата повърхност на резерво-ара е недостатъчна, трябва да се предвиди допълнителен топлообменник, за да не прегрее системата.

16.Добри диелектрически свойства

Работната течност, по възможност, трябва да има лоша електропровдност, тъй като много електромагнити са потопени в нея с цел подобро охлаждане и намаляване на триенето и при оголване на електрически кабел, може да се стигне до инцидент.

17.Нехидроскопичност

При хидросистеми, работещи с минерални масла, е необходимо да се вземат мерки, които да изключват попадането на вода в маслото, тъй като се стига до аварии, а понякога и дори до унищожаване на системата. Вода може да проникне от уплътненията на хидроцилиндри и приводни валове, от нехерметични водни охладители и под формата на конденз, образуван по стените на резервоара при повишена влажност на въздуха. Вода ( конденз ) може да попадне и при запълване с ново хидравлично масло. Ако съдържанието на вода е повече от 0.2% от общия обем, е необходима смяна на маслото. Отделянето на вода от маслото може да се извърши и от специални сепариращи системи или центрофуги и по време на работа на системата. В хидросистеми работещи на открито, при висока влажност и дъжд, след въздушният филтър може да се монтира изсушаващо устройство. При положение че водата е по-тежка от минералното масло, тя се отделя на дъното на резервоара и може да бъде отстранена след утаяване. Когато резервоара има изцяло индикатор, водата може да се види ясно. Ако внимателно се отвори дренажния кран,то водата може да изтече преди маслото. Често в големи резервоари се поставят датчици за вода, които подават предупредителен сигнал. Практически е невъзможно да се определи точното количество на вода в маслото.

18.Негоримост

Често хидросистемите работят в нагрети или горещи зони на предприятия, в условия на производство с открит огън или много висока темперутура. За да се намали риска от взрив, се използват течности с висока точка на запалване,трудногорими или изобщо негорими.

19.Нетоксичност на течностите, парите и продуктите за вторична преработка

За да се педотврати увреждане на здравето или околната среда, е необходимо да се вземат в предвид указанията и препоръките на производителя на работната течност.

20.Добри антикорозионни свойства

Производителите на хидравлични изделия изпитват своите изделия с масла осигуряващи антикорозионна защита. Способността на минералните масла за антикорозионни свойства се осъществяват с химически добавки, които образуват на металните повърхности воодоотблъскващ слой и във времето неутрализират продуктите от корозия както и тези които я предизвикват. След изпитание на хидравличните елементи маслото се връща отново в резервоара. Масления филм, който остава на металната повърхност, предпазва от корозия до включването на елементите в експлоатация. При продължително съхранение е необходимо елементите да се консервират.

21.Неотделяне на лепилни съставки

При про-дължителен престой , по време на експлоатация, при загряване охлаждане и при поцесите на стареене не трябва да се отделят вещества, които предизвикват „прилепване” на подвижните части на хидравличните елементи. Фактор силно влияещ на „прилепването” е наличието на силно замърсяване с твърди частици с малък размер (4μм) и вода.

22.Добра филтруемост

По време на експлоатация, работната течност се филтрира непрекъснато от напорни, сливни и други филтри, с цел отделяне на твърдите частици. Размерите и степента на филтрация се подбират в зависимост от типа и вискозитета на работната течност. С увеличаване на вискозитета на работната течност се увеличава пада на налягане във филтрационния елемент, което от своя страна налага увеличаване на размера на филтъра. При използването на агресивни течности е необходимо да се съобрази с това и типа на филтъра. Добавките които са в работната течност, не трябва да се задържат от филтъра. Ако в системите се използва висока филтрация ( 5μм и по малко), работната течност трябва да бъде проверене за допустимост на такава филтрация.

23.Съвместимост и взаимозаменяемост с други хидравлични течности

От промяната на някои условия за използване на даден тип хидравлична течност, може да се наложи смяна на типа и. В такъв случай е необходима консултация с производителя на хидравличната течност и производителя на хидравличната система (на хидравличните елементи), за възможността на такава промяна. Освен това цялата хидравлична система трябва да се почисти от остатъците на старата хидравлична течност. Неправилната замяна може да доведе до пълно унищожаване на хидравличната система.

24.Образуване на утайки

Работната течност и нейните подобрители не трябва да се разлагат с течение на времето на експлоатация и да образуват утайки.

25.Изисквания към обслужването

Повече внимание при обслужване е необходимо за системи кото са били в престой по-продължително време, например течността трябва да се размеси старателно преди експлоатация. Работни течности, чиито подобрители относително бързо губят своите свойства, трябва по често да се подлагат на химически анализ.Проверката на работната течност трябва да се извършва и при най-малко съмнение относно нейните качества. В съмнителни случаи доставчиците на течността или на филтрите могат да направят анализ на пробите и да препоръчат нейната замяна.

26.Екологически изисквания

Най-добрия начин за защита на околната среда при експлоатация на хидравличните системи се явява качеството на конструирането, правилните монтаж, експлоатация и техническо обслужване. Използването на екологически чисти течности е най-висша цел в хидравликата.Екологически чистите течности трябва да отговарят на следните изисквания:

• - Добра биологическа способност за разлагане
• - Бързо и лесно рециклиране
• - Нетоксичност към водната фауна ( в частност към риби- те)
• - Нетоксичност към бактериите
• - Да не замърсява водата
• - Да не замърсява хранителните продукти
• - Да не замърсява фуражите и храните за животни
• - Да не дразни кожата и лигавицата при контакт, от изпа- рения и т.н.

Отсъствие на миризми или ако е невъзможно то поне да са приятни До сега не са известни същесвуващи нормативни документи, или подзаконови актове, които да определят изисквания за екологически чисти хидравлични течности.

27.Цени и достъпност

Като цяло трябва да употребяваме работни течности, които не са много скъпи и са общодостъпни. Това е особено важно при непромишлени хидравлични системи. Трудно е да се даде точна оценка на подобни течности. Точният им избор от икономическа гледна точка, може да бъде осъществен едва след подробен анализ на експлоатационните разходи и възникващи загуби. Важно е да се знаят физическите и химически свойства на различните хидравлични течности, за да може да бъдат избегнати грешки при последваща експлоатация и ремонт.

• < Prev
• Next >