Рабочая гидравлическая жидкость: классификации и требования

В гидрофицированных машинах и механизмах (передачах, приводах, двигателях) в качестве носителя энергии и транслятора гидростатического давления выступают специальные жидкости. Они служат, в том числе, для смазки подверженных трению деталей, защиты составляющих гидроприводов от коррозии и осуществления теплообмена между элементами гидросистем, машинами и внешней средой.

Состав РГЖ

В зависимости от сферы применения рабочих гидравлических жидкостей (РГЖ), их изготавливают на базе:

  • парафинов, нафтенов и иных минеральных масел — в данную группу входят составы с широкой областью применения;
  • масел синтетического происхождения (эфиры, полигликоли, гидрокрекинговые виды) — основа для огнеустойчивых, биоразлагаемых и других гидрожидкостей;
  • натурального растительного и белого масел — сырье, из которого производят РГЖ для пищевой промышленности (также в ней применяют полигликоли) и экологически нейтральные составы.
Рис. 2 РГЖ для морского, речного и ж/д-транспорта

РГЖ должны быть устойчивы к окислению, не вспениваться, оставаться инертными по отношению к элементам гидроузлов, их температура вспышки должна быть высокой, а температура застывания — как можно более низкой. Одним лишь базовым сырьем всех нужных характеристик добиться невозможно. Поэтому нефтехимическая промышленность, производящая РГЖ, максимально расширяет линейку продукции, добавляя в жидкости специальные химические присадки.

Рис. 3 Пожаробезопасная РГЖ

Агенты придают гидрожидкостям добавочные свойства — характеристики зависят от сферы использования и назначения составов. Они дополняют или противодействуют друг другу, улучшая антикоррозионные, противозадирные, вязкостные, моющие и прочие особенности. Ключевые присадки — это:

  • поверхностно-активные — против износа, коррозии, трения, дезактиваторы металлов;
  • антиоксиданты и антивспенивающие агенты — масла вспениваются, в частности, при попадании в них воды, о ее присутствии свидетельствуют щелчки при нагревании РГЖ в пробирке;
  • составы, улучшающие индекс вязкости, температуру застывания и прочие характеристики.

Присадок большое множество и гидрожидкостей, соответственно, тоже — это крупнейшая группа промышленных смазочных материалов, составляющая около 15% всех потребляемых трибологических составов. Зимой, в условиях Севера, используют специальные арктические масла — при сверхнизких отрицательных температурах их предварительно прогревают в специальных системах (непосредсвенно в гидробаке этого делать нельзя, появятся задиры и гидроцилиндры выйдут из строя). О несоответствии РГЖ климатическим условиям свидетельствует побеление, выделение парафина, который забивает фильтры. Степень загрязненности масел определяют микроскопом и фильтровальной бумагой «Синяя лента».

Рис. 4 РГЖ для металлообработки

Как классифицируют РГЖ

В основу классификации положена сфера применения рабочих гидрожидкостей — гидростатическая или гидродинамическая. В первом случае гидросистеме необходимо высокое давление, а скорость течения РГЖ по ней мала. Статическое давление обеспечивают гидравлические масла. Если система гидродинамическая, то ей требуются жидкости, передающие кинетическую энергию. Их характеризует пониженное давление и высокая скорость течения. Каждая из групп разбивается на составляющие по стандартам ISO, CETOP и нормам на национальных уровнях (одна из наиболее известных — DIN):

  • DIN51524, DIN51824 — гидравлические масла;
  • DIN51502, ISO/CD12922, CETOP RP91H, VDMA24317 — огнеустойчивые гидрожидкости;
  • ISO15380/VDMA24658, ISO6743/4 — гидрожидкости с быстрым биоразложением, экологически приемлемые;
  • NSF H1/H2, FDA — гидравлическое масло для пищевого производства;
  • UTTO, STOU — универсальные составы, которые используют в мобильном спецоборудовании и технике (тракторной, экскаваторной и так далее).
Рис. 5 РГЖ по DIN51524

Кроме критерия стандартизации, при классификации РГЖ используют характеристики:

  • первичные (функциональные) — передача энергии, силы, крутящих моментов, минимизация трения, степень антикоррозионной защищенности элементов и продления их службы, рассеивание тепла, температурный диапазон использования;
  • вторичные (физико-химические) — термическая стабильность, инертность к металлу, совместимость с эластомерами, вспенивание, уровень фильтруемости, водоотделения, устойчивости к сдвигу, аэрация;
  • третичные — токсическая и экологическая безвредность, уровень огнеустойчивости, испаряемость (если давление насыщенных паров понижено).

Также рабочие гидравлические жидкости можно классифицировать по области гидравлики — стационарной, мобильной или авиационной.

Рис. 6 Огнеустойчивая жидкость для авиации

Классификация минеральных масел

Ключевая группа РГЖ (их доля в общем производстве превышает 80%) — гидравлические масла, соответствующие DIN51524/51824. Это минеральные составы HL, HLP, HVLP и HLPD. Первые (HL) — универсальные масла, диапазон использования которых широк. Они применяются в узлах под повышенной нагрузкой: на прокатных станах металлообрабатывающей промышленности, в сталеплавильном производстве. Там нужны их свойства — оптимизированная водоотделяющая способность, быстрое выделение воздуха, совместимость с белым металлом.

Рис. 7 РГЖ HL-46

В масла HLP, широко применяемые по всему миру, дополнительно добавляют агенты, которые снижают износ, коррозию, оптимизируют деэмульгирующие, противозадирные свойства, стабильность к окислению. Составы используют в высоконагруженном оборудовании — гидравлических прессах, технике для литья под давлением, на сталелитейных линиях.

Рис. 8 Минеральная индустриальная РГЖ HLP

Разновидности HVLP отличаются повышенным индексом вязкости, что ускоряет достижение нужной (рабочей) температуры. Поэтому они используются в мобильной гидрофицированной технике, на функционирование которой внешние условия оказывают значительное влияние. Составы HLPD содержат присадки, «превращающие» загрязнители в тонкую дисперсию, препятствуя оседанию, минимизируя их отложение на гидроузлах и снижая износ.

Рис. 9 Минеральное масло для ГУР

Требования к РГЖ

В независимости от классификационной группы и назначения, качественные рабочие гидрожидкости должны соответствовать следующим требованиям:

      • вязкость в определенном диапазоне значений (ее определяют вискозиметром)— как можно меньшая, чтобы РГЖ не зависела от внешних температур, лучше смазывала и ее потери не были высокими;
      • хорошая смазываемость и стойкость к химико-механическому разрушению;
      • высокий объемный модуль упругости и теплопроводность, удельная теплоемкость;
      • невысокий коэффициент теплорасширения;
      • химическая инертность к материалу, из которого изготовлены гидроузлы.
Рис. 10 Термостойкая РГЖ для экскаваторов

Для спецтехники максимальная рабочая температура гидравлической жидкости — до +60°С. При +65°С и выше вязкость резко понижается, при +80°С и выше — начинается осаждение углерода. Далее, интенсивность старения масла удваивается на каждые 10°С повышения средней температуры. Температура от +160°С разрушает масла, происходит их химическое разложение.

Диапазон рабочих температур должен быть минимально возможным, чтобы вязкость не колебалась значительно. Каждые 10°С перегрева вдвое понижают ресурс РВД и работы масла. Рабочей температурой в гидросистемах замкнутого типа считают данный параметр в контуре, а открытого — в резервуарах. Если максимальный порог по каким-либо причинам превышается, необходимо промывать гидронасосы и двигатели.

Рис. 11 РГЖ с антикоррозионными присадками

Среди специфичных требований, предъявляемых к РГЖ — стойкость к сдвигу, необходимый срок использования, экономическая доступность, экологические факторы и так далее. Из-за разнородности свойств нельзя смешивать между собой РГЖ разных марок. Состав может вспенится, а гидропривод — выйти из строя. Придется заменять масло — прогонять через систему. сливать, заливать новое через заправочную станцию, осматривая гидробак эндоскопом и заменяя фильтры. Поэтому для конкретного гидрооборудования необходимо подбирать гидравлическую жидкость, рекомендованную его изготовителем.

Рис. 12 Масло для прессов, литьевых машин и металлорежущих станков

Ссылки по теме:

 


 

УСЛУГИ и ЦЕНЫ

* Цены указаны с НДС. ** Версия для печати…

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.