EN
Hydrauliikkajärjestelmässä ei voida tehdä ilman ydinkomponentteja, kuten hydraulipumppuja, hydrauliventtiilejä, hydraulimoottoreita ja hydraulisylintereitä. Joku saattaa kysyä: Koska vettä on kaikkialla ja se on halpaa, voisimmeko käyttää vettä suoraan hydraulikäyttööljyn sijaan?
Vastaus on: teoriassa se voi toimia, mutta seuraukset eivät ole ihanteellisia. Se on kuin käyttäisi tavallista polkupyörää kuorma-auton vetämiseen: se liikkuu muutaman kerran, mutta älä odota suorituskykyä tai pitkää käyttöikää. Tarkastellaan syitä viiden eri näkökulman kautta.
1. Riittämätön voitelu
Periaate: Hydrauliikkaöljy muodostaa vakaan öljykalvon metallipinnalle (nestevoitelu/kimmoisen nestevoitelun), jolloin metallien välisen suoran kosketuksen sijasta tapahtuu "öljy-öljy"-leikkaus, mikä vähentää huomattavasti kulumista ja lämmön muodostumista. Vesi ei muodosta juurikaan kalvoa, eikä sen rajavoitelukyky ole lähes olematon.
Viiteasteikko: Veden dynaaminen viskositeetti 20 °C:ssa ° C ≈ 1 MPa · iSO VG 32 -hydrauliikkaöljyn dynaaminen viskositeetti 40 °C:ssa ° On noin 25–30 mPa·s · (hieman vaihtelee tiukkuuden mukaan). Vesi on 20–30 kertaa ohuempi kuin yleisesti käytetyt hydrauliikkaöljyt.
Ongelma-alueet:
Hammaspumpun sivulevyn/hammaspinnan kuluminen, puristuminen ja tarttuminen;
Siipipumpun siivenkärjen ja kiinteän renkaan välinen kitkapinta on naarmuuntunut ja sinertävä;
Pistepumpun työntöpään sylinterin sisäpinta ja vinokiekon liukukengän pinta ovat kuivaa kitkaa;
Venttiilin ytimen ja venttiilikunnan välinen pieni välys (muutaman mikrometrin luokkaa) saattaa tulla "haurastuneeksi" ja tarttua paikoilleen voitelun menetettyä.
Esimerkki
Kokeile 25 MPa:n alavirtainen pistepumppu puhtaalla vedellä: jopa ilman kuormitusta nopea lämpötilan nousu ja kovaa epänormaalia melua voi esiintyä kymmeniin minuutteihin tai tunteihin; tarkastuksessa havaittiin liukusukkupinnan olevan naarmuuntunut ja pistepään pinnan mustaneen ja sinistyneen.
Jos siipipumppu menettää öljykalvon, se alkaa soida terävästi ja paine ei saavuta nimellisarvoa muutaman tunnin käytön jälkeen. Purkamisen jälkeen siiven reunoilla on selvästi näkyviä "uria".
2. Korroosiongelmakohdat
Periaate: Vesi sisältää liuenneutta happea ja elektrolyyttejä, mikä edistää sähkökemiallista korroosiota; samalla se edistää myös pistekorroosiota ja rakokorroosiota. Vesi voi myös saada yleisesti käytetyt tiivistys- ja elastiset materiaalit (esim. NBR, PU jne.) imeytämään vettä ja laajenemaan, mikä kiihdyttää vanhenemista.
Ongelma-alueet: pistekorroosio venttiilin ytimen ja rungon kosketuspinnalla → tukkoisuus ja kiertäminen; Öljysylinterin männän varren kromipinnoite on syöpynyt, ja tiivisteen leuka on terävöitynyt; Syöpymistä vaihteenpumpun kansi- ja sisäseinämillä → kulumispartikkelien pääsy kiertoon; Tiivistysosa (NBR/PU) imee vettä, jolloin sen kovuus pienenee ja mitat muuttuvat, mikä johtaa vuodon lisääntymiseen. Esimerkki: Jos ulkona käytettävää laitteistoa ei tyhjennetä ja kuivata ajoissa veden alla olon jälkeen, venttiilin ydin saattaa ruostua pintallisesti kolmessa–viidessä päivässä, mikä ilmenee viivästynyttynä toimintana ja käynnistysvärinänä. Joissakin suurpaineruiskukoneissa jäähdytysvesi on virheellisesti kytketty hydraulipiiriin, mikä aiheuttaa ruostepisteitä sylinterin rungossa muutamassa päivässä, minkä jälkeen pienten ruosteiden aiheuttama pinnan epätasaisuus raastaa tiivisteen leukaa ja vuodon määrä kasvaa voimakkaasti.
3. Kavitaation vaara
Periaate: Vedellä on alhainen kiehumispiste ja korkea höyrynpaine. Kun paikallinen paine pumpun tuloaukossa laskee alle veden höyrynpaineen, vesi haihtuu kuplaksi; kuplat romahtavat välittömästi korkeapaineisessa vyöhykkeessä, mikä synnyttää mikrosuihkut ja iskuaallot, joista muodostuu kuin hiekka-iskulla syntyviä kulumiskohtia (kavitaatiokohdat). Viiteasteikko: Veden höyrynpaine 60 ° Asteikossa Celsius-asteikolla on noin 20 kPa, mikä on huomattavasti korkeampi kuin hydraulikkauden höyrynpaine; siksi kavitaatio tapahtuu todennäköisemmin samoissa imuolosuhteissa. Ongelmakohtaiset alueet: hammaspyöräpumpun hammashuippu – sivulevyn tuloalue, lehtipyöräpumpun tuloaukkokammio, liukupyöräpumpun jakolevyn imuikkuna; paikallisesti alhapaineiset alueet kuristusaukoissa ja terävissä kulmissa.
Esimerkki
30 l/min:n vaihdelaatikko, joka toimii vedellä 1500 rpm:n pyörimisnopeudella ja pitkällä imuputkella/hiukkastasolla suodatin-elementillä, tuottaa "hiekka-paperi-äänen/huminaa". Muutaman päivän kuluttua sivulevyssä ilmenee kulumakohdista ja puolikuun muotoisia kulumakuoppia, ja tilavuus hyötysuhde laskee 90 %:sta 60–70 %:iin.
Venttiilin pieni aukeama vähentää veden virtausta. Korkeassa lämpötilassa neulanmuotoisia kulumakuoppia esiintyy yleisesti venttiilin ytimessä ja istukassa, mikä johtaa sisäisen vuodon ja melun lisääntymiseen.
4. Periaate: liian alhainen viskositeetti: Hydraulijärjestelmien tiivistys ja vuodon hallinta perustuvat voimakkaasti väliaineen viskositeettiin. Yksinkertaisesti sanottuna laminaarinen vuoto Qleak on likimain verrannollinen 1/μ:hen μ 1/μ μ (kun geometria ja paine-ero ovat vakioita). Kun väliaine vaihdetaan 30 mPa·s:stä · 1 mPa·s:iin · , teoreettinen vuoto voi kasvaa useita kymmeniä kertoja.
5. Lämpötila-herkkyyden periaate: Kun vesi jäätyy 0 °C:ssa ° C, sen tilavuus laajenee noin 9 %, mikä aiheuttaa ohutseinäisten osien/putkistojen halkeilua; Korkeissa lämpötiloissa haihtuminen kiihtyy ja höyrynpaine kasvaa, mikä johtaa useammin esiintyvään kavitaatioon ja paineen vaihteluihin. Hydrauliikkaöljy sisältää viskositeetin lämpötilariippuvuutta parantavaa lisäainetta ja antioksidanttia, ja sillä on laaja käyttölämpötila-alue.
Kohteella vaikutus: alhainen lämpötila: jäätyminen → pumpun imuosan/koteloan halkeaminen; Vaikutus on merkittävä heti käynnistyksen yhteydessä, mikä aiheuttaa tiivistimen suun "rikkoontumisen"; Korkea lämpötila: usein esiintyvä kavitaatio ja pumpun imuaukon kavitaatio; Paineen aaltominen vaihtelu ja melun nousu aiheuttavat toimilaitteiden nopeita vaihteluita.
Esimerkki
Pohjoisessa sijaitsevan ulkotilalaitteiston lämpötila oli yöllä alle nollan, ja putkistossa ollut jäänyt vesi jäätyi. Seuraavana päivänä gear-pumpun koteloossa ilmestyi hienoja halkeamia käynnistettäessä;
Metallurgian jatkuvassa valussa 60–70 °C:n ympäristössä ° C: Testipiiri, jossa käytetään vettä väliaineena, kokee usein pumppupään melua ja painehäviötä korkeissa lämpötiloissa. Vasta kun siirryttiin takaisin vesi-etyleeniglykoli-seokseen, järjestelmä vakautui vasta hieman.
Suora seuraus: merkittävä tilavuustehon lasku (erityisesti korkeammilla paineilla); hitaan paineen nousun ja kuorman hitaan kasvun aiheuttama 'kuorman raahaus'; Venttiiliytimen sisäinen vuoto lisääntyy, mikä aiheuttaa eroa järjestelmän staattisen paineen välillä ja lisää lämmönmuodostusta. Esimerkki: Kun väliaineena käytetään vettä, hammaspyöräpumppu, jonka nimellispaine on 20 MPa, pyörii edelleen tyhjäkäynnillä, mutta sitä ei voida nostaa 8–10 MPa:n kuormalla; Kun sama pumppu vaihdetaan VG46-moottoriöljyyn, sen paine voidaan palauttaa tasolle 18–20 MPa. Servoproporsionaaliventtiilit, jotka ovat erityisen herkkiä pienille väleille, kokevat vakavia nollakohdan vuotoja ja poikkeamia, kun niitä käytetään alhaisen viskositeetin väliaineessa, mikä tekee sijaintisilmukan vakauttamisesta vaikeaa.
Esittämiäni näkökulmia perustuen hydraulimoottorit ovat edelleen yhteensopivammat hydrauliöljyn kanssa.
Kuitenkin on huomattava, että teollisuudessa on käytössä veteen perustuvia hydrauli-nesteitä (HFA/HFB/HFC, kuten vesi-etyleeniglykoli) sekä niille erityisesti suunniteltuja pumppu-/venttiili-/tiivistys- ja materiaalijärjestelmiä (ruostumaton teräs/nikkelipinnoite, keramiikka, EPDM/PTFE jne.). Tämä kuuluu kuitenkin erikoistettuun järjestelmäinsinöörintyöhön, eikä riitä pelkästään korvata olemassa olevaa öljyjärjestelmää vedellä.