EN
Ang isang hydraulic system ay hindi maaaring gumana nang walang mga pangunahing bahagi tulad ng hydraulic pump, hydraulic valve, hydraulic motor, at hydraulic cylinder. Maaaring itanong ng ilan: Dahil ang tubig ay kumakalat saan-saan at murang-mura, pwede ba nating gamitin nang direkta ang tubig sa halip na hydraulic oil?
Ang sagot ay: teoretikal na maaari itong tumakbo, ngunit ang mga bunga nito ay hindi ideal. Parang gumagamit ng karaniwang bisikleta upang magtulak ng truck—maaari itong ilipat nang ilang beses, ngunit huwag nang asahan ang mahusay na pagganap o mahabang buhay ng serbisyo. Tingnan natin ang mga dahilan mula sa limang aspeto sa ibaba.
1. Hindi sapat na lubrication
Prinsipyo: Ang hydraulic oil ay bumubuo ng isang matatag na film ng langis sa ibabaw ng metal (fluid lubrication/elastic fluid lubrication), kung saan ang direktang pagkakadikit ng mga metal ay napapalitan ng "shear ng langis sa langis", na nagpapababa nang malaki sa pagkasira at pagbuo ng init. Ang tubig ay halos hindi nabubuo ng anumang film, at ang kakayahan nito sa boundary lubrication ay malapit sa zero.
Reference scale: Dynamic viscosity ng tubig sa 20 ° C ≈ 1 MPa · s; Ang dynamic viscosity ng ISO VG 32 hydraulic oil sa 40 ° C ay humigit-kumulang na 25–30 mPa · s (na may kaunting pagbabago batay sa density). Ang tubig ay 20–30 beses na mas manipis kaysa sa karaniwang ginagamit na hydraulic oil.
Mga lugar na madaling magkaroon ng problema:
Pagsisira at pagkakagat sa side plate/tooth surface ng gear pump;
Ang ibabaw ng friction sa pagitan ng dulo ng blade ng vane pump at ng fixed ring ay nasasira at nangungulay;
Dry friction sa mating surface ng plunger cylinder bore at inclined disc sliding shoe surface ng piston pump;
Ang maliit na clearance sa pagitan ng valve core at valve body (sa order ng ilang micrometer) ay maaaring maging "frayed" at stuck pagkatapos mawala ang lubrication.
Halimbawa
Subukang i-run ang isang 25 MPa na mababang daloy na plunger pump gamit ang malinis na tubig; kahit nang walang load, maaaring mangyari ang mabilis na pagtaas ng temperatura at malakas na hindi normal na ingay sa loob lamang ng ilang minuto hanggang oras; Sa pagsusuri, natuklasan na may mga guhit sa ibabaw ng sliding shoe at itim at asul na mga buhok sa dulo ng plunger.
Kung mawala ang oil film sa vane pump, maaaring maranasan ang matulis na panginginig at hindi makakamit ang rated pressure pagkatapos ng ilang oras na operasyon. Pagkatapos ng pagkakahati, may mga malinaw na "guhit" sa mga gilid ng mga blade.
2. Mga isyu sa corrosion
Prinsipyo: Ang tubig ay naglalaman ng dissolved oxygen at mga electrolyte, na madaling magdulot ng electrochemical corrosion; Kasabay nito, hihikayatin nito ang pitting at crevice corrosion. Ang tubig ay maaari ring magdulot ng pag-absorb ng tubig at pagpapalawak ng karaniwang sealing/elastic materials (tulad ng NBR, PU, atbp.), na pabilisin ang proseso ng pagtanda.
Mga lugar na madaling maapektuhan: pitting corrosion sa mating surface ng valve core at valve body → pagkakalagay at pagkakalipad; Ang pinaplating krom na layer sa piston rod ng oil cylinder ay naka-corrode, at ang sealing lip ay naging manipis; Corrosion sa side plate at panloob na pader ng gear pump casing → mga abrasive na partikulo na pumapasok sa sirkulasyon; Ang sealing element (NBR/PU) ay sumisipsip ng tubig, nababawasan ang kahigpit nito, at nagkakaroon ng pagbabago sa sukat, na nagreresulta sa pagtaas ng leakage. Halimbawa: Kung ang outdoor equipment ay hindi agad ina-drain at iniihihiga pagkatapos mabasa ng tubig, maaaring magkaroon ng manipis na rust sa valve core sa loob ng tatlo hanggang limang araw, na ipinapakita bilang pagkaantala sa pag-act at pagtutremble sa simula ng operasyon. Ilan sa mga injection molding machine ay maliang konektado ang cooling water sa hydraulic circuit, na nagdudulot ng rust spots sa cylinder barrel sa loob ng ilang araw, kasunod ng mga scratch sa sealing lip dahil sa pitting corrosion, at isang malaking pagtaas ng oil leakage.
3. Panganib ng cavitation
Prinsipyo: Ang tubig ay may mababang punto ng kumukulo at mataas na presyon ng ugat. Kapag ang lokal na presyon sa inlet ng bomba ay mas mababa kaysa sa presyon ng ugat ng tubig, ito ay magpapakulay nang biglaan at bubuo ng mga ugat; na kusang lulubog sa mataas na presyon na lugar, kung saan nabubuo ang mga mikro na sariwa at mga alon ng pagsabog, na lumilikha ng mga butas (mga lugar ng cavitation) na parang pinapakulay ng buhangin. Panukat na sanggunian: Ang presyon ng ugat ng tubig sa 60 ° °C ay humigit-kumulang 20 kPa, na malaki ang pagkakaiba sa presyon ng ugat ng hydraulic oil; kaya, mas madali ang pag-occur ng cavitation sa ilalim ng parehong kondisyon ng paghinga. Mga lugar na madaling apektado: ang tuktok ng ngipin ng gear pump – ang lugar ng side plate inlet, ang inlet chamber ng blade pump, ang suction window ng distribution plate ng plunger pump; at ang mga lokal na lugar ng mababang presyon sa mga throttling port at matatalim na sulok.
Halimbawa
Ang isang gear pump na may daloy na 30 L/min, kapag pinapatakbo gamit ang tubig sa bilis na 1500 rpm at kasama ang mahabang suction pipe/mahinang filter element, ay magpapalabas ng "tunog na parang buhangin o kumakatok". Pagkalipas ng ilang araw, ang side plate ay magkakaroon ng mga pitting at mga butas na hugis crescent, at ang volumetric efficiency nito ay bababa mula sa 90% patungo sa 60–70%.
Ang maliit na bukas ng valve ay nababawasan ang daloy ng tubig bilang medium. Sa mataas na temperatura, karaniwang makikita ang mga pitting na hugis karayom sa valve core at seat, na nagdudulot ng dagdag na internal leakage at ingay.
4. Prinsipyo ng hindi sapat na viscosity: Ang pagse-seal at kontrol sa leakage ng hydraulic systems ay lubos na umaasa sa viscosity ng medium. Sa madaling salita, ang laminar leakage QleakQ_{\text{leak}} Qleak sa loob ng puwang ay humigit-kumulang proporsyonal sa 1/ μ 1/\mu1/ μ (kapag ang geometry at pressure difference ay nakafixed). Kapag binago ang medium mula sa 30 mPa · s patungo sa 1 mPa · s, ang teoretikal na leakage ay maaaring lumaki ng ilang sampu-sampung beses.
5. Prinsipyo ng sensitibidad sa temperatura: Kapag tumitigas ang tubig sa 0 ° C, ang bolumenito ay lumalawak ng humigit-kumulang 9%, na nagdudulot ng pagsisira sa mga manipis-na-pader na bahagi/mga tubo; Sa mataas na temperatura, ang pagbubuhos ay lumalakas at ang presyon ng singaw ay tumataas, na nagreresulta sa mas madalas na kavitasyon at mga pagbabago sa presyon. Ang hydraulic oil ay mayroong viscosity temperature improver at antioxidant, na may malawak na saklaw ng temperatura ng paggamit.
Epekto sa lugar: mababang temperatura: pagkakabuto → pagsisira sa suction ng pump/panlabas na bahagi ng pump; Malaki ang epekto nito sa sandali ng pagsisimula, na nagdudulot ng "pagkabasag" sa sealing lip; Mataas na temperatura: madalas na kavitasyon at kavitasyon sa inlet ng pump; Pagtaas ng pressure ripple at ingay, na nagdudulot ng mabilis na pagbabago sa mga execution components.
Halimbawa
Ang outdoor equipment sa hilaga ay nasa ilalim ng zero araw-araw, at ang natitirang tubig sa tubo ay nabuto. Kinabukasan, lumitaw ang mga manipis na punit sa katawan ng gear pump kapag isinimula ito;
Sa site ng metallurgical continuous casting sa kapaligiran ng 60-70 ° C, ang circuit ng pagsusulit na gumagamit ng tubig bilang daluyan ay madalas na nakakaranas ng ingay sa dulo ng bomba at pagbaba ng presyon sa mataas na temperatura. Ang sistema ay naging halos matatag lamang pagkatapos bumalik sa water ethylene glycol.
Direktang epekto: malaking pagbaba sa volumetric efficiency (lalo pang napapansin sa mataas na presyon); mabagal na pagtaas ng presyon at pagkaka-load; ang panloob na leakage ng valve core ay tumataas, na nagdudulot ng pagkakaiba sa static pressure ng sistema at pagtaas ng init. Halimbawa: Kapag gumagamit ng tubig bilang daluyan, ang isang gear pump na may rated pressure na 20 MPa ay maa pa ring umiikot nang walang load, ngunit hindi na ito kayang itaas sa ilalim ng load na 8–10 MPa; pagkatapos palitan ang parehong pump ng VG46 oil, nababalik ito sa 18–20 MPa. Ang mga komponente tulad ng servo proportional valves—na lubhang sensitibo sa maliit na clearance—ay nakakaranas ng matinding zero position leakage at drift kapag pinapalitan ng daluyan na may mababang viscosity, kaya mahirap mapapanatili ang katatagan ng position loop.
Batay sa mga pananaw na aking ipinakita, ang mga hidraulikong motor ay nananatiling mas naaangkop sa langis na hidrauliko.
Gayunman, dapat tandaan na mayroong mga hidraulikong likido na batay sa tubig (HFA/HFB/HFC, tulad ng tubig na may ethylene glycol) sa industriya, kasama na ang mga espesyal na disenyo ng bomba/balbula/selyo at sistema ng materyales para sa mga ito (mga bakal na hindi na-rust/mga nikel na plating, seramika, EPDM/PTFE, atbp.). Ngunit ito ay kabilang sa espesyalisadong inhinyeriyang pang-sistema, at hindi sapat na palitan lamang ang umiiral na sistemang may langis gamit ang tubig.