Совершенствование гидравлических систем ведет к улучшению качества гидравлических жидкостей – чаще всего в их роли выступают гидравлические масла. Разберемся чуть подробнее с принципами работы гидравлики.
Гидравлическая система нужна для усиления энергии – небольшое усилие превращается в гораздо большее с помощью гидравлической жидкости.
Так осуществляется перемещение или управление. Чтобы понять, как работает гидравлическая система – достаточно взять домкрат от автомобиля. Смотрим: поршень малого насоса оказывает давление на жидкость. Гидравлическая жидкость проецирует давление на цилиндр, где нагрузка идет на большой поршень. Чем больше сила, действующая на маленький поршень – тем становится выше давление. Оно все увеличивается, пока не оказывается достаточным для компенсации нагрузки. Почему работает эта гидравлическая система? Потому что жидкость почти несжимаема.
Поступая в систему, жидкость передает давление одинаково на все направления – действует равномерно на все равновеликие площади. Отсюда вывод: прикладывая сравнительно небольшое усилие на малой площади можно выдержать большую нагрузку на большой площади. Усилие, приложенное к меньшему поршню, увеличивается большим поршнем пропорционально их размерам. Тогда усилие равное 10 Н, приложенное к поршню площадью 1 см2, образует давление – 10 бар. Это давление, действующее на площадь 100 см2, позволяет выдерживать нагрузку в 1 тонну.
Гидравлические системы применяются во многих отраслях промышленности:
- Индустриальное производство (литьевые машины, прессы, тяжелые манипуляторы, станки, роботы, формовочные машины для пластмассы)
- Горно- и нефтедобывающая промышленность, мосты и шлюзовые ворота, спасательное оборудование
- Оборудование технологического контроля, пилотажные тренажеры, испытательные стенды, ветровые турбины
- Спецтехника (экскаваторы, краны, строительная техника, автодорожный транспорт, с/х машины, самолеты, корабли)
Основные функции гидравлической жидкости и требования к ней
Гидравлическая жидкость должна выполнять несколько функций.
- Передача энергии – главная задача гидравлической жидкости. Для того, чтобы гидравлическая энергия передавалась успешно – нужна жидкость, которая не сжимается и свободно течет по гидравлическому контуру. При этом нужно помнить, что Необходимо помнить, что нагрузка на гидравлические масла регулярно повышается – за последние 40 лет уровень нагрузки увеличился в 15 раз!
- Высокоточное оборудование, применяемое в гидравлических системах, должно быть качественным. Все движущиеся детали должны быть правильно смазаны для минимизации трения и изнашивания
- Гидравлическая система должна быть защищена от коррозии
- Гидравлическая жидкость должна рассеивать тепло, выделяющееся в гидравлической системе
- Гидравлическая жидкость должна обладать устойчивостью к тепловому воздействию и окислению, а также «иммунитетом» к образованию отложений и шламов
- Гидравлическая жидкость должна быстро отделять воду и поддаваться фильтровке для удаления твердых примесей, должна обладать гидролитической стабильностью
Частые проблемы гидросистем
Около 70 % отказов гидравлических систем случаются из-за состояния масла. Причем 40 % этих отказов имеет непосредственное отношение к эксплуатационным качествам масла, 60 % связаны с чистотой масла. (Износ – металлы, разложение масла – общее кислотное число, вязкость, ИК-спектр, пенообразование и ржавление, загрязнение – воздух, вода, грязь, шламы, другие жидкости и т.д.)
Можно выделить 5 важнейших проблем гидравлических систем и рабочих жидкостей:
- Устойчивость гидравлического масла к окислению – обеспечивает более длительный эксплуатационный ресурс рабочей жидкости и и узлов/компонентов системы
- Высокая температура – термическая стабильность – обеспечивает повышенную чистоту и более длительный эксплуатационный ресурс рабочей жидкости и оборудования при высоких рабочих температурах
- Обводнение – гидролитическая стабильность – обеспечивает сохранение эксплуатационных характеристик при наличии в системе воды, защиту деталей системы от химического воздействия и коррозии
- Защита от изнашивания – обеспечивает защиту деталей системы, увеличивая срок их службы
- Тонкодисперсное загрязнение – фильтруемость – позволяет использовать ультратонкие фильтры даже при наличии воды и химических загрязнителей, что способствует работе системы в условиях повышенной чистоты