Основные параметры рабочей жидкости, учитываемые при подборе её для конкретного гидропривода

Основные параметры рабочей жидкости, учитываемые при подборе её для конкретного гидропривода

Гидравлические приводы применяются в машинах и механизмах, в которых необходимо создавать большие технологические усилия или скорости перемещения рабочих органов. При этом, по сравнению со всеми известными типами приводов (электрическими, механическими, пневматическими и их комбинациями) они обладают самым высоким удельным показателем - количеством передаваемой мощности на единицу веса привода. Гидравлические приводы используются во многих отраслях промышленности. Гидравлический привод гибок в вопросах компоновки и унификации по сравнению с механическими приводами. Рабочим телом гидропривода является – гидравлическая жидкость, которую во многих случаях называют гидравлическим маслом. Производители рабочих жидкостей для гидропривода предлагают огромную гамму типов гидравлических жидкостей, которые имеют весьма различные свойства и предназначены для работы в разных условиях эксплуатации гидропривода. Специалистам, эксплуатирующим гидропривод, важно знать, что представляют собой те или иные параметры рабочей жидкости, и на основании этого правильно подобрать рабочую жидкость под имеющиеся условия эксплуатации.

 

Основные параметры рабочей жидкости гидропривода

·         Кинематическая вязкость (КВ) это свойство характеризующее вязкость жидкости и влияющее на её текучесть. Кинематическая вязкость КВ рабочей жидкости численно определяется через коэффициент кинематической вязкости ŋ. На практике вместо точного обозначения кинематического коэффициента вязкости просто говорят «кинематическая вязкость», а иногда и просто «вязкость». Значение этого параметра выбирается в зависимости от рекомендаций изготовителя элементов гидропривода. Например, для аксиально-поршневых насосов серии «HDS» (Рис.1) рекомендуемая кинематическая вязкость варьируется от 16 сСт до 46 сСт, в зависимости от наиболее вероятной рабочей температуры в диапазоне от -40 ^оС до +35 ^оС, при которой предполагается работа этих насосов. А для шестеренных насосов серии «NPH» (Рис.2), кинематическая вязкость допускается в пределах от 22сСт до 68 сСт, при рабочих температурах от -10 ^оС до +35 ^оС.

·         Индекс вязкости (ИВ) - это относительная величина, показывающая степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры в градусах Цельсия и определяющая пологость кривой кинематической вязкости в зависимости от температуры. Это расчётная величина. ИВ необходимо подбирать в зависимости от температурного режима работы гидропривода, чем больше индекс вязкости, тем меньше рабочая жидкость восприимчива, в смысле изменения вязкостных свойств, к изменению температуры. Соответственно рабочая жидкость с большим индексом вязкости более универсальна по диапазону рабочих температур, но при этом цена его будет выше.

·         Окислительная стабильность - характеризует склонность рабочих жидкостей к окислению и смолообразованию. При контакте с кислородом рабочая жидкость окисляется. При окислении ухудшаются её свойства, что может привести к износу элементов ГП. Для улучшения окислительной стабильности применяются соответствующие присадки.

·         Деэмульгирующие свойства характеризуют способность рабочей жидкости обеспечивать быстрый отстой воды, попавшей в неё. В случае плохих деэмульгирующих свойств, она может смешиваться с водой, образуя водомасляные эмульсии. Это приводит к снижению смазываемой способности деталей, снижению вязкости, индекса вязкости, ухудшению антикоррозийных свойств. Для улучшения деэмульгирующих свойств так же используются дополнительные присадки.

Насос серии «HDS»      

Рис. 1 Аксиально поршневой насос

Насос серии «NPH»

Рис. 2 Шестерённый насос

1.       Классификация гидравлических масел.

1.1.    Согласно ГОСТ 1749.3-85 гидравлические масла делятся на классы по кинематической вязкости, измеренной при температуре 40 ° С:

Класс вязкости	Кинематическая вязкость при температуре 40 °С, мм2/с (сСт)
5	4,14-5,06
7	6,12-7,48
10	9,00-11,00
15	13,50-16,50
22	19,80-24,20
32	28,80-35,20
46	41,40-50,60
68	61,20-74,80
100	90,00-110,0
150	135,00-165,00

 

1.2.    В зависимости от эксплуатационных свойств и состава гидравлические масла делят на 3 группы:

 

Группа масел по эксплуатационным свойствам	Состав гидравлических масел	Рекомендуемая область применения
А	Минеральные масла без присадок	Гидросистемы с шестеренными, поршневыми насосами, работающие при давлении до 15 МПа и температуре масла в объёме до 80 °С
Б	Минеральные масла с антиокислительными и антикоррозийными присадками	Гидросистемы с насосами всех типов, работающие при давлении до 25 МПа и температуре масла более 80 °С
В	Минеральные масла с антиокислительными, антикоррозийными и противоизносными присадками	Гидросистемы с насосами всех типов, работающие при давлении свыше 25 МПа и температуре масла в объеме более 90 °С

 

Таким образом обозначение масла может выглядеть следующим образом:

 

МГ – 22 – Б,

                где:                       МГ – Масло Гидравлическое

                                               22 – Класс вязкости

                                               Б – Принадлежность масла по эксплуатационным свойствам

 

 

 

Обозначения по данному ГОСТ можно сопоставить со стандартом классификации ИСО 6074-4-82:

 

ГОСТ  17479.3-85	ИСО 6074-4-82
А	HH
Б	HL
В	HM
В с загущающей присадкой	HV

 

1.3.    Обозначение гидравлических масел согласно DIN51502

Для обозначения гидравлических масел используются следующие символы:

 

Группа	Тип материала	Обозначение	Стандарт
Минеральные масла	Гидравлические масла	H	DIN 51524 Часть 2
	Гидравлические масла с повышенным индексом вязкости	HV	DIN 51524 Часть 3

 

В подавляющем большинстве индустриальной и мобильной гидравлики используют минеральные масла. Синтетические и полусинтетические используются редко, в связи с их высокой стоимостью.

 

Обозначения присадок, содержащихся в маслах:

 

Обозначение	Тип материала
D	Масла, содержащие моющие присадки, например, гидравлическое масло HLPD
E	Смазочные материалы, смешивающиеся с водой
F	Смазочные материалы, содержащие твердые присадки – графит, дисульфид молибдена
L	Масла с антикоррозийными присадками, повышающими устойчивость к старению
M	Смешивающиеся с водой смазочно-охлаждающиеся жидкости, на основе минерального масла
S	Смешивающиеся с водой смазочно-охлаждающиеся жидкости, на основе синтетического масла
P	Смазочные материалы с антифрикционными и противоизносными присадками, эксплуатируемые в условиях смешанного трения и для увеличения несущей способности
V	Смазочные материалы, разбавленные растворителем

 

 

В таблице представлено соответствие индекса вязкости – классу вязкости по ISO, согласно DIN51519:

 

Класс вязкости DIN 51519	Среднее значение вязкости*	Коэффициент Кинематической вязкости** мм2/с			Коэффициент Динамической вязкости**, мПа*с, при 40 оС
		При 20 оС	При 40 оС	При 50 оС
ISO VG 2	2	≈3,3	2,2	≈1,3	≈2,0
ISO VG 3	3	≈5	3,2	≈2,7	≈2,9
ISO VG 5	5	≈8	4,6	≈3,7	≈4,1
ISO VG 7	7	≈13	6,8	≈5,2	≈6,2
ISO VG 10	10	≈21	10	≈7	≈9,1
ISO VG 15	15	≈34	15	≈11	≈13,5
ISO VG 22	22	-	22	≈15	≈18
ISO VG 32	32	-	32	≈20	≈29
ISO VG 46	46	-	46	≈30	≈42
ISO VG 68	68	-	68	≈40	≈61
ISO VG 100	100	-	100	≈60	≈90
ISO VG 150	150	-	150	≈90	≈135
ISO VG 220	220	-	220	≈130	≈200
ISO VG 320	320	-	320	≈180	≈290
ISO VG 460	460	-	460	≈250	≈415
ISO VG 680	680	-	680	≈360	≈620
ISO VG 1000	1000	-	1000	≈510	≈900
ISO VG 1500	1500	-	1500	≈740	≈1350

 

*Точность значения представлена с погрешностью ±10%.

**Пересчет кинематической вязкости в динамическую проведен на основе средней величины оптической плотности масел.

Единица СИ кинематической вязкости м²/с (1 мм²/с = 1*10^-6 м²/с= 1 сСт)

Единица СИ динамической вязкости Па*с (1 мПа*с = 1*10^-3 Па/с, 1 Пуаз= 0,1Па*с)

Один из примеров возможного обозначения гидравлического масла может быть следующим:

 

HLP 46,

 

                где:       H – Гидравлическое масло

                               L – Содержание антикоррозийных присадок

                               P – Содержание антифрикционных и противоизносных присадок

                               46 – Класс вязкости

Требования по чистоте рабочей жидкости (масла)

Основными стандартами для оценки чистоты масла в РФ являются ГОСТ 17216-2001 и ISO 4406:1999.

По ГОСТ 17216-2001 чистота рабочей жидкости оценивается исходя из количества загрязняющих частиц в объёме жидкости. В зависимости от количества содержания загрязняющих частиц и их размеров  в 100 см³ объёма рабочей жидкости, присваивается класс чистоты рабочей жидкости.

Стандарт ISO 4406 так же основывается на количестве загрязняющих частиц в рабочей жидкости, но обозначается тремя цифрами. Каждая цифра указывает на количество частиц определенной размерной группы, присутствующих в 1 см³ масла. 

Рекомендованные параметры масел для ГП с насосами фирмы OFMB .

С учётом вышеизложенного, и исходя из требований производителя насосов, разработана таблица с рекомендациями по выбору гидравлического масла, для применения в гидравлических системах с насосами, производства фирмы OMFB Рис. 3:

Наименование параметра		Значение
Рекомендуемая кинематическая вязкость	Диапазон рабочих температур, °С	< -40		-40…+10		+10…+35		>  +35
	Класс вязкости	16		22		32		46
Кинематическая вязкость, мм2/с (сСт):	Оптимальная	15-40
	Максимальная пусковая	1650
	Минимальная кратковременная	10
Рекомендованный рабочий температурный режим масла °С		-20…+80
Кратковременные режимы °С (не более 300 сек)		-50…-20; +80…+95
Классы чистоты		ГОСТ 17216	NAS 1638		ISO 4406-1999		SAE AS 4059
< 140 бар		12	8		19/17/14		9
140…200 бар		11	7		18/16/13		8
> 200 бар		10	6		17/15/12		7

Рекомендуемые эксплуатационные группы масла В (по ГОСТ 1749.3-85) или HVLP (поDIN51502).

  

Рис. 3 Сертификат производителя гидравлического оборудования

Статью подготовил инженер по рекламациям "Группа Гидравликовъ"

Семёнов А.В. 

e-mail: semenov@gidravlikov.ru

Тел.: 8(495)505-63-23, доб. 116

Редакция статьи: 

Доцент, к.т.н.

Артюшин Ю.В.