Hidrolik Sistemler ve Hidrolik Sistem yağı Seçimi

Hidrolik Sistemler ve Hidrolik Sistem yağı Seçimi

Joseph Bramah adındaki İngiliz bir tamircinin ilk hidrolik baskı makinesinin gelişiminde Pascal kanunu ilkesini uyguladığı endüstriyel devrimin başlangıcına kadar değildi. 1795 yılında Bramah basını olarak bilinen hidrolik presini patentledi. Bramah, küçük bir alandaki küçük bir kuvvetin daha büyük bir alanda orantılı olarak daha büyük bir kuvvet oluşturması halinde, bir makinenin uygulayabileceği kuvvetin tek sınırının, basıncın uygulandığı alan olduğunu düşünmüştür.

Hidrolik Sistem Nedir?
Hidrolik sistemler günümüzde küçük montaj süreçlerinden entegre çelik ve kağıt fabrikası uygulamalarına kadar çok çeşitli uygulamalarda bulunabilir. Hidrolik, operatörün Pascal kanununun uygulanması yoluyla mekanik bağlantıya minimum yatırım yapmasıyla (ağır yükleri kaldırmak, bir şaftı döndürmek, hassas delikleri delmek vb.) Önemli işlere imza atmasını sağlar: “Herhangi bir noktada sınırlı bir sıvıya uygulanan basınç, tüm yönlerde akışkan boyunca yavaş yavaş iletilir ve sınırlayıcı kabın her parçasını, iç yüzeylerine ve eşit alanlara eşit olarak dik açılarla hareket ettirir (Şekil 1).”

Pascal’ın yasasını ve Brahma’nın uygulamasını uygulayarak, 10 kare inç’lik 100 liralık bir giriş gücünün, kapalı kapta kare kare başına 10 librelik bir basınç oluşturacağı açıktır. Bu basınç, ağırlığın alanı 100 inç kare ise, 1000 kiloluk bir ağırlığı destekleyecektir. Pascal kanununun ilkesi, enerjiyi bir noktadan diğerine iletmek için kullanılan hidrolik akışkan tarafından hidrolik sistemde gerçekleştirilir. Hidrolik sıvısı neredeyse sıkıştırılamaz olduğundan, gücü anında iletebilir.

Hidrolik Sistem Bileşenleri

Hidrolik sistemi oluşturan ana bileşenler rezervuar, pompa, valf (ler) ve aktüatör (ler) (motor, silindir, vb.). rezervuar Hidrolik rezervuarın amacı, bir sıvı hacmini tutmak, ısıyı sistemden aktarmak, katı kirletici maddelerin çökelmesini sağlamak ve sıvının hava ve nemin serbest kalmasını kolaylaştırmaktır. Pompa Hidrolik pompa mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye iletir. Bu, iletim ortamı olan akışkan hareketi ile yapılır. Dişli, kanat ve piston dahil olmak üzere çeşitli hidrolik pompa türleri vardır. Bu pompaların tümü, bükülmüş eksenli bir pistonlu pompa veya değişken bir deplasmanlı kanatlı pompa gibi özel uygulamalar için tasarlanmış farklı alt tiplere sahiptir. Tüm hidrolik pompalar, sıvı hacmini dirençli bir yüke veya basınca karşı değiştirmek için aynı prensipte çalışır. Vanalar Hidrolik valfler, akışkan akışını başlatmak, durdurmak ve yönlendirmek için bir sistemde kullanılır. Hidrolik valfler, popül veya makaralardan oluşur ve pnömatik, hidrolik, elektrik, manuel veya mekanik yollarla çalıştırılabilir. Aktüatörler Hidrolik aktüatörler Pascal kanununun sonucudur. Bu, hidrolik enerjinin mekanik enerjiye geri döndüğü yerdir. Bu, hidrolik enerjiyi doğrusal harekete ve çalışmaya dönüştüren bir hidrolik silindirin veya hidrolik enerjiyi dönme hareketine ve çalışmasına dönüştüren bir hidrolik motor kullanılarak yapılabilir. Hidrolik pompalarda olduğu gibi, hidrolik silindirler ve hidrolik motorlar, her biri belirli tasarım uygulamaları için tasarlanmış çeşitli alt tiplere sahiptir.

Anahtar Yağlanmış Hidrolik Bileşenler

Bir hidrolik sistemde, onarım maliyeti ya da görevin kritikliği nedeniyle, çok önemli bileşenler olduğu düşünülmektedir. Pompalar ve valfler anahtar bileşenler olarak kabul edilir. Pompalar için birkaç farklı konfigürasyon, aşağıdakiler dahil olmak üzere, bir yağlama perspektifinden ayrı ayrı ele alınmalıdır: Kanatlı Pompalar Üreticiler arasında çeşitli kanatlı pompa çeşitleri bulunmaktadır. Hepsi benzer tasarım prensipleri üzerinde çalışıyorlar. Oluklu bir rotor, tahrik miline bağlanır ve tahrik miline kaydırılan veya eksantrik olan bir kam halkasının içine döner. Vanlar rotor yuvalarına yerleştirilir ve rotor dönerken kam halkasının iç yüzeyini takip eder. Kam halkalarının kanatları ve iç yüzeyi daima temas halindedir ve yüksek miktarlarda aşınmaya maruz kalırlar. İki yüzey yıprandığında, kanatlar yuvalarından dışarı çıkar. Kanatlı pompalar, yüksek bir maliyetle sabit bir akış sağlar. Kanatlı pompalar, çalışma sıcaklığında 14 ve 160 cSt arasında normal bir viskozite aralığında çalışır. Kanatlı pompalar, kirlenmenin ve akışkan kalitesinin kontrol edilmesinin zor olduğu kritik yüksek basınçlı hidrolik sistemlerde uygun olmayabilir. Akışkanın aşınma önleyici katkısının performansı genellikle kanatlı pompalarla çok önemlidir. Pistonlu Pompalar Tüm hidrolik pompalarda olduğu gibi, pistonlu pompalar sabit ve değişken yer değiştirme tasarımlarında mevcuttur. Pistonlu pompalar genellikle en çok yönlü ve dayanıklı pompa tipidir ve her tip sistem için bir dizi seçenek sunar. Pistonlu pompalar 6000 psi’nin üzerindeki basınçlarda çalışabilir, yüksek verimlidir ve nispeten az gürültü üretir. Pistonlu pompaların birçok tasarımı, diğer pompa tiplerinden daha iyi aşınmaya karşı direnç gösterir. Pistonlu pompalar, 10 ila 160 cSt’lik normal akışkan viskozite aralığında çalışır. Dişli Pompaları İç ve dış iki yaygın tipte dişli pompa vardır. Her bir tip çeşitli alt tiplere sahiptir, ancak hepsi bir dişli dişlisinin dişlerinin arasındaki sıvıyı taşıyarak akış geliştirir. Genellikle kanat ve pistonlu pompalardan daha az verimli olmasına rağmen, dişli pompaları genellikle sıvı kontaminasyonuna daha toleranslıdır.

1. İç dişli pompaları 3000 ila 3500 psi’ye kadar basınç üretir. Bu tip pompalar, akış hızına bağlı olarak ve genellikle sessiz olan 2200 cSt’ye kadar geniş bir viskozite aralığı sunar. İç dişli pompaları da düşük akışkan viskozitesinde bile yüksek verimliliğe sahiptir.
2. Dış dişli pompaları yaygındır ve 3000 ila 3500 psi’ye kadar olan basınçları işleyebilir. Bu dişli pompalar, bir sisteme ucuz, orta basınç, orta hacimli, sabit yer değiştirme sağlar. Bu tip pompalar için viskozite aralıkları 300 cSt’den daha azıyla sınırlıdır.

Hidrolik Akışkanlar

Bugünün hidrolik sıvıları birçok amaca hizmet ediyor. Bir hidrolik sıvının ana işlevi, iş ve hareketin gerçekleştirilmesini sağlayan sistem üzerinden enerji iletimi sağlamaktır. Hidrolik sıvılar ayrıca yağlama, ısı transferi ve kirlenme kontrolünden de sorumludur. Bir yağlayıcıyı seçerken, viskoziteyi, conta uyumluluğunu, temel stoğu ve katkı paketini dikkate alın. Piyasada bulunan üç yaygın hidrolik sıvı çeşidi petrol bazlı, su bazlı ve sentetiktir. 1. Petrol bazlı veya mineral bazlı akışkanlar günümüzde en çok kullanılan akışkanlardır. Mineral bazlı bir sıvının özellikleri kullanılan katkı maddelerine, orijinal ham petrolün kalitesine ve arıtma işlemine bağlıdır. Mineral bazlı bir sıvıdaki katkılar, bir dizi spesifik performans özelliği sunar. Yaygın hidrolik sıvı katkı maddeleri arasında pas ve oksidasyon inhibitörleri (R & O), korozyon önleyici maddeler, emülsifiye edici maddeler, aşınma önleyici (AW) ve aşırı basınç (EP) ajanları, VI geliştiriciler ve köpük önleyiciler bulunmaktadır. Mineral bazlı akışkanlar, düşük maliyetli, yüksek kaliteli, hazır bir seçim sunar. 2. Su bazlı akışkanlar, yüksek su içeriğine bağlı olarak yangına dayanıklılık için kullanılır. Suda yağ emülsiyonları, yağ içinde su (invert) emülsiyonları ve su glikol karışımları olarak bulunurlar. Su bazlı akışkanlar uygun yağlama özellikleri sağlayabilirler, ancak problemleri önlemek için yakından izlenmeleri gerekir. Yangına dayanıklılık gerektiren uygulamalarda su bazlı akışkanlar kullanıldığı için, bu sistemler ve sistemlerin etrafındaki atmosfer sıcak olabilir. Yüksek sıcaklıklar, akışkanlardaki suyun buharlaşmasına neden olur, bu da viskozitenin yükselmesine neden olur. Bazen sıvının dengesini düzeltmek için sisteme damıtılmış su eklenmelidir. Bu sıvılar kullanıldığında, pompalar, filtreler, su tesisatı, rakorlar ve conta malzemeleri dahil olmak üzere çeşitli sistem bileşenlerinin uyumluluk açısından kontrol edilmesi gerekir. Su bazlı akışkanlar, konvansiyonel petrol bazlı akışkanlardan daha pahalı olabilir ve yangın direncinin avantajına karşı tartılması gereken diğer dezavantajlara (örneğin, daha düşük aşınma direnci) sahip olabilir.
3. Sentetik akışkanlar insan yapımı yağlayıcılardır ve çoğu, yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıklı sistemlerde mükemmel yağlama özellikleri sunar. Sentetik akışkanların avantajlarından bazıları ateşe dayanıklılık (fosfat esterleri), düşük sürtünme, doğal deterjan (organik esterler ve esterle güçlendirilmiş sentezlenmiş hidrokarbon sıvıları) ve termal stabiliteyi içerebilir. Bu tip sıvıların dezavantajı, geleneksel sıvılardan genellikle daha pahalı olmaları, hafifçe toksik olmaları ve özel bertaraf gerektirmeleridir ve genellikle standart conta malzemeleriyle uyumlu değildirler.

Akışkan Özellikleri
Bir hidrolik sıvı seçerken, aşağıdaki özellikleri göz önünde bulundurun: viskozite, viskozite indeksi, oksidasyon kararlılığı ve aşınma direnci. Bu özellikler sıvının sisteminizde nasıl çalıştığını belirler. Sıvı özellik testi, Amerikan Test ve Materyaller Derneği (ASTM) veya diğer tanınmış standart organizasyonlarına göre yapılır.

1. Viskozite (ASTM D445-97), akışkanın akışa ve kaymaya karşı direncinin ölçüsüdür. Daha yüksek viskoziteli bir akışkan, düşük viskoziteli bir sıvıya kıyasla daha yüksek dirençle akacaktır. Aşırı yüksek viskozite, yüksek sıvı sıcaklığına ve daha fazla enerji tüketimine katkıda bulunabilir. Çok yüksek veya çok düşük olan viskozite, bir sisteme zarar verebilir ve sonuç olarak, bir hidrolik sıvıyı düşünürken anahtar faktördür.

2. Viskozite İndeksi (ASTM D2270), bir akışkanın viskozitesinin, sıcaklıktaki değişim ile nasıl değiştiğidir. Yüksek bir VI akışkanı, viskozitesini, aynı ağırlığa sahip düşük bir VI akışkanından daha geniş bir sıcaklık aralığında koruyacaktır. Aşırı sıcaklık beklenildiği durumlarda yüksek VI akışkanları kullanılır. Bu özellikle açık havada çalışan hidrolik sistemler için önemlidir.

3. Oksidasyon Kararlılığı (ASTM D2272 ve diğerleri), akışkanın oksijenle kimyasal reaksiyonun neden olduğu ısı kaynaklı bozulmaya karşı direncidir. Oksidasyon, bir sıvının ömrünü büyük ölçüde azaltır, çamur ve vernik gibi yan ürünleri bırakır. Vernik, vananın çalışmasını engeller ve akış geçitlerini kısıtlayabilir.

4. Aşınma Direnci (ASTM D2266 ve diğerleri), yağlayıcının sürtünmeli sınır kontaklarındaki aşınma oranını azaltma yeteneğidir. Bu, sıvının, metal yüzeyler üzerinde, aşınmayı, sürtünmeyi ve bileşen yüzeyleri üzerindeki temas yorgunluğunu önlemek için koruyucu bir film oluşturmasıyla elde edilir.

Optimum Viskozite Aralığı Kontrolünde  On Adım

Yağlayıcıları seçerken, yağlayıcının sistem pompasının veya motorun çalışma parametrelerinde verimli bir şekilde çalışmasını sağlayın. Süreci takip etmek için tanımlanmış bir prosedürün olması faydalıdır. Bir silindiri tahrik eden sabit deplasmanlı bir dişli pompa ile basit bir sistemi düşünün (Şekil 2).

1. Pompa için tüm ilgili verileri toplayın. Bu, tüm tasarım sınırlamalarını ve üreticiden optimum çalışma özelliklerini toplamayı içerir. Aradığınız şey, söz konusu pompa için optimum çalışma viskozite aralığıdır. Minimum viskozite 13 cSt, maksimum viskozite 54 cSt ve optimum viskozite 23 cSt’dir.
2. Normal çalışma sırasında pompanın gerçek çalışma sıcaklığı koşullarını kontrol edin. Bu adım, son derece önemlidir çünkü çalışma sırasında farklı akışkanların karşılaştırılması için bir referans noktası verir. Pompa normalde 92ºC’de çalışır.
3. Kullanılan yağlayıcının sıcaklık-viskozite özelliklerini toplayın. ISO viskozite derecelendirme sistemi (40ºC ve 100ºC’de cSt) önerilir. Viskozite 40ºC’de 32 cSt ve 100ºC’de 5.1 cSt’dir.
4. Sıvı petrol ürünleri için bir ASTM D341 standart viskozite-sıcaklık şeması edinin. Bu tablo oldukça yaygındır ve çoğu endüstriyel yağlayıcı ürün kılavuzunda (Şekil 3) veya yağ tedarikçisinde bulunabilir.

5. 3. adımda bulunan yağlayıcının viskozite özelliklerini kullanarak, grafiğin sıcaklık ekseninde (x ekseni) başlayın ve 40 derecelik C çizgisini bulana kadar ilerleyin. 40 derecelik C çizgisinde, yağlayıcı üreticiniz tarafından yayınlandığı gibi 40ºC’de yağlayıcınızın viskozitesine karşılık gelen çizgiyi bulana kadar yukarı doğru takip edin. İlgili çizgiyi bulduğunuzda, iki çizginin kesişme noktasında küçük bir işaret yapın (kırmızı çizgiler, Şekil 5).

6. 100ºC’deki yağlayıcı özellikleri için Adım 5’i tekrarlayın ve kesişme noktasını işaretleyin (koyu mavi çizgi, Şekil 5).

7. İşaretleri, düz kenarlı bir çizgi çizerek bağlayın (sarı çizgi, Şekil 5). Bu çizgi, çeşitli sıcaklıklarda yağlayıcının viskozitesini temsil eder.
8. Üreticinin verilerini, pompanın optimum çalışma viskozitesi için kullanarak, grafiğin dikey viskozite eksenindeki değeri bulun. Sayfadaki yatay viskoziteye, yağlayıcının sarı viskozite ve sıcaklık çizgisine ulaşıncaya kadar çizin. Şimdi yatay optimum viskozite çizgisi ile kesiştiği sarı viskoziteye karşı sıcaklık çizgisinden grafiğin altına dikey bir çizgi (yeşil çizgi, Şekil 5) çizin. Bu hattın kesiştiği yerde, sıcaklık ekseni bu özel yağlayıcı için pompanın optimum çalışma sıcaklığıdır (69ºC).

9. Pompanın maksimum sürekli ve minimum sürekli viskoziteleri için Adım 8’i tekrarlayın (kahverengi çizgiler, Şekil 5). Minimum ve maksimum sıcaklıklar arasındaki alan, seçilen yağlayıcı ürün için pompanın minimum ve izin verilen maksimum çalışma sıcaklığıdır.
10. Adım 2’de yapılan ısı tabancası taramasını kullanarak pompanın normal çalışma sıcaklığını bulun. Değer, grafikte belirtilen minimum ve maksimum sıcaklıklardaysa, sıvı sistemde kullanıma uygundur. Eğer değilse, sıvıyı buna göre daha yüksek veya daha düşük bir viskozite derecesine getirmelisiniz. Tabloda gösterildiği gibi, pompanın normal çalışma koşulları, bizim özel yağlayıcı için uygun aralıktan (kahverengi alan, Şekil 5) çıkarılmıştır ve değiştirilmesi gerekecektir. Hidrolik Akışkanların Konsolide Edilmesi Hidrolik sıvı konsolidasyonunun amacı karmaşıklığı ve envanteri azaltmaktır. Her sistem için gerekli olan tüm kritik akışkan özelliklerini dikkate almak için dikkatli olunmalıdır. Bu nedenle, sıvı konsolidasyonu sistem düzeyinde başlamalıdır. Sıvıları birleştirirken aşağıdakileri göz önünde bulundurun: Her ekipmanın özel gereksinimlerini belirleyin. Ekipmanınızın tüm normal çalışma limitlerini dikkate alın. Tercih ettiğiniz yağlayıcı temsilcinizle konuşun. Ekipmanınızın yağlama ihtiyaçları hakkında önemli bilgileri toplayabilir ve aktarabilirsiniz. Bu, tedarikçinizin ihtiyacınız olan tüm ürünlere sahip olmasını sağlayacaktır. Konsolidasyona ulaşmak için sistem gereksinimlerini feda etmeyin. Ayrıca, aşağıdaki hidrolik sıvı yönetimi uygulamalarına dikkat edin. Tüm gelen yağlayıcıları etiketlemek ve tüm rezervuarları etiketlemek için bir prosedür uygulayın. Bu, çapraz kontaminasyonu en aza indirecek ve kritik performans gereksinimlerinin karşılanmasını sağlayacaktır. Yağlama maddesi depolama tesisinizde bir First-In-First-Out (FIFO) yöntemi kullanın. Düzgün yürütülen bir FIFO sistemi, karışıklığı ve depolamanın neden olduğu kayganlaştırıcıyı azaltır. Hidrolik sistemler, enerjiyi transfer etmek ve bu enerjiyi faydalı işlere dönüştürmek için karmaşık akışkan sistemlerdir. Başarılı hidrolik operasyonlar, sistem taleplerini karşılayan hidrolik sıvıların dikkatle seçilmesini gerektirir. Viskozite seçimi, doğru bir sıvı seçiminin merkezi. Viskozite indeksi, aşınma direnci ve oksidasyon direnci de dahil olmak üzere dikkate alınması gereken diğer önemli parametreler vardır. Akışkanlar genellikle karmaşıklığı ve malzeme depolama maliyetini azaltmak için birleştirilebilir. Sıvı konsolidasyonunu sağlamak için sıvı performansından ödün vermemek için dikkatli olunmalıdır.