www.martet.com.pl

Lepkość czynnika roboczego i jej wpływ na eksploatację pomp

Podstawowy parametr czynnika roboczego, którym w hydraulice siłowej najczęściej jest olej hydrauliczny to lepkość.
Zbyt wysoka lepkość oleju to niebezpieczeństwo wystąpienia zjawiska kawitacji. Zbyt niska lepkość to groźba utraty przez czynnik roboczy własności smarnych i bardzo szybkie zniszczenie elementów wewnętrznych pompy.
Firma DENISON podaje w swoich katalogach (podobnie jak inni producenci elementów hydraulicznych) konkretne wymogi dotyczące lepkości czynnika roboczego, przy których dopuszczalna jest eksploatacja pompy.
Przykładowo podajemy poniżej warunki obowiązujące dla pomp łopatkowych firmy DENISON.

  • Dopuszczalna maksymalna lepkość przy zimnym starcie (przy minimalnym obciążeniu):

- dla pomp przeznaczonych do techniki mobilnej: 2000 mm2/sek,
- dla pomp przeznaczonych do techniki przemysłowej (stacjonarnej): 860 mm2/sek,

  • Maksymalna lepkość podczas pracy z pełnym obciążeniem: 108 mm2/sek,

  • Minimalna lepkość podczas pracy z pełnym obciążeniem: 10 mm2/sek
  • Optymalna lepkość dla uzyskania maksymalnej żywotności pompy: 30 mm2/sek

Podane w katalogach producentów hydrauliki siłowej wartości lepkości dotyczą lepkości kinematycznej będącej ilorazem lepkości dynamicznej i gęstości cieczy. Jednostkami lepkości kinematycznej są: mm2/sek (układ SI) i cSt (centystokes w układzie CGS).
Pomimo, że pompy łopatkowe DENISON Hydraulics dopuszczają szerszy zakres lepkości niż inne tego typu konstrukcje dostępne na rynku, to także tu występują pewne ograniczenia, których nieprzestrzeganie może doprowadzić do awarii. Zatem dla zapewnienia właściwej eksploatacji układu hydraulicznego należy uwzględnić poniższe informacje.
Producenci olejów hydraulicznych określają swoje produkty tzw. klasami lepkości olejów hydraulicznych według normy ISO.
Przykładowo olej hydrauliczny klasy ISO 46 oznacza ciecz roboczą, która w temperaturze odniesienia 400C ma lepkość kinematyczną 46 mm2/sek. Za dopuszczalny przyjmuje się zakres od 41,4 do 50,6 mm2/sek. Poniżej podajemy wartości lepkości przy temperaturze odniesienia 400C dla najczęściej stosowanych olejów hydraulicznych.
Podana klasyfikacja nie pozwala jednak odpowiedzieć na zasadnicze dla użytkownika pytanie: w jakim zakresie temperatur mogę bezpiecznie pracować pompą stosując dany olej. Odpowiedź na to pytanie nie jest prosta, ponieważ należy tu uwzględnić jeszcze jeden parametr określający zmianę lepkości oleju w funkcji temperatury zwany wskaźnikiem lepkości. Im wyższa wartość wskaźnika lepkości WL (ang. VI = Viscosity Index), tym mniejsza podatność na zmianę lepkości oleju w funkcji temperatury.

Przykład: Oleje klasy ISO 46 o wskaźniku lepkości 100 i 150 będą miały tę samą lepkość w temperaturze odniesienia 400C. Założone warunki lepkości olej o wyższym WL będzie spełniał w szerszym zakresie temperatur.

W n i o s e k : w przypadku konieczności pracy w szerokim zakresie temperatur stosować należy oleje o wyższym współczynniku lepkości (proszę porównać podane poniżej charakterystyki). W analizie uwzględnić należy fakt, że cena oleju o wyższym współczynniku lepkości jest wyższa w stosunku do oleju o niższym WL.

Klasa wg ISO

Średnia lepkość kinematyczna

[mm2/sek (cSt)]

Dopuszczalny zakres lepkości kinematycznej [mm2/sek (cSt)]
22 22 19,8 do 24,2
32 32 28,8 do 35,2
46

46

41,4 do 50,6

68 68 61,2 do 74,8

 

Na wykresie pokazano możliwe zakresy temperatur pracy akceptowane przez pompy łopatkowe DENISON dla:
A – oleju klasy ISO 46 i WL=100 (większa zależność od temperatury),
B – oleju klasy ISO 46 i WL 150 (mniejsza zależność od temperatury)

Nasuwa się wniosek, że aby dokładnie określić zakres dopuszczalnej temperatury eksploatacji danej pompy - przy stosowaniu określonego oleju - należy przeprowadzić analizę w oparciu o jego charakterystykę (lepkość w funkcji temperatury).

Podsumowanie:
Jeśli w instrukcji obsługi danego urządzenia brak jest informacji na ten temat, to każdy użytkownik układu hydraulicznego powinien przeprowadzić taką analizę na podstawie danych uzyskanych od producenta elementów hydraulicznych i od producentów olejów, a następnie wybrać optymalny dla siebie olej. Eksploatacja elementów hydrauliki z czynnikiem roboczym o lepkości innej niż zalecana przez producenta pomp grozi poważną awarią. Zaistnienie powyższego faktu jest łatwe do stwierdzenia, ponieważ w sytuacji takiej powstają bardzo charakterystyczne uszkodzenia elementów wewnętrznych pomp.

Temperatury graniczne dla olejów firmy FUCHS OIL CORPORATION

Renolin B

Renolin B HVI (olej o podwyższonym współczynniku lepkości)


www.martet.com.pl