Töövedelikud (0)

Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud
3 Töövedelikud 3.1 Sissejuhatus Kuna pole olemas universaalset töövedelikku, mis oleks sobilik Töövedeliku põhiliseks ülesandeks kasutamiseks kõigis kasutus- hüdrosüsteemis on kanda edasi energiat. valdkondades, vastates erinevatele Lisaks esitatakse töövedelikele täien- nõudmistele, siis tuleb töövedeliku davaid lisaülesandeid ja nõudmisi, mis valikul arvestada kõiki antud valdkonnas on seotud hüdroseadmete konstrukt - esitatavaid nõudeid, et tagada süsteemi siooniga ja nende erinevate tõrgeteta ja majanduslikult efektiivne kasutusvaldkondadega. ekspluatatsioon (sele 3.1).
Rakendus - Sobivad max. Keskkonna Kasutus- valdkond vedelikud *) töörõhk temperatuur keskkond Autotööstus 1·2·3 250 bar -40 - +60°C sise ja välis Mobiilsed seadmed 1·2·3 315 bar -40 - +60°C sise ja välis Eriotstarbelised 1·2·3·4 250 bar -40 - +60°C sise ja välis transpordivahendid Maa- ja 1·2·3 250 bar -40 - +50°C sise ja välis metsatööstusseadmed Laevad 1·2·3 315 bar -60 - +60°C sise ja välis Lennukid 1·2·5 210(280) bar -65 - +60°C sise ja välis Liikurmasinad 1·2·3·4 315 bar -40 - +60°C sise ja välis Tööstusseadmed 1·2 200 bar 18 ­ 40°C sise Pressid 1·2·3 630 bar 18 ­ 40°C üldiselt sise Metalli, valutööstus 1·2·4 315 bar 10 - +150°C sise Terasetehased 1·2·3 220 bar -40 - +60°C sise ja välis Elektrijaamad 1·2·3·4 250 bar -40 - +60°C üldiselt sise Teatrid 1·2·3·4 160 bar -40 - +60°C üldiselt sise Simulaatorid, testimine 1·2·3·4 1000 bar -40 - +60°C üldiselt sise Kaevandused 1·2·3·4 1000 bar -40 - +60°C välis ja maa all Eriotstarbelised seadmed 2·3·4·5 250(630) bar -40 - +60°C sise ja välis
*) 1= mineraalõlid; 2= sünteetilised vedelikud; 3= ökoloogiliselt sobivad vedelikud; 4= vesi, HFA, HFB; 5= eriomadustega vedelikud
Sele 3.1 ­ Hüdraulika kasutusvaldkonnad ja nendele sobivad töövedelikud
3.2 Töövedelikele esitatavad nõuded vedelikukile võib kaduda suurte Määrimisomadused koormuste, liialt väikese vedeliku koguse, madala viskoossuse, liiga Töövedelik peab katma ühtlase kihina aeglase või kiire liikumise korral. See kõik süsteemi liikuvad osad. See omakorda põhjustab hõõrdumist ja 29 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud
kulumist (standardne tolerantsiväli - Abrasiivkulumist põhjustab liikuvate suunaventiilides on 8-10 µm). Lisaks pindade omavaheline hõõrdumine kui hõõrdumisele põhjustavad kulumist kasutatakse saastatud töövedelikku töövedeliku väsimine, abrasiivsus ja (sisaldab tahkeid osakesi nagu korrosioon. metallitolm, liiv jne) või ebapiisavalt filtreeritud vedelikku. Vedelikuga koos kulgevad abrasiivsed osakesed põhjustavad kulumist just suurtel voolamiskiirustel. - Komponentide metallistruktuur võib muutuda koormuste mõjul põhjustades väsimuskulumist. Vedeliku saastatus ja vesi pumpade laagreil on samuti kulumist suurendavad tegurid. Viskoossus [mm2/s]
Aeroõli
Temperatuur [°C] Sele 3.2 ­ Viskoossuse sõltuvus temperatuurist
30 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud
- Pikad seisakuajad ja mittesobilikud Viskoossuse sõltuvus töörõhust töövedelikud põhjustavad hüdro- süsteemides korrosioonkulumist. Niiskus Vedelike viskoossus kasvab töörõhu põhjustab roostekihi moodustumist tõustes. Seda vedelike omadust tuleb komponentide liugpindadele ning arvestada kui projekteeritakse hüdro- suurendab komponentide kulumist. süsteeme, millede töörõhk on suurem kui 200 bar. Ligikaudu 400 bar rõhu juures Viskoossus on vedeliku viskoossus peaaegu kahekordistunud. Viskoossuseks nimetatakse vedeliku omadust avaldada vastupanu kahele Kokkusobivus erinevate materjalidega sirgjooneliselt liikuvale vedelikukihile (DIN51550) iseloomustades vedeliku Vedelik peab kokku sobima sisehõõrdumist. Viskoossus on olulisim hüdrosüsteemis kasutatavate kompo- parameeter töövedeliku valikul. Ta ei nentide nagu laagrid, tihendid , iseloomustata töövedeliku kvaliteeti, pinnakatted jne materjalidega. Vedelik vaid iseloomustab vedeliku käitumist peab kokku sobima ka materjalidega erinevatel temperatuuridel . Töövedeliku milledega ta puutub kokku vedeliku valikul tuleb arvestada hüdro- väljavoolu kohtades ( elektrijuhtmed ja komponentide valmistajate poolt mehaanilised komponendid). etteantud minimaalset ja maksimaalset viskoossuse väärtust. Vedelike vastupidavus "kägistamisele"
Viskoossusindeks Töövedelikku koormatakse mehaaniliselt ka hetkedel kui ta läbib juhtavasid või Töövedelikud ei tohi muutuda palju kui avanevate (sulguvate) ventiilide "paksemaks" või "vedelamaks" vaata- klapid toimel toimub vedeliku voolamise mata temperatuuri kõikumisele küllalt katkestamine. See nähtus mõjutab suures vahemikus, sest sellisel juhul töövedeliku tööiga. muutub töövedeliku vooluhulk läbi Lisades töövedelikule viskoossusindeksit vooluventiilide, kutsudes sellega esile tõstvaid lisandeid muutub vedelik hüdroajami töökiiruse muutumise. sellistele nähtustele tundlikumaks. Viskoossusindeksi mõiste on Sellistes olukordades väheneb määratletud standardis DIN ISO-2909. töövedeliku viskoossus lühiajaliselt, mis Parim viskoossusindeks on töövedelikel, hiljem taastub . milledel viskoossuse sõltuvus tempera - tuurist on võimalikult väike (sele 3.2).
31 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud
Viskoossusindeksit tõstvad ained Sellistel materjalidel nagu vask, plii, muudavad töövedeliku tundlikumaks pronks ja teras on eriti head ning koormuse kasvades liialt suureks, katalüütilised omadused ja nad saavad need lisaained kannatada ja kui mõjutavad töövedeliku kasutusaega. nende omadused hiljem ei taastu , ei taastu ka töövedeliku algne viskoossus, Minimaalne kokkusurutavus põhjustades sellega viskoossuse pidevat langust. Koos töövedelikuga hüdrosüsteemis liikuv õhumullide hulk määrab ära ka Vastupidavus temperatuuri kõikumistele töövedeliku kokkusurutavuse. Hüdro- süsteemides põhjustab see süsteemi Hüdrosüsteemi töötamise ajal tõuseb reaktsiooniaegade muutumist. töövedeliku temperatuur (võimalusel Kui vabastada suuremas reservuaaris mitte üle 80 °C). Süsteemi seisaku ajal olev töövedelik hetkeliselt rõhu alt vedeliku temperatuur langeb. Selline põhjustab see ruumala kiire suurenemise protsess mõjub vedeliku tööeale. Selleks tulemusena süsteemis hüdraulilisi lööke. et vähendada töövedeliku temperatuuri töövedeliku kokkusurutavust kajastab kõikumist, on mõningates hüdro- konstant, mis sõltub töövedeliku süsteemides kasutusel seadmed, mis kvaliteedist. Selle suurus kasvab vähendavad töövedeliku temperatuuri temperatuuri tõusuga ja väheneb rõhu kõikumist (kütteseadmed ja jahutid ). suurenemisega. Sellega saavutatakse töövedeliku Kokkusurutavuse väärtus on 0,7­0,8 stabiilsed omadused ja pikendatakse rõhu 100 bar juures. töövedeliku tööiga. Puuduseks on see, et töövedeliku kokkusurutavus kasvab see tõstab hüdrosüsteemi hinda ja märgatavalt kui töövedelik sisaldab ekspluatatsioonikulusid. õhumulle. Nende teket töövedelikus põhjustavad vale suurusega või Vastupidavus hapendumisele konstruktsiooniga töövedeliku reservuaarid. Sellised eksimused Töövedeliku vananemiskiirust mõju- põhjustavad hüdrosüsteemi töötamisel tavad ka hapnik, valgus ja katalüsaatorid. müra, ajamite ebaühtlast liikumist ja Pika kasutuseaga töövedelikud temperatuuri tõusu seoses diiselefektiga. sisaldavad ka hapendumist vähendavaid Diiselefektiks nimetatakse õhu ja lisandeid, mis väldivad hapniku kiiret töövedeliku segu spontaanset süttimist. lahustumist töövedelikus. Hapniku lisan- Mineraalõli sisaldab palju väikseid dumise tõttu suurenenud absorbtsioon õhumulle. Kui selline segu kiiresti kokku viib komponentide korrosiooni suruda, kuumenevad õhumullid kuni suurenemisele. isesüttimiseni.
32 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud
Teatud tingimustel põhjustab see suurt Õhust vabanemine ja eemaldusaste on temperatuuri ja rõhu tõusu. See määratud standardis DIN 51382. Seal on omakorda viib hüdrokomponentide ära määratud aeg, mis kulub 0,2% tihendite kahjustamiseni ja töövedeliku õhumullide eraldumiseks mineraalõlist. kasutusaja lühenemisele. töövedeliku temperatuuri tõusuga õhu eemaldumine omadused halvenevad. Minimaalne termiline paisumine Kõrge keemispunkt ja madal Kui normaalrõhul oleva töövedeliku aurustumisrõhk temperatuur tõuseb, põhjustab see ruumala suurenemist. Kui süsteemis on Mida kõrgem on kasutatava töövedeliku keemistemperatuur, seda kõrgem võib olla kasutusel suured töövedeliku kogused süsteemi töötemperatuur. tuleb seda arvestada. Näiteks mineraalõli ruumala suureneb 0,7 % 10° C kohta. Suur tihedus
Minimaalne vahutavus Töövedeliku tihedus on selle massi suhe ruumalasse. Tihedus peaks olema töövedelikust eralduvad õhumullid võimalikult suur, et sama töövedeliku võivad moodustada reservuaari pinnale kogusega saaks üle kanda suuremat vahtu. Vahu moodustumust saab energiahulka. See omadus on vähendada tagasivoolutorude õige vähemtähtis hüdrostaatilistes süs- paigaldusega, õige reservuaari teemides võrreldes hüdrodünaamiliste konstruktsiooniga, näiteks paigaldama süsteemides. Mineraalõli tihedus on 0,86 sinna vaheseinad . Mineraalõli sisaldab ja 0,9 g/cm3 vahel. Tiheduse väärtust keemilisi lisandeid, mis vähendavad kasutatakse viskoossus-tihedus väärtuse vahu moodustumist. Töövedeliku (kinemaatiline viskoossus) teisendamisel vahutavus kasvab koos kasutusaja, viskoossuseks (dünaamiline viskoossus) saastumise ja kondensveega. Kui pump ja vastupidi. imeb endasse vahutavat õli, kahjustab Praktikas mõõdetakse tiheduse väärtust see hüdrosüsteemi ja viib pumba kiirele temperatuuril 15 °C. rivist väljaminekule.
Halb õhuga segunemine ja kiire õhumullidest vabanemine
Töövedelik peab õhku siduma endaga nii vähe kui võimalik ja vabanema õhumullidest võimalikult kiiresti. Keemilised lisandid parandavad töövedeliku neid omadusi.
33 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud
Hea soojusjuhtivus Välistingimustes (kõrge õhuniiskus ja sademed) võib süsteemi ühendada õhu Töövedelik peab ära juhtima pumpades, filtri järele ka õhu kuivati . ventiilides, mootorites, silindrites ja Kuna veel on kõrgem tihedus kui torustikus tekkiva soojuse reservuaari. vedelikul, siis koguneb ta reservuaari Reservuaari kogunev soojus kiirgub läbi põhjale (vesi ja mineraalõli ei moodusta reservuaari seinte. Kui see ei ole keemilisi ühendeid, ning neid saab töövedeliku jahutamiseks piisav siis teineteisest eraldada). tuleb süsteemi lisada soojusvaheti , Kui reservuaaris on töövedeliku millega välditakse vedeliku liigset pinnakõrguse indikaator saab vee kuumenemist. olemasolu kindlaks teha üsna lihtsalt. Avades reservuaari põhjaventiili, voolab Halb elektrijuhtivus reservuaarist esmalt välja vesi. Suurtes süsteemides lisatakse reservuaari Töövedeliku elektrijuhtivus peaks olema põhjale vee olemasolu indikaatorid. Kui võimalikult väike (lühised, isolatsiooni rikked ). veetase saavutab teatava kõrguse Töövedelikuga ümbritsetakse üldjuhul elektromagneteid, et jahutada neid ja parandada väljastab indikaator hoiatussignaali. ankru liikuvust. Mittesüttivus Madal hügroskoopsus Hüdrosüsteeme paigaldatakse ka tsehhidesse, Mineraalõli kasutatavates süsteemides kus valitseb kõrge temperatuur (terasetehased) ja kus esineb lahtist tuld (ahjud ja tuleb kanda hoolt selle eest, et kütteseadmed). Selleks, et antud tingimustes töövedeliku segunemine veega oleks vähendada torustike lõhkemise korral minimaalne, kuna see võib tekitada süttimisohtu peab kasutatavatel töövedelikel hüdrosüsteemi kahjustusi ja süsteemi olema kõrge süttimistemperatuur. rikkeid. Vesi võib sattuda töövedelikku silindrite ja mootorite tihendite vahelt, Mittetoksilisus nii vedelas, gaasilises halvasti tihendatud vesijahuti kaudu või olekus ning töövedeliku utiliseerimisel kondensaadina. Lisaks sellele sisaldab värske töövedelik, vett (kondensaati). Selleks, et vältida töövedeliku ohtlikkust Kui vee sisaldus on üle 0,2% inimorganismile ja elusloodusele peab hüdrosüsteemi kogumahust tuleb töövedeliku kasutamisel arvestama töövedelik vahetada. tootjapoolsete nõuetega. Vett saab õlist eraldada separaatorite ja tsentrifuugide kasutamisega süsteemi töötamise ajal (seda peamiselt suurtes süsteemides).
34 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud
Kõrge korrosioonikaitse Mida suurem on töövedeliku viskoossus seda suurem on ka rõhu langus filtril Pumpade, ventiilide, mootorite ja (p). Suurema viskoossusega töö- silindrite valmistajad kasutavad vedelike kasutamisel vajatakse suure- komponentide testimisel mineraalõli, maid filtreid. kuna see kaitseb seadmeid korrosiooni Töövedelikku lisatud lisandid läbivad vastu. Mineraalõlide võimet kaitsta üldjuhul filtri. Juhul kui kasutatakse metalle korrosiooni vastu saab tõsta filterelemente millede puhastusaste on lisandite lisamisega, mis moodustavad 5 µm või kõrgem tuleb hüdrosüsteemis metalli pinnale vetttõrjuva kile, mis kasutatavad töövedelikud eelnevalt neutraliseerib õli vananemisest tekkinud testida sobivusele antud tingimustega. korrosiooni suurendavad lagunemisproduktid. Kokkusobivus ja vahetatavus teiste Peale komponentide testimist vedelikega eemaldatakse õli tagasi reservuaari. Komponentide pindadele jäänud õlikile Tootmisliinide remondi ja ümber- kaitseb neid kuni nende paigaldamiseni. monteerimise ajal võib osutuda Juhul kui komponente kavatsetakse vajalikuks vahetada üks töövedelik teise hoida laos pikemat aega, tuleb nende vastu. Sellistel juhtudel tuleb hankida kaitseks kasutada spetsiaalmeetodeid informatsiooni uue töövedeliku (konserveerivate õlide kasutamine) sobivusest antud tingimustele nii töövedeliku kui ka komponentide Minimaalne vaikude moodustumine tootjailt. Ühe töövedeliku vahetamisel teise vastu Hüdrosüsteemides kasutatav töövedelik ei tohi on soovitav demonteerida kõik hüdrosüsteemide pikkadel seisakutel, töötamisel, soojenemisel või jahutumisel hüdrokomponendid, puhastada lõdvikud moodustada vaike , mis võivad põhjustada ja tihendid vanast töövedelikust. Kui hüdrokomponentide liikuvate osade seda mitte teha võib see viia kinnikiilumist. hüdrosüsteemi täielikule rivist väljaminekule. Head filtreerumisomadused Sette moodustamine Hüdrosüsteemi töötamisel filtreeritakse töövedelikku peale hüdropumpa, Töövedelik ja selle lisandid ei tohi tagasivoolutorustikus või mõlemais, et laguneda ja tekitada hüdrosüsteemis kõrvaldada töövedelikust komponentide setet kogu kasutusaja jooksul. kulumisproduktid. Töövedelik ja selle viskoossus mõjutavad filtri suurust ja materjali.
35 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud
Kasutajasõbralikkus Hind ja kättesaadavus
Töövedelikud, mis peale pikka seismist Kasutada tuleks neid töövedelikke, mis vajavad enne kasutuselevõttu eelnevat on laialdaselt kasutusel ja majanduslikult käsitlemist (loksutamist ja segamist) tasuvad. See on eriti tähtis hüdro- nõuavad lisahooldust. süsteemides, mida veel tööstuslikult ei Töövedelikke, mis kaotavad oma toodeta. omadused kiiresti või on aurustuvad, On väga raske anda täielikku infot tuleb regulaarselt kontrollida nii ökoloogiliselt sobivatest töövedelikest, keemiliselt kui füüsikaliselt. kuna info on hajutatud ja harva kõlbulik Töövedelikku peaks olema võimalik töövedelike omavaheliseks võrdle- kontrollida lihtsate meetoditega. miseks. Sellisel juhul tuleks töövedeliku Piirtingimustes saavad töövedeliku valikul arvestada ekspluatatsiooni- kasutamiskõlblikkuse üle otsustada aga kulusid . Oluline on välja selgitada ainult hüdrokomponentide ja filtrite töövedeliku keemilised ja füüsikalised tootjad analüüsides neile edastatud omadused, et vältida eksitusi uute proove. toodete projekteerimisel, komponentide vahetusel ja remondil. Vastavus ökoloogia nõuetele
Parim moodus kaitsta looduskeskkonda hüdrosüsteemi ekspluatatsiooni ajal on käsitleda süsteemi projekteerimist, konstrueerimist, ekspluatatsiooni ja hooldust kui ühte tervikut . Ainult ökoloogiliselt heakskiidetud töövedeliku kasutamine ei välista eespool mainitut seika. Ökoloogilise heakskiidu saanud töö- vedelikud peavad vastama järgnevatele nõuetele: - hea bioloogiline lagunevus - lihtsalt utiliseeritav - mittetoksiline elusorganismidele - ohutu veele - ohutu toitainetele - töövedelik ei ärrita nahka ja limaskesti üheski kolmest olekust - lõhnatu või meeldiva lõhnaga
36 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud 3.3 Kokkuvõte levinumatest töövedelikest
Töövedelikud WGK Mittesüttivad WGK Ökoloogilised WGK Töövedelikud WGK mineraalõli baasil töövedelikud töövedelikud eritingimustele DIN 51524, 1.osa 2 Destilleeritud vesi 0 Baasvedelik Sünteetiline õli Hüdroõli HL Mineraalõli baasil HFA- tüübid Taimeõli (HTG) 0-1 valmistatud hüdro-õli, (95/5) (triglütseriin) sisaldab korro-siooni Õli lennukite vähendavaid ja ajalist HFA-E Polüglükool (HPG) 0-1 stabiilsust tõstvaid ( emulsioon ) 3 lisandeid Sünteetiline ester Stantsimisõliga HFA-M (HE) 0-1 kokkusobiv vedelik DIN 51524, 2.osa ( mikro -emulsioon) 3 Hüdroõli HLP 2 jne. Sama, mis õli HLP HFA-S (lahus) lisatud on lisandeid, mis vähendavad HFA-V (segu) 0-1 hõõrdumisest põhjustatud 80% H2O + kulumist 20% kontsentraati 1
DIN 51524, 2.osa HFB (vee ja õli Hüdroõli HLP-D emulsioon) Sama mis õli HLP, + 40% H2O+ lisandid. Erinevalt HLP 3 60% mineraalõli 3 õlist ei ole neile nõudeid vee ja õhu eraldamisvõimele. HFC (vesi- glükool) 40% H2O+ DIN51524 1.osa 60% glükooli 0-1 Hüdroõli HLP Sama, mis õli HLP, kuid HFD-R lisatud on (fosfaat-ester) viskoossusindeksit
37 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud parandavaid lisandeid 2 HFD-U (teine 1-(2) koostis) (üldjuhul polüester) 1
Sele 3.3 Töövedelikud
WGZ 0-1,9 2-3,9 4-5,9 >6 ohtlikkuse kordaja veele WGK 0 1 2 3 ohtlikkuse klass veele Märkused veele ohutu väike oht ohtlik eriti ohtlik
Sele 3.4 Töövedelike ohtlikkusklass veele (WGK)
38 Tallinna Tööstushariduskeskus Töövedelikud
39