روغن هیدرولیک چیست و چه کاربردی دارد؟

روغن هیدرولیک یا سیال هیدرولیک از روغن های مهم در ماشین آلات هیدرولیکی است که وظیفه آن روان کنندگی در قسمت فرمان خودرو و انتقال قدرت است. از تجهیزات که در آن ها از روغن هیدرولیک استفاده می کنند می توان به بیل های مکانیکی، ترمز های هیدرولیکی، سیستم فرمان، سیستم انتقال قدر خودرو اشاره کرد. نقش این روغن در ماشین آلات هیدرولیکی در این است که به عنوان یک سیال، قطعات را به حرکت در می آورد و یا در به حرکت در آوردن آنها سرعت می بخشد. ماشین آلات هیدرولیکی زمانی بهترین کارایی را دارند، که تراکم پذیری روغن در آن ها برابر صفر باشد. این روغن دونوع دارد و به بازار لوازم خودرو ارائه می شود.

شاید این طور به نظر برسد که روغن های هیدرولیک فقط برای سادگی چرخش فرمان خودرو استفاده می شود ولی در صنایع از این روغن استفاده های بیشتری می شود. در ادامه این مقاله از نشریه علمی جهان شیمی فیزیک به بررسی خواص و کاربرد روغن های هیدرولیک در صنایع می پردازیم.

خواص روغن هیدرولیک

• گرانروی یا ویسکوزیته
• درجه حرارت عملکردی
• نوع سیستم هیدرولیک
• مقاومت لایه‌های روغن
• حداکثر میزان جذب رطوبت
• خاصیت اسیدی و عدد PH
• درجه مقاومت در برابر اکسیداسیون

لزجت یا گران‌روی روغن هیدرولیک

لزجت مفهومی برعکس روانی را د ارد و به معنای مقاومت در برابر جاری شدن است. به طور مثال اگر مایعی به راحتی جریان یابد و روان شود، لزجت آن مایع کم استو اگر مایعی به سختی و با کندی جریان یابد، لزجت آن مایع زیاد است.

برای هر سیستم هیدرولیک تعیین لزجت روغن باید حاصل یک نتیجه گیری صحیح و کلی باشد. میزان لزجت یا گرانروی بالا برای روغن بسیار مناسب است چون باعث آب بندی فاصله بین قطعات متحرک ماشین می شود.

مشکلات ناشی از ویسکوزیته زیاد

• افزایش مقاومت در مقابل جاری شدن
• افزایش توان مصرفی به سبب اصطکاک
• افزایش دما به‌واسطه اصطکاک
• افزایش افت فشار به سبب مقاومت
• گاهی موجب کند کار کردن دستگاه
• مشکلاتی ازنظر هوا زدایی روغن، در مخزن روغن پیدا شود.

مشکلات ناشی از ویسکوزیته پایین

•  لزجت بسیار پایین می تواند مشکلات زیر را به وجود آورد
• افزایش نشت درونی قطعات شود.
• باعث ساییدگی زیاد یا حتی گیرپاج کردن قطعات در مقابل بلر سنگین شود.
• کاهش راندمان پمپ و درنتیجه عملکرد کند تحریک‌کننده را موجب شود.
• سبب افزایش دما به‌واسطه نشت شدید شود.

روش تعیین ویسکوزیته

چند روش جهت تعیین لزجت وجود دارد که عبارت‌اند از:

ویسکوزیته مطلق

لزجت مطلق یا گرانروی دینامیکی میزان مقاومتی است که یک لایه ازروغن هنگام حرکت بر روی لایه دیگر از خود نشان می دهد. واحد ویسکوزیته یا گرانروی پویز است. در واقع پویزنیروی وارد بر سطحی است که بر روی سطح دیگربه صورت موازی با سرعت یک سانتیمتر در ثانیه در حال حرکت است.

ویسکوزیته جنبشی

ویسکوزیته جنبشی براساس ارتفاع روغن هیدرولیک تعریف می شود. لزجت جنبشی از تقسیم لزجت مطلق بر غلظت روغن هیدرولیک بدست می آید. واحد اندازه گیری لزجت جنبشی استوک است که برحسب سانتیمتر مربع بر ثانیه تعریف می شود.

روش گرانروی نسبی

لزجت در اکثر کاربردهای عملی، دانستن لزجت نسبی مفید است.لزجت نسبی عبارت است از مدت‌زمانی است که طول می‌کشد تا مقدار معینی روغن هیدرولیک درحالی‌که دمای معینی را دارا است از درون اوریفیس استانداردی عبور کند.روش‌های گوناگونی برای محاسبه این نوع لزجت وجود دارد که یکی از متداول‌ترین آنان استفاده از لزجت سنج سی بولت یونیورسال است.

ویسکوزیته SUS

لزجت نسبی عبارت است از مدت زمانی که مقدار معینی روغن در دمای مشخص از درون اوریفیس استانداردی عبور کند. یکی از متداول ترین روش هایی که برای اندازه گیری لزجت نسبی استفاده می شود از لزجت سنج سی بولت یونیورسال است.

موارد استفاده از انواع روغن هیدرولیک

انتقال توان

از مهمترین وظایف این روغن انتقال توان است.از این روغن در مکان هایی که میزان خوردگی قطعات بالا است و هدف انتقال توان های انرژی است، استفاده می شود. این روغن باعث می شود تا توان‌های بالا را با اتلاف کم و بدون خوردگی‌ و اصطکاک انتقال داد.

خنک کاری تجهیزات

برخی از تجهیزات مانند موتور و پمپ هنگام کارکردن از خود حرارت تولید می کنند چون سرعت تبدیل انرژی در این تجهیزات بالاست و اگر این گرما منتقل نشود. با گذشت زمان باعث خرابی تجهیزات می شود. بنابراین برای حفظ این تجهیزات می توان با استفاده از روغن هیدرولیک با ویسکوزیته مناسب، آن را خنک کرد.

پاک کنندگی تجهیزات

می‌توان به کمک استفاده از فیلترهای مختلف بر سر راه گردش روغن، انواع آلاینده‌ها نظیر ذرات معلق و یا آب را از سیستم خارج کرد و بدین ترتیب از آسیب رسیدن به تجهیزات به واسطه خوردگی و وقوع واکنش‌های شیمیایی با آب جلوگیری کرد.

گرید های روغن هیدرولیک

این روغن ها دارای گرید های ۵، ۱۰، ۲۲، ۳۲، ۴۶، ۶۸، ۱۰۰، ۱۵۰، ۲۲۰، ۳۲۰ است که در میان آن ها گرید ۴۶ و ۶۸ کاربرد بیشتری در صنایع دارد.

این روغن ها از نظر کیفیت دارای سه سطح کیفی HL، HLP و HVLP با درجات مقاومت مختلف است. به طور مثال روغن هیدرولیک در سطح HVLP   گرانروی بیشتری دارد و مقاومت آن نسبت به تغییرات دما بیشتر شود و دراین صورت روغن خواص خود را حفظ می کند.

این روغن ها بر اساس استاندارد ISO 6743 به سطوح کیفیت زیر دسته بندی می شود.

• روغن پایه معدنی بدون مواد افزودنی
• روغن های گردشی که با اضافه کردن مواد افزودنی ضدزنگ و ضد اکسیداسیون به روغن هیدرولیک تهیه می شود.
• با اضافه کردن مواد افزودنی ضد سایش به این روغن ها، روغن جدید تولید شد که از پرمصرف ترین روغن های در حال حاضر است.
• بهبود شاخص گرانروی روغن هیدرولیک، سطحی از کیفیت برای کارکرد در گستره وسیع دمایی تعریف شد.
• روغن هیدرولیک ماشین ابزار با داشتن خاصیت چسبندگی بالا در سیستم های رفت و برگشتی به بیرون پرتاب نمی شود.

این تقسیم بندی برای سطوح کیفیت از معروف ترین طبقه بندی های روغن هیدرولیک است.

کاربرد روغن های هیدرولیک

• برای کاربرد های معمولی ( اکثر روغن های معدنی، روغن های استاندارد و مخلوط های روغنی)
• جهت استفاده برای مصارف کم دما( روغن هایی که برای سیستم های انتقال قدرت هواپیما ها استفاده می شود.)
• روغن های هیدرولیک ضد آتش که در برابر دماهای بالا مقاوم هستند (ماشین آلات ریخته گری)

عوامل موثر در انتخاب روغن هیدرولیک

• خواص فیزیکی: انبساط حرارتی، چگالی، کاویتاسیون ،انبساط حرارتی، رینولدز بحرانی
• سازگاری: سازگاری داشتن با آب بندی ها، فلزات، سیالات و پذیرش مواد اصلاح کننده
• توانایی کار کردن در دمای بالا: اکسیداسیون، نقطه تبخیر، نقطه اشتعال، مقاومت حرارتی بالا
• ایمنی: مقاوم دربرابر حرارت و ضد آتش بودن، سمی و بودار بودن
• روغنکاری: توانایی حمل بار، سطح کیفی روانکاری، تغییرات ویسکوزیته در برابر تغییران دما
• خاصیت الکتریکی: مقاوم دربرابر ولتاژ های ناگهانی،ضریب هدایت، قطبی شدن در میدان های مغناطیسی

زمان تعویض روغن هیدرولیک

در سیستم های هیدرولیک مواردی وجود دارد که در صورت مشاهده آن، باید برای عوض کردن روغن آن اقدام کنید. در صورت مشاهده این موارد یعنی زمان تعویض روغن فرارسیده است و باید آن را حتما عوض کنید.

در مورد تعویض روغن، باید این نکته رادر نظر داشته باشید که هیچ گاه دو روغن را نباید باهم ترکیب کرد. چون دوروغن ترکیبها و خواص فیزیکی مانند گراویتی متفاوتی دارندو نباید آن ها را باهم ترکیب نمود. بنابراین هنگام تعویض روغن، قبلا روغن قدیمی و کهنه را تخلیه نموده و بعد روغن جدید راجایگزین نمایید.

اکنون نوبت آن رسیده که نشانه های تعویض روغن را بدانیم:

• اگر رنگ ظاهری روغن تیره شده باشد.
• کف کردن روغن
• استشمام بوی سوختگی از روغن
• بالا رفتن میزان گرانروی روغن
• اگر رنگ ظاهری روغن مات شده باشد.
• کاهش میزان سطح روغن
•  آلودگی روغن با توجه به اکسیده شدن آن

نتیجه گیری وجمع بندی

درکل روغن هیدرولیک برای هدف روانکاری، انتقال قدرت، محافظت در برابر زنگ زدگی قطعات و هماهنگی با سایر قطعات و کاهش اصطکاک استفاده می شود.

از نکاتی که باید در نظر داشت که این روغن ها نسبت به آلودگی که به آن ها وارد می شود، حساسیت زیادی دارند. در اثر آلودگی ساختار شیمیایی و فیزیکی آن ها تغییر می کند و این موضوع روی عملکرد روغن تاثیر می گذارد. با رعایت کردن نکات ساده برای تمیز نگه داشتن روغن هیدرولیک می توان عمر آن را افزایش داد و از افزایش هزینه روانکاری دستگاه جلوگیری کرد.