Hidrolik Sistemde Hangi Yağı Seçmeliyim?

Hidrolik Sistemde Hangi Yağı Seçmeliyim?

Hidrolik Sistemde Hangi Hidrolik Yağı Seçmeliyim?

Joseph Bramah adlı bir İngiliz tamirci, ilk hidrolik presin geliştirilmesinde Pascal yasası ilkesini uyguladığında, sanayi devriminin başlangıcına kadar değildi. 1795 yılında Bramah presi olarak bilinen hidrolik presinin patentini aldı. Bramah, küçük bir alana uygulanan küçük bir kuvvet, daha büyük bir alanda orantılı olarak daha büyük bir kuvvet oluşturacaksa, bir makinenin uygulayabileceği kuvvetin tek sınırının, basıncın uygulandığı alan olduğunu düşündü.

Hidrolik Sistem Nedir?
Hidrolik sistemler, günümüzde küçük montaj işlemlerinden entegre çelik ve kağıt fabrikası uygulamalarına kadar çok çeşitli uygulamalarda bulunabilir. Hidrolik, operatörün önemli işleri (ağır yükleri kaldırmak, şaftı döndürmek, hassas delikler açmak, vb.) Pascal yasasının uygulanması yoluyla mekanik bağlantıya minimum yatırımla gerçekleştirmesini sağlar:

"Sınırlı bir akışkana herhangi bir noktada uygulanan basınç, akışkan boyunca tüm yönlerde azalmadan iletilir ve sınırlayıcı kabın her parçasına, iç yüzeylerine dik açılarda ve eşit alanlara etki eder.

Pascal yasasını ve Brahma'nın uygulamasını uygulayarak, 10 inç kareye 100 poundluk bir girdi kuvvetinin, kapalı kap boyunca inç kare başına 10 poundluk bir basınç oluşturacağı açıktır. Ağırlığın alanı 100 inç kare ise, bu basınç 1000 pound ağırlığı destekleyecektir.

Pascal yasasının ilkesi, bir hidrolik sistemde, enerjiyi bir noktadan diğerine iletmek için kullanılan hidrolik sıvı tarafından gerçekleştirilir. Hidrolik sıvı neredeyse sıkıştırılamaz olduğundan, gücü anında iletebilir.

Hidrolik Sistem Bileşenleri
Bir hidrolik sistemi oluşturan ana bileşenler rezervuar, pompa, valf(ler) ve aktüatör(ler) (motor, silindir vb.)dir.

Hidrolik Yağ Tankı
Hidrolik rezervuarın amacı, bir sıvı hacmini tutmak, sistemden ısıyı aktarmak, katı kirleticilerin yerleşmesini sağlamak ve sıvıdan hava ve nemin salınmasını kolaylaştırmaktır.

Hidrolik Pompa
Hidrolik pompa, mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye iletir. Bu, iletim ortamı olan sıvının hareketi ile yapılır. Dişli, kanatlı ve pistonlu olmak üzere çeşitli hidrolik pompa türleri vardır. Bu pompaların tümü, eğik eksenli pistonlu pompa veya değişken deplasmanlı kanatlı pompa gibi belirli uygulamalara yönelik farklı alt tiplere sahiptir. Tüm hidrolik pompalar, sıvı hacmini dirençli bir yük veya basınca karşı yer değiştirme prensibine göre çalışır.

Hidrolik Valfler
Hidrolik valfler, bir sistemde sıvı akışını başlatmak, durdurmak ve yönlendirmek için kullanılır. Hidrolik valfler, popetler veya makaralardan oluşur ve pnömatik, hidrolik, elektrik, manuel veya mekanik yollarla çalıştırılabilir.

Hidrolik Aktüatörler
Hidrolik aktüatörler Pascal yasasının sonucudur. Hidrolik enerjinin mekanik enerjiye geri dönüştürüldüğü yer burasıdır. Bu, hidrolik enerjiyi doğrusal harekete ve işe dönüştüren bir hidrolik silindir veya hidrolik enerjiyi dönme hareketine ve işe dönüştüren bir hidrolik motor kullanılarak yapılabilir. Hidrolik pompalarda olduğu gibi, hidrolik silindirler ve hidrolik motorlar, her biri belirli tasarım uygulamalarına yönelik birkaç farklı alt tipe sahiptir.

Anahtar Yağlamalı Hidrolik Bileşenler
Bir hidrolik sistemde, pompalar ve valfler dahil olmak üzere, onarım maliyeti veya görevin kritikliği nedeniyle hayati bileşenler olarak kabul edilen birkaç bileşen vardır. Pompalar için birkaç farklı konfigürasyon, yağlama açısından ayrı ayrı ele alınmalıdır. Bununla birlikte, pompa konfigürasyonundan bağımsız olarak, seçilen yağlayıcı korozyonu engellemeli, viskozite gereksinimlerini karşılamalı, termal stabilite sergilemeli ve (bir sızıntı durumunda) kolayca tanımlanabilir olmalıdır.

Hidrolik Paletli Pompalar
Üreticiler arasında birçok kanatlı pompa çeşidi mevcuttur. Hepsi benzer tasarım ilkeleri üzerinde çalışır. Tahrik miline bir oluklu rotor bağlanmıştır ve tahrik miline kaymış veya eksantrik olan bir kam halkasının içinde döner. Kanatlar rotor yuvalarına yerleştirilir ve rotor dönerken kam halkasının iç yüzeyini takip eder.

Kanatlar ve kam halkalarının iç yüzeyi her zaman temas halindedir ve yüksek miktarda aşınmaya maruz kalır. İki yüzey aşındıkça kanatlar yuvalarından daha fazla dışarı çıkar. Kanatlı pompalar, yüksek bir maliyetle sabit bir akış sağlar. Kanatlı pompalar, çalışma sıcaklığında 14 ile 160 cSt arasındaki normal viskozite aralığında çalışır. Kanatlı pompalar, kontaminasyonun ve sıvı kalitesinin kontrol edilmesinin zor olduğu kritik yüksek basınçlı hidrolik sistemlerde uygun olmayabilir. Akışkanın aşınma önleyici katkı maddesinin performansı genellikle kanatlı pompalarda çok önemlidir.

Hidrolik Pistonlu Pompalar
Tüm hidrolik pompalarda olduğu gibi, pistonlu pompalar da sabit ve değişken deplasmanlı tasarımlarda mevcuttur. Pistonlu pompalar genellikle en çok yönlü ve sağlam pompa türüdür ve her tür sistem için çeşitli seçenekler sunar. Pistonlu pompalar 6000 psi'nin üzerindeki basınçlarda çalışabilir, oldukça verimlidir ve nispeten az gürültü üretir. Pistonlu pompaların birçok tasarımı, diğer pompa türlerinden daha iyi aşınmaya direnme eğilimindedir. Pistonlu pompalar, 10 ila 160 cSt'lik normal bir akışkan viskozite aralığında çalışır.

Hidrolik Dişli Pompalar
Dahili ve harici olmak üzere iki yaygın dişli pompa türü vardır. Her türün çeşitli alt türleri vardır, ancak bunların tümü, birbirine geçen bir dişli takımının dişleri arasında sıvı taşıyarak akış geliştirir. Genellikle kanatlı ve pistonlu pompalardan daha az verimli olmakla birlikte, dişli pompalar genellikle sıvı kirliliğine karşı daha toleranslıdır.

İç dişli pompalar, 3000 ila 3500 psi'ye kadar basınç üretir. Bu tip pompalar, akış hızına bağlı olarak 2200 cSt'ye kadar geniş bir viskozite aralığı sunar ve genellikle sessizdir. İç dişli pompalar da düşük akışkan viskozitesinde bile yüksek verimliliğe sahiptir.

Dış dişli pompalar yaygındır ve 3000 ila 3500 psi'ye kadar olan basınçları işleyebilir. Bu dişli pompalar, bir sisteme ucuz, orta basınçlı, orta hacimli, sabit bir yerleştirme teslimatı sunar. Bu tip pompalar için viskozite aralıkları 300 cSt'nin altında sınırlıdır.

Hidrolik Yağlar
Günümüzün hidrolik sıvıları birden fazla amaca hizmet eder. Bir hidrolik sıvının ana işlevi, iş ve hareketin gerçekleştirilmesini sağlayan sistem aracılığıyla enerji iletimini sağlamaktır. Hidrolik sıvılar ayrıca yağlama, ısı transferi ve kirlilik kontrolünden sorumludur. Bir yağlayıcı seçerken viskoziteyi, conta uyumluluğunu, baz stoğu ve katkı paketini göz önünde bulundurun. Bugün piyasada bulunan üç yaygın hidrolik sıvı çeşidi petrol bazlı, su bazlı ve sentetiktir.

Petrol bazlı veya mineral bazlı sıvılar günümüzde en yaygın kullanılan sıvılardır. Bu sıvılar, düşük maliyetli, yüksek kaliteli ve kolayca bulunabilen bir seçim sunar. Mineral bazlı bir sıvının özellikleri, kullanılan katkı maddelerine, orijinal ham petrolün kalitesine ve rafinasyon işlemine bağlıdır. Mineral bazlı bir sıvıdaki katkı maddeleri, bir dizi spesifik performans özelliği sunar. Yaygın hidrolik sıvı katkı maddeleri arasında pas ve oksidasyon önleyiciler (R&O), korozyon önleyici maddeler, emülsiyon gidericiler, aşınma önleyici (AW) ve aşırı basınç (EP) maddeler, VI geliştiriciler ve köpük gidericiler bulunur. Ek olarak, bu yağlayıcılardan bazıları renkli boyalar içerir ve bu sayede sızıntıları kolayca tespit edebilirsiniz. Hidrolik sızıntılar çok maliyetli (ve yaygın) olduğundan, bu küçük özellik, ekipmanınızın ömrünü uzatmada ve tesisinizin para ve kaynaklarından tasarruf etmede büyük rol oynar.

Su bazlı sıvılar, yüksek su içeriği nedeniyle yangına dayanıklılık için kullanılır. Su içinde yağ emülsiyonları, yağ içinde su (invert) emülsiyonları ve su glikol karışımları olarak mevcutturlar. Su bazlı sıvılar uygun yağlama özellikleri sağlayabilir ancak sorunlardan kaçınmak için yakından izlenmeleri gerekir. Yangına dayanıklılık gereken uygulamalarda su bazlı akışkanlar kullanıldığı için bu sistemler ve sistemlerin etrafındaki atmosfer sıcak olabilir.

Yüksek sıcaklıklar, akışkanlardaki suyun buharlaşmasına neden olarak viskozitenin yükselmesine neden olur. Bazen, sıvının dengesini düzeltmek için sisteme damıtılmış su eklenmesi gerekecektir. Bu sıvılar her kullanıldığında, pompalar, filtreler, tesisat, bağlantı parçaları ve conta malzemeleri dahil olmak üzere çeşitli sistem bileşenlerinin uyumluluğu kontrol edilmelidir.

Su bazlı sıvılar, geleneksel petrol bazlı sıvılardan daha pahalı olabilir ve yangına dayanıklılık avantajına karşı tartılması gereken başka dezavantajlara (örneğin, daha düşük aşınma direnci) sahiptir.

Sentetik sıvılar, insan yapımı yağlayıcılardır ve çoğu, yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıklı sistemlerde mükemmel yağlama özellikleri sunar. Sentetik sıvıların avantajlarından bazıları, yangına dayanıklılık (fosfat esterleri), daha düşük sürtünme, doğal deterjanlık (organik esterler ve esterle güçlendirilmiş sentezlenmiş hidrokarbon sıvıları) ve termal stabiliteyi içerebilir.

Bu tip akışkanların dezavantajı, genellikle geleneksel akışkanlardan daha pahalı olmaları, hafif toksik olmaları ve özel bertaraf gerektirmeleri ve genellikle standart conta malzemeleriyle uyumlu olmamasıdır.

Akışkan Özellikleri
Bir hidrolik sıvı seçerken şu özellikleri göz önünde bulundurun: viskozite, viskozite indeksi, oksidasyon kararlılığı ve aşınma direnci. Bu özellikler, sıvınızın sisteminizde nasıl çalıştığını belirleyecektir. Akışkan özelliği testi, Amerikan Test ve Malzeme Derneği (ASTM) veya diğer tanınmış standart organizasyonlarına uygun olarak yapılır.

Viskozite (ASTM D445-97), bir akışkanın akışa ve kaymaya karşı direncinin ölçüsüdür. Daha yüksek viskoziteye sahip bir sıvı, düşük viskoziteye sahip bir sıvıya kıyasla daha yüksek dirençle akar. Aşırı yüksek viskozite, yüksek sıvı sıcaklığına ve daha fazla enerji tüketimine katkıda bulunabilir. Çok yüksek veya çok düşük viskozite bir sisteme zarar verebilir ve sonuç olarak bir hidrolik sıvı düşünüldüğünde kilit faktördür.

Viskozite İndeksi (ASTM D2270), sıcaklıktaki bir değişiklikle bir sıvının viskozitesinin nasıl değiştiğidir. Yüksek VI'lı bir sıvı, viskozitesini aynı ağırlıktaki düşük VI'lı bir sıvıdan daha geniş bir sıcaklık aralığında koruyacaktır. Aşırı sıcaklıkların beklendiği yerlerde yüksek VI sıvıları kullanılır. Bu, özellikle açık havada çalışan hidrolik sistemler için önemlidir.

Oksidasyon Kararlılığı (ASTM D2272 ve diğerleri), sıvının oksijenle kimyasal reaksiyonun neden olduğu ısı kaynaklı bozulmaya karşı direncidir. Oksidasyon, çamur ve vernik gibi yan ürünler bırakarak sıvının ömrünü büyük ölçüde azaltır. Vernik, valfin çalışmasına müdahale eder ve akış geçiş yollarını kısıtlayabilir.

Aşınma Direnci (ASTM D2266 ve diğerleri), yağlayıcının sürtünmeli sınır temaslarındaki aşınma oranını azaltma yeteneğidir. Bu, bileşen yüzeylerinde aşınma, sürtünme ve temas yorgunluğunu önlemek için sıvı metal yüzeyler üzerinde koruyucu bir film oluşturduğunda elde edilir.

Bu temel özelliklerin yanı sıra dikkate alınması gereken bir diğer özellik de görünürlüktür. Hidrolik bir sızıntı olursa, ekipmanınıza zarar vermemek için erkenden yakalamak istersiniz. Boyalı bir yağlayıcıyı seçmek, sızıntıları hızlı bir şekilde tespit etmenize yardımcı olarak tesisinizi makine arızasından etkili bir şekilde kurtarabilir.

Optimum Viskozite Aralığını Kontrol Etmek İçin On Adım
Yağlayıcıları seçerken, yağlayıcının sistem pompasının veya motorunun çalışma parametrelerinde verimli bir şekilde performans gösterdiğinden emin olun. Süreci takip etmek için tanımlanmış bir prosedüre sahip olmak yararlıdır. Bir silindiri çalıştıran sabit deplasmanlı dişli pompalı basit bir sistem düşünün (Şekil 2).

Pompayla ilgili tüm verileri toplayın. Bu, üreticiden tüm tasarım sınırlamalarını ve optimum çalışma özelliklerini toplamayı içerir. Aradığınız, söz konusu pompa için optimum çalışma viskozite aralığıdır. Minimum viskozite 13 cSt, maksimum viskozite 54 cSt ve optimum viskozite 23 cSt'dir.

Normal çalışma sırasında pompanın gerçek çalışma sıcaklığı koşullarını kontrol edin. Bu adım, çalışma sırasında farklı sıvıların karşılaştırılması için bir referans noktası sağladığı için son derece önemlidir. Pompa normalde 92ºC'de çalışır.

Kullanılan yağın 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.

Sıvı petrol ürünleri için bir ASTM D341 standart viskozite-sıcaklık tablosu edinin. Bu tablo oldukça yaygındır ve çoğu endüstriyel yağlayıcı ürün kılavuzunda (Şekil 3) veya yağlayıcı tedarikçilerinden bulunabilir.

Adım 3'te bulunan yağlayıcının viskozite özelliklerini kullanarak, grafiğin sıcaklık ekseninden (x ekseni) başlayın ve 40 derecelik C çizgisini bulana kadar ilerleyin. 40 derecelik C çizgisinde, yağlayıcı üreticiniz tarafından yayınlanan 40ºC'deki yağlayıcınızın viskozitesine karşılık gelen çizgiyi bulana kadar yukarı doğru takip edin. Karşılık gelen çizgiyi bulduğunuzda, iki çizginin kesiştiği yerde küçük bir işaret yapın (kırmızı çizgiler, Şekil 5).

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

İşaretleri, içlerinden düz kenarlı bir çizgi çizerek birleştirin (sarı çizgi, Şekil 5). Bu çizgi, çeşitli sıcaklıklarda yağlayıcının viskozitesini temsil eder.

Pompanın optimum çalışma viskozitesi için üreticinin verilerini kullanarak grafiğin dikey viskozite eksenindeki değeri bulun. Yağlayıcının sarı viskozite-sıcaklık çizgisine ulaşana kadar sayfa boyunca yatay bir çizgi çizin. Şimdi, yatay optimum viskozite çizgisiyle kesiştiği sarı viskozite-sıcaklık çizgisinden grafiğin altına dikey bir çizgi (yeşil çizgi, Şekil 5) çizin. Bu çizginin kesiştiği yerde, sıcaklık ekseni, bu özel yağlayıcı için pompanın optimum çalışma sıcaklığıdır (69ºC).

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 maksimum izin verilen çalışma sıcaklığıdır.

Adım 2'de yapılan ısı tabancası taramasını kullanarak pompanın normal çalışma sıcaklığını tablodan bulun. Değer, çizelgede belirtilen minimum ve maksimum sıcaklıklar içindeyse, akışkan sistemde kullanıma uygundur. Değilse, sıvıyı buna göre daha yüksek veya daha düşük bir viskozite derecesine değiştirmelisiniz. Grafikte gösterildiği gibi, pompanın normal çalışma koşulları, belirli yağlayıcımız için uygun aralığın (kahverengi alan, Şekil 5) dışındadır ve değiştirilmesi gerekecektir.

Hidrolik Sıvıların Konsolidasyonu
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 konsolidasyonunun sistem seviyesinde başlaması gerekir. Sıvıları konsolide ederken aşağıdakileri göz önünde bulundurun:

Her bir ekipman parçasının özel gereksinimlerini belirleyin. Ekipmanınızın tüm normal çalışma sınırlarını göz önünde bulundurun.

Tercih ettiğiniz yağlayıcı temsilcisiyle konuşun. Ekipmanınızın yağlama ihtiyaçları hakkında önemli bilgileri toplayabilir ve iletebilirsiniz. Bu, tedarikçinizin ihtiyaç duyduğunuz tüm ürünlere sahip olmasını sağlayacaktır. Konsolidasyona ulaşmak için sistem gereksinimlerinden ödün vermeyin.

Ayrıca aşağıdaki hidrolik sıvı yönetimi uygulamalarına da uyun.

Gelen tüm yağlayıcıları etiketlemek ve tüm rezervuarları etiketlemek için bir prosedür uygulayın. Bu, çapraz kontaminasyonu en aza indirecek ve kritik performans gereksinimlerinin karşılanmasını sağlayacaktır.

Yağ depolama tesisinizde İlk Giren İlk Çıkar (FIFO) yöntemini kullanın. Düzgün yürütülen bir FIFO sistemi, karışıklığı ve depolama kaynaklı yağlayıcı arızasını azaltır.

Hidrolik sistemler, enerjiyi aktarmak ve bu enerjiyi faydalı işe dönüştürmek için karmaşık sıvı bazlı sistemlerdir. Başarılı hidrolik işlemler, sistem taleplerini karşılayan hidrolik sıvıların dikkatli bir şekilde seçilmesini gerektirir. Viskozite seçimi, doğru bir sıvı seçiminin merkezinde yer alır.

Viskozite indeksi, aşınma direnci ve oksidasyon direnci gibi dikkate alınması gereken başka önemli parametreler de vardır. Akışkanlar genellikle karmaşıklığı ve malzeme depolama maliyetini azaltmak için birleştirilebilir. Sıvı konsolidasyonu sağlamak amacıyla sıvı performansından ödün vermemek için dikkatli olunmalıdır.