هیدرولیک ها سیستم هایی هستند که در آنها انرژی و قدرت از طریق سیالات منتقل می شود. سیالات به کار رفته سیالات هیدرولیکی یا روغن های هیدرولیکی نامیده می شوند و در انواع ماشین آلات، تجهیزات و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این، سیستم ها و اجزای هیدرولیکی در کشاورزی، ساخت وساز، معدن کاری، کشتی سازی، صنایع هوا فضا، مواد شیمیایی، پزشکی، فن آوری محیط زیست و غیره کاربرد دارند.
مزایای زیادی برای استفاده از هیدرولیک و روغن هیدرولیک وجود دارد. در برخی موارد انتخاب یک جایگزین دوست دار محیط زیست قطعا یکی از مهم ترین آنهاست. علاوه بر این، آن ها سیال هایی با ظرفیت حمل بار بالا هستند و به لطف ضد خوردگی، ضد خوردگی و دیگر ویژگی های خود، از سیستم های هیدرولیکی در برخی از محیط های پر تقاضا محافظت می کنند.
روغن هیدرولیک چیست و روغن هیدرولیک در کجا به کار می رود؟ مزایای دیگر استفاده از روغن های هیدرولیک با عملکرد مناسب برای تجهیزات و مالکان تجهیزات هیدرولیک چیست؟ در ادامه به پاسخ برخی از رایج ترین سوالات در مورد روغن های هیدرولیک می پردازیم.
روغن هیدرولیک چیست؟
روغن هیدرولیک مایعی است که چندین عملکرد دارد و به عنوان واسطه انتقال انرژی یا انتقال قدرت، روان کننده و آب بندی عمل می کند. همچنین، مایعی است که تجهیزات را خنک می کند و آلاینده ها را از بین می برد.
براساس تقسیم بندی هیدرولیک به هیدرودینامیک و هیدرواستاتیک، سیالات هیدرولیکی نیز متفاوتی داریم. که عبارتند از:
1) سیالات هیدرولیکی برای کاربردهای هیدرودینامیکی، که روغن های انتقال نیرو نامیده می شوند.
2) سیالات هیدرولیکی برای کاربرد هیدرواستاتیکی، که روغن های هیدرولیکی نامیده می شوند.
علاوه بر این، در کاربرد دوم، فشارهای اعمال شده بالا و نرخ جریان پایین است. به همین دلیل است که روغن های هیدرولیک باید سیال های غیر تراکم پذیر باشند تا قدرت را در یک سیستم یا قطعه تجهیزات انتقال دهند.
وقتی به سیالات روان کننده فکر می کنیم، می توانیم بگوییم که روغن های هیدرولیک مهم ترین روان کننده بعد از روغن های موتور هستند. از آنجا که سه حوزه اصلی هیدرولیک عبارتنداز ساکن، متحرک و هیدرولیک هوایی، می توان گفت که هر یک از این کاربردها نیازمند یک محیط هیدرولیک خاصی است که مطابق با نیازهای عملیاتی باشد. اگر به صورت بهینه به کار گرفته شود، روغن های هیدرولیک باعث صرفه جویی در انرژی، کاهش فرسودگی ماشین آلات و قطعات و در نتیجه افزایش طول عمر می شوند.
انواع روغن های هیدرولیکی و کاربرد های آن
مانند اکثر روان کننده ها، روغن های هیدرولیک به دو دسته روغن های هیدرولیک معدنی و روغن هیدرولیک سنتتیک تقسیم بندی می شوند. اولی از نفت سرچشمه می گیرد، در حالی که دومی به صورت مصنوعی سنتز یا ساخته می شود. علاوه بر این، روغن های هیدرولیک مقاوم در برابر آتش نیز وجود دارند که به طور خاص در محیط های حساس، روغن های هیدرولیک تجزیه پذیر زیستی، روغن های هیدرولیک تجزیه پذیر غذایی، روغن هیدرولیک STOU و روغن متحرک UTTO استفاده می شوند.
همانطور که در ابتدا اشاره کردیم، سیستم های هیدرولیکی همه جا حضور دارند و در هر صنعتی می توان آن ها را پیدا کرد. طیف گسترده ای از ماشین آلات، تجهیزات و قطعات هیدرولیکی وجود دارد که از هیدرولیک استفاده می کنند و برای حفظ عملیات به روغن هیدرولیک نیاز دارند.
انتخاب روغن هیدرولیک و مشخصات روغن هیدرولیک به عوامل متعددی بستگی دارد که شامل طراحی و نوع سیستم هیدرولیک و پمپ هیدرولیک، دمای کاری ، دامنه فشار و ملاحظات زیست محیطی است.
روغن هیدرولیک با پایه معدنی
روغن های هیدرولیک با پایه مواد معدنی از مشتقات نفت خام به دست می آیند. علاوه بر این، تا سطحی تصفیه می شوند که در آن به خواص روان کنندگی کافی دست می یابند. سپس با یک سیستم افزودنی تقویت می شوند. این افزودنی ها عملکردهای مختلفی دارند و می توانند خواص ضد سایش، خواص مهار زنگ زدگی و اکسیداسیون، خواص بهبود شاخص ویسکوزیته و غیره را داشته باشند.
انواع افزودنی های یافت شده در روغن های هیدرولیک مبتنی بر مواد معدنی از سیستم های هیدرولیکی در برابر خوردگی، سایش، آلودگی آب محافظت می کنند. همچنین، ویژگی های امولسیونی روغن و شاخص ویسکوزیته را بهبود می بخشند که مقاومت آن ها را در برابر تغییرات دما بهبود می بخشد. علاوه بر این، در این دسته بندی می توانیم روغن های هیدرولیکی با ویژگی های پاک کننده را پیدا کنیم. از آنجایی که روغن هیدرولیک با پایه معدنی مبتنی بر نفت هستند، در مقایسه با همتایان مصنوعی خود گزینه کم هزینه تری هستند.
انواع افزودنی های یافت شده در روغن های هیدرولیک مبتنی بر مواد معدنی از سیستم های هیدرولیکی در برابر خوردگی، سایش، آلودگی آب محافظت می کنند. همچنین، ویژگی های امولسیونی روغن و شاخص ویسکوزیته را بهبود می بخشند که مقاومت آن ها را در برابر تغییرات دما بهبود می بخشد. علاوه بر این، در این دسته بندی می توانیم روغن های هیدرولیکی با ویژگی های پاک کننده را پیدا کنیم.
روغن هیدرولیک با پایه سنتتیک
روغن هیدرولیک با پایه سنتتیک برای جبران کاستی های روغن هیدرولیک معدنی طراحی شده است. آنها از روغن های پایه تولید شده شیمیایی ساخته شده اند که عملکرد برتر آنها را در مقایسه با روغن های هیدرولیک معدنی نشان می دهد. علاوه بر این، آنها عملکرد ثابتی در دماهای بالا، پایداری اکسیداسیون عالی و زیست تخریب پذیری دارند. با این حال، به عنوان مایعات مصنوعی، هزینه بسیار بالاتری دارند، می توانند بسیار سمی باشند و به طور بالقوه با برخی از مواد مهر و موم و درزگیر، ناسازگار هستند.
روغن هیدرولیک مقاوم در برابر آتش
روغن های پایه معدنی و سنتتیک هر دو در فرمولاسیون روغن های هیدرولیک مقاوم در برابر آتش استفاده می شوند که با سرعت بسیار سریع تجزیه می شوند. همانطور که از نام آن پیداست، این نوع روغن هیدرولیک برای کاربردهایی با احتمال آتش سوزی بالا در نظر گرفته شده است که از آن جمله می توان به کاربردهای هوانوردی، ماینینگ، آسیاب های فولادی و قالب سازی اشاره کرد. به لطف این ویژگی مهم، آن ها در طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرند و قیمت کمتری نسبت به روغن های هیدرولیک سنتتیک دارند. از طرف دیگر سیستم افزودنی های مورد استفاده در روغن های هیدرولیک مقاوم در برابر آتش، حفاظت از خوردگی را بهبود می بخشد، اصطکاک و کف را کاهش می دهد . با این حال، وقتی صحبت از خواص محافظتی ضد سایش آنها می شود، آنها پشت سیالات سنتز شده قرار دارند. از سوی دیگر، سیستم افزودنی های مورد استفاده در روغن های هیدرولیک مقاوم در برابر آتش، حفاظت در برابر خوردگی، کاهش اصطکاک و کف را بهبود می بخشد.
روغن هیدرولیک سریع تجزیه پذیر
این دسته از روغن های هیدرولیک با استانداردهای در حال افزایش در رابطه با حفاظت از محیط زیست توسعه یافته اند، علاوه بر این، سازگاری محیط زیستی را فراهم می کنند و می توانند برای کاربردهای ثابت و متحرک در صنایع، جنگلداری، معدن کاری، ساخت تونل و تجهیزات جابجایی زمین مورد استفاده قرار گیرند.
روغن های هیدرولیک درجه غذایی
این دسته بر اساس دستورالعمل های بین المللی متعددی است که تنظیم می کند چه روغن های پایه و مواد افزودنی را می توان در فرمولاسیون این سیالات هیدرولیک استفاده کرد. روغن های هیدرولیک درجه غذایی دارای زیر گروه هایی هستند که نشان می دهد آیا روان کننده برای استفاده در صنایع غذایی که در آن هیچ تماس مستقیمی با مواد غذایی وجود ندارد و زیر گروهی که ممکن است چنین تماسی رخ دهد مناسب است یا خیر. روغن های پایه ای که برای این روان کننده های هیدرولیک استفاده می شود، روغن های سفید مخصوص، گریدهای خاص پلی آلفائولفین و پلی گلیکول های ویژه می باشد.
روغن های هیدرولیک هواپیما
این روغن ها در سیستم های هیدرولیکی در هوانوردی مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند فشارهای بالا و شرایط آب و هوایی شدید را با تغییرات شدید دمایی تحمل کنند؛ بنابراین، این مایعات باید از نظر حرارتی فوق العاده پایدار باشند و شاخص ویسکوزیته بالایی داشته باشند.
مواد افزودنی در سیالات هیدرولیکی:
خاصیت روان کنندگی روغن های هیدرولیکی از طریق افزودن مواد افزودنی به دست می آید. علاوه بر این، این مواد افزودنی همانطور که از نامشان نیز مشخص است، خواص متفاوت با عملکردهای مختلف دارند. ایجاد یک بسته افزودنی فرآیند بسیار ظریفی است زیرا مواد افزودنی باید با یکدیگر سازگار و مکمل باشند.
برخی از خواص روغن های هیدرولیک پایه که می توان آن ها را بهبود بخشید عبارتند از: پایداری، ضد خوردگی، ضد ویسکوزیته، پایداری دمایی، کف کنندگی، جلوگیری از نفوذ آب و ضریب اصطکاک که از مهم ترین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد.
براساس کارکرد آن ها، دو دسته اصلی از افزودنی ها وجود دارد که عبارتند از:
- افزودنی های فعال سطحی شامل مهارکننده های سایش، تعدیل کننده های اصطکاک، مهارکننده های زنگ، مواد شوینده یا پخش کننده ها
- افزودنی های فعال شامل بهبوددهنده های شاخص ویسکوزیته، بهبوددهنده های نقطه ای، افزودنی های ضد اکسیداسیون و کف زا
طبقه بندی دیگری که براساس سیستم افزودنی های مورد استفاده در فرمول روغن هیدرولیک است به شرح زیر است:
- سیستم های افزودنی که حاوی روی و خاکستر هستند
- سیستم های افزودنی که فاقد روی و خاکستر هستند
مهم ترین خواص روغن هیدرولیک
همانطور که از طبقه بندی فوق می بینیم، روغن های هیدرولیک باید دارای ویژگی های خاصی باشند تا بتوانند نیازهای سیستم های هیدرولیک و شرایط عملیاتی را برآورده کنند. روغن هیدرولیک چه برای شرایط کاری سنگین باشد و چه کاربردی که چنین شرایط کاری شدیدی ندارد، باید:
- غیر قابل تراکم
- پایدار از نظر ویسکوزیته و در طیف وسیعی از دماهای عملیاتی و آب و هوایی (بالا و پایین)
- مقاوم در برابر آتش
- غیر خورنده
- ضد سایش
- مقاوم در برابر آلودگی آب
- بادوام
علاوه بر این، انتخاب سیالات هیدرولیکی باید برای مالک ماشین آلات یا تجهیزات هیدرولیکی مقرون به صرفه باشد.
یک روغن هیدرولیک معمولا به تنهایی نمی تواند تمام نکات ذکر شده را برآورده کند. به همین دلیل است که روغن های هیدرولیکی به طور خاص براساس شرایطی که در آن به کار خواهند رفت فرمول بندی می شوند.
ویسکوزیته روغن هیدرولیک
ویسکوزیته روغن های هیدرولیکی یک ویژگی بسیار مهم است زیرا مقاومت آنها را در برابر نوسانات دما نشان می دهد. شاخص ویسکوزیته روغن های هیدرولیک مبتنی بر مواد معدنی را می توان با افزودن افزودنی ها بهبود بخشید. به عنوان مثال، روغن های هیدرولیک با شاخص ویسکوزیته بالا عملکرد سیستم های هیدرولیک و پمپ ها را در دماهای پایین بهبود می بخشند. در عین حال، آن ها در برابر سایش در دماهای بالا محافظت ایجاد می کنند.
چگالی روغن هیدرولیک
چگالی روغن هیدرولیک نقش بسیار مهمی در روانکاری و عملکرد ماشین های هیدرولیکی دارد. به طور معمول، سیستم ها تنها می توانند سیال هایی با چگالی خاص را پمپ کنند؛ بنابراین، اگر چگالی روغن هیدرولیک تحت تاثیر قرار گیرد، راندمان کاری پمپ هیدرولیک نیز تحت تاثیر قرار می گیرد. به عنوان مثال، اگر چگالی سیال افزایش یابد، پتانسیل فرسایشی سیال نیز افزایش می یابد. در سیستم‌هایی با تلاطم زیاد، سیال هیدرولیک می‌تواند دریچه‌ها، لوله‌ها و سایر قسمت‌ها و سطوحی را که در تماس با سیال هستند، سایش کند.
مزایای روغن هیدرولیک
هر روغن هیدرولیکی متفاوت است و براساس کاربرد و پکیج افزودنی مورد نظر، می تواند مزایای مختلفی را ارائه دهد.
به طور کلی، روغن های هیدرولیک بر پایه معدنی و یا روغن های هیدرولیک بر پایه سنتتیک می توانند مزایای زیر را فراهم کنند:
- محافظت در برابر خوردگی و زنگ زدگی. به عبارت دیگر روغن های هیدرولیک از نظر هیدرولیکی پایدار هستند.
- عملکردی بهینه حتی در دماها و شرایط کاری شدید به لطف پایداری ویسکوزیته روغن های هیدرولیک.
- محافظت در برابر کف کردن و تشکیل لجن و رسوباتکه موجب افزایش عملکرد سیستم افزایش می یابد.
- محافظت از سیستم هیدرولیک زمانی که در معرض هوا و آب قرار می گیرد به این معنی که روغن های هیدرولیک دارای خواص ضد اکسیداسیون هستند.
- فیلترهای سیستم های هیدرولیک راندمان فیلتراسیون خود را حفظ می کنند زیرا روغن های هیدرولیک به عنوان حذف کننده آلاینده ها عمل می کنند.
- تجهیزات هیدرولیکی در برابر امولسیون آب محافظت می شوند زیرا روغن به سرعت آب را جدا می کند و از بروز آسیب جلوگیری می کند.
- برخی از روغن های هیدرولیک زیست تخریب پذیر هستند و می توان از آنها در محیط های حساس استفاده کرد.
- محافظت در برابر سایش و پارگی به لطف بسته های افزودنی روغن های هیدرولیک که برای کاربردهای سنگین در نظر گرفته شده است. که منجر به طولانی شدن چرخه عمر تجهیزات و ماشین آلات هیدرولیک می شود.
جمع بندی
سیستم های هیدرولیک که قدرت سیالات را مهار می کنند در طیف وسیع و چشمگیر ماشین آلات و اجزای هیدرولیک یافت می شوند. این سیستم ها تقریباً در تمام صنایع موجود مورد استفاده قرار می گیرند و برای کار در شرایط مختلف کاری و محیطی مهندسی شده اند. سیالاتی که در سیستم‌های هیدرولیک استفاده می‌شوند، روغن‌های هیدرولیکی هستند که بر اساس فرمولاسیون و یا کاربردشان می‌توان آنها را به چند گروه دسته‌بندی کرد. علاوه بر این، آنها به عنوان واسطه ای برای انتقال انرژی، روان کننده ها و خنک کننده های سیستم های هیدرولیک، درزگیرها و حذف کننده انواع مختلف آلاینده ها عمل می کنند.