Hidraulikus munkafolyadékok

Sűrűség

A hidraulikaolajok sűrűsége a nyomás és a hőmérséklet függvényében változik. Magasabb hőmérsékleten a részecskék nagyobb hőmozgása miatt a sűrűség csökken. A térfogatváltozás (ΔV) egyenesen arányos a kezdeti térfogattal (V0), a kompresszibilitási együtthatóval (βp) és a nyomásváltozással (Δp): $\Delta V = - V0 \cdot \beta_p \cdot \Delta p.$ Az ásványolajok tipikus kompresszibilitási együtthatója légmentes állapotban (1,4-1,6) 10^4 MPa, míg elnyelt levegőt tartalmazó ásványolaj esetén az érték kisebb (1-1,2) 10^4 MPa.

Összenyomhatóság (rugalmasság)

Az összenyomhatóság azt jelzi, hogy a hidraulikaolaj mennyire képes energiát tárolni összenyomás során. A kis viszkozitású munkafolyadékok magasabb kompresszibilitási faktorral rendelkeznek, ami „lágyabb” működést eredményez. A valóságban minden hidraulikaolaj tartalmaz bizonyos mennyiségű elnyelt gázt (levegőt), amely Henry törvénye szerint viselkedik: $V_{lev} = \alpha \frac{p}{p_0} V_{olaj},$ ahol Vlev az olajban oldott levegő térfogata, Volaj az olaj térfogata, p a végnyomás és p0 a kiindulási nyomás.

Viszkozitás

A viszkozitás a hidraulikaolaj egyik legfontosabb tulajdonsága, amely meghatározza az olaj áramlási tulajdonságait és a rendszer hatékonyságát. Az abszolút egységekben megadott viszkozitás (dinamikai és kinematikai) műszaki számításokra alkalmas. A hidraulikaolaj viszkozitása a hőmérséklet és a nyomás függvényében változik. A viszkozitási osztály (VG) kiválasztásánál figyelembe kell venni az üzemi hőmérsékletet. A viszkozitási index (VI) és a viszkozitási hányados (VH) jellemzik az olaj hőmérséklet-függését.

A viszkozitás nyomásfüggését a következő tapasztalati összefüggéssel írják le: $\eta(p) = \eta_0 \cdot e^{\alpha (p - p_0)},$ ahol η0 a környezeti nyomáson mért dinamikai viszkozitás, p a nyomás, α pedig a nyomás-viszkozitás tényező.

Szennyezettség

A hidraulikaolajok szennyezettsége jelentős hatással van a hidraulikus rendszerek élettartamára és megbízhatóságára. A szennyezettségi osztályokat gyakran a NAS 1638 szabvány szerint adják meg, amely meghatározza a 100 ml olajban levő szennyező-részecskék maximális számát nagyság csoportonként. A túlságosan szennyezett olaj gyors elhasználódást és meghibásodást okozhat a rendszerben.

Élettartam (öregedés)

A hidraulikaolajok élettartamát számos tényező befolyásolja, mint például az üzemi hőmérséklet, az érintkező fémek katalitikus hatása, a szennyeződések, a levegővel való érintkezés intenzitása és a víz jelenléte. A növekvő hőmérséklettel a nem kívánatos kémiai reakciók és az oxidáció sebessége növekszik, ami csökkenti az olaj élettartamát. Az oxidáció súlyos változásokat idézhet elő az olaj kémiai tulajdonságaiban, növelve a savasságot és csökkentve a viszkozitást.

Az olaj állapotának jellemzésére használják a semlegesítési számot, amely megadja, hogy hány mg káliumhidroxid (KOH) szükséges 1 g savas folyadék semlegesítéséhez. Az olajcsere idejét a savszám változása, a viszkozitás csökkenése és a mechanikai szennyezettség alapján határozzák meg.

Hidraulikaolajok osztályozása

A hidraulikaolajokat nemzetközileg az üzemi jellemzőik, összetételük és adalékolási szintjük alapján osztályozzák. Az ISO H és DIN szerinti jelölésekkel különböző igénybevételre alkalmas olajokat különböztetnek meg:

• HH: Adalékolatlan finomított ásványolaj, különleges követelmények nélkül.
• HL: Korróziógátlóval és öregedésgátlóval adalékolt olaj, közepes mechanikai és termikus igénybevételre.
• HM: Korróziógátlóval és öregedésgátlóval adalékolt olaj, nagy mechanikai és termikus igénybevételre.
• HV: Korróziógátlóval, öregedésgátlóval és viszkozitási index növelővel adalékolt olaj, nagy mechanikai igénybevételre és nagy környezeti hőingadozásra.
• HLPD: Detergens és diszpergens adalékkal ellátott olaj, nagy mechanikai igénybevételre és szilárd szennyeződés jelenlétére.

A nyomásterhelés szempontjából öt fokozatot különböztetnek meg, amelyeket a nyomás (bar) alapján osztályoznak:

• 0: 80-125 bar
• 1: 125-200 bar
• 2: 200-250 bar
• 3: 250-320 bar
• 4: >320 bar

Záró gondolatok

A hidraulikus munkafolyadékok megfelelő kiválasztása és karbantartása alapvető fontosságú a hidraulikus rendszerek hatékony és megbízható működése szempontjából. A sűrűség, összenyomhatóság, viszkozitás, szennyezettség és élettartam figyelembevétele segít a megfelelő hidraulikaolaj kiválasztásában, amely biztosítja a rendszer optimális teljesítményét és hosszú élettartamát. Az olajok állapotának folyamatos ellenőrzése és a megfelelő csereidők betartása elengedhetetlen a hidraulikus rendszerek fenntartásához és hatékonyságuk megőrzéséhez.