ข้อมูลทางเทคนิค เครื่องทำความเย็นประสิทธิภาพสูง 1-4. น้ำมันไฮดรอลิก

ส่วนนี้อธิบายบทบาทของน้ำมันไฮดรอลิก ลักษณะของน้ำมันไฮดรอลิกชนิดต่าง ๆ และความจำเป็นในการระบายความร้อน

น้ำมันไฮดรอลิกคืออะไร?

น้ำมันหล่อลื่นที่ใช้ในอุตสาหกรรม ได้แก่ น้ำมันเอนกประสงค์ น้ำมันเกียร์ น้ำมันสปินเดิล น้ำมันเทอร์ไบน์ น้ำมันแบริ่ง ฯลฯ ซึ่งแต่ละชนิดมีคุณสมบัติหลากหลายตามความเร็วการหมุนของวัตถุที่จะหล่อลื่นและขนาดของน้ำหนักบรรทุก
น้ำมันไฮดรอลิกเป็นน้ำมันหล่อลื่นชนิดหนึ่ง นอกจากผลของการหล่อลื่นเครื่องจักรและการป้องกันสนิมแล้ว น้ำมันไฮดรอลิกยังมีหน้าที่ในการส่งพลังงานจลน์ที่เกิดจากปั๊มไฮดรอลิกไปยังแอคทูเอเตอร์ (กระบอกไฮดรอลิก มอเตอร์ไฮดรอลิก ฯลฯ)
เอาต์พุตของปั๊มไฮดรอลิกมีขนาดใหญ่และเกิดความร้อนได้มากจากการบีบอัดแบบอะเดียแบติกและแรงเสียดทานภายในอุปกรณ์ไฮดรอลิก ดังนั้นภาระความร้อนของน้ำมันไฮดรอลิกจึงมีมาก ด้วยเหตุนี้ ในบรรดาน้ำมันหล่อลื่นหลายประเภท น้ำมันไฮดรอลิกจึงมีลักษณะเฉพาะที่มักต้องใช้มาตรการระบายความร้อน

บทบาทของน้ำมันไฮดรอลิค

ปั๊มไฮดรอลิก แอคทูเอเตอร์ไฮดรอลิก วาล์วแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ ถูกควบคุมและทำงานด้วยความเร็วสูงและแรงดันสูง นอกจากนี้ ด้วยสภาวะต่างๆ เช่น อุณหภูมิน้ำมันระหว่างการทำงาน บรรยากาศโดยรอบ และวัสดุของชิ้นส่วนที่ใช้ในเครื่องจักร น้ำมันไฮดรอลิกควรมีลักษณะตามรายการด้านล่าง

1. ควรมีความหนืดที่เหมาะสมและความหนืดไม่ควรเปลี่ยนแปลงมากนักเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง (การหล่อลื่นและความต้านทานการสึกหรอ)

   ความร้อนจะเกิดขึ้นเมื่อใช้งานอุปกรณ์ไฮดรอลิก และความหนืดของน้ำมันไม่ควรเปลี่ยนแปลงมากนักในช่วงอุณหภูมิกว้าง เพื่อป้องกันการสึกหรอของเครื่องจักรและคงการทำงานที่ราบรื่นแม้อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลง

2. ไม่ควรกัดกร่อนโลหะและควรมีผลป้องกันสนิม
3. ไม่ควรส่งผลกระทบต่อวัสดุที่ใช้ในชิ้นส่วนของอุปกรณ์ไฮดรอลิก (ยาง สารเคลือบ ฯลฯ)
4. ไม่ควรออกซิไดซ์แม้ที่อุณหภูมิสูง

   เมื่อเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ำมันไฮดรอลิก อุปกรณ์ไฮดรอลิกเองก็ออกซิไดซ์ได้ง่ายขึ้น ดังนั้นน้ำมันจึงควรมีความเสถียรต่อการเกิดออกซิเดชันสูง

5. ไม่ควรบีบอัด

   เมื่อต้องการการทำงานที่แม่นยำหรือการวางตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง การบีบอัดของน้ำมันไฮดรอลิกอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดเทียบเท่ากับการอัดนี้

6. ควรแยกน้ำออกได้สูง (ความสามารถในการทำให้เป็นอิมัลชันต่ำ มีความถ่วงจำเพาะต่ำกว่าน้ำ)

   ความชื้นที่ผสมกับน้ำมันไฮดรอลิคจะเป็นอันตรายต่อการไม่สามารถอัดตัวของน้ำมันไฮดรอลิกและลักษณะการป้องกันสนิมและการหล่อลื่นของน้ำมัน เพื่อป้องกันไม่ให้ความชื้นในระบบผสมกับน้ำมันและขับออกจากด้านล่างของถัง น้ำมันไฮดรอลิกไม่ควรเป็นอิมัลชันได้ง่าย และน้ำหนักเฉพาะควรต่ำเพื่อให้ความชื้นจมลงอย่างรวดเร็ว ด้านล่างของถัง

7. มันควรจะทนไฟ

   แม้ว่าน้ำมันเครื่องจะร้อนขึ้นเนื่องจากการทำงานของเครื่อง แต่ก็ควรปลอดภัยและไม่ติดไฟหากถูกจุดไฟ

ประเภทของน้ำมันไฮดรอลิค

น้ำมันไฮดรอลิกมีสามประเภทหลักตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง

น้ำมันไฮดรอลิกทั่วไป

เหล่านี้เป็นน้ำมันไฮดรอลิกที่กำหนดใช้ในอุปกรณ์ไฮดรอลิกทั่วไป
คุณสมบัติป้องกันแรงเสียดทาน ความเสถียรของแรงเฉือนความหนืด และความเสถียรต่อออกซิเดชันทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์ไฮดรอลิก

น้ำมันไฮดรอลิกทนต่อการขัดถู

เหล่านี้เป็นน้ำมันไฮดรอลิกที่กำหนดซึ่งเหมาะสำหรับอุปกรณ์ไฮดรอลิกแรงดันสูงและความเร็วสูง
ป้องกันการสึกหรอ การเผาไหม้ ฯลฯ

น้ำมันไฮดรอลิกทนไฟ

เหล่านี้เป็นน้ำมันไฮดรอลิกที่ใช้ในระบบไฮดรอลิกซึ่งน้ำมันไฮดรอลิกพื้นฐานทั่วไปมีความเสี่ยงที่จะจุดไฟและทำให้เกิดไฟไหม้ ซึ่งรวมถึงน้ำมันพื้นฐานฟอสเฟต-เอสเทอร์ที่ใช้ในเครื่องบินและน้ำมันวอเตอร์-ไกลคอล
ขึ้นอยู่กับชนิดของน้ำมันไฮดรอลิก วัสดุพิเศษ บรรจุภัณฑ์เคลือบหลุมร่องฟัน และการเคลือบอาจใช้

ชนิดและลักษณะของน้ำมันไฮดรอลิกทนไฟ

ปัญหาหนึ่งของน้ำมันไฮดรอลิกคือสามารถเผาไหม้ได้ เมื่อใช้น้ำมันไฮโดรลิกที่เป็นเบสแร่สำหรับอุปกรณ์ไฮดรอลิกในสถานที่ทำงานที่มีแหล่งความร้อนที่อุณหภูมิสูง มีความเสี่ยงที่จะเกิดไฟไหม้เนื่องจากน้ำมันอาจไหม้ได้ ในสภาวะเหล่านี้ น้ำมันไฮดรอลิกทนไฟที่เผาไหม้ยากจะถูกใช้เป็นน้ำมันไฮดรอลิก

น้ำมันไฮดรอลิกสามารถเผาไหม้ได้ยากขึ้นโดยใช้ของเหลวที่ไม่ติดไฟง่าย (ชนิดสังเคราะห์) หรือใช้น้ำในน้ำมันพื้นฐานของน้ำมันไฮดรอลิก (ชนิดน้ำ) ตารางที่ 1 แสดงประเภทของของไหลไฮดรอลิกทนไฟ

ตารางที่ 1 - การจำแนกประเภทของน้ำมันไฮดรอลิกทนไฟ

สำหรับน้ำมันฟอสเฟต-เอสเทอร์ จำเป็นต้องตรวจสอบว่าซีลและบรรจุภัณฑ์ในวงจรไฮดรอลิกเข้ากันได้หรือไม่ นอกจากนี้ น้ำมันฟอสเฟต-เอสเทอร์ยังมีราคาแพงมาก แต่มักใช้เป็นน้ำมันไฮดรอลิกในเครื่องบิน

เอสเทอร์ของกรดไขมันให้การหล่อลื่นและความเสถียรที่ดีเยี่ยม มีความเข้ากันได้ดีกับซีลและบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ในวงจรไฮดรอลิก และสามารถเปลี่ยนน้ำมันแร่ได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตาม การทนไฟได้ไม่ดีเท่ากับน้ำมันพื้นฐานที่มีฟอสเฟต-เอสเทอร์

น้ำมันวอเตอร์-ไกลคอลใช้สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย นอกจากนี้ ปริมาณน้ำต้องมากกว่า 30% เพื่อรักษาความต้านทานไฟ และเนื่องจากสบู่โลหะถูกเติมเป็นสารต้านการสึกหรอ และสารควบคุมความเป็นด่างจะถูกเพิ่มเพื่อความเสถียร พวกมันจึงเป็นด่าง ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องตรวจสอบว่าโลหะ ซีล และสารเคลือบที่ใช้ในวงจรไฮดรอลิกเข้ากันได้หรือไม่

อิมัลชัน W/O มีราคาไม่แพงมาก เข้ากันได้ดีกับวัฏจักรไฮดรอลิกและน้ำเสียนั้นง่ายต่อการบำบัด ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาสำคัญในแง่ของประสิทธิภาพในทางปฏิบัติ และด้วยข้อจำกัดในปัจจุบันที่มีต่อปริมาณน้ำเสียทั้งหมดจากโรงงาน พวกเขากำลังเปลี่ยนน้ำมันน้ำไกลคอลมากขึ้น

อิมัลชัน O/W มีปริมาณน้ำสูงถึง 90 ถึง 95% และไม่ค่อยได้ใช้

ทำไมน้ำมันไฮดรอลิกจึงต้องเย็นลง

แหล่งพลังงานสำหรับแอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกที่ใช้งานคือมอเตอร์ กำลังของมอเตอร์ส่วนใหญ่ถูกส่งเป็นการเคลื่อนที่หรือแรงสำหรับการทำงานของแอคทูเอเตอร์ แต่ส่วนหนึ่งของมอเตอร์จะสูญเสียไปในรูปของความร้อนซึ่งทำให้อุณหภูมิของน้ำมันเพิ่มขึ้น ดังที่แสดงในแผนภาพด้านล่าง แหล่งความร้อนที่สำคัญคือแรงเสียดทานในปั๊มและท่อ

โดยปกติ อุปกรณ์ไฮดรอลิกจะมีกลไกระบายความร้อนเพื่อขจัดความร้อนที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้ แต่หากการระบายความร้อนไม่เพียงพอและอุณหภูมิของน้ำมันสูงขึ้น ปัญหาที่แสดงด้านล่างอาจเกิดขึ้นได้ และในบางกรณีอาจทำให้อุปกรณ์หยุดทำงาน

1. การหยุดอุปกรณ์กรณีเกิดความผิดปกติ

   - เพื่อป้องกันปัญหาสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของอุปกรณ์ที่อธิบายไว้ในข้อ 2 ถึง 4 ด้านล่าง การทำงานของอุปกรณ์จะหยุดโดยระบบอินเตอร์ล็อค หากอุณหภูมิน้ำมันถึงระดับหนึ่ง โดยปกติระบบลูกโซ่จะทำงานที่อุณหภูมิ ระหว่าง 60 ถึง 70 ℃ ซึ่งอุณหภูมิน้ำมันที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดผลเสียได้

2. ความหนืดของน้ำมันไฮดรอลิกลดลง

   - ความหนืดที่ลดลงจะลดประสิทธิภาพการหล่อลื่น ทำให้ชิ้นส่วนเลื่อนสึกหรอ และในกรณีที่เลวร้ายที่สุดคือการเผาไหม้ ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์หยุดทำงาน

   - ความหนืดที่ลดลงจะเพิ่มความลื่นไหลของน้ำมันไฮดรอลิก เพิ่มความเร็วของการทำงานของแอคทูเอเตอร์ ซึ่งอาจเร่งการสึกหรอและการเสื่อมสภาพและก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรง

3. การเสื่อมสภาพของบรรจุภัณฑ์

   - การเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนยางในส่วนเลื่อนและหมุนและการบรรจุที่ใช้ที่ข้อต่อของท่ออาจทำให้เกิดการรั่วไหลของน้ำมันซึ่งอาจส่งผลต่อการทำงานของปั๊มและแอคทูเอเตอร์

4. การเสื่อมสภาพ (ออกซิเดชัน) ของน้ำมันไฮดรอลิก

   - หากอุณหภูมิของน้ำมันไฮดรอลิกเองยังคงสูงอยู่เป็นเวลานาน น้ำมันออกไซด์จะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลแดงเข้ม
   การเกิดออกซิเดชันจะลดองค์ประกอบต่างๆ ของประสิทธิภาพของน้ำมันไฮดรอลิกและอาจทำให้อุปกรณ์สึกกร่อนได้ ดังนั้นจึงต้องเปลี่ยนน้ำมันออกซิไดซ์ การเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องบ่อยขึ้นจะเพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและปริมาณงานในการดำเนินงาน

น้ำมันตัดกลึงเย็น

น้ำมันไฮดรอลิกต้องถูกทำให้เย็นลงเพื่อป้องกันผลกระทบที่อธิบายในรายการก่อนหน้า ตามหลักการแล้ว ควรเก็บน้ำมันไฮดรอลิกไว้ในช่วงอุณหภูมิ 35 ถึง 55 ℃ ดังแสดงในแผนภาพด้านล่าง

สามวิธีด้านล่างนี้ใช้สำหรับทำให้น้ำมันไฮดรอลิกเย็นลง

1. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ

   หรือบางครั้งเรียกว่าหม้อน้ำระบายความร้อนด้วยอากาศหรือเครื่องทำความเย็นด้วยน้ำมันที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ ซึ่งจะหมุนเวียนน้ำมันไฮดรอลิกในท่อและใช้พัดลมเพื่อเป่าอากาศรอบๆ วิธีนี้เป็นวิธีที่ดีเยี่ยมในแง่ของต้นทุนเนื่องจากใช้อากาศโดยรอบ แต่ในฤดูร้อนเมื่ออากาศโดยรอบสูงกว่า 35 ℃ อุณหภูมิที่ต่างกันไม่เพียงพอและอุณหภูมิของน้ำมันไฮดรอลิกอาจสูงขึ้น

   อ้างอิง: 2-1. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ (ของเหลวเป็นแก๊ส)

2. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยของเหลว

   เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อมักใช้เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อน
   การใช้น้ำอุตสาหกรรมหรือน้ำหล่อเย็นจากหอหล่อเย็นเป็นน้ำหล่อเย็นให้ความสามารถในการระบายความร้อนอย่างมาก แต่เมื่ออุณหภูมิของน้ำสูงขึ้นในฤดูร้อน อุณหภูมิของน้ำมันไฮดรอลิกก็มีแนวโน้มสูงขึ้นเช่นกัน
   การใช้ เครื่องทำความเย็น เย็นทำให้น้ำเย็นสามารถจัดหาน้ำหล่อเย็นที่คงที่ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิภายนอกแม้ในฤดูร้อน และถ้าความสามารถในการทำความเย็นเพียงพอ นี่เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการทำให้อุณหภูมิน้ำมันคงที่ .

   อ้างอิง: 2-2. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว (ของเหลวเป็นของเหลว)

3. ระบายความร้อนโดยตรงด้วย เครื่องทำความเย็นประสิทธิภาพสูง

   เครื่องทำความเย็นแบบแช่และหมุนเวียนตรงสำหรับน้ำมันไฮดรอลิคก็มีวางจำหน่ายตามท้องตลาดเช่นกัน (Apiste VSC Series ประกอบด้วยเครื่องทำความเย็นแบบหมุนเวียนตรง)
   เครื่องทำความเย็นแบบน้ำมันมีข้อดีตรงที่กะทัดรัดและติดตั้งง่าย จึงสามารถนำไปใช้งานได้อย่างรวดเร็ว
   อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าเพื่อป้องกันคอมเพรสเซอร์ เครื่องทำความเย็นน้ำมันไม่สามารถใช้กับอุณหภูมิน้ำมันที่สูงได้ (ประมาณ 50 ถึง 60 ℃ หรือมากกว่า)

   อ้างอิง: 2-3. ทำความเย็นโดยตรงด้วย เครื่องทำความเย็น

 

รายการก่อนหน้า: 1-3. น้ำมันตัดกลึง