Caracteristicile uleiurilor hidraulice

Caracteristicile uleiurilor hidraulice

11.1 Definirea fluidelor hidraulice

Sa transmita energie hidrostatica ;

Sa asigure ungerea pieselor aflate in miscare din interiorul sistemului hidraulic.

Putem clasifica fluidele hidraulice in trei mari familii :

Uleiuri minerale;

Fluide greu inflamabile;

Fluide biodegradabile.

11.2 Uleiurile minerale

Acestea sunt utilizate in majoritatea instalatiilor hidraulice. Normele AFNORNFE 48600 claseaza uleiurile in patru mari categorii:

HH - uleiuri minerale fara aditivi

HL - uleiuri minerale cu aditivi anti-oxidanti si anti-corozivi

HM - uleiuri minerale de tip HL care poseda si proprietati

anti-uzura particulare

HV - uleiuri minerale de tip HM care poseda si proprietati vascozitate /

temperatura ameliorate cu un indice de vascozitate ridicat.

Uleiurile minerale de tip HM si HV sunt cele mai utilizate in hidraulica.

11.3 Caracteristicile fizice ale uleiurilor minerale hidraulice

11.3.1 Vascozitatea

Vascozitatea se defineste ca fiind rezistenta la curgere a unui lichid. Ea se concretizeaza prin rezistenta moleculelor la deplasarea lor intr-un lichid.

Un ulei a carei curgere este dificila, este un ulei foarte vascos. Are deci o vascozitate crescuta.

Un ulei a carei curgere este foarte usoara, este un ulei foarte putin vascos. Are deci o vascozitate mica.

Vascozitatea cinematica γ reprzinta expresia fortei de legatura a moleculelor intre ele sau rezistenta pe care o ofera fluidul la curgere.

Vascozitatea cinematica este calculata pornind de la timpii de curgere a unui volum bine determinat de ulei printr-un capilar calibrat, in conditii de temperatura si presiune foarte bine controlate.in industrie se determina vascozitatea unui ulei empiric, in comparatie cu vascozitatea apei pure.

In Europa se utilizeaza vascozimetrul Engler.

Vascozitatea Engler este definite ca fiind raportul intre timpul de curgere t intr-un aparat Engler a 200 cm³ de ulei la o temperatura data (20, 50, 100°C) si durataa t₀ de curgere a 200 cm³ de apa la 20°C (t₀ = 50..52 secunde).

Vascozitatea Engler se exprima in grade Engler.

1°E = iar 1°E > 2 cSt

Vascozitatea cinematica se masoara in hidraulica in mm²/s sau in cSt (centi stocks):

1 cSt = 1 mm²/s

Variatia vascozitatii cinematice cu temperatura este reprezentata in figura de mai jos :

Fig.1

Vascozitatea dinamica reprezinta rezistenta care se exercita la curgerea laminara a unui ulei.

Aceasta rezistenta este asemanatoare cu forta pe care o intampinam la extargerea unei foi dintr-un top de hartie.

Fig.3

Ea se masoara in hidraulica in Cp (centipoises)

Consideram un lichid a carui curgere este laminara; aceasta curgere se face prin alunecarea unor plane foarte fine, unele peste altele.

Fig.4

Relatia matematica intre cele doua tipuri de vascozitati este :

γ unde : [m²/s]

μ [cP]

ρ [kg/m³] = masa volumica

11.3.2 Variatia vascozitatii cu temperatura

Temperatura influenteaza sensibil vascozitatea unui fluid.

Astfel, un ulei care are la 40°C o vascozitate de 70cSt, va avea la 80°C o vascozitate de 20 cSt, iar la -10°C o vascozitate de 1000 cSt.

Primordial intr-o instalatie hidarulica este vascozitatea uleiului.

O vascozitate prea ridicata antreneaza frecari interne in fluid ceea ce duce la cresterea rezistentei la curgere in jocurile dintre mecanismele pompei si a aparatelor componente. Aceasta antreneaza cresterea temperaturii fluidului, cresterea pierderilor de incarcare ( p), deci o crestere a puterii consumate.

O vascozitate prea mica antreneaza scurgeri interne si externe in aparatele componente, in pompe in particular, ceea ce duce la diminuarea randamentului si la accelerarea uzurii pieselor mobile.

Este foarte importatnt de stiut ca, variatia vascozitatii in functie de temperatura este exprimata printr-un numar conventional numit indice de vascozitate.

De aceea trebuie sa tinem seama de indicii de vascozitate furnizati de constructori, pentru functionarea dispozitivelor hidraulice in regim normal recomandandu-se :

la joasa presiune :    la 50°C, 15 la 30cSt

la presiuni mari : la 50°C, 32 la 68 cSt

In sistemele hidraulice, vascozitatea maxima este limitata de capacitatea de aspiratie a pompei. Ca regula generala, dupa tipul de material si conditiile de functionare, vascozitatea maxima variaza intre 200 si 1000 cSt.

Vascozitatea minima este dictata de capacitatea fluidului de a realiza ungerea pompelor si a motoarelor hidraulice. Dupa tipul de material si conditiile de functionare, ea variaza intre 10 si 20 cSt.

Uleiul pe care il veti uitliza este compus : ulei de baza si aditivi.

Rolul aditivilor

permit adaptarea uleiului la conditiile de lucru ;

Permit adaptarea uleiului pentru aplicatiile dorite ;

Aditivii ttrebuie sa fie compatibili intre ei ;

Aditivii trebuie sa fie compatibili cu aplicatiile ;

Numarul de aditivi trebuie sa fie intre 3 si 20, intr-o concentratie de 5 la 30

Masa volumica

- uleiurile minerale : densitatea < 1

- uleiurile sintetice : densitatea > 1

Vascozitatea uleiului este rezistenta uleiului la curgere.

Evolutia vascozitatii

a)      Cresterea vascozitatii :

Poluare

Oxidari foarte importante ;

b)      Scaderea vascozitatii :

Diluarea uleiului ;

Incalzirea uleiului.

Indicele de vascozitate caracterizeaza variatia vascozitatii in functie de temperatura.

ANALIZA UNUI ULEI

Examen visual:

Aspect

Culoare

Produse aflate in suspensie

Produse decantate

Miros

Aspect:

Ulei clar si limpede

Ulei tulbure

Ulei cu apa

Ulei murdar

Ulei murdar cu particule decantate

Aspect nedeterminat

Miros - Culoare:

Prea inchis: un ulei oxidat;

Prea clar: amestec de uleiuri.

Vascozitate:

Ulei prea vascos : un ulei oxidat, contaminat ;

Ulei prea lichid : un ulei compromis, in special amestecuri.

Proprietatea de a nu emulsiona :

Este proprietatea uleiului de a se separa de apa.

Dezaerare :

Este proprietatea uleiului de a se separa de aer.

Continut de apa :

Pericol pentru ungere

Favorizeaza ruperea filmului de ulei

Accelereaza imbatranirea uleiului

Antreneaza coroziunea

Continut de apa ( originea acesteia):

Condensare ;

Racire ;

Poluarea uleiului.

Punct de curgere :

Este temperatura de debut de inghet.

Punct de tulburare :

Este temperatura la care apar primele cristale de parafina.

Continut de cenusa :

Este rezidul obtinut dupa calcinare intr-un esntion de ulei.

Punctul de foc :

Este temperatura la care vaporii de ulei se aprind in apropierea unei flame.

Acesta permite clasarea produselor petroliere in functie de inflamabilitatea lor.

Punctul de anilina :

Este temperatura la care o solutie din parti egale de ulei si anilina devine tulbure.

Acesta permite stabilirea compatibilitatii intre ulei si garnituri.

Indicele de aciditate :

o       simptome la cresterea acestuia :

oxidare

amestec

o       simptome la scaderea acestuia :

consum de aditivi 

amestec

Acesta se compune din 3 elemente :

aciditatea naturala a uleiului de baza care este foarte slaba (0,02) ;

aciditatea aditivilor care, dupa natura lor, poate fi foarte mare ;

aciditatea produselor de oxidare.