استمتع بعروض عيد الأضحي المبارك علي منصة نتعلم المنصة الهندسية الأكبر في الشرق الأوسط
00
يوم
:
00
ساعة
:
00
دقيقة
:
00
ثانية
الزيوت الهيدروليكة – Net3lem

الزيوت الهيدروليكة

  • 1. مقدمة

تستخدم السوائل الهيدروليكية في أنظمة الطاقة الهيدروستاتيكية لنقل الطاقة. يتم نقل الطاقة عن طريق زيادة طاقة ضغط السائل بشكل أساسي. بالإضافة إلى ناقل الحركة ، تعمل السوائل الهيدروليكية على تشحيم أسطح التلامس وتبريد العناصر المختلفة وتنظيف النظام. كان الماء هو أول سائل يستخدم لنقل طاقة السوائل. تتمثل المزايا الرئيسية للماء كسائل هيدروليكي في توفره وتكلفته المنخفضة ومقاومته للحريق. من ناحية أخرى ، فإن الماء ذو ​​تشحيم رديء ، وله نطاق ضيق من درجة حرارة العمل ، ويمتلك ميلًا عاليًا لتعزيز الصدأ. اقتصرت هذه العيوب على استخدامها لأنظمة خاصة جدًا.

على الرغم من أن الزيوت المعدنية كانت متاحة بسهولة في بداية القرن العشرين ، إلا أنها لم تُستخدم عمليًا في الأنظمة الهيدروليكية حتى عشرينيات القرن الماضي. في الأربعينيات من القرن الماضي ، تم استخدام المواد المضافة لأول مرة لتحسين الخصائص الفيزيائية والكيميائية للزيوت المعدنية الهيدروليكية. تم تطوير المواد المضافة الأولى لمواجهة الصدأ والأكسدة. ومع ذلك ، فإن الزيوت المعدنية شديدة الاشتعال ، وتزداد مخاطر الحريق عند العمل في درجات حرارة عالية. وقد أدى ذلك إلى تطوير سوائل مقاومة للحريق تعتمد أساسًا على الماء ، مع قيود على ظروف التشغيل. أدت الحاجة إلى أقصى درجات حرارة التشغيل والضغوط إلى تطوير السوائل الاصطناعية.

  • 2. وظائف الزيوت الهيدروليكية.

للزيوت الهيدروليكة مجموعة من الوظائف الهامة في النظام الهيدروليكى، يمكن تلخيصها في النقاط الأتية:

  • نقل القدرة الهيدوليكية بكفاءة.
  • تزييت وتشحيم الأجزاء المتحركة في المنظومة الهيدروليكية، مثل المضخة، والصمامات الأتجاهية، والمشغل. وذلك لتقليل الأحتكاك بين الاجزاء وبالتالي تقليل الحرارة المتولدة  بسبب الأحتكاك، وكذلك لمنع  حدوث التأكل للأجزاء بسبب الأحتكاك الكبير بينها.
  • طرد الحرارة المتولدة من المنظومة الهيدروليكية بسبب الأحتكاك بين الأجزاء المتحركة. 
  • لغلق الخلوصات الصغيرة بين الأجزاء المتحركة. كالخلوص بين المكبس والجدار الداخلي للأسطوانة الهيدروليكية.
  • تنظيف النظام، في حالة حدوث احتكاك بين الأجزاء الميكانيكية كالتروس مثلا في المضخة الترسية ينشأ رايش فيعمل الزيت علي إزالة ذلك الرايش المتكون ويترك الأجزاء نظيفة

 

  • 3- الخصائص اللازم توافرها في الزيوت الهيدروليكية.

يجب ان تتميز الزيوت الهيدروليكية بمجموعة من الخصائص تمكنها من اداء وظائفها في النظام الهيدروليكى، يمكن تلخيصها في النقاط الأتية:

  • أن تكون الزيوت الهيدروليكية لها خاصية التشحيم او التزييت الجيد للأجزاء
  • أن تكون لها لزوجة مثالية بحيث تكون جيدة ومناسبة لنوع العمل
  • أن يكون مؤشر اللزوجة للزيت الهيدروليكى عالي
  • ، اى ان تغير اللزوجة مع تغير درجة الحرارة يكون قليل جدا، بحيث يظل الزيت محتفظ بلزوجته المثالية ثابته في ظل تغير درجات الحرارة ارتفاعاً او انخفاضاً
  • أن يكون اختيار الزيت في النظام الهيدروليكى مناسباً للضغط
  • أن يكون الزيت الهيدروليكى مناسباً للمواد المختلفة التى تم تصنيع أجزاء النظام الهيدروليكى منها، بحيث لا يكون مناسباً لمادة ومضر للأخري.
  • أن يكون الزيت قابلاً لتحمل الحرارة العالية وتغيرها باستمرار(السعة الحرارية عالية).
  • أن يكون مقاوماً للأكسدة، بمعنى أن يكون قادرا علي امتصاص الأكسجين بسرعة وبالتالي منع عملية تأكسد المعادن
  • أن تكون قابليته للإنضغاط منخفضه
  • عدم أو قلة تشيكل الرغوة للزيت
  •  أن تكون درجة غليان الزيت عالية وضغط التبخير قليل جدا، فلا تتكون فقاعات زيت وبالتالي لا يحدث تَكهُّف للمضخة.
  • أن يكون قادرا علي التخلص من الحرارة الزائدة بسرعة في الخزان او المبادل الحرارى
  • أن يكون غير ناقل للتيار الكهربي
  • أن تكون مقامته للاحتراق عالية 
  • ألا يكون ساماً.
  • أن يكون مانع للصدأ
  • أن يكون قابل للترشيح والتنظيف بواسطة الفلتر
  • أن يكون غير ضار للبيئة

 

  • 4. لزوجة الزيت وتأثرها بدرجة الحرارة النظام وضغط التشغيل

تتأثر لزوجة الزيت بدرجة حرارته كما هو موضح في الشكل 1. يتناقص مع زيادة درجة الحرارة. وبالتالي.يتم تحديد اللزوجة عند درجة حرارة قياسية (40 درجة مئوية لمواصفات ISO). المائع الهيدروليكي المشار إليه بـ VG32 له لزوجة 32 cSt عند 40 درجة مئوية.

من المهم الحفاظ على لزوجة الزيت ضمن نطاق معين أثناء تشغيل النظام ؛ خلاف ذلك ، سوف تتغير ظروف التشغيل مع درجة الحرارة. مؤشر اللزوجة (VI) للزيت هو رقم يستخدم في الصناعة للإشارة إلى تأثير تغير درجة الحرارة على لزوجة الزيت. يشير انخفاض VI إلى تغيير كبير نسبيًا في اللزوجة مع تغير درجة الحرارة. من ناحية أخرى ، فإن مؤشر اللزوجة VI المرتفع يعني تغيرًا طفيفًا نسبيًا في اللزوجة مع تغير درجات الحرارة. أفضل زيت هو الذي يحافظ على لزوجة ثابتة خلال تغيرات درجات الحرارة. مثال على أهمية VI هو الحاجة إلى زيت هيدروليكي عالي VI للطائرات العسكرية. تتعرض هذه الأنظمة لتنوع كبير في درجات حرارة الغلاف الجوي ، تتراوح من أقل من -18 درجة مئوية على ارتفاعات عالية إلى أكثر من 45 درجة مئوية على الأرض. للتشغيل السليم لهذه الأنظمة ، يجب أن يكون للسائل الهيدروليكي مؤشر لزوجة عالي بما يكفي لأداء وظائفه في أقصى درجات الحرارة.

يتم تحديد النطاق المقبول من اللزوجة ودرجة حرارة التشغيل من قبل الشركات المصنعة لكل مكون. بالنسبة لمضخة التروس ، على سبيل المثال ، تتراوح درجة حرارة السائل من -15 إلى 80 درجة مئوية ، ونطاق اللزوجة الموصى به هو 10 إلى 300 cSt.

تأثير ضغط الزيت على اللزوجة أقل بكثير من تأثير درجة الحرارة. تزداد لزوجة السوائل مع زيادة ضغطها (انظر الشكل 2). يجب أن تؤخذ هذه الخصائص في الاعتبار مع الأنظمة الهيدروليكية التي تعمل في نطاقات ضغط واسع. ومع ذلك ، عند العمل عند مستويات ضغط في حدود 300 بار ، فإن تأثير الضغط على لزوجة الزيت يكون عادةً ضئيلاً.


  • 5. أنواع الزيوت

  • 5.1.الزيوت المعدنية

الزيوت المعدنية هي أكثر السوائل الهيدروليكية استخدامًا. وهي غير مكلفة نسبيًا ومتاحة على نطاق واسع وتتوافر بدرجات لزوجة مناسبة.  هذا النوع من الزيوت الهيدروليكية له خاصية التشحيم الجيد للأسطح  ، وغير مسببة للتآكل. الزيوت المعدنية مستقرة كيميائيًا لدرجات حرارة تشغيل معقولة. ومع ذلك ، فإنها تعاني في درجات الحرارة المرتفعة من الأنهيار الكيميائى.  تحتوي الزيوت المعدنية عالية الجودة على مجموعة من المواد المضافة لمقاومة  التآكل والأكسدة وتكوين الرغوة ، ولتحسين مؤشر اللزوجة والتشحيم. ومع ذلك ، هناك عيوب معينة للزيوت المعدنية لا يمكن علاجها . أهم عيبين هما القابلية للاشتعال وزيادة اللزوجة عند الضغوط العالية.

 

  • 5.2.السوائل المقاومة للحريق

  • 1. مستحلب الزيت في الماء

يتكون هذا السائل الهيدروليكي من قطرات صغيرة من الزيت في الماء يكون التخفيف عادة بين 2٪ و 5٪ زيت في الماء ، وخصائص السائل تشبه الماء أكثر من الزيت. فهو مقاوم للغاية للحريق ، وغير قابل للضغط بدرجة كبيرة ، وله خصائص تبريد جيدة. ولكن عيوبه الرئيسية هي ضعف التشحيم وانخفاض اللزوجة.

  • 2. مستحلب الماء في الزيت

تعتبر مستحلبات الماء في الزيت أكثر سوائل مقاومة للحريق شيوعًا. لديهم طور زيت مستمر حيث تتشتت قطرات صغيرة من الماء. يحدث انخفاض في خصائص التشحيم الخاصة بهذا النوع من السوائل الهيدروليكية إلى حد كبير. يتم التغلب على هذا جزئيًا عن طريق تشغيل المضخات بسرعات منخفضة. لذلك ، تعد مضخات الكبيرة الإزاحة الحجمية ضرورية للحصول على معدل التدفق المطلوب. التخفيف المعتاد هو 60٪ زيت + 40٪ ماء. للحصول على عمر مثالي ، يجب ألا تتجاوز درجات حرارة التشغيل 25 درجة مئوية ، ولكن يُسمح بالتشغيل المتقطع حتى 50 درجة مئوية.

في درجات الحرارة المرتفعة ، يتأثر محتوى الماء بسبب التبخر ، مما يقلل من خصائص المستحلب المقاومة للحريق. عندما يكون النظام في وضع الخمول لفترات طويلة ، هناك ميل للزيت والماء للانفصال. ومع ذلك ، أثناء التشغيل ، تقوم المضخة بإعادة استحلاب السائل.

  • 3. سوائل الماء الجليكول

تم تطوير هذه السوائل في المقام الأول للاستخدام في الطائرات بسبب خصائص قابلية الاشتعال المنخفضة للغاية.وخصائصها الجيدة المضادة للتجمد تجعلها مناسبة بشكل خاص لتطبيقات درجات الحرارة المنخفضة.

ومع ذلك ، فإن تطبيقها محدود لأنه لا يمكن استخدامها في درجات حرارة عالية بسبب محتواها المائي. وقدرتها على التشحيم أقل من الزيوت المعدنية ؛ وتهاجم معظم الدهانات.

  • 5.3. الزيوت المُخلّقة

تتمتع الزيوت الاصطناعية ، مثل استرات الفوسفات ، بخصائص مقاومة للحريق بشكل ملحوظ. يتم استخدامها في صناعات مثل قولبة البلاستيك وصب القوالب ، حيث تحدث مخاطر حرائق كبيرة بشكل غير عادي. قدرتها على التشحيم مماثلة لتلك الخاصة بالزيوت المعدنية.

.

 

0
    سلة التسوق
    سلة التسوق فارغةالرجوع للرئيسية