Miễn phí vận chuyển đối với với những đơn hàng lớn!
Email: contact@hulomech.com

Dầu thủy lực là gì? Nhiệm vụ và yêu cầu của chúng trong hệ thống thủy lực.

Trong hệ thống truyền động và điều khiển thủy lực, dầu thủy lực có nhiệm vụ chính là truyền năng lượng và tín hiệu. Ngoài ra, nó cũng là môi chất bôi trơn các phần tử thủy lực trong hệ thống để giảm ma sát và mài mòn giữa bề mặt các chi tiết có chuyển động tương đối. Các đặc tính của dầu thủy lực như: độ nhớt, khả năng chống lão hóa, chống ăn mòn, chống mài mòn, lọc tạp chất bẩn và thân thiện với môi trường có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất, an toàn và độ chính xác của hệ thống khi làm việc.

Dầu thủy lực là gì?

Trong hệ thống truyền động và điều khiển thủy lực, dầu thủy lực có nhiệm vụ chính là truyền năng lượng và tín hiệu. Ngoài ra, nó cũng là môi chất bôi trơn các phần tử thủy lực trong hệ thống để giảm ma sát và mài mòn giữa bề mặt các chi tiết có chuyển động tương đối. Các đặc tính của dầu thủy lực như: độ nhớt, khả năng chống lão hóa, chống ăn mòn, chống mài mòn, lọc tạp chất bẩn và thân thiện với môi trường có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất, an toàn và độ chính xác của hệ thống khi làm việc.

Do đó việc hiểu biết về các tính chất vật lý của dầu thủy lực cũng như sự thay đổi của các tính chất này theo điều kiện làm việc, môi trường, ứng dụng cụ thể là rất cần thiết. Vì các tính chất vật lý của dầu thay đổi theo thời gian sử dụng và điều kiện làm việc. Một cái nhìn đầy đủ về dầu thủy lực sẽ giúp chúng ta xác định thời gian nào cần phải thay thế dầu thủy lực mới để đảm bảo chức năng, độ tin cậy và tuổi thọ cho các phần tử và hệ thống thủy lực.

Việc lựa chọn loại dầu thủy lực cũng như tính toán xác định thời điểm thay thế dầu thủy lực mới cho hệ thống là rất quan trọng vì các nghiên cứu đã chỉ ra rằng: 80% hỏng hóc của các phần tử, máy và hệ thống thủy lực liên quan đến dầu thủy lực. Các nhiệm vụ trọng tâm của dầu thủy lực được tổng hợp và mô tả dưới đây:

dau thuy luc
  • Truyền tải năng lượng thủy tĩnh

  • Giảm mài mòn

  • Bảo vệ ăn mòn

  • Bôi trơn

  • Tản nhiệt

  • Lọc các hạt bụi có trong hệ thống

  • Truyền tín hiệu

Cho đến đầu thể kỷ XX thì chất lỏng công tác trong hệ thống truyền động thủy lực chủ yếu là nước sạch. Sau đó, sự phát triển của dầu khoáng cùng với các đặc tính bôi trơn và chịu tải trọng lớn, đặc biệt là việc ứng dụng hiệu quả trên các máy bơm, đã dẫn đến quá trình chuyển giao gần như hoàn toàn từ nước sạch sang dầu khoáng. Có thể coi dầu khoáng là môi chất lý tưởng cho hệ thống truyền động thủy lực. Tuy nhiên, vẫn còn hai nhược điểm rất lớn của dầu khoáng là: tính dễ cháy và gây ô nhiễm môi trường.

Sau tai nạn cháy nổ nghiêm trọng và gây thiệt hại lớn vào năm 1965 tại mỏ than Marcinelle ở nước Bỉ mà nguyên nhân của nó được xác định là do tính dễ cháy của dầu khoáng gây ra, dầu khoáng được bổ sung thêm các chất phụ gia chống cháy nổ. Hiện nay trên thị trường đều có sẵn các chất phụ gia tổng hợp dạng khan hoặc dạng lỏng cho vào dầu thủy lực để sử dụng trong những trường hợp có yêu cầu chống cháy nổ đặc biệt.

Dầu khoáng gây ô nhiễm vì tính phân hủy của nó rất chậm. Do đó dầu khoáng có thể gây tác hại đến thực vật và sinh vật sống. Nguyên nhân là do các hệ thống thủy lực không hoàn toàn kín khít nên luôn có một lượng dầu rò rỉ từ hệ thống thủy lực ra môi trường bên ngoài. Kết quả là dầu thủy lực sẽ gây ô nhiễm đất và nguồn nước.

Từ những năm 1980, các nhà sản xuất đặc biệt quan tâm đến nghiên cứu phát triển các loại dầu thủy lực ít gây ô nhiễm và thân thiện với môi trường hơn. Hiện nay, nhiều loại dầu thủy lực có nguồn gốc từ thực vật hoặc dầu thủy lực tổng hợp có khả năng phân hủy nhanh và thân thiện với môi trường ngày càng được sử dụng rộng rãi trên các thiết bị máy móc di động. Trên cơ sở nhiệm vụ của dầu thủy lực các yêu cầu đối với dầu thủy lực được đặt ra. Bảng dưới đây thể hiện các yêu cầu về đặc tính kỹ thuật, tính kinh tế và sinh thái với dầu thủy lực.

Yêu cầu đối với chất lỏng thủy lực
Đặc tính kỹ thuậtTính kinh tếSinh thái
- Chịu tải lớn- Giá thành thấp- Trung tính hóa học
- Chống lão hóa- Chi phí bảo dưỡng thấp- Không độc hại
- Độ nhớt cao- Chi phí tái chế thấp- Không ô nhiễm môi trường
- Điểm cháy/nổ cao- Có thể phân hủy sinh học
- Dễ dàng tách không khí
- Bôi trơn bề mặt tốt

Tính chịu tải lớn (khả năng bảo vệ ăn mòn tốt): Đặc trưng tính chất này là dầu thủy lực phải duy trì được một lớp màng dầu mỏng mà không bị phá hủy ngay cả trong điều kiện chịu tải tác dụng lớn hoặc áp suất cao.

Chỉ số độ nhớt cao hay nói cách khác độ nhớt của dầu thủy lực không phụ thuộc vào nhiệt độ (lý tưởng nhất là độ nhớt của dầu thủy lực không phụ thuộc vào nhiệt độ). Tuy nhiên trên thực tế, độ nhớt không là một hằng số mà nó thay đổi rất lớn theo nhiệt độ của dầu. Vì điều kiện làm việc của máy móc và thiết bị thường thay đổi trong khoảng rộng. Hơn nữa nhiệt độ môi trường bên ngoài thay đổi rất lớn theo mùa, theo vị trí địa lý và vùng lãnh thổ. Do đó để có thể đảm bảo được khả năng bôi trơn tốt, tính chịu tải cao, cũng như duy trì dòng chảy ổn định thì các loại dầu thủy lực cần phải làm việc được trong dải nhiệt độ rộng mà độ nhớt của dầu vẫn phải được duy trì trong phạm vi cho phép.

Khả năng chống lão hóa: Là khả năng chống lại quá trình oxy hóa hay trùng hợp. Hiện tượng này thường do nhiệt độ, do nước, không khí chứa dầu gây ra. Nếu các hiện tượng này xảy ra, nó sẽ làm suy giảm rất trong nhanh các tính chất vật lý quan trọng của dầu thủy lực.

Trung tính hóa học: Dầu thủy lực phải đảm bảo không tác dụng hay phá hủy các loại vật liệu khác nhau chứa nó (thành bình, đường ống) như kim loại, nhựa, sơn,.. ngay cả trong điều kiện làm việc dưới áp suất cao.

Khả năng bôi trơn tốt: Dầu thủy lực khi làm việc trong điều kiện tải lớn, áp suất cao vẫn phải đảm bảo được sự hình thành và duy trì liên tục một màng dầu ngăn cách giữa các bộ phận chuyển động tương đối với nhau nhằm tránh hiện tượng tiếp xúc trực tiếp và làm giảm ma sát của các phần tử chuyển động tương đối.

Nhiệt độ cháy nổ cao: Dầu thủy lực phải có nhiệt độ cháy cao để không bị cháy/nổ trong quá trình làm việc, ngay cả khi dầu thủy lực tiếp xúc trực tiếp với lửa. Thành phần của dầu thủy lực được mô tả như trong biêu đồ dưới đây:

Dầu thủy lực
Dầu có nguồn gốc khoángDầu thủy lực khó cháyDầu thủy lực có khả năng phân hủy sinh họcCác loại dầu thủy lực khác
Không phụ giaDạng khanNguồn gốc tự nhiênCác loại dầu đặc chủng
Có chất phụ giaNgậm nướcNhân tạoNước sạch
Thành phần dầu thủy lực
Dầu thủy lực và nguồn gốc khoáng theo tiêu chuẩn DIN
Các loại dầu có nguồn gốc khoángHFA
Ký hiệuĐặc tính kỹ thuậtKý hiệuĐặc tính kỹ thuật
HNguyên thủy, không có các chất phụ giaHFADầu - Nước - Nhũ tương với >80% là nước
HLCó phụ gia làm tăng khả năng bôi trơn và chống lão hóaHFBDầu - Nước - Nhũ tương với >40% là nước
HLPNhư HL và có thêm phụ gia làm tăng khả năng chịu tải và chống ăn mònHFC>30% là nước
HVLPGiống HLP nhưng có thêm phụ gia làm giảm sự phụ thuộc của độ nhớt vào nhiệt độNước sạch và các loại chất lỏng tổng hợp dùng trong các trường hợp cháy nổ
HLPDGiống HVLP nhưng có thêm chất phụ gia để hòa tan và tách các hạt và cặn trong dầu
Dầu thủy lực sinh học theo tiêu chuẩn DIN
Các loại dầu có khả năng phân hủy sinh học nhanh
Ký hiệu
Các loại dầu thực vật được triết xuất từ hạt cải
HEPGTrên cơ sở Polyglycol tổng hợp
Trên cơ sở este tổng hợp
HEPRCác loại dầu hydrocacbon có khả năng phân hủy sinh học nhanh

2. Tính chất vật lý và các thông số đặc trưng cơ bản của dầu thủy lực

Có 2 loại độ nhớt là độ nhớt động học (ν) và độ nhớt động lực họng (ŋ). Độ nhớt là một tính chất quan trọng của chất lỏng. Độ nhớt của dầu thủy lực phụ thuộc rất lớn vào áp suất (p) và nhiệt độ (T).

2.1 Đặc tính độ nhớt – nhiệt độ

Với chất lỏng thực thì độ nhớt của nó không phải là một hằng số. Độ nhớt của chất lỏng thực thay đổi theo nhiệt độ của chất lỏng, nhiệt độ chất lỏng càng cao thì độ nhớt càng giảm mạnh.

Độ nhớt là một hàm của nhiệt độ. Do đó khi nói độ nhớt của chất lỏng bằng một giá trị nào đó thì cần phải hiểu là độ nhớt đó tương ứng với nhiệt độ của dầu bằng bao nhiêu và tính ở mức áp suất nào. Điều này rất quan trọng khi tính toán và lựa chọn dầu công tác cho phù hợp với điều kiện làm việc (nhẹ/nặng) cũng như điều kiện thời tiết (nhiệt độ môi trường) của các máy và thiết bị.

Ví dụ: Dầu thủy lực theo chuẩn ISO loại VG46 là loại dầu có độ nhớt động học bằng 46 (mm²/s). VG là viết tắt của từ viscosity grade – độ nhớt. Độ nhớt bằng 46 (mm²/s) ở đây cần được hiểu là độ nhớt động học của dầu đo được trong điều kiện thí nhiệm ở 40 độ.

Độ nhớt của dầu VG46: v = 780 mm²/s ở 0°C
Độ nhớt của dầu VG46: v = 46 mm²/s ở 40°C
Độ nhớt của dầu VG46: v = 6.1 mm²/s ở 100°C

Độ nhớt của dầu thủy lực đóng vai trò quan trọng trong quá trình làm việc. Để đặc trưng cho mức độ nhớt của dầu người ta đưa ra khái niệm về chỉ số độ nhớt. Chỉ số độ nhớt này được ghi ngay sau ký hiệu của loại dầu đó và nó là độ nhớt động học.
40°C là nhiệt độ tiêu chuẩn mà các thí nghiệm về dầu công tác, dầu thủy lực cũng như hệ thống truyền động thủy lực tiến hành trong phòng thí nghiệm để xác định các đặc trưng và tính chất của hệ thống hay các phần tử.

Trong quá trình làm việc, nhiệt độ của dầu thủy lực thay đổi theo điều kiện làm việc (Nặng/nhẹ), theo nhiệt độ môi trường (hè/đông) và theo thời gian làm việc. ĐỘ nhoét phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ dầu, do đó dầu thủy lực cần phải đảm bảo và duy trì khả năng làm việc tỏng một dài nhiệt độ làm việc yêu cầu.

2.2. Đặc tính độ nhớt – Áp suất

Độ nhớt của dầu ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ T còn phụ thuộc vào áp suất p. Khi áp suất của dầu lớn hơn 60bar thì độ nhớt của dầu là một hàm của áp suất.

2.3 Đặc tính tỷ trọng – nhiệt độ

Tỷ trọng của dầu không phải là một hằng số, nó thay đổi theo áp suất và nhiệt độ của dầu công tác. Khối lượng của chất lỏng sẽ thay đổi như sau: khi nhiệt độ tăng thì thể tích của dầu tăng lên trong khi đó thì tỉ trọng của dầu bị giảm đi.

3. Sự tồn tại của khí trong dầu thủy lực

Khí ở trong chất lỏng công tác được chia ra làm hai loại là loại hòa tan và không hòa tan.

Khí hòa tan: loại khí này không ảnh hưởng đến các tính chất vật lý của chất lỏng và cũng không ảnh hường tới hiệu suất làm việc của hệ thống thủy lực. Tất cả các chất lỏng thủy lực đều có thể hòa tan một lượng khí nhất định và loại bỏ khí khi áp suất giảm. Chất lỏng hấp thụ khí cho đến khi bão hòa mà không ảnh hưởng tới tính chất vật lý. Khi áp suất dầu nhỏ hơn 300bar thì khả năng hòa tan khí vào chất lỏng tỉ lệ thuận với áp suất dầu.

Khi không hòa tan (tự do): Đây là trường hợp cần quan tâm vì nó có ảnh hưởng xấu đến quá trình làm việc của hệ thống thủy lực. Sự xuất hiện của các bọt bong bóng khí sẽ làm tăng khả năng nén của dầu thủy lực, do đó sẽ làm giảm môđun đàn hồi của dầu. Ngoài ra, khí tự do trong dầu sẽ làm tăng độ ồn, giảm khả năng chống mài mòn và dẫn nhiệt của dầu. Dầu có áp suất cao tiếp xúc trực tiếp với oxy trong không khí tự do sẽ làm dầu bị lão hóa nhanh. Do vậy để nâng cao chất lượng của dầu thủy lực thì việc loại bỏ các khí có trong dầu là rất cần thiết.

Các biện pháp tránh/giảm hiện tượng khí trong dầu thủy lực:

  • Có hệ thống lọc/tách khí tốt cho hệ thống thủy lực khi làm việc;
  • Bố trí lỗ thông hơi ở điểm cao nhất trong hệ thống;
  • Hạ thấp đường ống hút để tránh hiện tượng áp chân không đường ông xuất hiện;
  • Giảm cản trở thủy lực trong đường ống hút, bằng cách tăng đường kính đường ống hút, lựa chọn độ cao và hình dạng kích thước của miệng hút phù hợp;
  • Tránh thay đổi đột ngột hướng dòng chảy cũng như diện tích mặt cắt ngang vì nó sẽ dẫn đến áp suất giảm đột ngột;
  • Giải pháp về kết cấu của thùng chứa dầu như: kích thước, bố trí tin các vách ngăn và tách khí trong thùng.

GỌI CHO CHÚNG TÔI

0961845888

contact@hulomech.com

Trả lời

Set your categories menu in Header builder -> Mobile -> Mobile menu element -> Show/Hide -> Choose menu
Shopping cart
Sign in

No account yet?