انواع روغن های هیدرولیک

کاربردهای سیستمهای هیدرولیک و ویژگیهای خاص هر کاربرد چنان پرشمار و متنوع اند که امروزه اصطلاح “روغن هیدرولیک” فقط به معنای یک روغن نیست بلکه گستره کاملی از روغنهای مخصوص را در بر میگیرند.
افزون بر استفاده از روغنهای معدنی، امروزه روغنهای هیدرولیک با پایه سنتتیک (به ویژه در سیستمهای هیدرولیک هواپیما نیز کاربرد فزاینده ای یافته اند. به کمک این قابلیت ساخت روغنهای سنتتیک) برای هر کاربرد ، می توان روغن مخصوص تولید کرد

ویژگیهای روغن هیدرولیک

اصولا سیالات هیدرولیک بایستی پنج خواسته زیر را برآورده کنند .
1- نیرو را انتقال دهند (انرژی فشار)
اجزای متحرک (پمپها و موتورهای هیدرولیکی) را روانکاری و از خوردگی آنها جلوگیری کند 2-
3- گرمای تولید شده در اثر فشار سیال (یا گرمای اصطکاک ) را از خود انتقال دهند

الزامات مربوط به سیالات هیدرولیکی به حدی زیاد و بعضا متناقض اند ، که تامین همه آنها امکانپذیر نیست. ویژگیهای هر روغن هیدرولیک خوب را می توان به صورت زیر برشمرد:

1- قابلیت روانکاری رضایت بخش برای کاهش سایش اجزای متحرک بر هم ساینده، بایستی در هر دما و فشاری ، این ویژگی را حفظ کنند
۲- استحکام لایه نازک روانکاری باید چنان زیاد باشد که این لایه (فیلم روغن) از هم گسیخته نشود زیرا در غیر این صورت اصطکاک و سایش اجزای متحرک زیاد می شود.
3-ترکیب روغن بایستی از لحاظ شیمیایی پایدار باشد و این ویژگی در هر دما و فشاری از کار سیستم حفظ شود

روغن نباید در اثر وجود اکسیژن تشكيل لجن بدهد. که تغییرات لزجت روغن در اثر تغییر دما باید حتی الامکان کم باشد ، به بیان دیگر روغن
بایستی لزجت ثابتی داشته باشد. به مقدار لزجت روغن برای هر کاربرد بایستی مناسب باشد. معمولا مقدار مناسب بین
mm / s 20 تا 30mm/ s
در دمای ” 50 می باشد. لزجت خیلی بالا سبب ایجاد اصطکاک داخلی روغن و در نتیجه افت فشار و توان سیستمهای محرک می شود (اتلافهای ناشی از اصطکاک) ۱۶ کشش سطحی روغن هیدرولیک باید ناچیز باشد تا کف نکند. کف زایی روغن می
تواند سبب اتلاف توان ، ایجاد خلاء زایی (کاویتاسیون) و زیانهای ناشی از آن شود

۷. روغن باید فقط با مقدار کمی آب ، امولسیون تشکیل دهد(حداکثر با %1 حجم) زیرا در غیر این صورت این، لزجت آن تغییر خواهد کرد.
. ۸. در دمای کار سیستم نباید از روغن بخارات زیان آور متصاعد شود.همچنین با هیچ ماده ای که سبب تولید چنین بخارات
خطرناکی می شود نباید مخلوط شود. و ظرفیت گرمایی ویژه روغن باید زیاد باشد تا بتواند گرمای تولید شده را مهار کند

۱۰- مواد جامد موجود در روغن بایستی به حداقل برسند تا سبب انسداد سیستم در مجاری باریک و در نتیجه اختلال سیستم نشوند.
۱۱- روغن بایستی از خوردگی اجزای ساینده و حساس جلوگیری کند.
۱۲- روغن نباید بر اجزای حساس سیستم انتقال قدرت هیدرولیکی مانند شیلنگها همچلین اجزای آب بندی مانند کاسه
نمدها و ارینگها و پکینگها اثر خورندگی داشته باشد.
۱۳- روغن باید در صورت گرم شدن یا اکسیداسیون سریع ، خواص مکانیکی اش را از دست ندهد
۱4- دوام روغن باید حتی الامکان زیاد باشد. حالت پیر سختی با استفاده از عدد خنثی اندازه گیری می شود که در شرایط
سازی NZ مطلوب مقدار آن برابر است با
NZ=1.5 mg kalilauge/1gol
*هیدرواکسید پتاسيم = kalilauge ۱۵، عملا روغن نباید هوا جذب کند یا تشکیل کف بدهد. تشکیل کف در روغن بایستی به سختی انجام گیرد و دفع آن هرچه سریعتر باشد. هوا سبب اکسایش سریع روغن می شود.هر چه سطح تماس روغن با هوا کمتر باشد هوای کمتری جذب روغن می شود، بنابراین برای کاهش نفوذ هوا در روغن بایستی اقدامات زیر بعمل آید
– اتصالات خط مکش که همیشه تحت خلاء هستند باید به خوبی آب بندی شوند.
– انتهای خطوط برگشت روغن بایستی درون مخزن و زیر سطح روغن قرار گیرد.
– لوله کشی سیستم هیدرولیک باید به گونه ای باشد که در هیچ قسمتی از آن هوا معبوس نشود
۱۶- روغنهای هیدرولیک نباید سبب خطر آتش سوزی شوند یعنی نقطه اشتعال و احتراق آنها باید بالا باشد .
۱۷- نقطه ریزش روغنها باید در حد امکان پایین باشد، به ویژه برای سیستمهای هیدرولیکی که در جاهای سرد کار می کنند
به همین دلیل در سیستمهای هواپیمایی از روغنهایی با نقطه ریزش * 60- که غالبا مخلوطی از روغنهای معدنی، همراه
گلیسیرین، الكل و نفت چراغ هستند استفاده می شود
۱۸- روغنها باید دارای قابلیت دفع آب و هوا باشند
۱۹-نباید اثر سوء بر سلامت کارگران داشته باشد. هیچ روغنی پیدا نمی شود که یکجا همه ویژگیهای فوق را داشته باشد. پرکاربردترین روغنهای معدنی در سیستمهای هیدرولیک تلفیق بهینه ای از این ویژگیها را دارند. با استفاده از مواد افزودنی مخصوص می توان روغن های معدنی را برای هر کاربرد خاص آماده کرد. بنابراین مواد افزودنی را می توان برای موارد زیر به کار برد
– برای بهبود تغییرات لزجت نسبت به دما
بهبود دهنده های برای افزایش قابلیت کار روغن در فشارهای بالا –
– – برای کاهش نقطه ریزش روغن (برای مثال گلیسیرین، الکل صنعتی و نفت
– برای کاهش سایش(مواد ضد سایش)
– برای جلوگیری از خوردگی فلزات (افزودنیهای ضد خوردگی

انواع روغن هیدرولیک

 

روغنهای هیدرولیک را می توان بر اساس ساخت یا ترکیب و همچنین نوع کاربری تقسیم کرد. این روغنهای بر اساس ساخت یا ترکیب به صورت زیر تقسیم بندی می شوند
روغنهای استاندارد با پایه معدنی برای کاربردهای معمولی) مانند:
1 –  موتور
–  محورهای دوار (اسپیندلها)
– سیلندر
–  مبدلهای برقی (ترانسفورماتورها)
–  پارافین
2- مخلوطهای روغن و امولسیونهای آبی
– امولسیون روغن در آب( %10 – روغن)
– امولسیون آب در روغن( %60 – 50 روغن)
– محلول آب و گلیکول ( محلولهای پلی گلیکول با %60 – 35 آب)
: 3- سیالات بی آب با پایه سنتتیک که به عنوان روغن هیدرولیک به کار می رود
– دی استر ( حاصل از اسیدهای دو عاملی)
– استر اسید فسفریک (ترکیبات آلی فسفر)
– استر هالوژنه
– هیدروکربنهای کلره
– هیدروکربنهای فلوئوره
– سیلیکونها و روغنهای سیلیکونی
– پلیمرهای اکسیدهای سیلیسیم

روغنها را می توان بر اساس کاربرد به صورت زیر دسته بندی کرد:
۱- روغنهای هیدرولیک برای کاربردهای معمولی مانند روغنهای استاندارد، بیشتر روغنهای معدنی و مخلوطهای روغنی
۲- روغنهای هیدرولیک ضد آتش یا مقاوم در برابر دمای بالا (برای مثال در ماشین آلات ریخته گری)
3- روغنهای هیدرولیک برای مصارف کم دما ( برای مثال روغنهای مورد استفاده در برای سیستمهای انتقال قدرت
هواپیماها) ATF) هیدرولیکی

 

 

: روغنهای معدنی با استاندارد برای شرایط معمولی سیستمهای هیدرولیک ، روغن معدنی تصفیه شده کاملا مناسب است. روغنهای پالایش شده و با پایه پارافین، بدلیل داشتن ترکیبات اشباع شده زیاد، از این میان بهترند. با تقطیر جزء به جزء نفت خام، روغنهای معدنی تقطیری حاصله با لزجتهای مختلف پس از طی فرآیندهای تکمیلی بدست می آیند. در این فرآیندها، مواد حاصله ناخواسته و نا پایدار از روغن جدا می شود. روغنهای هیدرولیکی که در طی این عملیات به دست می آینددارای شاخص لزجت (VI) 105 – 90 هستند و دوام، خاصیت ضد خوردگی، خاصیت ضد اکسایشی و ضد کف بودن آنها مطلوب است. برای روغنهای مورد استفاده در هیدرولیک می توان از افزودنیهای زیر:
مواد بهبود دهنده منحنى VT روغن
– مواد کاهش دهنده ریزش روغن
– مواد افزایش دهنده قابلیت روانکاری و استحکام لایه نازک روغن
– مواد ضد کف
– مواد ضد خوردگی و ضد اکسایش

به طور کلی روغنهای هیدرولیک باید عاری از ترکیباتی مانند چربیهای صابونی، اسیدها و آسفالت باشند. برای اینکه از روغنها بخار ساطع نشود بایستی نقطه اشتعال آنها بالا باشد هر گاه دمای روغن هیدرولیک به حدود 80 كمتر از نقطه اشتعال برسد، بخار از آنها متصاعد خواهد شد. پایین بودن نقطه اشتعال و احتراق روغنها به معنای وجود ترکیبات سوختی در آنهاست و درجه خطر ایجاد آتش سوزی توسط آنها را مشخص می کند

سیالات هیدرولیکی مخلوط با آب

 

تنها هنگامی می توان از مخلوطهای روغنی یا امولسیونهای روغن در آب استفاده کرد که شرایط کاری سیستم، افت و خیز محدود دمای سیستم هیدرولیک و محیط را تنظیم کند.دمای کار روغن در حد امکان بایستی بین 60 – 10 باشد. چون در خلال کار سیستم مقداری از آب موجود در امولسیون پیوسته بخار می شود برای جبران آن، نگهداری و مراقبت پیوسته از سیستم ضروری است

امولسیون روغن در آب

در این امولسیونها مقدار روغن معمولا %12-5 است و با افزایش درصد روغن، لزجت به شدت افزایش می یابد. موجود در این امولسیون قابلیت روانکاری آن را افزایش می دهد و به کمک سایر افزودنیها خاصیت ضد خوردگی آن بهبود می یابد. کاربری آن بیشتر در سیستمهای آب تحت فشار است

 

 امولسیون آب در روغن

مقدار روغن معدنی در این امولسیونها حدود %60 – 40 است که سبب افزایش خیلی بیشتر قابلیت روانکاری این امولسیونها نسبت با امولسیونهای روغن در آب است. به دلیل وجود مقداری آب در این امولسیون، لزجت آن از لزجت روغنهای معدنی کمتر است. مواد آب بندی معمولی ، همچنین رنگها و لاکها در این امولسیون خورده نمی شوند. کاربرد آن در بعضی سیستمهای تحت فشار، ولی بیشتر در سیستمهای هیدرولیک مجهز به پمپ های دنده ای و پره ای هیدرولیک دوار (تا فشار125) می باشد bar

محلول گلیکول و آب

مقدار آب در این محلولها معمولا %60 – 35 است. با کاهش مقدار آب، لزجت آن بیشتر و با اضافه کردن افزودنیهایی که به حايظ کننده معروف اند) می توان خواص آن را به دلخواه تغییر داد. با استفاده از افزودنیها می توان قابلیت روانکاری و ضد خوردگی آن را بهتر کرد. این محلول می تواند سبب خورده شدن: .آب بندهای چوب پنبه ای یا از جنس vulkollan . چسبهای اپوکسی، وینیلی و لاکهای DD . اجزای روی اندود(گالوانیزه) و کادیوم اندود سیستم هیدرولیک شود. لاستیکها و پلاستیکها بسختی در این محلولها حل می شوند. کاربرد آن وقتی که هرگاه دمای سیستم خیلی زیاد نباشد، استفاده از آن در سیستمهای هیدرولیک مطلوب خواهد بود

: سیالات هیدرولیک بی آب (سنتتیک) توسعه سریع سیستمهای هیدرولیک دقیق به ویژه در صنایع هواپیماسازی، خودروسازی و ماشین سازی و لزوم کار روغنهای هیدرولیک در دماهای بالا و ضد آتش بودن آنها تلاش برای یافتن روغنهایی با ویژگیهای
گفته شده را مضاعف کرده است. این شرایط و ویژگیها را می توان تنها با استفاده از روغنهای سنتتیک مهیا کرد که مهمترین آنها به شرط زیرند

دی استر

این ترکیبات که از اسیدهای دو عاملی با الكل تشکیل می شوند، پایداری گرمایی آنها خوب، نقطه ریزش آنها پایین و نقطه اشتعال شان بالاست. اگر مواد بازدارنده مناسب به ترکیب آنها اضافه شود در فلزات ایجاد خوردگی نمی کنند. با افزودنیهایی که برای مقاصد زیر به کار می روند سازگارند
1- افزودنیهایی که برای بهبود شاخص لزجت در محدوده های دمایی خیلی بزرگ بکار می روند
۲. افزودنیهایی که به منظور افزایش قابلیت روانکاری کاربرد دارند

استرهای اسید فسفریک

این ترکیبات آلی فسفره به دلیل داشتن نقطه اشتعال بالا، به آسانی نمی سوزند حداکثر دمای کار مجاز برای آنها حدود c175 است. اما در دماهای بالا پایداری گرمایی شان کم است. قابلیت روانکاری این ترکیبات عالی و در حد روغنهای معدنی است. به همین دلیل سالهاست که این ترکیبات برای افزایش قابلیت روانکاری روغنهای معدنی به عنوان افزودنی به کار می روند. ترکیبات فسفره قابلیت جذب فشار خوبی دارند، ولی تغییرات لزجت نسبت به فشار برای آنها بیشتر از روغنهای معدنی است.

خاصیت ضد خوردگی این ترکیبات مناسب است ولی با استفاده از بازدارنده ها می توان این ویژگیها را بهتر کرد. این ترکیبات در بیشتر رنگها و لاکها همچنین آب بندهای معمولی ایجاد خوردگی می کنند(تورم آب بند). بهتر است آب بندهای آنها از جنس لاستیک بوتیلی و سیلیکونی، نایلون یا تفلون باشد. در دماهای بالا، بخارات متصاعد شده از این ترکیبات ممکن است سبب ایجاد التهاب در پوسته مخاطی شوند. ترکیبات فسفره در آب با محلول اند، ولی به آسانی مخلوط می شوند. کاربری آن معمولا در سیستمهای هیدرولیک با دمای کاری بالا می باشد.

سیلیکونها

این مواد سنتتیک از لحاظ شیمیایی دارای زنجیر های مولکولی نسبتا طويلی از اتمهای سیلیسیوم و اکسیژن هستند که در آنها ظرفیتهای عادی اتم سیلیسیوم با رادیالهای آلی، اشباع می شوند. سیلیکونها در مقابل گرما و اکسایش پایدارند و دارای فشار بخار فوق العاده اندکی هستند. این ترکیبات دافع آب هستند، به همین دلیل به هیچ وجه خوردگی ایجاد نمی کنند ولی خاصیت ضد خورندگی ندارند زیرا قابلیت مرطوب کنندگی آنها ضعیف است.

سیلیکونها به دلیل داشتن قابلیت روانکاری خیلی کم (به دلیل نیروی چسبندگی کم) و به ویژه به دلیل قیمت بالای آن، فقط کاربردهای خاص دارند. کاربرد آن فقط در مواردی که نیروها یا بارهای وارد بر سیستم ناچیز باشند به عنوان روغن هیدرولیک می باشند

استرهای اسید سیلیسیک و سیلیکاتها

این ترکیبات از آخرین روانکارهای پیشنهادی هستند که دارای پایداری دمایی فوق العاده ای (تا دمای 500) هستند و برای مصارف هیدرولیکی تحت دماهای خیلی بالا کاربرد دارند. افزون بر این، این ترکیبات قابلیت روانکاری مطلوبی دارند و بر اجزای لاستیکی و پلاستیکی اثر نا مطلوبی نمی گذارند. میل این ترکیبات به تجزیه آب (هیدرولیز) و خوردگیهای مرتبط با آنها را تا حدودی کاهش داده است

انتخاب روغنهای هیدرولیک

هر چند انتخاب لزجت مناسب برای هیدرولیک به نوع سیستم هیدرولیک بستگی دارد ولی به طور کلی می توان گفت که مقدار لزجت هرچه کمتر باشد بهتر است زیرا | اتلافات اصطکاکی و جریانی ناچیز خواهند شد و اعمال کنترلی با بالاترین دقت انجام خواهند پذیرفت.هرچند لزجت کم می تواند سبب ازدياد نشتی و کاهش قابلیت روانکاری  شود ولی به دلیل ایجاد افت فشار کمتر در خطوط لوله (اصطکاک کمتر) بر روغنهای با گرانروی کم ترجیح داده می شوند. همانگونه که گفته شد هر چه لزجت بیشتر باشد اصطکاک درونی سیال بیشتر خواهد شد و در اثر گرمای تولید شده اتلاف توان افزایش خواهد یافت. این موضوع به ویژه در پمپهاو هیدروموتورها که سطوح بر هم ساینده آنها برای آب بندی هر چه بهتر فاصله ناچیزی (لقي
کمی دارند حائز اهمیت است. اصطکاک لزجتی نشان دهنده یک مقاومت متناسب با سرعت است که با افزایش لزجت، افزایش می یابد. در انتخاب روغن لزجت کم باید به دو نکته زیر توجه داشت:
1-قابلیت روانکاری کافی برای به حداقل رساندن سایش بنابراین روانکاری هیدرودینامیکی یک الزام اجتناب ناپذیر

است. چون در سیستمهای هیدرودینامیک، بعضا تنشهای سطحی ویژه بالایی پدید می آیند. به روغنهای هیدرولیک ، مواد افزودنی نیز اضافه میشوند. با این کار قابلیت تحمل بار روغن قابل ملاحظه می شود Extreme Pressure
.
۲- به حد اقل رساندن نشتی از سیستم به منظور آب بندی فضاهای تحت فشارهای مختلف و به ویژه درزهای بین اجزای ثابت و متحرک سیستمها بایستی روغن به اندازه کافی لزج باشد. به عبارتی دیگر اتلاف توان ناشی از نشتی روغن با لزجت نسبت عکس دارد.در انتها به منظور انتخاب روغن با توجه به لزجت، برای هر سیستم هیدرولیک بایستی به موارد زیر توجه داشت:
1-  نباید خیلی کم باشد زیرا آب بندی سیستمهای حاوی روغن با لزجت کم دشوار است.
٢. نباید خیلی زیاد باشد زیرا اتلافات ناشی از اصطکاک درونی روغن افزایش پیدا می کند.
٣.  هنگام راه اندازی سیستم هیدرولیک ( که دمای روغن برابر دمای محیط است) نباید خیلی زیاد باشد.
4 .  نباید در حالت کار دائم سیستم هیدرولیک نیز خیلی کاهش یابد
5.حتما بایستی با انواع پمپها سازگار باشد.
۶ -لزجت روغن برای سیستمهای هیدرولیکی که در فضای آزاد کار می کنند باید به گونه ای انتخاب شود که برای کار تابستان و زمستان نیازی به تعویض روغن نباشد.

در مواقع سرد سال ممکن است کار در حالت گرم برای 15 – 10 دقیقه ضروری باشد.

همچنین میتوانید از جک های هیدرولیکی در نیاز صنعت دیدن فرمایید.