Anel de deslizamento hidráulico

Em sistemas de transmissão hidráulica, o Anel de deslizamento hidráulico é um componente crítico responsável pela transmissão de fluido hidráulico entre peças rotativas e estacionárias. Como meio de trabalho de sistemas hidráulicos, o desempenho do óleo hidráulico afeta diretamente a estabilidade e confiabilidade de toda a operação do sistema. Dentre eles, a viscosidade do óleo hidráulico é um parâmetro crucial, e suas alterações terão múltiplos impactos no desempenho do óleo hidráulico. anéis de deslizamento hidráulicosÉ de grande importância ter uma compreensão profunda desses impactos e tomar medidas eficazes para garantir o funcionamento normal dos sistemas hidráulicos e prolongar a vida útil dos equipamentos.

Conceitos básicos da viscosidade do óleo hidráulico

Definição e método de expressão da viscosidade

A viscosidade é uma quantidade física que mede a capacidade de um fluido resistir ao fluxo, refletindo o atrito interno entre moléculas do fluido. Em sistemas hidráulicos, métodos comumente usados de representação de viscosidade incluem viscosidade dinâmica, viscosidade cinemática e viscosidade Engler. A viscosidade dinâmica refere-se à força de atrito interna por unidade de área experimentada por um fluido fluindo em um gradiente de velocidade unitária, medido em pascals por segundo (Pa · s). Viscosidade cinemática é a relação entre viscosidade dinâmica e densidade de fluido, medida em metros quadrados por segundo (m ²/s). Em aplicações práticas, a unidade comumente usada de viscosidade cinemática é milímetros quadrados por segundo (mm ²/s). A viscosidade Ennian é a relação entre o tempo necessário para que um determinado volume de óleo de teste flua para fora de 200ml do medidor de viscosidade Ennian a uma determinada temperatura sob condições especificadas para o tempo necessário para que a água destilada flua para fora do mesmo volume a 20 ℃.

Fatores que afetam a viscosidade do óleo hidráulico

Temperatura: A temperatura é o fator mais importante que afeta a viscosidade do óleo hidráulico. Em geral, a viscosidade do óleo hidráulico diminui com o aumento da temperatura e aumenta com a diminuição da temperatura. Esta característica de temperatura de viscosidade pode ser representada por uma curva de temperatura de viscosidade, e diferentes tipos de óleo hidráulico têm diferentes curvas de temperatura de viscosidade. Por exemplo, a viscosidade do óleo hidráulico de óleo mineral varia significativamente com a temperatura, enquanto o óleo hidráulico sintético tem um desempenho de temperatura de viscosidade relativamente melhor.

Pressão: Dentro da faixa de pressão geral, o efeito da pressão na viscosidade do óleo hidráulico é relativamente pequeno e pode ser ignorado. Mas quando a pressão excede um determinado valor (geralmente acima de 10MPa), a viscosidade do óleo hidráulico aumentará com o aumento da pressão. Isso ocorre porque um aumento na pressão reduz a distância entre moléculas de óleo, aumenta a fricção interna e leva a um aumento na viscosidade.

Aditivos: Para melhorar o desempenho do óleo hidráulico, vários aditivos, como agentes anti-desgaste, antioxidantes, inibidores de ferrugem, etc., são geralmente adicionados ao óleo base. Alguns aditivos também podem afetar a viscosidade do óleo hidráulico, por exemplo, espessantes podem aumentar a viscosidade do óleo hidráulico e melhorar seu desempenho de temperatura de viscosidade.

A influência das mudanças de viscosidade do óleo hidráulico no desempenho do anel de deslizamento hidráulico

O impacto no desempenho da vedação

Problema de vazamento causado pela redução da viscosidade

Quando a viscosidade do óleo hidráulico diminui, a película de óleo entre a vedação e as peças giratórias se tornará mais fina. Como um componente importante da vedação, o filme de óleo desempenha um papel na prevenção do vazamento de óleo hidráulico. Depois que o filme de óleo se torna mais fino, sua capacidade de carga diminui, tornando difícil preencher efetivamente a lacuna de vedação, o que pode facilmente levar a vazamento. O vazamento não só causa desperdício de óleo hidráulico, mas também dificulta a manutenção da pressão estável do sistema, afetando a eficiência do sistema. Por exemplo, em alguns sistemas de controle hidráulico que exigem alta precisão de pressão, mesmo ligeiros vazamentos podem levar a erros de controle aumentados e não atender aos requisitos operacionais.

Danos causados pelo aumento da viscosidade

Ao contrário, quando a viscosidade do óleo hidráulico aumenta, a fluidez do óleo diminui. Durante a operação do Anel de deslizamento hidráulico, o selo precisa se deformar continuamente com o movimento dos componentes rotativos para manter o bom desempenho da selagem. No entanto, o óleo de alta viscosidade pode causar maior resistência ao selo durante o movimento, resultando em distribuição de força desigual no selo. A exposição a longo prazo a tal tensão desigual pode levar a danos tais como desgaste e rasgo das vedações, resultando em vazamento. Além disso, um aumento na viscosidade pode dificultar a instalação e desmontagem de vedações, aumentando os custos de manutenção e o tempo de inatividade do equipamento.

Influência nas características do binário

Fenômeno de deslizamento em baixa viscosidade

Quando a viscosidade do óleo hidráulico é baixa, o atrito interno do óleo é pequeno, o que reduz o binário do anel de deslizamento hidráulico durante a rotação. O binário mais baixo é benéfico para a obtenção de rotação de alta velocidade. Em alguns equipamentos que exigem operação de alta velocidade, como o sistema de acionamento hidráulico de centrífugas de alta velocidade, o óleo hidráulico de baixa viscosidade pode reduzir a perda de energia e melhorar a eficiência operacional do equipamento. No entanto, durante a transmissão de energia, o deslizamento pode ocorrer devido a atrito interno insuficiente do óleo. O deslizamento pode causar transmissão de energia instável, dificultando a transferência de energia com precisão para a carga e afetando o funcionamento normal do equipamento. Por exemplo, no sistema de acionamento hidráulico de braços robóticos industriais, se ocorrer deslizamento, a precisão dos movimentos do braço robótico será seriamente afetada, tornando impossível concluir tarefas precisas de agarre e colocação.

A carga do motor aumenta quando a viscosidade é alta

Quando a viscosidade do óleo hidráulico aumenta, o binário necessário para a rotação do anel de deslizamento hidráulico aumentará. Isto é porque o óleo de alta viscosidade gera maior resistência durante o processo de fluxo, exigindo maior força motriz para girar o anel de deslizamento. O aumento do binário aumenta diretamente a carga no motor de acionamento e o motor precisa produzir maior potência para superar essa resistência. Se a reserva de marcha do motor for insuficiente e operar sob alta carga por um longo tempo, o motor pode sobreaquecer ou até queimar. Além disso, o alto binário também pode levar a uma diminuição na velocidade de resposta do sistema e ao movimento lento do equipamento. Por exemplo, no sistema de controle hidráulico de uma máquina de moldagem por injeção, uma diminuição na velocidade de resposta pode afetar a qualidade e a eficiência de produção do moldagem por injeção.

O impacto no grau de desgaste

Lubrificação insuficiente causada pela baixa viscosidade

A lubrificação é um meio importante de reduzir o desgaste dos componentes, e o óleo hidráulico desempenha um papel lubrificante no anel deslizante hidráulico. Quando a viscosidade do óleo hidráulico diminui, seu desempenho de lubrificação diminuirá. A diminuição do desempenho de lubrificação aumenta a probabilidade de contato direto entre componentes rotativos e estacionários, acelerando assim o desgaste dos componentes. O desgaste pode levar a uma diminuição na precisão dimensional dos componentes, um aumento na rugosidade da superfície e afetar ainda mais o desempenho dos anéis deslizantes hidráulicos. Por exemplo, o desgaste entre o rotor e o estator de um anel deslizante pode levar ao afastamento aumentado, ao vazamento intensificado e, finalmente, encurtar a vida útil do equipamento.

Alta temperatura local causada por alta viscosidade

Quando a viscosidade do óleo hidráulico é alta, o fluxo do óleo é difícil e as zonas locais de estagnação do óleo são facilmente formadas nas lacunas estreitas e canais de fluxo complexos do anel de deslizamento hidráulico. O óleo é constantemente submetido a cisalhamento e compressão na zona de estagnação, convertendo energia mecânica em energia térmica, resultando em um aumento de temperatura local. As altas temperaturas podem degradar o desempenho do óleo hidráulico, acelerar a oxidação e a decomposição e gerar substâncias ácidas e depósitos que exacerbam ainda mais o desgaste dos componentes. Ao mesmo tempo, altas temperaturas também podem causar mudanças nas propriedades materiais das vedações, reduzindo seu desempenho de vedação. Por exemplo, em alguns sistemas hidráulicos que operam em ambientes de alta temperatura, se a viscosidade do óleo hidráulico não for corretamente selecionada, o problema da alta temperatura local se tornará mais grave e o dano ao equipamento será maior.

Medidas para lidar com mudanças na viscosidade do óleo hidráulico

Escolha o óleo hidráulico adequado

Selecione o tipo de óleo hidráulico com base no ambiente de trabalho e condições de trabalho

Diferentes ambientes de trabalho e condições têm diferentes requisitos de desempenho para o óleo hidráulico, por isso é necessário escolher o tipo apropriado de óleo hidráulico de acordo com a situação real. Anéis de deslizamento hidráulicos que trabalham em ambientes de alta temperatura devem escolher óleo hidráulico com boa estabilidade térmica e resistência à oxidação de alta temperatura, como óleo hidráulico composto. O óleo hidráulico sintético geralmente usa óleo base sintetizado químicamente e adiciona aditivos de alto desempenho para manter um desempenho estável em altas temperaturas. Em ambientes de baixa temperatura, o óleo hidráulico com boa fluidez a baixa temperatura e baixo ponto de derramamento deve ser selecionado para garantir que possa chegar rapidamente a várias peças de lubrificação durante a inicialização a baixa temperatura e evitar danos ao equipamento causados ​​por má lubrificação. Em ambientes de trabalho com meios corrosivos, também é necessário escolher óleo hidráulico com boas propriedades de resistência à ferrugem e à corrosão.

Preste atenção ao índice de viscosidade e ao desempenho da temperatura de viscosidade do óleo hidráulico

O índice de viscosidade é um indicador importante para medir o desempenho de temperatura de viscosidade do óleo hidráulico. Quanto maior o índice de viscosidade, menos a viscosidade do óleo hidráulico muda com a temperatura e melhor o desempenho da temperatura da viscosidade. Ao escolher óleo hidráulico, é aconselhável escolher produtos com alto índice de viscosidade para garantir que a viscosidade do óleo hidráulico possa ser mantida dentro de uma faixa razoável em diferentes temperaturas de funcionamento. Por exemplo, alguns óleos hidráulicos de alto desempenho podem ter um índice de viscosidade superior a 150, proporcionando um desempenho estável de lubrificação e vedação para anéis de deslizamento hidráulicos em uma ampla gama de temperaturas. Além disso, também pode-se referir à curva de temperatura de viscosidade do óleo hidráulico para entender suas mudanças de viscosidade em diferentes temperaturas, a fim de selecionar com mais precisão o óleo hidráulico adequado às condições de trabalho.

Instalar dispositivo regulador de temperatura do óleo

Princípio de trabalho e aplicação do refrigerador

O refrigerador é um dos dispositivos de regulação da temperatura do óleo comumente usados, e seu princípio de funcionamento é transferir o calor no óleo hidráulico para o meio de refrigeração (geralmente água ou ar) através da troca de calor, reduzindo assim a temperatura do óleo hidráulico. Durante a operação do anel de deslizamento hidráulico, a temperatura do óleo aumenta gradualmente devido à circulação do óleo hidráulico e ao atrito mecânico. Quando a temperatura do óleo excede a faixa permitida, o refrigerador começa a funcionar, eliminando o calor em excesso e mantendo a temperatura do óleo em um nível adequado. Por exemplo, no sistema hidráulico de grandes prensas hidráulicas, geralmente são instalados refrigeradores de placas ou refrigeradores de tubos. Com base na geração de calor do sistema e requisitos de trabalho, o tipo e as especificações do refrigerador são razoavelmente selecionados para garantir um controle eficaz da temperatura do óleo.

Função e utilização do aquecedor

Em baixas temperaturas, a viscosidade do óleo hidráulico aumentará significativamente, afetando a inicialização normal e a operação do anel de deslizamento hidráulico. Neste ponto, é necessário um aquecedor para aumentar a temperatura do óleo hidráulico. O princípio de funcionamento de um aquecedor é transferir calor para o óleo hidráulico através de métodos como aquecimento elétrico ou aquecimento a vapor, reduzindo sua viscosidade. Aquecedores geralmente são instalados em tanques de óleo hidráulico ou oleodutos. Antes de iniciar o equipamento, ligue o aquecedor para aquecer o óleo hidráulico à temperatura apropriada e, em seguida, inicie o equipamento. Ao usar um aquecedor, é importante controlar a temperatura de aquecimento para evitar a deterioração do desempenho do óleo hidráulico causada pela temperatura excessiva do óleo. Ao mesmo tempo, um dispositivo de proteção contra a temperatura deve ser instalado para cortar automaticamente a fonte de alimentação do aquecedor quando a temperatura do óleo atingir o limite superior definido, garantindo a segurança do equipamento.

Inspeçione e substitua regularmente o óleo hidráulico

Métodos e frequências para detectar viscosidade do óleo hidráulico e nível de contaminação

Testar regularmente o nível de viscosidade e contaminação do óleo hidráulico é uma medida importante para garantir o funcionamento normal do anel de deslizamento hidráulico. A viscosidade do óleo hidráulico pode ser medida usando um viscómetro de acordo com os métodos especificados nas normas relevantes. Os viscómetros comumente usados incluem viscómetros capilares, viscómetros rotativos, etc. Método de contagem de partículas, método de análise espectral, etc. pode ser usado para detectar o grau de contaminação do óleo hidráulico. O método de contagem de partículas avalia o grau de contaminação do óleo medindo o número e tamanho de partículas no óleo; O método de análise espectral determina a presença de poluentes como partículas de desgaste, umidade e impurezas no óleo, analisando a composição elementar do óleo. A frequência dos ensaios deve ser determinada com base em fatores como as condições de funcionamento e o tempo de funcionamento do equipamento. Geralmente, para equipamentos hidráulicos frequentemente usados, recomenda-se testar o nível de viscosidade e poluição do óleo hidráulico a cada 1-3 meses; Para dispositivos com baixa frequência de uso, o ciclo de detecção pode ser adequadamente prolongado.

Normas e precauções para substituir óleo hidráulico

Quando a viscosidade do óleo hidráulico exceder a faixa permitida ou o grau de contaminação atingir um certo nível durante os testes, é necessário substituir o óleo hidráulico de forma oportuna. Ao substituir o óleo hidráulico, recomenda-se escolher produtos da mesma marca, modelo e especificação do óleo hidráulico original para evitar misturar diferentes marcas ou modelos de óleo hidráulico para evitar reações químicas que possam afetar o desempenho do óleo hidráulico. Antes de substituir o óleo hidráulico, o óleo antigo no sistema hidráulico deve ser drenado completamente e, em seguida, o sistema deve ser limpo com um agente de limpeza para remover impurezas residuais e poluentes. Após a limpeza, adicione novo óleo hidráulico. Enquanto isso, também é necessário prestar atenção à substituição do filtro de óleo hidráulico para garantir a limpeza do óleo hidráulico recém-adicionado. Além disso, durante o processo de substituição do óleo hidráulico, é necessário seguir rigorosamente os procedimentos operacionais para evitar acidentes de segurança, como vazamento e incêndio.

Otimizar o projeto estrutural

Melhorar a estrutura e os materiais de vedação

A fim de melhorar o desempenho de vedação do anel de deslizamento hidráulico durante mudanças na viscosidade do óleo hidráulico, podem ser feitas melhorias na estrutura e materiais de vedação. Em termos de estrutura de vedação, novas formas de vedação podem ser adotadas, como vedações combinadas, vedações de labirinto, etc. A vedação combinada é o processo de combinar vários componentes de vedação juntos, utilizando suas respectivas vantagens para melhorar o desempenho de vedação. Por exemplo, a combinação de anéis de vedação de borracha com anéis de vedação de metal pode melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão das vedações, garantindo um bom desempenho de vedação. A selagem de labirinto é alcançada através da configuração de canais de labirinto complexos para aumentar o comprimento e a resistência do caminho de vazamento, alcançando assim o propósito da selagem. Em termos de materiais de vedação, devem ser selecionados materiais com boa resistência ao óleo, resistência ao desgaste e adaptabilidade a óleos hidráulicos de diferentes viscosidades. Por exemplo, são usados materiais de borracha de alto desempenho, como borracha fluorada e borracha nitrílica, que podem manter boa elasticidade e desempenho de vedação em óleos hidráulicos de diferentes viscosidades.

Aumentar canais de lubrificação e adotar métodos especiais de lubrificação

Para melhorar as condições de lubrificação do anel de deslizamento hidráulico e reduzir o desgaste causado por mudanças na viscosidade do óleo hidráulico, os canais de lubrificação podem ser aumentados e métodos especiais de lubrificação podem ser usados. O aumento dos canais de lubrificação pode distribuir o óleo hidráulico de forma mais uniforme para várias peças de lubrificação, melhorando a eficácia da lubrificação. Por exemplo, vários buracos de lubrificação são definidos entre o rotor e o estator do anel de deslizamento para permitir que o óleo hidráulico entre diretamente na superfície de atrito e forme um bom filme de lubrificação. Métodos especiais de lubrificação, como lubrificação de ar e óleo, lubrificação sólida, etc., também podem melhorar efetivamente o desempenho da lubrificação. A lubrificação de ar com óleo é o processo de misturar ar comprimido com uma pequena quantidade de óleo lubrificante e entregá-lo à área de lubrificação para formar um filme de lubrificação bifásico gás-líquido. Este método de lubrificação tem as vantagens de bom efeito de lubrificação e baixa poluição. A lubrificação sólida é o uso de lubrificantes sólidos (como grafite, disulfeto de molibdênio, etc.) para formar um filme lubrificante sólido na superfície de atrito, que desempenha um papel na redução do atrito e da resistência ao desgaste, especialmente adequado para lubrificação em condições especiais de trabalho, como alta temperatura e alta carga.

Conclusão

A mudança na viscosidade do óleo hidráulico tem um impacto significativo no desempenho dos Anéis de Deslizamento Hidráulico, envolvendo múltiplos aspectos como desempenho de vedação, características de binário e grau de desgaste. Compreendendo profundamente esses impactos e tomando medidas eficazes, como a seleção de óleo hidráulico apropriado, a instalação de dispositivos de regulação da temperatura do óleo, o teste regular e a substituição do óleo hidráulico e a otimização do projeto estrutural, os efeitos adversos das mudanças de viscosidade do óleo hidráulico no desempenho dos anéis de deslizamento hidráulicos podem ser minimizados, garantindo o funcionamento estável dos sistemas hidráulicos, estendendo a vida útil dos equipamentos e melhorando a eficiência da produção e os benefícios econômicos. Em aplicações práticas, é necessário considerar de forma abrangente vários fatores com base no ambiente e condições de trabalho específicos, desenvolver soluções razoáveis e otimizar continuamente o desempenho e a confiabilidade do anel de deslizamento hidráulico.