Масло для гидравлики: какое бывает, свойства и применение, почему пенится

Термин гидравлика происходит от греческих слов Hydros (жидкость) и Aulos (труба) и обозначает движение жидкости по трубам. Наиболее распространённой жидкостью является вода. Тем не менее, для гидравлических систем в технике и оборудовании она не применима. Вместо неё применяют другие жидкости.

Что такое гидравлическое масло и для чего нужно

Гидравлическое масло – это специальная техническая жидкость, которая используется в системах машин, спецтехники и оборудования. Оно обеспечивает управление движением рабочих органов за счёт изменения скорости течения и оказываемого при этом давления. Переток гидравлической жидкости в системе позволяет передать крутящий момент или изменить положение клапанов, штока гидроцилиндра и других исполнительных механизмов.

Гидромасло относится к категории ГСМ (горюче-смазочных жидкостей), при этом не используется в качестве смазки и защиты от коррозии, хотя и может обладать такими свойства благодаря различным присадкам. Принцип применения масла для гидравлики — использование свойства жидкости не сжиматься под давлением.

Гидравлические жидкости применяются в различных системах строительной техники и грузовых автомобилей, включая:

• Гидравлические системы. Используется в приводах подъёма стрелы и ковша экскаватора, приводит в действие сменное рабочее оборудование спецтехники, поднимает кузов самосвала и т. д.
• Трансмиссию, гидромуфты. Обеспечивает передачу мощности от двигателя к колесам и управляет работой муфт, регулируя их включение и выключение.
• Тормозные системы. Применяется в тормозных системах грузовиков и тяжелой техники для обеспечения эффективного торможения.
• Системы рулевого управления. Облегчает управление поворотом колес, обеспечивает плавное и точное управление.
• Насосы, моторы. Смазывает и охлаждает их, обеспечивая их долгую и надежную работу;
• Амортизаторы, гидроаккумуляторы, пресса.

Основные функции гидравлической жидкости

Принято различать два основных направления использования гидравлических жидкостей — гидростатическое и гидродинамическое. В первом случае не требуется высокой скорости движения, а важно создать высокое давление. Во втором – важна скорость, а давление может быть небольшим.

Свойство эффективно передавать давление используют в статических узлах и агрегатах, таких как амортизаторы, гидравлические цилиндры подъёма кузова или стрелы и т.д. А при использовании гидравлической жидкости в динамических системах, она передаёт кинетическую энергию крутящего или толкающего момента. Например, в барабанных фрезах для экскаватора и баровых установках.

Важной особенностью гидравлики считается способность системы создавать значительные усилия и развивать высокую мощность в сравнении с механическими агрегатами. При высоком коэффициенте передачи приложенного усилия гидросистема ограничивает скорость и приемистость машины. Она способна легко сдвинуть с места тяжелый погрузчик и тепловоз, но динамика разгона такой техники будет невысокой.

Вторая не менее важная особенность — система должна быть замкнутой, заполненной. Для динамического использования необходимо создать контуры рабочей и холостой циркуляции. В качестве примера можно привести гидроподъемник автомобиля. Движение платформы обеспечивается гидроцилиндрами, когда трехходовой клапан направляет в них рабочую жидкость. Без нагрузки масло может свободно циркулировать по контуру.

Классификация и система обозначения гидравлических масел

Основные признаки для классификации гидравлического масла— происхождение и состав, текучесть и вязкость (гидродинамические и гидростатические свойства), защитная смазывающая способность и поведение при изменениях температуры.

Происхождение и состав

Жидкость для гидросистем бывает трёх основных видов – минеральные, синтетические и водно-гликолевые. Первые получают из нефти при разделении ее на фракции без значительного изменения свойств. Синтетические масла изготавливают в процессе крекинга нефти. Исходный материал подвергается обработке давлением и повышенной температурой, меняя его свойства в определенную сторону. Водно-гликолевые составные жидкости получают при смешивании и растворении компонентов в воде.

Говорить о преимуществах минерального или синтетического масла в общем виде бесполезно. У каждой категории есть свои области применения. Чтобы отличать один тип жидкости от другого была разработана система обозначений.

В Росси принята классификация гидравлических масел по ГОСТ 17479.3-85:

• Группа А – масла без присадок;
• Группа Б – масла с присадками антикоррозионного и антиокислительного назначения;
• группа В – жидкости с антикоррозионными, антиокислительными и противоизносными присадками.

 

Например, жидкость МГ-46-В расшифровывается как: масло гидравлическое (МГ), 46-го класса вязкости с показателем кинетической вязкости 41,40–50,60 мм2/с (сСт) и полным комплектом присадок (класс В).

По международной классификации DIN 51524 и ISO жидкости подразделяются:

• Н (HH) — добавки отсутствуют, аналог группы А, индекс вязкости 70;
• HL (HL) — аналог группы В, минеральное гидравлическое масло с индексом вязкости 90;
• HLP (HM) — аналог группы В минерального происхождения с индексом вязкости 90;
• HLP-V (HV) — масла с повышенной вязкостью (130) и особыми температурными свойствами;
• HEES – биоразлагаемое синтетическое масло;
• HFDU – огнестойкое синтетическое масло на основе фосфатных эфиров.

Классы вязкости

Масло для гидравлики подбирают, исходя из особенностей его реакции на сжатие в условиях гидростатической и гидродинамической системы. Для этого существует важная характеристика — вязкость масла (рабочей жидкости). Малая вязкость создает условия для хорошей текучести, что важно в приводах. При большой вязкости оно лучше показывает себя в гидростатических системах.

Классификация по вязкости DIN ISO строится на возможности применения масла определенного типа при температуре 40 градусов:

• классы 5, 10, 16 — маловязкие масла для транспорта, некоторых видов трансмиссий, гидроусилителей;
• классы 22 и выше — средневязкие для гидроподъемников и спецтехники, гидротрансформаторов АКПП;
• классы от 32 до 45 — умеренно вязкие составы, в том числе универсальные и всесезонные;
• класс от 46 — вязкие промышленные составы для прессового оборудования, гидроаккумуляторов, амортизаторов.

Критерии выбора гидравлических масел

При выборе гидравлических масел обязательно учитываются основные показатели: вязкость и текучесть, эффект температурного расширения, смазывающая и охлаждающая способности, а также устойчивость к взаимодействию в другими компонентами гидросистемы (окислительная стойкость). Эти особенности берутся в расчёты при разработке и классификации гидравлических жидкостей по характеристикам и областям применения.

Для условий средней полосы России считается приемлемым гидравлическое масло класса 32, используемое в наиболее распространенных агрегатах. В летнее время при высоких температурах масло заменяют на более вязкое в пределах своего класса, тогда как зимой переходят на менее вязкие составы. Вязкость снижается по мере нагревания рабочей жидкости, поэтому в жару гидроцилиндр подъемника или гидроусилитель рулевого управления может потерять производительность. В любом случае при выборе следует ориентироваться на указания производителя техники.

Заливать масло в гидравлику следует с соблюдением правил:

• использовать тот же состав по марке, что уже работает в системе;
• при полной замене после ремонта или для сезонной адаптации перед заливкой промывают все контуры и агрегаты. Старое масло должно полностью уйти из системы;
• жидкость берут из бочки так, чтобы не захватить возможный осадок, который засоряет фильтры;
• учитывают, что литр объема масла при нормальной (рабочей) температуре и литр при хранении — это разные показатели, так как жидкость может расширяться.

Распространённые ошибки при использовании гидравлического масла

К числу наиболее распространенных ошибок при заливке гидравлических жидкостей относят неверное определение класса вязкости. Также экономят, игнорируя необходимость использовать масла с защитными и смазывающими свойствами. Отступление от рекомендаций производителя становится причиной многих проблем:

• Из-за износа или окисления уплотнителей происходит разгерметизация системы. Появляются протечки масла и повышенный расход.
• Перегрев и вспенивание жидкости частое явление при изменении вязкости. В системе падает давление, резко снижается производительность гидравлики. Иногда это может привести к поломке оборудования.
• Повышается износ оборудования от потери компрессии в гидроцилиндрах, перегрузка.
• Попадание в контуры и цилиндры металлической стружки, окисленного масла, продуктов разложения жидкости приводит к выходу из строя оборудования и системы.

Самая распространенная проблема при нарушении правил эксплуатации— вспенивание гидравлического масла в системе. Оно возникает при попадании воздуха, если заливка производилась неправильно, или система оказалась негерметичной. Еще одна причина вспенивания — перегрев и неверный выбор масла по вязкости, несвоевременная замена жидкости по сезону.

Чем опасно вспенивание? Пена в рабочей жидкости обладает свойством сжиматься — это снижает давление, падает производительность, создаётся препятствие для нормальной циркуляции. Это приводит к быстрому износу насосов и гидроцилиндров.

Один из признаков вспенивания — сильное гудение насоса, гидроусилителя, цилиндра, падение усилия на выходе, перегрев. Для устранения пены гидросистему заполняют заново, так как при простой доливке часть воздуха может остаться в трубках или агрегатах.