Физические свойства масел

В гидравлических системах станков с ЧПУ применяют минеральные масла: индустриальное, турбинное и цилиндровое, имеющие малую стоимость и больший срок эксплуатации.

Вязкость - свойство жидкости сопротивляться относительному перемещению отдельных ее слоев при протекании жидкости по трубопроводам, щелям и т. п. Вязкость минеральных масел не является постоянной величиной, Так как она чувствительна к изменениям температуры и давления. С уменьшением температуры вязкость возрастает. С уменьшением вязкости ухудшаются условия смазывания скользящих поверхностей узлов и элементов гидросистемы станка, увеличиваются утечки и износ деталей станков. С увеличением вязкости гидросопротивление дросселей и щелей гидролиний увеличивается. Поэтому вязкость рабочей жидкости ограничивает диапазон рабочих температур гидравлических систем.

Плотностью рабочей жидкости называют отношение ее массы к объему.

В гидравлических системах рекомендуется применять рабочие - жидкости с малой плотностью, которая зависит от температуры, давления и количества растворенного в ней воздуха.

Сжимаемость - свойство жидкости изменять свою плотность при изменении давления. Сжимаемость масла увеличивается при растворении в нем воздуха. О наличии воздуха в нем свидетельствуют пена на его поверхности и изменение цвета. Воздух может попадать в масло из атмосферы через уплотнения валов насосов, из всасывающих и сливных трубопроводов.

Сжимаемость жидкостей влияет на частоту колебаний гидросистемы, уменьшает подачу насосов и их объемный КПД. Она может служить причиной неустойчивых колебаний гидросистемы. Для уменьшения объема воздуха в гидросистемах применяют вакуумизацию жидкости в сочетании с герметизацией.

При эксплуатации происходит окисление углеводородов масел, приводящее к увеличению вязкости, выпадению смоляных осадков и образованию твердых пленок, вызывающих заклинивание деталей в гидроузлах и засорение отверстий малых диаметров. На скорость окисления масла влияют температура и наличие растворенного кислорода. Разрушение масел может происходить также в результате контакта с медью или ее сплавами.

Быстрое окисление начинается при температуре свыше 70°С. Степень окисления и пригодность его к работе определяются по кислотному числу количество миллиграммов (мг) КОН (едкого кали), необходимых для нейтрализации свободных кислот в 1 г. При рабочей температуре 45...50°С его можно использовать от 6 мес. до 1 года. Повышение температуры масла до 70°С в 2 раза снижает срок его пригодности.

Кислотное число само по себе не свидетельствует о пригодности его к дальнейшей эксплуатации, но для оценки качества масла можно знать, на какую величину оно изменилось. Принято считать, что при увеличении кислотного числа до 4...5 мг/г масло подлежит замене.

При работе гидросистем даже малое количество воды вызывает интенсивную коррозию гидроагрегатов и, подобно воздуху, способствует пенообразованию. В результате смешивания масла с водой ухудшаются его смазывающие свойства и в масле образуются слизистые клейкие вещества, нарушающие работу гидрооборудования.

Причинами проникновения воды в гидросистему являются конденсация атмосферной влаги, попадание в рабочую жидкость СОЖ вследствие недостаточной герметизации гидробака.

Для улучшения характеристик масел гидравлических систем применяют присадки, концентрация которых составляет от 0,05 до 20%. После введения легирующих присадок масла обладают противоизносными, противоокислительными, противокоррозионными и противопенными свойствами.

Как показала практика 80% отказов гидросистем оборудования с ЧПУ обусловлено работой на некачественном масле, его несвоевременной заменой или перегревом. Контроль за состоянием масел при эксплуатации осуществляется по изменению вязкости, уровня загрязненности и стабильности кислотного числа. Выполняется это на стендах для контроля гидроузлов. Нормальная эксплуатация гидросистем станков с ЧПУ невозможна при изменении вязкости масла более чем на 20% от первоначальной.

Рабочая температура масла в гидросистемах должна быть не более 50°С. При более высокой температуре они начинают окисляться и разлагаться с выделением смолистых осадков. Оставшаяся более жидкая фракция масла имеет вязкость в 1,5...2,5 раза ниже первоначальной.