Хидравлични масла и филтри за машини

Хидравличните системи са част от ежедневния живот. Повечето машини, вкл. строителните, използват хидравлична енергия. При тях хидравличното масло циркулира под високо налягане към различни хидравлични мотори и цилиндри. Масленият поток се управлява от клапани, разпределя се в маркучи и тръби и след това се извършва рециркулация през филтърен механизъм обратно във веригата. Основните цели при конструирането на съвременните хидравлични филтри са подобряване нивата на чистота на хидравличното масло, осигуряване на по-добър „студен“ старт на машините и покриване на очакванията за удължени междусменни интервали на хидравличното масло.

Модерните хидравлични системи са с по-малки капацитети, повишени налягания и по-високи температури, което означава, че хидравличното масло трябва да циркулира по-бързо, като създаденото върху него напрежение е по-голямо. Това води до необходимостта от разработване на хидравлични масла с високо качество, които се отличават с висока топлинна устойчивост и устойчивост при стареене, съвместимост с метали и еластомери, малко пенообразуване, добра възможност за филтриране, стабилност на вискозитета и др. Използвайки такива масла, строителните компании могат да минимизират консумацията на енергия, да увеличат максимално интервалите за поддръжка, да минимизират износването на компонентите и цената за тяхната смяна, както и да направят максимален експлоатационния цикъл на строителните машини.

Хидравлични системи и роля на хидравличното масло
Най-важните елементи на една хидравлична система на строителна машина са хидравличните помпи и мотори, хидравличните цилиндри, клапани и разпределители, резервоари, филтърни системи, уплътнения и др. Хидравличното масло има ключова функция за всеки от тези елементи, осигурявайки оптимална ефективност. Хидравличните помпи и мотори се използват в хидравличните системи за трансфериране на енергия и са подложени на големи налягания. Хидравличното масло е предназначено да защитава задвижващите компоненти и лагери от износване и корозия, намалявайки триенето и енергийните изисквания. Предотвратяването на износването и на акумулирането на отлагания осигурява по-дълъг експлоатационен цикъл за по-ефективни хидравлични помпи и мотори, по-малко съпротивление в системата и следователно, по-ниска консумация на енергия. Хидравличните цилиндри преобразуват хидравличното налягане в линейно движение, което от своя страна извършва механична работа. Хидравличното масло се използва за уплътняване и смазване на буталото и водачите, минимизира износването и предотвратява корозията. По-нискокачествените хидравлични масла съдържат по-малко присадки против износване, водейки до увеличаване на вероятността за надраскване на цилиндрите и до по-високи енергийни разходи. Несъвместимостта с материала, от който са изработени уплътненията, може да предизвика скъпоструващи течове, липса на смазване и повреда в системата. Хидравличните клапани са механизми, които управляват посоката и потока на хидравличното масло, необходимо за разсейване на топлината, намаляване на износването, минимизиране на триенето и предотвратяване на корозията. Компаниите се стремят да постигнат по-висока ефективност на строителните машини чрез по-дълги интервали на смяна на маслата и по-високи топлинни товари като хидравличните масла трябва да осигурят ненатрупването на отлагания в клапаните. Същевременно, хидравличните масла трябва да са съвместими с всички материали от които са изработени и съдържащи се в резервоарите за хидравлично масло, филтърните системи, съдовете под налягане и тръбопроводите. В хидравличните системи всяко уплътнение или еластомер е напълно или частично изложено на действието на хидравличното масло. То може предизвика свиване или разширяване на уплътненията. Еластомерните уплътнения се повлияват химически от температурата, кислорода, водата присадките и вторичните окислителни продукти на хидравличното масло. Затова съвместимостта между всички уплътнения и хидравличното масло е от съществено значение

Филтрация в хидравличните системи на строителни машини
Замърсителите са всички вещества в твърда или течна форма, които не са част от хидравличното масло на системата. Има три основни начина за възникване на замърсявания в хидравличната система на строителните машини. Те могат да се появят по време на монтажа на системата, да бъдат генерирани по време на работа на системата или да бъдат погълнати от системата в работни условия. С усъвършенстването на хидравличните системи и компоненти за строителни машини се увеличава значението на техническата поддръжка. Правилната филтрация е, може би, най-лесният и най-ефикасен от гледна точка на цена начин за намаляване на разходите за поддръжка, осигуряване на безпроблемна работа, минимизиране на рисковете за безопасност и намаляване на престоите поради повреди, причинени от замърсители в хидравличната система. Съвременните хидравлични системи за строителни машини са с повишена чувствителност към замърсителите. Тези замърсители причиняват повечето от повредите и тяхното неблагоприятно действие се изразява в няколко вида проблеми. Един от тях е възникването на корозия от киселини, които се получават поради химично разлагане на хидравличните масла и смесване на несъвместими такива. Друг проблем са повишените вътрешни течове в системата, намаляващи ефективността на помпите, моторите и цилиндрите и способността на клапаните да управляват точно потока и налягането. Други проблеми са слепването на части поради наличие на утайки и блокирането на части или компоненти, причинено от големи количества замърсители в излишък, залепени върху близко разположени части.

Хидравличните филтри са критични елементи от хидравличните системи. Изискванията към тях се повишават и поради факта, че хидравличните системи заменят други типове силови трансмисии, вкл. и за строителни машини.

Видове хидравлични филтри и индикатори за техническо обслужване
Различни фактори имат значение за правилното определяне на подходящия хидравличен филтър за строителна машина. Тук се включват типът на използваното хидравлично масло, работното налягане и количеството на масления поток в системата, ограничаването на масления поток, причинено от филтъра, както и количеството задържани замърсители през междусменния интервал и нивото на чистота на маслото за специфичното приложение. Увеличената сложност на хидравличните системи на строителните машини изисква стратегическо разполагане на няколко филтъра, вместо само на един. Например, има филтри на смукателната страна, които филтрират маслото преди достигането му до помпата. Също така, налични са и филтри високо налягане, които се поставят след помпата или преди важни компоненти като клапани за управление на потока или изпълнителните механизми. Други филтри са т.н. връщащи филтри, които се монтират след важни компоненти и филтрират хидравличното масло от замърсители в системата преди то да се върне в резервоара.

Други филтри са т.н. филтри-дихатели, които се монтират върху хидравличните резервоари и предотвратяват проникването на замърсители в тях чрез въздушен обмен. Освен това, филтрите-дихатели гарантират липсата на кондензация на вода в хидравличните резервоари.

Хидравличните филтърни елементи за строителни машини могат да бъдат използвани оптимално икономично, ако тяхната способност да задържат замърсителите се оползотворява изцяло без риск. Това се постига чрез индикатори за техническо обслужване. Те представляват механични и електронни сензори, интегрирани във филтрите или монтирани допълнително, които реагират на непрекъснатите промени в налягането в резултат на промените на степента на замърсяването.

Тези промени след това се показват чрез манометри или оптоелектрически устройства, в зависимост от използваната версия. За смукателните филтри се регистрира отрицателно налягане, за филтрите за налягане - диференциално налягане, а за връщащите филтри – динамично налягане. Това дава възможност на оператора и техническия персонал да определят оптималното време за безрискова смяна на хидравличните филтърни елементи за строителни машини.

Филтриращи среди
Производителите на хидравлични филтри използват няколко типа филтрираща среда. Първоначалната и най-често срещана среда е целулозната, изработена от естествени влакна. Тези усукани влакна са големи и с неправилна форма, създавайки повече съпротивление за масления поток или спадането на налягането. Това води до концентриране на по-големи частици-замърсители върху повърхността на средата, увеличавайки рестрикциите и ограничавайки капацитета на задържане. Повечето целулозни хидравлични филтри са в границите от 15 до 40 микрона. Другият вид филтрираща среда, получила бързо развитие от 70-те години на миналия век, е синтетичната. Синтетичната среда е изборът за по-големи налягания и мобилни хидравлични приложения при тежки условия на работа. Изкуствените стъклени влакна, от които са изградени филтрите, са едни и същи по размери и форма. Техните аеродинамични характеристики представляват най-малко възможното съпротивление за масления поток, докато се отстраняват замърсителите.

Хидравличните филтри със синтетична среда са по-скъпи, но имат значителни преимущества като по-малко ограничаване на масления поток, особено при „студен“ старт, подобрена ефикасност за частици с по-малки размери и удължен живот на оборудването. Освен това се произвеждат и филтри, представляващи телени сита от неръждаема стомана. Те са предназначени за повърхностно филтриране, предоставят високосъпротивителни филтърни елементи, независимо от използваното хидравлично масло, и могат да се почистват частично. Могат да улавят по-големи замърсители, например с размери 25μm, 40μm и 80μm или други по заявка.

Фирми-производителки на хидравлични масла и филтри
Оригиналното хидравлично масло Hitachi Genuine Hydraulic Oil 5000 е специално създадено за използване в Hitachi строителни машини. То поддържа работата на машините на високо ниво, защитава ефикасно хидравличните компоненти от износване и спомага за намаляване на експлоатационните разходи, като в същото време увеличава експлоатационния живот на строителните машини. Други характеристики на Hitachi Genuine Hydraulic Oil 5000 са изключително ниските температури на работа, по-добрата горивна ефективност, „приятелската настройка“ към околната среда и др. Освен това, хидравличното масло има отлични фрикционни характеристики и окислителна устойчивост, предотвратявайки проблеми с машините и увеличавайки междусменните интервали на маслото. Hitachi Genuine Hydraulic Oil 5000 има и висока устойчивост на вискозитета като той остава на практика непроменен, дори когато строителната машина се използва за удължен период от време, което спомага за високоефективна работа.

Хидравличните масла на Volvo за строителни машини са с високо качество и голям индекс на вискозитета. Налични са два основни вида: Super хидравлично масло (Super Hydraulic Oil) и Ultra хидравлично масло (Ultra Hydraulic Oil). Super Hydraulic Oil отговаря на най-високите изисквания за филтриране и защита срещу корозия. Големият индекс на вискозитета позволява безпроблемна работа в широки температурни обхвати. Това масло притежава отлични характеристика срещу износване и подобрен смазочен капацитет с минимално пенообразуване. Добрата окислителна устойчивост осигурява максимален експлоатационен живот на маслото. Super Hydraulic Oil се предлага с вискозитети

ISO VG 32, ISO VG46, ISO VG 68 и с клас на качество Volvo Hydraulic Oil 98608, ISO 6743-4 Cat. HV. Произвежда се и хидравлично масло с вискозитет ISO VG 100. Другият вид хидравлично масло на Volvo за строителни машини Ultra Hydraulic Oil е разработено с базови масла от група III и специално подбрани присадки, подобряващи характеристиките на продукта. Стабилният вискозитет през целия експлоатационен период на Ultra Hydraulic Oil е друга отличителна характеристика, както и защитата срещу износване в широки температурни обхвати. Предлага се с вискозитет ISO VG 46 и с клас на качество Volvo Hydraulic Oil 98620, ISO 6743-4 Cat. HV.

Eaton предлага повече от 4000 различни филтърни елемента, вкл. съответните филтърни корпуси. Продуктовата линия Eaton Internormen™ включва широка гама от филтри, представляващи индустриален стандарт от много години за различен вид филтрация – от връщащи филтри, монтирани на резервоара, през филтри високо налягане, инсталирани по линията или фланцово, до смукателни филтри и филтри-дихатели. Смукателните филтри, например, се произвеждат в серии AS, TS, TSW и ASF. Те са с контролен вентил.