Hydraulika siłowa. Piotr Sobczyk

cieczy opisanego w zad. 2.18. Weź pod uwagę liniowe straty przepływu, prędkość przepływu oraz ciśnienie dynamiczne i hydrostatyczne. By ułatwić sobie zadanie, jako drugi z punktów obliczeniowych można przyjąć powierzchnię górnego zbiornika, do którego pompowana jest ciecz.

      Odpowiedzi

      2.1. Można

      2.2. Patrz rozwiązania

      2.3. Nie

      2.4. Zwiększy się

      2.5. B

      2.6. 4,2

      2.7.

      2.8. a) jednakowe; b) , ,

      2.9. mm, mm, , mm

      2.10. Patrz rozwiązania

      2.11. Patrz rozwiązania

      2.12. a) ; b) VG68

      2.13. a)  cSt, cSt; b) temperatura wzrosła; c) niższa

      2.14. Patrz rozwiązania

      2.15. a) ; b) ; c)

      2.16. a) N; b) N

      2.17. kPa

      2.18. a) kPa; b) kPa

      2.19. 8,7 (), 15,4 ()

      2.20. a) mm; b) MPa; c) MPa

      2.21. kPa, Pa

      2.22. kPa

      Rozwiązania

      2.1. Klasyfikacja lepkościowa olejów hydraulicznych według normy ISO określa przedział ich lepkości kinematycznej w temperaturze 40℃. ISO VG46 oznacza olej, którego lepkość w temperaturze (oleju) 40℃ wynosi w przybliżeniu 46 (cSt). Dokładnie lepkość oleju klasy ISO VG46 musi zawierać się w przedziale 41,4–50,6 , a klasy ISO VG32 w przedziale 28,8–35,2 itd.

      Popularnie stosowaną jednostką lepkości kinematycznej jest centystokes (cSt), .

      Związek lepkości kinematycznej oraz lepkości dynamicznej cieczy: , jednostka lepkości kinematycznej:

      Po wstawieniu naszych danych:

      Lepkość oleju zawiera się w odpowiednim przedziale.

      Warto zapamiętać!

      – ISO VGxx to lepkość kinematyczna xx w temp. 40℃;

      – cSt = ;

      – Czym się różni gęstość od lepkości? Gęstość określa, ile waży butelka oleju, a lepkość – jak szybko olej wypływa z tej butelki.

      2.2. Wskaźnik lepkości VI (ang. viscosity index) określa zmianę lepkości oleju przy zmianie jego temperatury. Im wyższa wartość wskaźnika lepkości, tym mniejsze różnice lepkości oleju w różnych temperaturach.

      a) Pochylenie prostej 1 (rys. 2.6) jest mniejsze od pochylenia prostej 2, świadczy to o wyższym wskaźniku lepkości oleju 1.

      b) Porównanie lepkości obu olejów w tym samym zakresie temperatur pozwoli na dobranie odpowiedniego oleju. Ponieważ olej w układzie hydraulicznym podlega dużym wahaniom temperatury, idealny byłby olej niewrażliwy na takie zmiany. Im wyższy wskaźnik lepkości VI, tym te zmiany są mniejsze. A tym samym układ będzie pracował z odpowiednią lepkością oleju w szerszym zakresie temperatur. Oba oleje mają tę samą lepkość w temp. 40℃. W niższych temperaturach lepkość oleju 2 jest większa niż oleju 1.

      Rys. 2.6.

      2.3. Ciecz hydrauliczna jest jednym z komponentów całego układu. Oleju nie można dobierać przypadkowo i nalewać do zbiornika z pierwszej lepszej beczki. Tak jak nie kupuje się przypadkowej pompy i nie umieszcza w układzie zaworu, dlatego że akurat był w promocji.

      W hali produkcyjnej temperatura otoczenia jest stała. Dlatego olej pracujący w pierwszym układzie nie musi mieć wysokiego wskaźnika lepkości VI. Jego temperatura podlega małym wahaniom, jeśli nie nagrzewa się zbytnio podczas pracy.

      Drugi z układów, wysłany w bardzo zimne rejony Ziemi, pracuje w środowisku zupełnie odmiennym. Ze względu na bardzo niskie temperatury zewnętrzne oraz sporadyczne używanie układu należy zastanowić się nie tylko nad wartością VI, ale także klasą ISO VG oleju. W temperaturach rzędu -20℃ olej klasy VG46, nawet przy wysokim wskaźniku lepkości VI, może nie zapewnić wymaganej przez układ lepkości. Zastosowanie oleju niższej klasy, np. VG10, ułatwi rozruch układu i zapewni odpowiednią lepkość cieczy w czasie jego okresowej pracy.

      Należy określić rzeczywisty zakres temperatur pracy oleju (do jakiej temperatury ciecz robocza zostanie nagrzana w czasie pracy?) i na tej podstawie dobrać olej, który będzie miał lepkość wymaganą przez układ. Dobiera się odpowiednią klasę lepkościową oraz wskaźnik lepkości oleju.

      2.4. Olej klasy 15W ma większą lepkość kinematyczną niż olej 5W. Większa lepkość spowoduje większe straty podczas przepływu, co zwiększy siłę tłumienia, szczególnie przy mniejszych prędkościach ruchu amortyzatora – przy mniejszej prędkości przepływu lepkość ma większy wpływ na jego opory.

      2.5. Oba oleje charakteryzują się odpowiednią lepkością (150 cSt) w temperaturze 40℃, a więc spełniają wymagania klasy ISO VG150. Różnice zaczynają się po zmianie