Anillo de deslizamiento hidráulico

En los sistemas de transmisión hidráulica, el Anillo de deslizamiento hidráulico es un componente crítico responsable de la transmisión de fluido hidráulico entre partes giratorias y estacionarias. Como medio de trabajo de los sistemas hidráulicos, el rendimiento del aceite hidráulico afecta directamente a la estabilidad y fiabilidad de todo el funcionamiento del sistema. Entre ellos, la viscosidad del aceite hidráulico es un parámetro crucial, y sus cambios tendrán múltiples impactos en el rendimiento del aceite hidráulico. anillos de deslizamiento hidráulicosEs de gran importancia tener una comprensión profunda de estos impactos y tomar medidas eficaces para garantizar el funcionamiento normal de los sistemas hidráulicos y prolongar la vida útil de los equipos.

Conceptos básicos de viscosidad del aceite hidráulico

Definición y método de expresión de viscosidad

La viscosidad es una cantidad física que mide la capacidad de un fluido para resistir el flujo, reflejando la fricción interna entre moléculas de fluido. En sistemas hidráulicos, los métodos de representación de viscosidad usados comúnmente incluyen viscosidad dinámica, viscosidad cinemática y viscosidad de Engler. La viscosidad dinámica se refiere a la fuerza de fricción interna por unidad de área experimentada por un fluido que fluye a un gradiente de velocidad unitaria, medido en pascales por segundo (Pa·s). La viscosidad cinemática es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad del fluido, medida en metros cuadrados por segundo (m2/s). En aplicaciones prácticas, la unidad comúnmente usada de viscosidad cinemática es milímetros cuadrados por segundo (mm²/s). La viscosidad de Ennian es la relación del tiempo requerido para que un cierto volumen de aceite de prueba fluya fuera de 200 ml del medidor de viscosidad de Ennian a una cierta temperatura en condiciones especificadas con el tiempo requerido para que el agua destilada fluya fuera del mismo volumen a 20 °C.

Factores que afectan la viscosidad del aceite hidráulico

Temperatura: la temperatura es el factor más importante que afecta la viscosidad del aceite hidráulico. En general, la viscosidad del aceite hidráulico disminuye a medida que aumenta la temperatura y aumenta a medida que disminuye la temperatura. Esta característica de temperatura pegajosa se puede expresar por la curva de temperatura pegajosa, y diferentes tipos de aceite hidráulico tienen diferentes curvas de temperatura pegajosa. Por ejemplo, la viscosidad del aceite hidráulico de aceite mineral varía mucho con la temperatura, mientras que el rendimiento de temperatura de viscosidad del aceite hidráulico sintético es relativamente bueno.

Presión: Dentro del rango de presión general, el efecto de la presión sobre la viscosidad del aceite hidráulico es relativamente pequeño y se puede ignorar. Pero cuando la presión excede un cierto valor (generalmente por encima de 10MPa), la viscosidad del aceite hidráulico aumentará con el aumento de la presión. Esto se debe a que un aumento de la presión reduce la distancia entre las moléculas de aceite, aumenta la fricción interna y conduce a un aumento de la viscosidad.

Aditivos: para mejorar el rendimiento del aceite hidráulico, generalmente se agregan varios aditivos al aceite de base, como antidesgaste, antioxidante, antioxidante, etc. Algunos aditivos también pueden afectar la viscosidad del aceite hidráulico, como los Espesantes que pueden mejorar la viscosidad del aceite hidráulico y mejorar su rendimiento de temperatura de adherencia.

La influencia de los cambios de viscosidad del aceite hidráulico en el rendimiento del anillo de deslizamiento hidráulico

El impacto en el rendimiento de sellado

Problema de fuga causado por la reducción de la viscosidad

Cuando la viscosidad del aceite hidráulico disminuye, la película de aceite entre el sello y las partes giratorias se adelgazará. Como componente importante del sellado, la película de aceite desempeña un papel en la prevención de fugas de aceite hidráulico. Después de que la película de aceite se vuelve más delgada, su capacidad de carga disminuye, lo que hace difícil llenar eficazmente el hueco de sellado, lo que puede conducir fácilmente a fugas. Las fugas no solo causan desperdicio de aceite hidráulico, sino que también dificultan mantener la presión estable del sistema, lo que afecta a la eficiencia del sistema. Por ejemplo, en algunos sistemas de control hidráulico que requieren una alta precisión de presión, incluso ligeras fugas pueden conducir a un aumento de los errores de control y no cumplir con los requisitos operacionales.

Daños causados por el aumento de la viscosidad

Por el contrario, cuando la viscosidad del aceite hidráulico aumenta, la fluidez del aceite disminuye. Durante la operación de la Anillo de deslizamiento hidráulicoLa junta debe deformarse continuamente con el movimiento de los componentes giratorios para mantener un buen rendimiento de sellado. Sin embargo, el aceite de alta viscosidad puede causar una mayor resistencia al sello durante el movimiento, lo que resulta en una distribución desigual de la fuerza sobre el sello. La exposición a largo plazo a tal tensión desigual puede conducir a daños tales como desgaste de los sellos, lo que resulta en fugas. Además, un aumento de la viscosidad puede dificultar la instalación y el desmontaje de sellos, aumentando los costos de mantenimiento y el tiempo de inactividad del equipo.

Influencia en las características del par

Fenómeno de deslizamiento a baja viscosidad

Cuando la viscosidad del aceite hidráulico es baja, la fricción interna del aceite es pequeña, lo que reduce el par del anillo de deslizamiento hidráulico durante la rotación. Un par más bajo es beneficioso para lograr una rotación de alta velocidad. En algunos equipos que requieren operación de alta velocidad, como el sistema de accionamiento hidráulico de centrífugas de alta velocidad, el aceite hidráulico de baja viscosidad puede reducir la pérdida de energía y mejorar la eficiencia operativa del equipo. Sin embargo, durante la transmisión de potencia, puede producirse deslizamiento debido a una fricción interna insuficiente del aceite. El deslizamiento puede causar una transmisión de energía inestable, lo que dificulta la transferencia precisa de energía a la carga y afecta al funcionamiento normal del equipo. Por ejemplo, en el sistema de accionamiento hidráulico de brazos robóticos industriales, si se produce un deslizamiento, la precisión de los movimientos del brazo robótico se verá seriamente afectada, haciendo imposible completar tareas de agarre y colocación precisas.

La carga del motor aumenta cuando la viscosidad es alta

Cuando la viscosidad del aceite hidráulico aumenta, aumentará el par requerido para la rotación del anillo de deslizamiento hidráulico. Esto se debe a que el aceite de alta viscosidad genera una mayor resistencia durante el proceso de flujo, lo que requiere una mayor fuerza de accionamiento para girar el anillo de deslizamiento. Si la reserva de marcha del motor es insuficiente y funciona bajo alta carga durante mucho tiempo, el motor puede sobrecalentarse o incluso quemarse. Además, el alto par también puede conducir a una disminución en la velocidad de respuesta del sistema y el movimiento lento del equipo. Por ejemplo, en el sistema de control hidráulico de una máquina de moldeo por inyección, una disminución en la velocidad de respuesta puede afectar a la calidad y eficiencia de producción del moldeo por inyección.

El impacto en el grado de desgaste

Lubricación insuficiente causada por la baja viscosidad

La lubricación es un medio importante para reducir el desgaste de los componentes, y el aceite hidráulico desempeña un papel lubricante en el anillo de deslizamiento hidráulico. Cuando la viscosidad del aceite hidráulico disminuye, su rendimiento de lubricación disminuirá. La disminución en el rendimiento de lubricación aumenta la probabilidad de contacto directo entre componentes giratorios y estacionarios, acelerando así el desgaste del componente. El desgaste puede conducir a una disminución en la precisión dimensional de los componentes, un aumento en la rugosidad de la superficie y afectar aún más al rendimiento de los anillos de deslizamiento hidráulicos. Por ejemplo, el desgaste entre el rotor y el estator de un anillo deslizante puede conducir a un mayor espacio libre, una fuga intensificada y, en última instancia, acortar la vida útil del equipo.

Alta temperatura local causada por la alta viscosidad

Cuando la viscosidad del aceite hidráulico es alta, el flujo del aceite es difícil, y las zonas locales de estancamiento del aceite se forman fácilmente en los huecos estrechos y los canales de flujo complejos del anillo de deslizamiento hidráulico. Las altas temperaturas pueden degradar el rendimiento del aceite hidráulico, acelerar la oxidación y la descomposición, y generar sustancias ácidas y depósitos que exacerban aún más el desgaste de los componentes. Al mismo tiempo, las altas temperaturas también pueden causar cambios en las propiedades del material de los sellos, reduciendo su rendimiento de sellado. Por ejemplo, en algunos sistemas hidráulicos que operan en entornos de alta temperatura, si la viscosidad del aceite hidráulico no se selecciona adecuadamente, el problema de la alta temperatura local se hará más grave y el daño al equipo será mayor.

Medidas para hacer frente a los cambios en la viscosidad del aceite hidráulico

Elija el aceite hidráulico adecuado

Selección del tipo de aceite hidráulico en función del entorno de trabajo y las condiciones de trabajo

Los diferentes entornos y condiciones de trabajo tienen diferentes requisitos de rendimiento para el aceite hidráulico, por lo que es necesario elegir el tipo apropiado de aceite hidráulico de acuerdo con la situación real. Los anillos de deslizamiento hidráulicos que trabajan en entornos de alta temperatura deben elegir aceite hidráulico con buena estabilidad térmica y resistencia a la oxidación a altas temperaturas, como aceite hidráulico compuesto. El aceite hidráulico sintético generalmente utiliza aceite base sintetizado químicamente y agrega aditivos de alto rendimiento para mantener un rendimiento estable a altas temperaturas. En entornos de baja temperatura, se debe seleccionar aceite hidráulico con buena fluidez a baja temperatura y bajo punto de vertido para garantizar que pueda llegar rápidamente a varias partes de lubricación durante el arranque a baja temperatura y evitar daños al equipo causados por una mala lubricación. En entornos de trabajo con medios corrosivos, también es necesario elegir aceite hidráulico con buenas propiedades de resistencia a la oxidación y la corrosión.

Preste atención al índice de viscosidad y al rendimiento de temperatura de viscosidad del aceite hidráulico

El índice de viscosidad es un indicador importante para medir el rendimiento de temperatura de viscosidad del aceite hidráulico. Cuanto más alto sea el índice de viscosidad, menos cambiará la viscosidad del aceite hidráulico con la temperatura, y mejor será el rendimiento de la temperatura de viscosidad. Al seleccionar aceite hidráulico, es aconsejable elegir productos con alto índice de viscosidad para garantizar que la viscosidad del aceite hidráulico se pueda mantener dentro de un rango razonable a diferentes temperaturas de funcionamiento. Por ejemplo, algunos aceites hidráulicos de alto rendimiento pueden tener un índice de viscosidad de más de 150, proporcionando un rendimiento estable de lubricación y sellado para anillos de deslizamiento hidráulicos en un amplio intervalo de temperatura. Además, también se puede hacer referencia a la curva de temperatura de viscosidad del aceite hidráulico para entender sus cambios de viscosidad a diferentes temperaturas, con el fin de seleccionar con más precisión el aceite hidráulico adecuado para las condiciones de trabajo.

Instalar el dispositivo de regulación de temperatura del aceite

Principio de trabajo y aplicación del refrigerador

El enfriador es uno de los dispositivos de regulación de la temperatura del aceite comúnmente utilizados, y su principio de trabajo es transferir el calor en el aceite hidráulico al medio de enfriamiento (generalmente agua o aire) a través del intercambio de calor, reduciendo de este modo la temperatura del aceite hidráulico. Durante el funcionamiento del anillo de deslizamiento hidráulico, la temperatura del aceite aumenta gradualmente debido a la circulación del aceite hidráulico y la fricción mecánica. Cuando la temperatura del aceite excede el rango permitido, el enfriador comienza a funcionar, eliminando el exceso de calor y manteniendo la temperatura del aceite a un nivel adecuado. Por ejemplo, en el sistema hidráulico de grandes prensas hidráulicas, generalmente se instalan enfriadores de placas o enfriadores de tubos. En función de la generación de calor y los requisitos de trabajo del sistema, el tipo y las especificaciones del enfriador se seleccionan razonablemente para garantizar un control efectivo de la temperatura del aceite.

Función y uso del calentador

A bajas temperaturas, la viscosidad del aceite hidráulico aumentará significativamente, afectando el arranque normal y el funcionamiento del anillo de deslizamiento hidráulico.En este punto, se necesita un calentador para aumentar la temperatura del aceite hidráulico. El principio de funcionamiento de un calentador es transferir calor al aceite hidráulico a través de métodos tales como calentamiento eléctrico o calentamiento por vapor, reduciendo su viscosidad. Los calentadores suelen instalarse en tanques de aceite hidráulico o oleoductos. Antes de iniciar el equipo, encienda el calentador para calentar el aceite hidráulico a la temperatura adecuada y, a continuación, inicie el equipo. Al usar un calentador, es importante controlar la temperatura de calentamiento para evitar el deterioro del rendimiento del aceite hidráulico causado por la temperatura excesiva del aceite. Al mismo tiempo, debe instalarse un dispositivo de protección contra la temperatura para cortar automáticamente la fuente de alimentación del calentador cuando la temperatura del aceite alcance el límite superior establecido, garantizando la seguridad del equipo.

Inspección periódica y cambio de aceite hidráulico

Métodos y frecuencias para detectar la viscosidad del aceite hidráulico y el nivel de contaminación

La prueba regular de la viscosidad y el nivel de contaminación del aceite hidráulico es una medida importante para garantizar el funcionamiento normal del anillo de deslizamiento hidráulico. La viscosidad del aceite hidráulico se puede medir usando un viscómetro de acuerdo con los métodos especificados en las normas relevantes. Los viscómetros utilizados comúnmente incluyen viscómetros capilares, viscómetros rotacionales, etc. El método de conteo de partículas, el método de análisis espectral, etc. se pueden usar para detectar el grado de contaminación del aceite hidráulico. El método de conteo de partículas evalúa el grado de contaminación por aceite midiendo el número y el tamaño de partículas en el aceite; El método de análisis espectral determina la presencia de contaminantes tales como partículas de desgaste, humedad e impurezas en el aceite mediante el análisis de la composición elemental del aceite. La frecuencia de las pruebas debe determinarse en función de factores como las condiciones de funcionamiento y el tiempo de funcionamiento del equipo. En general, para equipos hidráulicos utilizados con frecuencia, se recomienda probar el nivel de viscosidad y contaminación del aceite hidráulico cada 1-3 meses; Para dispositivos con baja frecuencia de uso, el ciclo de detección puede extenderse adecuadamente.

Normas y precauciones para reemplazar aceite hidráulico

Cuando la viscosidad del aceite hidráulico supera el rango permitido o el grado de contaminación alcanza un cierto nivel durante las pruebas, es necesario reemplazar el aceite hidráulico de manera oportuna. Al reemplazar el aceite hidráulico, se recomienda elegir productos de la misma marca, modelo y especificación que el aceite hidráulico original para evitar mezclar diferentes marcas o modelos de aceite hidráulico para prevenir reacciones químicas que puedan afectar el rendimiento del aceite hidráulico. Antes de reemplazar el aceite hidráulico, el aceite antiguo en el sistema hidráulico debe drenarse completamente y luego el sistema debe limpiarse con un agente de limpieza para eliminar las impurezas residuales y los contaminantes. Después de limpiar, agregar nuevo aceite hidráulico. Mientras tanto, también es necesario prestar atención a la sustitución del filtro de aceite hidráulico para garantizar la limpieza del aceite hidráulico recién añadido. Además, durante el proceso de sustitución del aceite hidráulico, es necesario seguir estrictamente los procedimientos operativos para prevenir accidentes de seguridad como fugas e incendios.

Optimizar el diseño estructural

Mejorar la estructura y los materiales de sellado

Para mejorar el rendimiento de sellado del anillo de deslizamiento hidráulico durante cambios en la viscosidad del aceite hidráulico, se pueden hacer mejoras en la estructura de sellado y los materiales. En términos de estructura de sellado, se pueden adoptar nuevas formas de sellado, tales como sellos de combinación, sellos de laberinto, etc. El sellado combinado es el proceso de combinar múltiples componentes de sellado juntos, utilizando sus respectivas ventajas para mejorar el rendimiento de sellado. Por ejemplo, la combinación de anillos de sellado de goma con anillos de sellado metálicos puede mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión de los sellos al tiempo que garantiza un buen rendimiento de sellado. El sellado de laberinto se logra mediante la configuración de canales de laberinto complejos para aumentar la longitud y la resistencia de la trayectoria de fuga, logrando así el propósito del sellado. En términos de materiales de sellado, se deben seleccionar materiales con buena resistencia al aceite, resistencia al desgaste y adaptabilidad a aceites hidráulicos de diferentes viscosidades. Por ejemplo, se utilizan materiales de caucho de alto rendimiento tales como caucho fluorado y caucho nitrilo, que pueden mantener una buena elasticidad y rendimiento de sellado en aceites hidráulicos de diferentes viscosidades.

Aumentar los canales de lubricación y adoptar métodos especiales de lubricación

Para mejorar las condiciones de lubricación del anillo de deslizamiento hidráulico y reducir el desgaste causado por los cambios en la viscosidad del aceite hidráulico, se pueden aumentar los canales de lubricación y se pueden usar métodos de lubricación especiales. El aumento de los canales de lubricación puede distribuir el aceite hidráulico de manera más uniforme a varias partes de lubricación, mejorando la eficacia de la lubricación. Por ejemplo, se establecen múltiples orificios de lubricación entre el rotor y el estator del anillo deslizante para permitir que el aceite hidráulico entre directamente en la superficie de fricción y forme una buena película de lubricación. Los métodos de lubricación especiales como la lubricación con aceite y aire, la lubricación sólida, etc. también pueden mejorar eficazmente el rendimiento de la lubricación. La lubricación con aceite y aire es el proceso de mezclar aire comprimido con una pequeña cantidad de aceite lubricante y entregarlo al área de lubricación para formar una película de lubricación bifásica gas-líquido. Este método de lubricación tiene las ventajas de un buen efecto de lubricación y una baja contaminación. La lubricación sólida es el uso de lubricantes sólidos (como grafito, disulfuro de molibdeno, etc.) para formar una película lubricante sólida en la superficie de fricción, que desempeña un papel en la reducción de la fricción y la resistencia al desgaste, especialmente adecuada para la lubricación en condiciones especiales de trabajo como alta temperatura y alta carga.

Conclusión

Los cambios en la viscosidad del aceite hidráulico tienen un impacto significativo en el rendimiento del anillo deslizante hidráulico, que involucra el rendimiento de sellado, las características de par y el grado de desgaste. Al comprender estos efectos en profundidad, se pueden tomar medidas efectivas como la selección de aceite hidráulico adecuado, la instalación de dispositivos de ajuste de temperatura de aceite, pruebas y reemplazo regulares de aceite hidráulico y la optimización del diseño estructural, lo que puede minimizar los efectos adversos de los cambios de viscosidad del aceite hidráulico en el rendimiento del anillo deslizante hidráulico, garantizar El funcionamiento estable del sistema hidráulico, prolongar la vida útil del equipo y mejorar la eficiencia de producción y los beneficios económicos. En la aplicación práctica, debemos considerar diversos factores de manera integral de acuerdo con el entorno de trabajo y las condiciones específicas, formular soluciones razonables y optimizar constantemente el rendimiento y la fiabilidad de los anillos deslizantes hidráulicos.