Nhiệt độ làm việc bình thường của dầu thủy lực

Trong bài viết này tôi sẽ phân tích các nguyên nhân phổ biến làm tăng nhiệt độ của hệ thống thủy lực và giảm tuổi thọ của dầu thủy lực. Thông thường nhiệt độ bình thường của dầu thủy lực lúc hệ thống hoạt động giao động từ 45 đến 50 độ C được xem như là bình thường.

Cách kiểm soát nhiệt độ dầu thủy lực

Đối với các hệ thống thủy lực khi nhiệt độ tăng lên đến 60 độ C thì ta có lý do phải lo lắng. Cứ mỗi 10 độ C tăng thêm thì tuổi thọ của dầu thủy lực sẽ bị giảm đi một nửa. Các hệ thống hoạt động ở nhiệt độ cao có thể tạo ra bùn và véc-ni, dẫn đến sự tắc nghẽn của các van.

Máy bơm và động cơ thủy lực nếu phải hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ hoạt động ở tốc độ chậm hơn bình thường. Trong một số trường hợp, nhiệt độ dầu lên cao sẽ làm lãng phí điện năng bằng cách làm cho động cơ truyền động bơm cần thêm dòng điện để vận hành hệ thống.

Ngoài ra vòng O-ring cũng sẽ bị cứng ở nhiệt độ cao, dẫn đến rò rỉ dầu nhiều hơn trong hệ thống. Vì vậy, khi thấy nhiệt độ của dầu lên cao hơn 60 độ C ta phải lập tức kiểm tra để tìm ra nguyên nhân nếu không muốn phải giải quyết hậu quả.

Nguyên nhân của sự tăng nhiệt độ dầu thủy lực

Mỗi hệ thống thủy lực đều tạo ra một lượng nhiệt nhất định. Khoảng 20 đến 25% công suất điện đầu vào sẽ được sử dụng để khắc phục tổn thất nhiệt trong hệ thống. Bất cứ khi nào dầu được chuyển trở lại hồ chứa và không thực hiện đúng nhiệm vụ, nhiệt sẽ được tạo ra.

Dung sai bên trong máy bơm và van thường là mười phần nghìn inch. Những dung sai này cho phép một lượng nhỏ dầu liên tục đi qua các thành phần bên trong, làm cho nhiệt độ chất lỏng tăng lên. Khi dầu chảy qua các dòng, một loạt các cản trở sẽ gặp phải. Ví dụ, điều khiển luồng, van tỷ lệ và van servo điều khiển lưu lượng của dầu bằng cách hạn chế dòng chảy. Khi dầu chảy qua các van thì sẽ có hiện tượng giảm áp lực. Điều này có nghĩa là áp suất cao hơn sẽ tồn tại ở cổng vào của van so với cổng đầu ra. Dầu chảy từ nơi có áp suất cao hơn đến áp suất thấp hơn thì nhiệt được tạo ra và hấp thụ trong dầu.

Khi một hệ thống được thiết kế ban đầu, bình chứa dầu và bộ trao đổi nhiệt sẽ loại bỏ một phần nhiệt được sinh ra. Các tank chứa dầu cho phép một lượng nhiệt truyền vào không khí thông qua lớp vỏ của tank. Nếu bộ trao đổi nhiệt có cấu tạo hợp lý sẽ giúp nhiệt độ của hệ thống thủy lực không vượt quá 50 độ C.

bộ phận của bơm thủy lực

Hình 1. Dung sai giữa pít tông và thùng trên bơm pít-tông bù áp suất khoảng 0,001 cm.

Kiểm tra bơm bù áp

Loại bơm phổ biến nhất là bơm pít-tông bù áp suất. Dung sai giữa pít tông và thùng là khoảng 0,001 cm (Hình 1). Một lượng nhỏ dầu tại cổng đầu ra máy bơm sẽ chảy vào bơm. Dầu sau đó được chuyển trở lại hồ chứa thông qua đường ống xả. Lượng dầu này không tạo ra công có ích và do đó hệ thống cần thêm năng lượng để hoạt động từ đó làm tăng nhiệt lượng.

Thông thường khoảng 1 đên 3% lượng dầu sẽ rò rỉ qua van. Ví dụ, một máy bơm 100 lít / phút sẽ có khoảng 1 đến 3 lít dầu thủy lực quay trở lại bồn dầu mà không thực hiện công có ích. Sự gia tăng tốc độ dòng chảy này sẽ làm cho nhiệt độ dầu tăng lên đáng kể.

Để kiểm tra lưu lượng dầu này ta chuyển dòng xã của thùng và thùng chứa để xác định thể tích và xác định tốc độ dòng chảy.

kiểm tra lưu lượng dầu thủy lực

Hình 2. Kiểm tra lưu lượng dầu bằng cách chuyển dòng xả của thùng vào thùng chứa có kích thước đã biết và định thời tốc độ dòng chảy.

Van điều áp hệ thống thủy lực

Nhiều bơm điều áp sử dụng van xả như một bản sao lưu an toàn trong trường hợp ống bù vào vị trí đóng. Van giảm áp nên được cài đặt 250 PSI. Nếu cài đặt của van giảm áp cao hơn cài đặt của bộ bù, thì không có dầu nào chảy qua ống xả van. Do đó, đường ống của van sẽ có nhiệt độ tương đương môi trường xung quanh.

Nếu bộ bù được gắn vào vị trí như trong Hình 3, máy bơm sẽ phân phối âm lượng tối đa mọi lúc. Dầu dư thừa không được hệ thống sử dụng sẽ quay trở lại bể thông qua van xả. Điều này sẽ làm nhiệt độ của hệ thống tăng đáng kể.

Bộ tản nhiệt

Bộ trao đổi nhiệt hoặc bộ làm mát cần được duy trì để đảm bảo nhiệt thừa được loại bỏ. Nếu sử dụng bộ trao đổi nhiệt bằng không ký, các vây mát nên được làm sạch theo định kỳ để đảm bảo khả năng tản nhiệt vào không khí. Công tắc nhiệt bật quạt làm mát nên được đặt ở mức 48-49 độ C. Nếu sử dụng bộ làm mát bằng nước, phải lắp van điều chỉnh nước trong dòng nước để điều chỉnh lưu lượng nước qua các ống làm mát với lưu lượng khoảng ¼ lượng dầu.

Có trường hợp khách hàng đã thanh phiền với chúng tôi là nhiệt độ của hệ thống thủy lực tăng cao đến 60 độ C và họ nghi ngờ do dầu thủy lực. Sau khi tìm hiểu thì chúng tôi phát hiện ra cánh quạt làm mát đã bị hỏng, sau khi sửa quạt xong thì nhiệt độ của hệ thống giảm xuống 10 độ C.

Bồn chứa dầu nên được làm sạch ít nhất một lần mỗi năm. Nếu không, bùn và các chất gây ô nhiễm sẽ phủ kín đáy và thành bồn làm cho nhiệt lượng không thoát ra ngoài được.

Nếu một vấn đề về nhiệt xảy ra ở một trong các hệ thống của bạn, hãy tìm kiếm dầu đang chảy từ áp suất cao hơn đến áp suất thấp hơn trong hệ thống. Đó là nơi bạn có thể sẽ tìm thấy vấn đề của mình.

van điều áp và biến áp hệ thống thủy lực

Hình 3. Hình cho thấy máy bơm bù áp, biến áp trong hoạt động bình thường.

Dầu thủy lực kém chất lượng cũng sẽ làm nhiệt độ tăng cao

Đối với hệ thống thủy lực nhất là các hệ thống thủy lực di động thì việc sử dụng dầu thủy lực kém chất lượng sẽ không đảm bảo được khả năng bôi trơn làm tăng ma sát, mài mòn, dầu xuống cấp nhanh làm nhiệt độ của hệ thống tăng cao quá mức gây ngừng máy khi đang hoạt động. Việc này xảy ra rất phổ biến.

Không phải dầu thủy lực nào cũng như nhau, chất lượng của dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng dầu gốc, phụ gia và công thức pha chế...

Tham khảo: Những tính năng cần của của sản phẩm dầu thủy lực chất lượng.