Hvordan produsenter velger hydraulisk olje og strømningsmåler

I feltene for industriell automatisering og mekanisk kraftoverføring har hydrauliske systemer, med sin høye effekttetthet og nøyaktige kontrollmuligheter, blitt den sentrale kraftkilden for tung maskiner, byggemaskiner, luft- og romfart og andre felt. Hydraulikkolje, det «levende blodet» i et hydraulisk system, bestemmer direkte dets driftseffektivitet og levetid gjennom sin ytelse og strømningsovervåkning. Strømningsmålere, nøkkelinstrumenter for overvåking av hydraulikkolje, er tett knyttet til produsentens tekniske ekspertise. Denne artikkelen tar utgangspunkt i en grunnleggende forståelse av hydraulikkolje, går nærmere inn på viktige parametere for hydraulikkolje og aktuelle typer strømningsmålere, og gir en systematisk gjennomgang av større nasjonale og internasjonale produsenter av strømningsmålere og deres anbefalte pRODUKTER , og gir en helhetlig referanse for fagpersoner i bransjen.
1. Hydraulikkolje som det "kraftfulle blodet" i det hydrauliske systemet
Hydraulikkolje, eller hydraulikkfluid, er mediet som overfører kraft i hydrauliske maskiner. Vanlige hydraulikkoljer er basert på mineralolje eller vann. Utstyr som kan bruke hydraulikkolje inkluderer gravemaskiner og bakkegravemaskiner, hydrauliske bremsesystemer, servostyringer, automatiske girbokser, søppelbiler, flyets kontrollsystemer for flystyring, heiser og industriell utstyr.
Hydraulikkolje er en spesialisert smøremedium som overfører energi, smører komponenter, kjøler utstyr og forhindrer korrosjon i et hydraulisk system. Den må ikke bare ha god flytbarhet for å sikre effektiv energioverføring, men også opprettholde stabil ytelse under harde arbeidsforhold som høy temperatur, høyt trykk og stor belastning, for å unngå systemfeil som følge av oljeforringing. Fra et funksjonelt klassifiseringsperspektiv inkluderer hydraulikkolje hovedsakelig tre kategorier: mineraloljebasert hydraulikkolje, syntetisk hydraulikkolje og biologisk nedbrytbar hydraulikkolje: Mineraloljebasert hydraulikkolje er mye brukt i vanlige industrielle sammenhenger på grunn av sin lave kostnad og gode kompatibilitetsegenskaper; syntetisk hydraulikkolje egner seg for høyteknologiske felt som luft- og romfart samt metallurgi, takket være sin motstand mot høy temperatur og god flammehemming; biologisk nedbrytbar hydraulikkolje retter seg mot anvendelser innen bygg- og anleggsmaskineri og landbruksmaskiner med høye krav til miljøvennlighet, og kan effektivt redusere forurensning av miljøet. (1) Kjerne-tekniske parametere for hydraulikkolje Hydraulikkoljens ytelse reflekteres gjennom en rekke nøkkelparametere, som også er viktige grunnlag for valg av strømningsmåler. Deriblant er viskositet en av de mest sentrale parameterne for hydraulikkolje, og påvirker direkte oljens flytbarhet og energioverføringseffektivitet. Vanligvis velges viskositeten til hydraulikkoljen basert på systemets driftstemperatur. Lavviskøs olje (som ISO VG 32) brukes i kaldere miljøer for å unngå vanskeligheter ved kaldstart, mens høyviskøs olje (som ISO VG 100) kreves i varme miljøer for å hindre overdreven fortynning og lekkasje. Videre er viskositetsindeksen (VI) avgjørende. Hydraulikkoljer med høy viskositetsindeks (f.eks. VI 140) viser minimale viskositetssvingninger ved temperatursvingninger, noe som tillater drift over et bredt temperaturområde.
a. Viskositet
Vanlige hydraulikkoljers viskositeter klassifiseres ved hjelp av ISO VG (viskositetsklasse)-systemet, som er basert på oljens kinematiske viskositet ved 40 °C (104 °F). De mest vanlige viskositetsklassene for generelle industrielle og mobile hydraulikksystemer er:
- ISO VG 32
- ISO VG 46
- ISO VG 68
Ytterligere viskositeter brukes også, men er mindre vanlige eller reservert for spesifikke lav- og høytemperaturapplikasjoner. - ISO VG 15
- ISO VG 22
- ISO VG 100
-
b. Flammetall og antennelsestemp
Dette er nøkkelpunkter for hydraulisk fluidsikkerhet. Flashpunktet refererer til den laveste temperaturen hvor brennbare damper dannes når væsken varmes under spesifiserte betingelser, mens antenningstemperaturen er den laveste temperaturen der disse dampene fortsetter å brenne. For applikasjoner med høye temperaturer eller fare for åpen ild (som i metallurgisk utstyr) bør man velge hydrauliske væsker med høyt flashpunkt for å redusere brannfare. Oksideringsstabilitet bestemmer levetiden til hydrauliske væsker. Kvalitetsfulle hydrauliske væsker er mindre utsatt for oksidasjon og nedbrytning under langvarige forhold med høy temperatur og trykk, noe som reduserer dannelsen av urenheter som slam og karbonavleiringer og forlenger intervallene mellom oljeskift. Videre bør parametere som slitasjebeskyttelse, rustbeskyttelse og emulgeringsevne også vurderes basert på systemkrav. For eksempel krever hydrauliske systemer med høyt trykk væsker med god slitasjebeskyttelse for å beskytte presisjonskomponenter som pumper og ventiler. I fuktige miljøer bør man spesielt vurdere hydraulikkoljens evne til å skille vann for å unngå at fukt trenger inn og fører til emulgering og oljens svikt. 2. Hydraulikkoljestrømningsmåler: "kjerneutstyret" for nøyaktig overvåking Overvåking av hydraulikkoljestrøm er et sentralt punkt for å sikre stabil drift av det hydrauliske systemet. Ved å overvåke oljestrømmen i sanntid kan man oppdage problemer som systemlekkasje og feil på pumper og ventiler tidlig, og dermed unngå utstyrsskader eller produksjonsuhell forårsaket av unormal strømning. Avhengig av måleprinsipp og strukturelle egenskaper deles strømningsmålerne egnet for hydraulikkolje hovedsakelig inn i følgende kategorier: (1) Volumetrisk strømningsmåler: "foretrukket løsning" for oljer med høy viskositet Volumetrisk strømningsmåler beregner strømningshastigheten ved å måle hvor mange ganger hydraulikkoljen fyller og tømmer en kammer med fast volum. Den har egenskaper som høy nøyaktighet og god tilpasningsevne til viskositet, og er spesielt egnet til måling av hydraulikkolje med høy viskositet (viskositet 100 cSt). Her er ovaltannhjulsmåleren det dominerende produktet for måling av hydraulikkolje – den består av to sammenkoblede ovale tannhjul. Når hydraulikkoljen driver tannhjulene rundt, frigjøres et fast volum olje for hver rotasjon. Strømningshastigheten finnes ved å telle antall rotasjoner. Nøyaktigheten til denne typen måler er vanligvis klasse 0,5, og noen toppmodeller kan nå klasse 0,2. Den er lite påvirket av endringer i fluidets viskositet og temperatur og brukes mye i scenarier som mengdemåling og lekkasjedeteksjon i hydrauliske systemer. (2) Turbinstrømningsmåler: "effektiv valg" for oljer med medium og lav viskositet Turbinstrømningsmåleren bruker hydraulikkolje til å drive en turbin som roterer, og benytter elektromagnetisk induksjon til å omforme turbinens hastighet til et elektrisk signal for å beregne strømningshastigheten. Den har fordeler som rask responstid og bred måleområde, og er egnet for dynamisk strømningsovervåking av hydraulikkolje med medium og lav viskositet (viskositet <50 cSt), som sanntidsstrømkontroll i hydrauliske systemer, strømregulering når utstyrslasten endrer seg, og lignende scenarier. Nøyaktigheten til turbinstrømningsmålere er vanligvis klasse 0,5–1,0. Noen produkter kan oppnå klasse 0,2-nøyaktighet ved å optimalisere turbinstrukturen og signalbehandlingsteknologien. Det bør imidlertid merkes at turbinstrømningsmålere stiller høye krav til fluidrens. Hvis det er urenheter i hydraulikkoljen, kan det lett føre til at turbinen blokkerer eller slites, noe som påvirker målenøyaktigheten og levetiden. (3) Andre typer strømningsmålere: "supplerende løsninger" for spesielle scenarier
I tillegg til volumetriske og turbinstrømningsmålere, brukes også ultralydstrømningsmålere og elektromagnetiske strømningsmålere i noen spesielle scenarier. Ultralydstrømningsmålere beregner strømning ved å måle forsinkelsesforskjellen for ultralydbølger i hydraulikkolje. De har fordeler som kontaktfri måling og ingen trykktap. De er egnet til måling av stor diameter og høyviskøs hydraulikkolje, men er følsomme for bobler og urenheter i oljen. Nøyaktigheten er relativt lav (vanligvis nivå 1,0–2,0). Elektromagnetiske strømningsmålere bruker prinsippet om elektromagnetisk induksjon til å måle strømningen av ledende væsker. Hvis ledningsevnen til hydraulikkoljen er lav, fungerer de imidlertid ikke skikkelig. Derfor er de bare egnet for syntetisk hydraulikkolje eller vannholdig hydraulikkolje med høy ledningsevne.
3. Ledende produsenter av hydraulikkoljestrømningsmålere og anbefalte produkter nasjonalt og internasjonalt
Ytelsen til hydrauliske oljestrømningsmålere er tett knyttet til produsentens tekniske kompetanse og produksjonsprosess. Et antall selskaper som spesialiserer seg på strømmåling, har dukket opp nasjonalt og internasjonalt. De har blitt bransjestandarder med sine avanserte teknologier og pålitelige produkter. (1) Lokale produsenter: representanter for høy kostnadseffektivitet og skreddersydde tjenester
a. Anhui Jujea Instrument Co., Ltd.
Som et ledende selskap innen væskestrømningsmålere, er Anhui Jujea Automation Technology Co., Ltd. har i mange år vært dypt involvert i feltet for måling av hydraulisk oljestrøm. Dets kjerneprodukt, GT-LC-seriens ovaltannede strømningsmålere, er en «våpen» for måling av hydraulisk olje med høy viskositet. Denne serien med strømningsmålere er laget av høykvalitativ rustfritt stål, som tåler høyt trykk og korrosjon. Den kan tilpasse seg arbeidstemperaturer på opptil -20℃–200℃ og passer perfekt til de harde driftsbetingelsene i hydrauliske systemer. Når det gjelder nøyaktighet, er grunnfeilen for GT-LC-seriens strømningsmålere ≤±0,5 %. Noen modeller kan oppnå en nøyaktighet på ±0,2 % ved å optimalisere tannhjulsbearbeidingsteknologi og signalkonkvikasjonsteknologi, langt over gjennomsnittet i bransjen. I tillegg støtter denne serien av strømningsmålere flere utgangsmoduser (pulsutgang, 4–20 mA strømutgang) og kan kobles sømløst til kontrollsystemer som PLC for å oppnå sanntidsoverføring og fjernovervåkning av strømningsdata. For å imøtekomme behovene til ulike brukere tilbyr også Anhui JUJEA tilpassede tjenester, for eksempel utforming av trykkbestandige kabinetter for høyttrykkshydrauliske systemer og optimalisering av oljeviskositets-kompensasjonsalgoritmer for lavtemperaturmiljøer for fullt ut å møte personlige anvendelsesscenarioer. b. Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd. (Del av den tyske E.HOLDING Group)
Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd., et heleid datterselskap av det tyske E.HOLDING Group i Kina, utnytter kjerneområder innen forskning og utvikling samt produksjonsprosesser fra VSE Flowmeter Technology Co., Ltd., et annet datterselskap til konsernet, og har dermed etablert seg som en bransjestandard innen high-end hydrauliske oljestrømningsmålere. VSE-merkets VS-serie med ovale tannhjulsmålere, med sin overlegne målenøyaktighet og langsiktige stabile ytelse, har blitt det foretrukne valget for nøyaktig strømningsovervåking i mange hydrauliske systemer.
Denne serien av strømningsmålere har en unik tannhjulskoblingsmekanisme. Dette designet tar nøye hensyn til væskens strømningsegenskaper inne i målekammeret og minimaliserer væskeforstyrrelser under strømningen. Dette sikrer stabil og nøyaktig måling også ved lave strømningsforhold i hydrauliske systemer, og unngår effektivt måleavvik som ofte oppstår under slike forhold.
Takket være sin fremragende ytelse, brukes VS-seriens ovale tannhjulstrømmålere mye i applikasjoner som krever høyeste nivåer av nøyaktighet og stabilitet. I luft- og romfartsfeltet kan den brukes til å overvåke strømning i hydrauliske kontrollsystemer for romfartøyer, og dermed sikre nøyaktig drift i komplekse rommiljøer eller ved store høyder. I produksjon av høyteknologisk utstyr, som i hydrauliske systemer for presisjonsdrevne maskinverktøy og store industriroboter, kan den også levere pålitelig strømningsdata for å støtte stabil utstyrsdrift, noe som gjør den egnet for en rekke krevende industrielle applikasjoner.
C. Emerson Process Management (Emerson)
Som global ledende innen industriell automatisering har Emerson Process Management introdusert Micro Motion-serien av Coriolis massetrømmålere og dermed bidratt med innovative løsninger til olje- og hydraulikkstrømningsmålingsindustrien.
Coriolis-massestrømningsmålere er basert på et unikt måleprinsipp for Corioliskraft. De måler direkte væskemassestrøm ved å registrere kraftvirkninger som genereres av væskestrøm i et spesielt designet rør. Denne målemetoden eliminerer grunnleggende behovet for tradisjonelle strømningsmålere å avhenge av væskens fysiske egenskaper. Endringer i hydraulikkoljens viskositet, svingninger i driftstemperatur og systemtrykkjusteringer påvirker ikke målingene, og sikrer nøyaktige resultater. Derfor anerkjennes den i bransjen som «gullstandarden» for måling av massestrøm av hydraulikkolje.
I praktiske anvendelser har denne serien av strømningsmålere vist eksepsjonell nytteverdi. Under produksjonsprosessen for byggemaskiner kontrollerer den nøyaktig påfylling av hydraulikkolje, og sikrer konsekvent nivå av hydraulikkolje for hvert utstyr som sendes ut. Dette sikrer jevn kvalitet og reduserer ytelsesvariasjoner forårsaket av variasjoner i oljemengde. Ved vanlig vedlikehold av hydraulikksystemet gir sanntidsovervåkning av oljetap vedlikeholdsansatte nøyaktige data om oljeforbruk, noe som gjør det mulig å utvikle vitenskapelig og rasjonelle vedlikeholdsplaner og forhindre utstyrsfeil forårsaket av for lite eller for mye oljeforbruk.

4. Anbefalinger for valg av leverandør av strømningsmålere og bransjetrender
(I) Nøkkelprinsipper for valg fra produsents perspektiv

Basert på praktisk erfaring fra produsenter av strømningsmålere, må valg av strømningsmålere for hydraulikkolje følge de tre nøkkelpri­nsippene «egnet for driftsbetingelser, nøyaktighet i samsvar og kostnadskontroll». Først må riktig type strømningsmåler velges ut fra viskositet, temperatur og trykk i hydraulikkoljen. For hydraulikkolje med høy viskositet foretrekkes en ovaltannhjul-strømningsmåler, mens for medium og lav viskositet kan en turbinstrømningsmåler benyttes. Ved høye temperaturer og høyt trykk må materialet og tetningsegenskapene til strømningsmåleren vurderes nøye. For det andre må krav til nøyaktighet tilpasses bruksområdet. For generelle industrielle applikasjoner er en nøyaktighetsklasse 0,5 tilstrekkelig, mens det ved produksjon av avansert utstyr, metrologi og kalibrering kreves produkter med nøyaktighetsklasse 0,2 eller bedre. Til slutt må utstyrs- og driftskostnader vurderes nøye for å unngå overdrivelse i jakten på høy nøyaktighet som fører til unødige kostnader.
(II) Utviklingstrender i bransjen for hydraulisk oljestrømningsmålere
Med fremgangen innen Industri 4.0 og smart produksjon går utviklingen av hydrauliske oljestrømningsmålere mot «intelligens, integrering og miljøvennlighet». Når det gjelder intelligens, utstyres strømningsmålere med smarte sensorer og trådløs kommunikasjon. Når det gjelder integrering, blir integrerte strømningsmålingsmoduler en trend. For eksempel kan VSEs integrerte strømningsmåler, designet for flerkanals hydrauliske systemer, måle strømning i flere oljekretser samtidig, noe som reduserer utstyrets størrelse og installasjonskostnader. Når det gjelder miljøvennlighet, reduserer produsenter strømningsmålerens energiforbruk og miljøforurensning ved å optimere produktstrukturen og velge miljøvennlige materialer.