Cum aleg producătorii uleiul hidraulic și contorul de debit

În domeniile automatizării industriale și ale transmisiei mecanice, sistemele hidraulice, datorită densității mari de putere și capacităților precise de control, au devenit sursa principală de energie pentru mașinile grele, utilajele de construcții, aeronautică și alte domenii. Uleiul hidraulic, „sângele” unui sistem hidraulic, determină în mod direct eficiența funcționării și durata de viață prin performanța sa și monitorizarea debitului. Debitmetrele, instrumente cheie pentru monitorizarea uleiului hidraulic, sunt strâns legate de expertiza tehnică a producătorului. Acest articol va începe cu o înțelegere de bază a uleiului hidraulic, va analiza parametrii importanți ai uleiului hidraulic și tipurile de debitmetre aplicabile, iar apoi va face o trecere în revistă sistematică a principalelor companii producătoare de debitmetre din țară și din străinătate, precum și recomandările acestora produse , oferind un referențial complet pentru specialiștii din industrie.
1. Uleiul hidraulic ca „sânge puternic” al sistemului hidraulic
Uleiul hidraulic, sau fluidul hidraulic, este mediul care transmite puterea în mașinile hidraulice. Uleiurile hidraulice obișnuite se bazează pe ulei mineral sau apă. Echipamentele care pot utiliza ulei hidraulic includ excavatoare și încărcătoare frontale, frâne hidraulice, sisteme de direcție asistată, transmisii automate, camioane de gunoi, sisteme de control al zborului aeronavelor, lifturi și mașinării industriale.
Uleiul hidraulic este un lubrifiant specializat care transmite energie, unge componentele, răcește echipamentele și previne coroziunea în interiorul unui sistem hidraulic. Nu este suficient doar să aibă o bună fluiditate pentru a asigura o transfer eficient al energiei, ci trebuie să mențină, de asemenea, o performanță stabilă în condiții severe de funcționare, cum ar fi temperaturi ridicate, presiuni mari și sarcini intense, pentru a evita defectarea sistemului din cauza degradării uleiului. Din punct de vedere al clasificării funcționale, uleiul hidraulic include în principal trei categorii: ulei hidraulic pe bază de ulei mineral, ulei hidraulic sintetic și ulei hidraulic biodegradabil: uleiul hidraulic pe bază de ulei mineral este utilizat pe scară largă în scenarii industriale obișnuite datorită costului redus și compatibilității puternice; uleiul hidraulic sintetic este potrivit pentru domenii de înaltă tehnologie, cum ar fi aerospace și metalurgie, datorită rezistenței sale la temperaturi ridicate și a proprietăților bune de neinflamabilitate; uleiul hidraulic biodegradabil este conceput pentru scenarii precum mașinile de construcții și utilajele agricole, unde se impun cerințe ridicate de protecție a mediului, putând reduce eficient poluarea mediului. (1) Parametrii tehnici principali ai uleiului hidraulic Performanța uleiului hidraulic este reflectată printr-o serie de parametri cheie, care reprezintă totodată o bază importantă pentru selecția debitmetrelor. Printre aceștia, vâscozitatea este unul dintre cei mai importanți parametri ai uleiului hidraulic, influențând direct fluiditatea acestuia și eficiența transferului de energie. În mod tipic, vâscozitatea uleiului hidraulic este aleasă în funcție de temperatura de funcționare a sistemului. Uleiurile cu vâscozitate scăzută (de exemplu, ISO VG 32) sunt utilizate în medii cu temperaturi joase pentru a preveni dificultățile la pornirea în rece, în timp ce uleiurile cu vâscozitate ridicată (de exemplu, ISO VG 100) sunt necesare în medii cu temperaturi ridicate pentru a preveni diluarea excesivă și pierderile prin scurgeri. În plus, indicele de vâscozitate (VI) este esențial. Uleiurile hidraulice cu un indice de vâscozitate ridicat (de exemplu, VI 140) prezintă fluctuații minime ale vâscozității în funcție de schimbările de temperatură, permițând funcționarea într-un interval larg de temperaturi.
a. Vâscozitate
Vâscozitățile uzuale ale uleiurilor hidraulice sunt clasificate utilizând sistemul ISO VG (grad de vâscozitate), care se bazează pe vâscozitatea cinematică a uleiului la 40°C (104°F). Cele mai frecvente clase de vâscozitate pentru sistemele hidraulice industriale și mobile sunt:
- ISO VG 32
- ISO VG 46
- ISO VG 68
Sunt utilizate și alte vâscozități, dar acestea sunt mai puțin comune sau rezervate unor aplicații specifice la temperaturi scăzute și ridicate. - ISO VG 15
- ISO VG 22
- ISO VG 100
-
b. Punct de aprindere și punct de inflamabilitate
Acestea sunt indicatori cheie ai siguranței fluidelor hidraulice. Punctul de aprindere se referă la temperatura minimă la care se produc vapori inflamabili atunci când fluidul este încălzit în condiții specificate, în timp ce punctul de ardere este temperatura minimă la care acești vapori continuă să ardă. Pentru aplicațiile care implică temperaturi ridicate sau riscul de flacără deschisă (cum ar fi mașinile din industria metalurgică), trebuie selectate fluide hidraulice cu puncte de aprindere ridicate pentru a reduce pericolul de incendiu. Stabilitatea la oxidare determină durata de viață a fluidelor hidraulice. Fluidele hidraulice de calitate superioară sunt mai puțin sensibile la oxidare și degradare în condiții de temperatură și presiune ridicate pe termen lung, reducând formarea de impurități precum noroiul și depunerile de carbon, și prelungind intervalele dintre schimbările de ulei. În plus, parametri precum proprietățile antiuzură, rezistența la rugină și separabilitatea față de apă trebuie luați în considerare în funcție de cerințele sistemului. De exemplu, sistemele hidraulice cu presiune ridicată necesită fluide hidraulice cu proprietăți antiuzură excelente pentru a proteja componente precise precum pompele și supapele. În mediile umede, separabilitatea fluidului hidraulic față de apă trebuie să fie o preocupare deosebită pentru a preveni pătrunderea umidității și apariția fenomenului de emulsionare a uleiului. 2. Debitmetru pentru ulei hidraulic: „echipamentul-cheie” pentru monitorizare precisă Monitorizarea debitului uleiului hidraulic este un element esențial pentru asigurarea funcționării stabile a sistemului hidraulic. Prin urmărirea în timp real a debitului uleiului hidraulic, pot fi detectate la timp probleme precum scurgeri ale sistemului sau defecțiuni ale pompelor și supapelor, evitând astfel deteriorarea echipamentelor sau accidentele de producție cauzate de debite anormale. În funcție de principiul de măsurare și caracteristicile structurale, debitmetrele potrivite pentru uleiul hidraulic se împart în principal în următoarele categorii: (1) Debitmetru volumetric: „soluția preferată” pentru uleiurile cu vâscozitate ridicată Debitmetrul volumetric calculează debitul prin măsurarea numărului de cicluri de umplere și golire a uleiului hidraulic într-o cavitate de volum fix. Acesta are caracteristici precum precizie ridicată și adaptabilitate puternică la vâscozitate, fiind deosebit de potrivit pentru măsurarea uleiului hidraulic cu vâscozitate mare (vâscozitate 100 cSt). Printre acestea, debitmetrul cu roți ovale este produsul dominant pentru măsurarea uleiului hidraulic – constă din două roți ovale angrenate. Când uleiul hidraulic antrenează roțile în rotație, la fiecare rotație este evacuat un volum fix de ulei. Debitul poate fi obținut prin numărarea rotațiilor roților. Precizia acestui tip de debitmetru poate ajunge în mod obișnuit la clasa 0,5, iar unele produse premium pot atinge chiar clasa 0,2. Este mai puțin afectat de variațiile de vâscozitate și temperatură ale fluidului și este utilizat pe scară largă în scenarii precum măsurarea cantității de ulei și detectarea scurgerilor în sistemele hidraulice. (2) Debitmetru cu turbină: „alegerea eficientă” pentru uleiurile cu vâscozitate medie și joasă Debitmetrul cu turbină utilizează uleiul hidraulic pentru a antrena turbina în rotație și folosește principiul inducției electromagnetice pentru a transforma viteza turbinei într-un semnal electric, calculând astfel debitul. Are avantaje precum viteză rapidă de răspuns și gamă largă de măsurare, fiind potrivit pentru monitorizarea dinamică a debitului uleiurilor hidraulice cu vâscozitate medie și joasă (vâscozitate <50 cSt), cum ar fi controlul în timp real al debitului în sistemele hidraulice, reglarea debitului la schimbarea sarcinii echipamentului etc. Precizia debitmetrelor cu turbină este în general de clasa 0,5–1,0. Unele produse pot atinge precizie de clasa 0,2 prin optimizarea structurii turbinei și a tehnologiei de procesare a semnalului. Totuși, trebuie menționat că debitmetrele cu turbină au cerințe ridicate privind curățenia fluidului. Dacă uleiul hidraulic conține impurități, este posibil ca turbina să se blocheze sau să se uzeze, ceea ce afectează precizia măsurătorii și durata de viață. (3) Alte tipuri de debitmetre: „soluții complementare” pentru scenarii speciale
Pe lângă debimetrele volumetrice și cele cu turbină, debimetrele ultrasonice și debimetrele electromagnetice sunt utilizate și ele în anumite scenarii speciale. Debimetrele ultrasonice calculează debitul măsurând diferența de timp de propagare a undelor ultrasonice în uleiul hidraulic. Acestea prezintă avantajele măsurării fără contact și absența pierderii de presiune. Sunt potrivite pentru măsurarea uleiurilor hidraulice cu vâscozitate mare și diametru mare, dar sunt sensibile la prezența bulelor și impurităților din ulei. Precizia lor este relativ scăzută (de obicei nivelul 1,0–2,0). Debimetrele electromagnetice utilizează principiul inducției electromagnetice pentru măsurarea debitului lichidelor conductoare. Totuși, dacă conductivitatea uleiului hidraulic este scăzută, acestea nu funcționează corespunzător. Prin urmare, sunt potrivite doar pentru uleiuri hidraulice sintetice sau uleiuri hidraulice care conțin apă, cu conductivitate ridicată.
3. Producători mainstream de debimetre pentru ulei hidraulic și produse recomandate din țară și străinătate
Performanța debitmetrelor de ulei hidraulic este strâns legată de acumularea tehnică a producătorului și de procesul de producție. Au apărut mai multe companii specializate în măsurarea debitului, atât în țară, cât și în străinătate, care au devenit repere în industrie datorită tehnologiei avansate și produselor fiabile. (1) Producători interni: reprezentanți ai raportului ridicat calitate-preț și ai serviciilor personalizate
a. Anhui Jujea Instrument Co., Ltd.
Ca întreprindere lider în domeniul debitmetrelor pentru lichide, Anhui Jujea Automation Technology Co., Ltd. este implicată de mulți ani în domeniul măsurării debitului uleiului hidraulic. Produsul său principal, debitmetrul cu roți ovale din seria GT-LC, este un „instrument” pentru măsurarea uleiului hidraulic cu vâscozitate ridicată. Această serie de debitmetre este realizată din oțel inoxidabil de înaltă calitate, rezistent la presiuni mari și la coroziune. Poate funcționa într-un interval de temperatură de până la -20℃–200℃, adaptându-se perfect condițiilor severe de lucru ale sistemelor hidraulice. Din punct de vedere al preciziei, eroarea de bază a debitmetrelor din seria GT-LC este ≤±0,5%. Unele modele pot atinge o precizie de ±0,2% prin optimizarea tehnologiei de prelucrare a roților dințate și a tehnologiei de achiziție a semnalelor, depășind cu mult media din industrie. În plus, această serie de debitmetre suportă mai multe moduri de ieșire (ieșire impuls, ieșire curent 4-20mA) și poate fi conectată fără probleme la sisteme de control precum PLC, permițând transmisia în timp real și monitorizarea la distanță a datelor de debit. În răspunsul la nevoile diferiților utilizatori, Anhui JUJEA oferă și servicii personalizate, cum ar fi proiectarea carcaselor rezistente la înaltă presiune pentru sisteme hidraulice cu presiune mare sau optimizarea algoritmilor de compensare a vâscozității uleiului în medii cu temperaturi scăzute, pentru a satisface pe deplin scenariile de aplicații personalizate. b. Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd. (parte a Grupului german E.HOLDING)
Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd., o subsidiară integrală a grupului german E.HOLDING în China, valorifică realizările cheie ale cercetării-dezvoltări și procesele de fabricație ale companiei VSE Flowmeter Technology Co., Ltd., o subsidiară a grupului, pentru a se consolida ca standard de referință în industrie pentru debitmetrele hidraulice de înaltă gamă. Debitmetrele cu roți ovale din seria VS ale mărcii VSE, datorită preciziei superioare de măsurare și performanței stabile pe termen lung, au devenit alegerea preferată pentru monitorizarea precisă a debitului în numeroase sisteme hidraulice.
Această serie de debitmetre dispune de un mecanism unic de angrenare a roților. Acest design ia în considerare cu atenție caracteristicile de curgere ale fluidului în camera de măsurare, minimizând perturbările fluidului în timpul curgerii. Aceasta asigură o măsurare stabilă și precisă chiar și în condiții de debit scăzut ale sistemelor hidraulice, evitând eficient abaterile de măsurare întâlnite frecvent în aceste condiții.
Datorită performanței sale remarcabile, debimetrele cu roți eliptice din seria VS sunt utilizate pe scară largă în aplicații care necesită cele mai înalte niveluri de precizie și stabilitate. În domeniul aerospațial, pot fi utilizate pentru monitorizarea debitului în sistemele hidraulice de control ale navelor spațiale, asigurând o funcționare precisă în condiții complexe de mediu spațial sau la altitudine mare. În fabricarea echipamentelor de înaltă performanță, cum ar fi în sistemele hidraulice ale mașinilor-unelte de precizie și ale roboților industriali mari, acestea pot oferi date de debit fiabile pentru susținerea funcționării stabile a echipamentelor, fiind astfel potrivite pentru o varietate de aplicații industriale solicitante.
C. Emerson Process Management (Emerson)
Ca lider global în automatizarea industrială, Emerson Process Management a lansat seria Micro Motion de debimetre Coriolis de masă, aducând soluții inovatoare în industria măsurării debitului uleiului hidraulic.
Debitmetrele masice Coriolis se bazează pe un principiu de măsurare unic al forței Coriolis. Acestea măsoară direct debitul masic al fluidului prin detectarea efectelor forței generate de curgerea fluidului într-o conductă proiectată special. Această metodă de măsurare elimină în mod fundamental dependența debitmetrelor tradiționale de proprietățile fizice ale fluidului. Modificările vâscozității uleiului hidraulic, fluctuațiile temperaturii de funcționare și ajustările presiunii sistemului nu au niciun impact, asigurând rezultate precise ale măsurătorilor. Prin urmare, este recunoscut în industrie ca „standardul de aur” pentru măsurarea debitului masic al uleiului hidraulic.
În aplicații practice, această serie de debimetre a demonstrat o utilitate excepțională. În timpul procesului de fabricare a mașinilor de construcții, controlează cu precizie operațiunile de umplere cu ulei hidraulic, asigurând niveluri constante de ulei hidraulic pentru fiecare echipament livrat. Acest lucru garantează o calitate uniformă și reduce variațiile de performanță cauzate de diferențele de cantitate de ulei. În timpul întreținerii rutiniere a sistemelor hidraulice, monitorizarea în timp real a pierderii de ulei oferă personalului de întreținere date exacte privind consumul de ulei, permițând elaborarea unor planuri de întreținere științifice și raționale și prevenirea defectărilor echipamentelor cauzate de un consum insuficient sau excesiv de ulei.

4. Recomandări pentru selectarea producătorilor de debimetre și tendințe din industrie
(I) Principii cheie de selecție din perspectiva unui producător

În baza experienței practice a producătorilor de debimetre, selecția debimetrelor pentru ulei hidraulic trebuie să respecte cele trei principii cheie: „potrivirea condițiilor de funcționare, corespondența preciziei și controlul costurilor”. În primul rând, tipul adecvat de debimetru trebuie ales în funcție de vâscozitatea, temperatura și presiunea uleiului hidraulic. Pentru uleiul hidraulic cu vâscozitate ridicată, se recomandă un debimetru cu roți ovale, în timp ce pentru uleiurile hidraulice cu vâscozitate medie sau scăzută poate fi utilizat un debimetru cu turbină. În aplicațiile cu temperaturi și presiuni ridicate, trebuie luate în considerare materialul debimetrului și performanța sa de etanșare. În al doilea rând, cerințele de precizie trebuie să corespundă scenariului de utilizare. Pentru aplicații industriale generale, o clasă de precizie 0,5 este suficientă, în timp ce pentru fabricarea echipamentelor de înaltă gamă, metrologie și calibrare, sunt necesare produse cu o clasă de precizie 0,2 sau mai mare. În final, trebuie evaluate cu atenție costurile echipamentului și ale exploatării, pentru a evita urmărirea excesivă a unei precizii ridicate care ar duce la risipă de resurse.
(II) Tendințe de dezvoltare a industriei în domeniul debitmetrelor de ulei hidraulic
Odată cu evoluția Industriei 4.0 și a fabricației inteligente, debitmetrele de ulei hidraulic tind spre «inteligent, integrat și ecologic». În ceea ce privește inteligența, producătorii echiphează debitmetrele cu senzori inteligenți și funcționalități de comunicare fără fir. În ceea ce privește integrarea, modulele integrate de măsurare a debitului devin o tendință. De exemplu, debitmetrul integrat al VSE, conceput pentru sisteme hidraulice cu mai multe canale, poate măsura simultan debitul în mai multe circuite de ulei, reducând dimensiunea echipamentului și costurile de instalare. În ceea ce privește aspectul ecologic, producătorii reduc consumul de energie și poluarea mediului din partea debitmetrelor prin optimizarea structurii produselor și selectarea unor materiale prietenoase cu mediul.