Як виробники вибирають гідравлічне масло та витратомір

У галузях промислової автоматизації та механічної передачі потужності гідравлічні системи завдяки високій густині потужності та точним можливостям керування стали основним джерелом живлення для важкої техніки, будівельної техніки, авіаційно-космічної галузі тощо. Гідравлічне масло, «кров» гідравлічної системи, безпосередньо визначає її ефективність роботи та термін служби через свої характеристики та контроль потоку. Витратоміри, ключові прилади для контролю гідравлічного масла, тісно пов’язані з технічною експертністю виробника. У цій статті ми почнемо з базового розуміння гідравлічного масла, глибше розглянемо ключові параметри гідравлічного масла та типи відповідних витратомірів і систематично оглянемо провідних вітчизняних та міжнародних виробників витратомірів та їх рекомендовані товари , забезпечуючи комплексний довідковий матеріал для фахівців галузі.
1. Гідравлічне масло як «потужна кров» гідравлічної системи
Гідравлічна олива, або гідравлічна рідина, — це середовище, яке передає потужність у гідравлічному обладнанні. Зазвичай гідравлічні оливи ґрунтуються на мінеральній оливі або воді. Обладнання, що може використовувати гідравлічну оливу, включає екскаватори та навантажувачі зворотної дії, гідравлічні гальма, системи гідропосилання, автоматичні коробки передач, сміттєвози, системи керування польотом літаків, ліфти та промислове обладнання.
Гідравлічна олива — це спеціалізований мастильний матеріал, який передає енергію, змащує компоненти, охолоджує обладнання та запобігає корозії всередині гідравлічної системи. Вона повинна мати не лише добру рухливість для забезпечення ефективної передачі енергії, але й зберігати стабільні характеристики в умовах жорстких режимів роботи, таких як висока температура, високий тиск і великі навантаження, щоб уникнути виходу системи з ладу через погіршення стану оливи. З точки зору функціональної класифікації, гідравлічна олива поділяється на три основні категорії: мінеральна гідравлічна олива, синтетична гідравлічна олива та біорозкладна гідравлічна олива: мінеральна гідравлічна олива широко використовується в типових промислових застосуваннях завдяки низькій вартості та високій сумісності; синтетична гідравлічна олива підходить для високотехнологічних галузей, таких як авіація та металургія, завдяки високій термостійкості та гарним антипожежним властивостям; біорозкладна гідравлічна олива призначена для сфер, де висунуті високі вимоги до екологічності, наприклад, будівельна та сільськогосподарська техніка, і дозволяє ефективно зменшити забруднення навколишнього середовища. (1) Основні технічні параметри гідравлічної оливи Якість гідравлічної оливи визначається рядом ключових параметрів, які також є важливою основою для вибору лічильника витрати. Серед них в'язкість є одним із найважливіших параметрів гідравлічної оливи, яка безпосередньо впливає на рухливість та ефективність передачі енергії. Зазвичай в'язкість гідравлічної оливи вибирають залежно від робочої температури системи. У низьких температурних умовах використовують оливи з низькою в'язкістю (наприклад, ISO VG 32), щоб уникнути ускладнень пуску в холодному стані, тоді як в умовах високих температур потрібні оливи з високою в'язкістю (наприклад, ISO VG 100), щоб запобігти надмірному розрідженню та витокам. Крім того, важливим є індекс в'язкості (ІВ). Гідравлічні оливи з високим індексом в'язкості (наприклад, ІВ 140) мають мінімальні коливання в'язкості при зміні температури, що дозволяє їм ефективно працювати в широкому діапазоні температур.
a. В'язкість
Загальні в'язкості гідравлічних олій класифікуються за системою ISO VG (клас в'язкості), яка ґрунтується на кінематичній в'язкості олії при 40 °C (104 °F). Найпоширеніші класи в'язкості для загальних промислових та мобільних гідравлічних систем такі:
- ISO VG 32
- ISO VG 46
- ISO VG 68
Використовуються також додаткові в'язкості, але вони менш поширені або призначені для спеціальних застосувань при низьких і високих температурах. - ISO VG 15
- ISO VG 22
- ISO VG 100
-
b. Температура спалаху та температура займання
Це ключові показники безпеки гідравлічних рідин. Температура спалаху — це найнижча температура, при якій під час нагрівання в умовах, передбачених стандартом, утворюються горючі пари, тоді як температура займання — це найнижча температура, при якій ці пари продовжують горіти. Для застосувань, пов’язаних із високими температурами або небезпекою відкритого полум’я (наприклад, металургійне обладнання), слід вибирати гідравлічні рідини з високою температурою спалаху, щоб зменшити ризик пожежі. Стійкість до окиснення визначає термін служби гідравлічних рідин. Якісні гідравлічні рідини менше схильні до окиснення та погіршення властивостей у разі тривалої роботи за високих температур і тисків, що зменшує утворення домішок, таких як смоли та відкладення вуглецю, і подовжує інтервали заміни мастила. Крім того, залежно від вимог системи, слід враховувати такі параметри, як антифрикційні властивості, стійкість до корозії та здатність до розшарування. Наприклад, для гідравлічних систем підвищеного тиску потрібно використовувати рідини з винятковими антифрикційними властивостями, щоб захищати прецизійні компоненти, такі як насоси та клапани. У разі вологих умов особливу увагу слід приділяти здатності гідравлічної рідини до розшарування, щоб запобігти проникненню вологи та наслідковому емульгуванню мастила. 2. Витратомір гідравлічної оливи: «ключове обладнання» для точного моніторингу Контроль за витратами гідравлічної оливи є важливим етапом забезпечення стабільної роботи гідравлічної системи. Шляхом постійного моніторингу витрат оливи можна своєчасно виявити проблеми, такі як витік системи чи несправність насоса чи клапана, і таким чином уникнути пошкодження обладнання або аварій у виробництві через незвичайний потік. Залежно від принципу вимірювання та конструктивних особливостей, витратоміри, придатні для гідравлічної оливи, поділяються на такі основні категорії: (1) Об'ємний витратомір: «переважний варіант» для високов’язких олив Об'ємний витратомір визначає витрату шляхом вимірювання кількості разів, коли гідравлічна олива заповнює і виводиться з порожнини фіксованого об’єму. Має високу точність і добре адаптується до в’язкості, особливо підходить для вимірювання високов’язкої гідравлічної оливи (в’язкість 100 сСт). Серед них овальний шестереневий витратомір є основним продуктом для вимірювання гідравлічної оливи — складається з двох овальних шестерень, що зачепляються одна з одною. Коли гідравлічна олива обертає шестерні, при кожному оберті виводиться фіксований об’єм оливи. Витрату можна визначити, підрахувавши кількість обертів шестерень. Точність такого витратоміра зазвичай досягає класу 0,5, деякі високоякісні моделі можуть досягати класу 0,2. Менше піддається впливу змін в’язкості та температури рідини, широко використовується в таких сценаріях, як вимірювання кількості оливи та виявлення витоків у гідравлічних системах. (2) Турбінний витратомір: «ефективний вибір» для середньов’язких і низьков’язких олив Турбінний витратомір використовує гідравлічну оливу для обертання турбіни та застосовує принцип електромагнітної індукції, перетворюючи швидкість обертання турбіни на електричний сигнал для обчислення витрати. Має переваги, такі як швидка реакція та широкий діапазон вимірювань, підходить для динамічного моніторингу витрат середньов’язкої та низьков’язкої гідравлічної оливи (в’язкість <50 сСт), наприклад, для контролю витрат у реальному часі в гідравлічних системах, регулювання потоку під час зміни навантаження обладнання тощо. Точність турбінних витратомірів зазвичай становить клас 0,5–1,0. Деякі моделі можуть досягати точності класу 0,2 за рахунок оптимізації конструкції турбіни та технології обробки сигналу. Однак слід зазначити, що турбінні витратоміри високочутливі до чистоти рідини. Якщо в гідравлічній оливі є домішки, це легко може призвести до заклинювання або зносу турбіни, що вплине на точність вимірювання та термін служби. (3) Інші типи витратомірів: «додаткові рішення» для спеціальних сценаріїв
Окрім об'ємних та турбінних витратомірів, у деяких спеціальних сценаріях також використовуються ультразвукові та електромагнітні витратоміри. Ультразвукові витратоміри обчислюють витрату шляхом вимірювання різниці часу поширення ультразвукових хвиль у гідравлічному маслі. Вони мають переваги безконтактного вимірювання та відсутності втрат тиску. Вони придатні для вимірювання гідравлічного масла великого діаметра й високої в'язкості, але чутливі до бульбашок і домішок у маслі. Точність порівняно низька (звичайно 1,0–2,0 класу). Електромагнітні витратоміри використовують принцип електромагнітної індукції для вимірювання витрати провідних рідин. Однак, якщо електропровідність гідравлічного масла низька, вони працюватимуть некоректно. Тому вони придатні лише для синтетичних гідравлічних масел або гідравлічних масел із високою електропровідністю, що містять воду.
3. Основні виробники витратомірів для гідравлічного масла та рекомендовані продукти в Китаї та за кордоном
Продуктивність лічильників гідравлічної оливи тісно пов'язана з технічним накопиченням виробника та виробничим процесом. На внутрішньому та зовнішньому ринках з'явилося ряд компаній, що спеціалізуються на вимірюванні витрати, які завдяки передовій технології та надійним продуктам стали орієнтирами в галузі. (1) Вітчизняні виробники: представники високої співвідносності ціни та якості і послуг з кастомізації
a. Аньхой Jujea Приладова компанія, обмежена
Як провідне підприємство у сфері лічильників рідини, Аньхой Jujea Компанія Automation Technology Co., Ltd. протягом багатьох років глибоко займається вимірюванням потоку гідравлічної оливи. Її основним продуктом є ротаметр серії GT-LC з овальним зубчастим колесом — «засіб» для вимірювання високов'язкої гідравлічної оливи. Ця серія ротаметрів виготовлена ​​з високоякісної нержавіючої сталі, стійкої до високого тиску та корозії. Вона може працювати при температурі від -20℃ до 200℃ і чудово підходить для важких умов експлуатації гідравлічних систем. З точки зору точності, основна похибка ротаметра серії GT-LC становить ≤±0,5%. Деякі моделі можуть покращити точність до ±0,2% за рахунок оптимізації технології обробки зубчастих коліс і технології збору сигналів, що значно перевищує середній показник у галузі. Крім того, ця серія ротаметрів підтримує кілька режимів виводу (імпульсний вихід, вихід струму 4-20 мА) і може безшовно підключатися до систем керування, таких як PLC, забезпечуючи передачу даних про витрату в реальному часі та дистанційний моніторинг. У відповідь на потреби різних користувачів компанія Anhui JUJEA також надає послуги з індивідуального проектування, наприклад, розробляє корпуси, стійкі до високого тиску, для гідравлічних систем з високим тиском, а також оптимізує алгоритми компенсації в'язкості оливи для низькотемпературних умов, повністю задовольняючи персоналізовані сценарії застосування. b. Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd. (частина німецької групи E.HOLDING)
Компанія Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd., повністю власна дочірня компанія німецької групи E.HOLDING у Китаї, використовує ключові досягнення у сфері НДР та виробничі процеси компанії VSE Flowmeter Technology Co., Ltd., дочірньої компанії групи, щоб стати еталоном у галузі високоякісних гідравлічних витратомірів для мастильних масел. Овальні шестеренні витратоміри серії VS під торговою маркою VSE завдяки високій точності вимірювання та довгостроковій стабільній роботі стали найбажанішим вибором для прецизійного контролю витрат у численних гідравлічних системах.
Ця серія витратомірів характеризується унікальним механізмом зачеплення шестерень. Такий дизайн ретельно враховує характеристики потоку рідини всередині вимірювальної камери, мінімізуючи збурення рідини під час протікання. Це забезпечує стабільність і точність вимірювань навіть за умов малої витрати в гідравлічних системах, ефективно запобігаючи похибкам вимірювань, з якими часто стикаються в таких умовах.
Завдяки своїм винятковим характеристикам, овальні лічильники витрати серії VS широко використовуються в застосунках, що вимагають найвищого рівня точності та стабільності. У галузі аерокосмічної техніки їх можна використовувати для контролю потоку в гідравлічних системах керування космічних апаратів, забезпечуючи точну роботу в складних космічних умовах або на великій висоті. У виробництві високотехнологічного обладнання, наприклад, у гідравлічних системах прецизійних верстатів і великих промислових роботів, вони також забезпечують надійні дані про витрату, підтримуючи стабільну роботу обладнання, що робить їх придатними для різноманітних вимогливих промислових застосувань.
C. Emerson Process Management (Emerson)
Як світовий лідер у сфері промислової автоматизації, компанія Emerson Process Management представила серію коріолісових масових витратомірів Micro Motion, запровадивши інноваційні рішення в галузі вимірювання витрати гідравлічної оливи.
Маслові витратоміри Коріоліса ґрунтуються на унікальному принципі вимірювання сили Коріоліса. Вони безпосередньо вимірюють масову витрату рідини, реєструючи силові ефекти, що виникають при протіканні рідини через спеціально спроектовану трубу. Цей метод вимірювання принципово усуває залежність від фізичних властивостей рідини, характерну для традиційних витратомірів. Зміни в'язкості гідравлічної оливи, коливання робочої температури та зміни тиску в системі не впливають на результати, забезпечуючи високу точність вимірювань. Тому в промисловості ці прилади визнані «золотим стандартом» для вимірювання масової витрати гідравлічної оливи.
На практиці ця серія витратомірів показала виняткову практичність. Під час виробництва будівельної техніки вона забезпечує точний контроль операцій заповнення гідравлічним маслом, що гарантує постійний рівень гідравлічного масла для кожного відвантажуваного обладнання. Це забезпечує стабільність якості та зменшує варіації продуктивності, спричинені коливанням кількості масла. Під час планового технічного обслуговування гідравлічних систем оперативний контроль втрат масла надає персоналу точні дані про його витрати, дозволяючи розробляти науково обґрунтовані та раціональні плани обслуговування та запобігати виходу обладнання з ладу через недостатнього або надмірного споживання масла.

4. Рекомендації щодо вибору виробників витратомірів та тенденції галузі
(I) Основні принципи вибору з точки зору виробника

На підставі практичного досвіду виробників витратомірів, вибір витратомірів для гідравлічного масла має ґрунтуватися на трьох ключових принципах: «відповідність умовам експлуатації, відповідна точність та контроль вартості». По-перше, необхідно обрати відповідний тип витратоміра залежно від в'язкості, температури та тиску гідравлічного масла. Для високов'язких гідравлічних олій переважно використовують витратоміри овально-шестеренчастого типу, а для середніх і низьких в'язкостей — турбінні витратоміри. У разі високих температур і тисків слід враховувати матеріал витратоміра та його герметичність. По-друге, вимоги до точності мають відповідати сфері застосування. Для загальних промислових завдань достатньо класу точності 0,5, тоді як для високотехнологічного обладнання, метрології та калібрування потрібні прилади з точністю класу 0,2 або вище. По-третє, слід ретельно враховувати вартість обладнання та експлуатаційні витрати, щоб уникнути надмірного прагнення до високої точності, що призводить до непотрібних витрат.
(II) Тенденції розвитку галузі гідравлічних витратомірів мастила
З розвитком Industry 4.0 та інтелектуального виробництва, гідравлічні витратоміри мастила рухаються до «інтелектуалізації, інтеграції та екологізації». Щодо інтелектуалізації, виробники оснащують витратоміри розумними датчиками та можливостями бездротового зв'язку. У сфері інтеграції поширеним трендом стають інтегровані модулі вимірювання витрати. Наприклад, інтегрований витратомір VSE, призначений для багатоканальних гідравлічних систем, може одночасно вимірювати витрату в кількох масляних контурах, зменшуючи габарити обладнання та вартість монтажу. З приводу екологізації, виробники зменшують енергоспоживання витратомірів та забруднення навколишнього середовища шляхом оптимізації конструкції продукту та вибору екологічно чистих матеріалів.