HİDROLİK YAĞLAR

HİDROLİK YAĞLAR

 

1- Görevleri:

Hidrolik devrelerde kullanılan sıvılardır. Hidrolik enerjinin çalışan elemanlara iletilmesinde kullanılan sıvıların hidrolik akışkan olabilmesi için birtakım özelliklerinin olması gerekir. Hidrolik sistemlerde verimin alınabilmesi ve çalışan elemanların ekonomik ömrünün uzun olması için hidrolik yağlar kullanılır.

 

2-Akışkan Çeşitleri:

Ø    Su,

Ø    Doğal yağlar,

Ø    Sentetik (yapay) yağlar olarak üç gruptur.

 

Ø   Su:

Hidrolik sistemlerin bulunduğu ilk dönemlerde akışkan olarak su kullanılmıştır. Günümüzde de yüksek ısılı çalışma ortamlarının olduğu yerlerde, hidroelektrik santrallerinde ve türbinlerde su kullanılmaktadır. Fakat su paslanmaya (korozyon) sebep olduğundan mutlak kullanılması gereken yerlerde gliserin ya da pas önleyici kimyasallar katılarak kullanıma sunulmaktadır.

 

Ø   Doğal Yağlar:

Su kullanımının paslanmaya yol açması ve bazı olumsuzluklarının görülmesi sonucu, bitkilerden elde edilen ayçiçek yağı ve zeytinyağı hidrolik sistemlerde kullanılmaya başlanmıştır. Fakat yüksek basınçlarda uzun süre çalışması gereken yerlerde istenilen verime ulaşılamamıştır. Bu nedenle üreticiler sentetik yağ arayışına yönelmişlerdir.

Ø   Sentetik (Yapay) Yağlar:

Petrol ürünlerinden elde edilen yağlardır. Hidrolik sistemlerde akışkan olarak sentetik yağ kullanmanın amacı, hareket eden parçaların sürekli yağlanması nedeniyle oluşabilecek ısınma ve aşınmaları yok etmektir. Petrol ürünlerinden elde edilen yağlar yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklılığı yüksek yağlardır.

 

Hidrolik sistemlerde kullanılan yağlar, çalışan iki metal arasında bir yağ filmi tabakası oluşturarak aşınmayı azaltır. Verimin artmasına ve çalışan kısımların kendi-liğinden yağlanmasına yardımcı olur.

 

Uzun süre yüksek basınç altında çalışabilecek ısıya dayanıklı, ihtiyacı karşılayabilen sentetik yağlar üretilmiş ve kullanıma sunulmuştur.

 

ISO 6071 ‘e göre yağların çeşitleri şöyledir:

 

HFA = Yağın su ile yaptığı (emüIsiyon) karışımdır. % 20 sentetik yağ ile % 80 su karışımından meydana gelir.

 

HFB = Suyun yağ ile yaptığı (emülsiyon) karışımdır. % 60sentetik yağ ile % 40 su karışımından meydana gelir.

 

HFC = İki veya daha fazla yağın su ile yaptığı (emülsiyon) karışımdır. % 60 ‘ı çeşitli sentetik yağlar, geriye kalan % 40 ‘ı sudur.

 

HFD = İki veya daha fazla değişik özellikteki yağın (emülsiyon) karışımından meydana gelir.

 

ISO 6071 ‘e ve SAE (Amerikan Mühendisler Birliği) standardına göre üretilen yağlar kış ve yaz mevsimlerine göre sınıflandırılırlar. Kış şartlarına göre; W10, W20, W30 gibi isimler alırlar. Bu rakamlar viskoziteyi ifade eder. W 10 düşük, W 40 yüksek viskozite anlamına gelir. Bu rakamlar yükseldikçe yağlar katılaşır, akıcılığı güçleşir. Hidrolik devreler için W10 – W20 numaralı yağlar, en iyi verimle çalışan yağlardır (Çizelge 10. 1).

 

 

SAE

Numarası

Viskozite özellikleri

-200 C ‘ ye göre

900 C ‘ ye göre

Düşük

Yüksek

Düşük

Yüksek

  5 W

 

3      520

-

-

10 W

5       250

10    560

-

-

20 W

10     560

42    000

-

-

20 W

-

-

42

55

30 W

-

-

55

67

40 W

-

-

67

83

50 W

-

-

83

112

 

Tablo 10.1: SAE Standartlarına Göre – 20°C Ve 90°C Isı Arasında Ölçülen Sıcaklıklara Göre Yağ Numaraları ve Viskozitelerinin Ölçüleri

 

 

 

3- Hidrolik Yağlarda Aranan Özellikler:

                   

  Hidrolik yağlarda bazı özelliklerin bulunması şarttır. Rastgele yağların kullanılması sistemde olumsuzluklar meydana gelmesine neden olur.

Bu özellikler şunlardır:

 

Ø      Viskozite,

Ø      Köpüklenme,

Ø      Yağlama yeteneği,

Ø      Polimerleşme,

Ø      Oksidasyon,

Ø      Akma noktası,

Ø      Isıl genleşme,

Ø      Özgül ağırlık,

Ø      Film dayanımı,

Ø      Alev alma noktasıdır

 

Bu özellikleri genel olarak sıralamak gerekirse;

 

Ø    Güç iletme özelliği bulunmalıdır.

Ø    Devre elemanlarını ve çalışan kısımları yağlama özelliği bulunmalıdır.

Ø    Sistem ısındığında soğutma yapmalıdır.

Ø    Yapışkanlık özelliğinden ötürü sızdırmazlık sağlamalıdır.

Ø    Çalışan elemanlarda paslanma sorun olduğundan paslanmaya karşı koruyucu olmalıdır.

Ø    Yağların oksijenle birleşmesi yağın ekonomik ömrünü kısaltır. Bu yüzden oksijenle birleşmeye karşı direnci yüksek olmalıdır.

Ø    Yağlar, içindeki hava ve suyu kolayca dışarı atabilmelidir. (Su pasıanmaya neden olur. Hava kabarcıkları ise kavitasyon oluşturur. Sistemin düzensiz çalışmasına neden olur.)

Ø    Yüksek basınçlarda çalışırken ısıya karşı özelliklerini kaybetmemelidir.

Ø    Bir biri üzerinde hareket eden parçalar arasında film tabakası oluşturmalıdır.

Ø    Güç kaybına neden olmamalıdır.

Ø    11.Çalışma şartlarından ötürü sistemin içine girebilecek pislikleri süzme özelliği olmalıdır.

 

3.1.  Viskozite:

 

 Sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirence viskozite denir.

          Yağların viskozitesi çalıştıkları ortamın sıcaklığına göre değişir. Isı yüksel-dikçe viskozitesi azalır. Isı azaldıkça viskozitesi artar. Yağın viskozitesinin sıcaklığa bağlı olarak değişmesine viskozite indeksi denir.

 Yaz ve kış ortamına göre çalışabilecek viskozitesi uygun hidrolik yağlar tercih edilmelidir. Yağların ısı ortamlarında viskozitesi, viskozimetre ile ölçülür. Şekil 10.1 de bir saybolt viskozimetresi görülmektedir.

 Yağların viskozitelerinin yüksek ve düşük oluşları hidrolik devrelerin çalış-tıkları ortamda sorun çıkarır. Hidrolik sistemler için çalışma ortamları ve ısıları iyi hesaplanarak yağ tercihi yapılmalıdır. Yüksek viskozitede ısı yükselir, basınç düşer, hareket yavaşlar ve yüksek direnç oluşur. Viskozite düşük olduğunda ise pompa verimi düşer, sızıntı artar, aşınma olur ve hız azalır.

 hidrolik-yaglar

Şekil 10.1:  Saybolt Viskozitemetresi İle Yağların Ölçümü

 

Viskozite Çeşitleri:

 

 Mutlak Viskozite:

Birbiri üzerinde kayan akışkanların kendi hareketleri arasında oluşan dirençtir. Akışkan hareket halinde olduğu için dinamik viskozite de denir.

Birimi (Poise) dir.

1 Poise = 1 cm kalınlıktaki yağ filmi tabakasının kendi yağ tabakaları arasında bir saniyede bir cm hızla hareket edebilmesi için gereken kuvvete denir.

      

1 Poise =clip_image004 = 100 cp (centipoise) = 0,1 Ns./m2

                

  Kinematik Viskozite:

Akışkanın mutlak viskozitesinin kendi yoğunluğuna olan oranıdır.

Birimi (Stoke) dir.

1 St (Stoke) = 100 mm2/s.

 

3.2. Köpüklenme:

Hidrolik devrelerde yağın içine hava karışmasıyla meydana gelen durumdur. Kö-püklenme, sistemin verimsiz ve titreşimli çalışmasına sebebiyet verir. Sistemin basıncı da azalır. Boruların kıvrım biçimi köpüklenme nedeni olabilir.

Bu olumsuzluğu ortadan kaldırmak için; borular keskin (90°) köşeli bükülmemelidir.  Büyük kavislerle bükülmelidir. Kesitleri birdenbire daraltılmamalı, (Şekil 10.2) iç yüzeyleri düzgün olmalıdır. Depo içinde sisteme uygun filtre seçilmeli ve boruların ağzı (45°) eğik kesilmeli, emiş ve dönüş hattı arasına ara perde konularak türbülansa izin verilmemelidir (Şekil 10.2). Bunun için devrede hava alma elemanları olmalıdır.

clip_image006

 

 

  hidrolik-yaglar2

Şekil 10.2: Yanlış Bükme ve Kesit Daralması

 

3.3. Yağlama Yeteneği:

 

Hidrolik devreler için iyi bir yağ, çalışan parçaları yağlamalıdır. Yağlama yete-neğinin iyi olması, çalışan parçaların hareketini rahatlatır, güç kaybını azaltır. Hareket eden parçalar arasında yağ filmi tabakası oluşturur. Hidrolik yağlarda aranan bu nitelikler; yağın viskozitesine, akıcılığına, viskozite indeksine ve içinde yabancı madde barındırmamasına bağlıdır.

 

3.4. Polimerleşme:

 

Hidrolik devrelerde, yüksek basınç ve ısıda yağın özelliğini korumasıdır. Yağ bu olumsuz şartlarda bozulmuyor ve moleküllerine ayrışmıyorsa polimerleşme özelliği iyidir.

 

3.5. Oksidasyon:

 

Polimerleşme nedeni ile oluşan olumsuz durum, hidrolik devre elemanla-rında oksit ve paslanma oluşturur. Ayrıca yağın içindeki suyun da ayrışması veya çeşitli bölgelerden içeri giren oksijen, metal kısımların oksitlenmesine neden olur. Bunun için hava ve suyun hidrolik devreden dışarıya atılması gerekir.

 

3.6. Akma Noktası:

 

Hidrolik devre yağlarının akıcılık özelliğini kaybedip koyulaşmaya başladığı ısıya “akma noktası” denir. Hidrolik devrelerde yağın çalışma sıcaklığı 50°C ila 100°C arasındadır. Çalışma ısıları düştükçe yağın viskozitesi artar yani akıcılığı azalır. Böyle durumlarda sistemin verimi de azalır. Yağların akma noktası ve özellikleri üretici firmalar tarafından belirtilir.

 

3.7. Isıl Genleşme:

 

Hidrolik devrelerde yağın ısısının artması ile yağda ısıl genleşmeler meydana gelir. Isıl genleşme neticesinde yağın hacmi artar. Hacmi artan yağ, sistemde sıkışma oluş-masına neden olur. Bu nedenle depoya doldurulacak yağ miktarı, ısıl genleşme sonucu hacminin artacağı hesaplanılarak doldurulmalıdır. Yağ, 1 oC sıcaklıkta bulunduğu hacminin 0,0007 katı oranında artış gösterir. Artış şu formül ile hesaplanır:

Δt =t2 – t1           ,       V= V0 clip_image008Δtclip_image008α     ,    V=V0 + V1

 

 

Δt =Yağın ısı sonucu artma miktarı  0C

t2     = Son sıcaklık 0C

t1     = İlk sıcaklık 0C

V1 = Yağın hacim olarak artışı ( l )

V0  = Yağın ilk hacmi ( l )

V  = Yağın son hacmi ( l )

α  = Yağın genleşme oranı ( 1 0C  da  0,0007 kat artış gösterir.)

 

3.8. Özgül Ağırlık:

 

Hidrolik yağların 20°C ısıda birim hacminin ağırlığıdır. N/dm3 veya kgf /dm3 birimleri ile ölçülür. Genel olarak hidrolik yağların özgül ağırlıkları 0,90 – 0,95 N/dm3 olarak ifade edilir.

 

3.9. Film Dayanımı:

 

Yağın çalışan parçalara yapışma ve katman oluşturma özelliğidir. Hidrolik devre-lerde birbiri ile çalışan parçalar arasında aşınma olmaması için yağ filmi tabakası meydana getirilir. Yağların film dayanımı özelliğinin iyi olması güç kaybını azaltır. Sistemin, ömrünü uzatır.

 

3.10. Alevalma Noktası:

 

Yağların 160°C – 200°C arasındaki ısılarda toz halinde (pülverize) püskürtüldükleri zaman yanmaya başladığı noktadır.