Témata
Reklama

Čistota oleje - nástroj pro snížení výrobních nákladů

Velmi významnou skupinu olejů používaných v průmyslu tvoří oleje používané v hydraulických agregátech strojů. Důležitost udržování čistoty hydraulického oleje je zdůrazněna téměř v každé odborné literatuře a v každém mazacím plánu stroje

Hydrostatický mechanismus je zařízení pro přenos energie, kde nositelem energie je kapalina (nejčastěji ropný olej) a přenos se uskutečňuje prostřednictvím tlaku. Přenos energie je založen na principu vzniku hydrostatického tlaku v oleji působením vnější síly. Tento tlak se rychlostí šíření tlakových vln přenáší do celého objemu oleje. Velikost tlaku je závislá na ploše pístu a působící síle, rychlost pohybu pístu je závislá na průtoku oleje.
Reklama
Reklama
Reklama

Ztrátová energie

Při práci hydrostatického mechanismu se transformují různé formy energie, především mechanická na tlakovou energii kapaliny a opačně. V reálných podmínkách je energie kapaliny na výstupu (např. hydraulický válec) vždy menší než energie kapaliny na vstupu (čerpadlo), neboť část vložené energie se transformuje na teplo. Tepelná energie vzniklá při práci hydrostatického mechanismu je energií nevratnou, někdy je ne zcela přesně nazývaná energií ztrátovou. Vznik tepla souvisí s nutností překonávat vnitřní odpory hydrostatického mechanismu. Velikost odporu proti pohybu oleje v mechanismu je přímo úměrná velikosti tření kapaliny o stěny přenosových kanálů a částic kapaliny navzájem. Proto je velikost odporu přímo závislá také na znečištění oleje.
Pro představu, o jak velkou energii se jedná, uveďme si příklad výpočtu množství tepla, které je nutné pro ohřátí olejové náplně o objemu 250 litrů o jeden stupeň Celsia. Pro zjednodušení uvažujeme dokonale izolovanou nádrž. Pro výpočet platí vztah:
Q = c . m . (t - t1),
kde c je měrné teplo; pro ropný olej c = 1,67 kJ. Kg-1 .K-1, m hmotnost [kg], t - t1 rozdíl teplot [°C]. Po dosazení:
Q = 1,67 . 222 . 1 = 370,74 kJ.
Převedeme-li toto množství tepla na jednotky elektrické energie Wh, přičemž 1 Wh = 3600 J, dostaneme jednoduchým výpočtem:
Q = 370 740 J = 103 Wh = 0,1 kWh
Pokud dovedeme naši úvahu až k přepočtu na finanční částku, která je nutná pro ohřívání
250 litrů olejové náplně o jeden stupeň Celsia za jeden rok provozu (6000 h), dostaneme při průměrné ceně 3 Kč/kWh výslednou ztrátu 1800 Kč.

Druhy znečištění

Co je skutečným znečištěním v hydraulice? Jaký druh znečištění se podílí na změnách koeficientu tření v hydraulice? Zjednodušeně lze znečištění oleje rozdělit na "tvrdé" (otěrové kovy, prachové částice, brusivo, ostatní částice), "měkké" (oxidační produkty oleje a produkty reakce aditiv olejů) a "vodu" (vyskytuje se volná a vázaná). V reálném hydraulickém systému stroje nelze předpokládat, že jednotlivé typy znečištění oleje působí na funkci stroje samostatně bez vzájemných vazeb. Například částice "tvrdého" znečištění jsou kromě významného podílu na abrazivním opotřebení komponentů hydraulického systému základem vzniku submikroskopických částic, které působí jako katalyzátory a jsou příčinou oxidace oleje, a tedy základem měkkého znečištění. Nárůst "měkkého" znečištění (úsad) v systému a na sacích filtrech může způsobit kavitační opotřebení čerpadla, tedy opět nárůst znečištění "tvrdého". Hydraulický systém stroje se pak začne pohybovat ve vazbě následků a příčin. Výsledkem je ztráta provozní spolehlivosti, produktivity a nárůst poruch stroje.
Změna koeficientu tření u nového oleje a oxidované směsi oleje s olejovými kyselinami je patrna z grafu. Podle velikosti změn koeficientu tření lze polemizovat s názorem, že oxidační úsady jsou pro hydrostatický mechanismus nepodstatné nebo dokonce prospěšné. Teorie definuje základní olej jako nepolární kapalinu, ovšem oxidační částice polární jsou. Kov má permanentní dipólový moment a polarizované částice jsou proto zachycovány jeho povrchovou plochou. Jakmile jsou oxidovány molekuly oleje, následuje autooxidace a molekuly polymerizují. Polymerizované oxidační produkty jsou v molekulárních velikostech a jsou velmi lepivé. V praxi se první oxidační produkty v oleji objevují již po tříměsíčním provozu mechanismu a po třech letech provozu už mohou dosahovat podílu až 65 % z celkového znečištění oleje.

Elektrostatické čištění olejů

Má-i být čistota oleje skutečným nástrojem ke snižování nákladů, je nutné přihlédnout ke všem druhům znečištění, tedy i k polymerizovaným oxidačním produktům. Nástrojem vhodným pro snižování celkového objemu nečistot je technologie elektrostatického čištění olejů (ELC) firmy Kleentek. Tato technologie umožňuje pozitivně ovlivňovat účinnost hydrostatického agregátu tím, že je schopna odstraňovat z oleje a potažmo ze systému stroje i produkty oxidace. Díky tomu se snižují koeficienty tření pohyblivých prvků systému a průtok oleje ventily a regulačními odporovými prvky se stává konstantním. Energetická rovnice systému vykazuje nižší ztráty.
Jak je toho dosaženo? Přístroje Kleentek pracují na principu Coulombova zákona. V čisticí komoře přístroje se elektrickým napětím o velikosti 10 kV vytváří homogenní elektrické pole. Jelikož každá částice znečištění má definovatelný elektrický náboj, jsou částice s kladným nábojem přitahovány ke katodě a částice se záporným nábojem k anodě. Neutrální částice zůstávají nedotčeny. Tento děj se nazývá elektroforéza. Pokud vložíme do homogenního elektrického pole dielektrikum, dojde k zakřivení a zhuštění elektrických siločar, tedy k porušení homogenity elektrického pole. U přístrojů Kleentek se toho dosahuje vložením kolektoru do čisticí komory. Deformací pole kolektorem jsou zachycovány i neutrální částice. Děj se nazývá dielektroforéza.

Porovnání metod čištění

Elektrostatické čištění nenabíjí olej, ale pouze využívá elektrických nábojů nerozpustných částic v oleji a zachycuje je bez ohledu na jejich náboj, velikost a druh. Pomocí konvenčních způsobů čištění, jako je filtrace, odstřeďování nebo magnetické jímání je v praxi možné odstranit částice, jejichž velikost je ohraničena. Filtry jsou pro některé druhy znečištění nepoužitelné. Náklady na energii pro filtraci tlakové kapaliny hydraulického zařízení jsou často ve stejné řádové velikosti jako náklady na filtrační prvky a jejich výměnu. Odstřeďování je účinné pouze pro částice s měrnou hmotností vyšší, než má olej. Přístroje Kleentek odstraňují z oleje i částice submikroskopických velikostí, které nemohou být konvenčními metodami odloučeny a jejichž velikost sahá hluboce pod 1 ?m. Na posledním grafu jsou uvedeny statické koeficienty tření oxidovaného, ale elektrostaticky čištěného oleje.
Přístroje Kleentek jsou určeny pro čištění širokého spektra průmyslových olejů, např. hydraulických, převodových, turbínových, strojních, kompresorových, transformátorových, řezných atd. Pražská firma Kleentek, spol. s r. o., je výhradním dodavatelem přístrojů pro elektrostatické čištění průmyslových olejů v České, Slovenské a Polské republice.
Ing. Milan Soukup
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 40494
Datum: 14. 04. 2004
Rubrika: Trendy / Průmyslové kapaliny
Autor:
Související články
Komplexní možnosti elektrostatického čištění olejů

Automobilový průmysl roste a tím rostou i nároky na subdodavatelské firmy. Jistota dodá-vek je u nich vykupována trvalým tlakem na vysokou kvalitu výroby při snižování cen vý-robku. Konkurenční prostředí je v tomto odvětví velmi silné. Mnoho firem se proto snaží přidávat k výrobkům vyšší přidanou hodnotu, tedy dodávat již finální podskupiny, přímo na montážní linky automobilek. To vyvolává samozřejmě velký tlak na rozšiřování používa-ných technologií a s nimi i na používaná maziva.

Preventivní údržba v oblasti olejů a maziv

Preventivní údržba nám říká: „Nečekejte na poruchu, udržujte stroje v perfektní kondici a poruše stroje se vyhnete.“ Zavedení systematické péče o oleje nám umožňuje předcházet problémům a udržovat stroje v bezporuchovém, a tím i nízkonákladovém provozu.

Vlastnosti moderních plastických maziv

Průmyslová odvětví neustále vyhledávají plastická maziva, jež nabízejí nejkvalitnější technické parametry mazání – lepší mechanickou stabilitu, zvýšenou odolnost vůči smyku a vodě, účinnější ochranu proti korozi a stálý výkon jak při vysokých, tak nízkých teplotách.

Související články
Výzvy při lisování hliníku

Vzhledem k neustále se zvyšujícím požadavkům na snižování spotřeby paliv automobilovém průmyslu, musí výrobci hledat cesty ke snižování hmotnosti automobilů všech produktových řad. Vedle používání ocelí AHSS a UHSS jsou hliníkové slitiny velmi atraktivní a životaschopnou možností pro výrobce. Novější typy oceli mohou být zpracovány podobným způsobem původně používaným po generace. Hliníkové materiály mají mnoho výhod i nevýhod oproti oceli, které musí být pečlivě zváženy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nanoaditivace lubrikantů

Využití nanomaziv v moderních technologiích zaznamenává výrazný pokrok. Nanomazivo je nový prostředek skládající se z částic o velikosti nanometrů rozptýlených v základním mazivu. Použití nanoaditiv ve formě nanočástic má vysokou účinnost z důvodu jejich vysoké chemické a biologické aktivity. Aditivace maziv nanočásticemi je jednou z možných cest k řešení problémů s likvidací bakterií a tím zlepšení biologické, chemické a technologické stability procesních kapalin. V článku je sledován vliv aditivace lubrikantů nanočásticemi oxidu křemičitého (SiO2) na součinitel tření a opotřebení.

Maziva pro potravinářský průmysl

Společnost Fuchs vyrábí oleje a maziva už více než 85 let – pro téměř všechny aplikace a odvětví. S více než sto tisíci zákazníky a padesáti společnostmi po celém světě je Fuchs předním světovým nezávislým výrobcem olejů a maziv.

Výměna hydraulických olejů v praxi

Výměny hydraulických olejů představují odjakživa součást údržby hydraulických strojů. Ve většině případů je výměna spojena s předpisem nebo doporučením výrobce (dodavatele) stroje. Avšak pomáhají tyto výměny stroji? Udržují ho v bezporuchovém režimu?

Vynález bezolejového technologického maziva

Před 35 lety v klidné ulici v Evanstonu (USA) vyvinul Art Dampts vůbec první vysoce výkonné bezolejové mazivo pro lisování kovů. Pan Dampts strávil většinu své kariéry ve výzkumném centru IRMCO, které nyní nese jeho jméno.

Čistící síla pro hydraulické systémy

Majitelé podniků a provozovatelé strojů neustále hledají nové způsoby, jak zefektivnit produktivitu výroby a zvýšit svou konkurenceschopnost. Údržba hydraulických zařízení se však stále více potýká se znečištěním hydraulického systému kaly a usazeninami. Tyto usazeniny snižují efektivitu práce strojů, způsobují zbytečné prostoje a snižují celkovou produktivitu práce a navyšují celkové náklady.

MKU_Maziva pro obrábění ozubených kol

Ještě před několika lety se musela k dosažení optimálního obrobení ozubených kol použít velká paleta různých obráběcích kapalin, situaci navíc komplikovaly různorodé povrchy a tepelné zatížení. Dnes je situace přehlednější. Vhodným výběrem pokročilých obráběcích kapalin lze výrobu ozubených kol významně zefektivnit.

Oleje pro operace lisování

Lze i dnes výrazně snížit náklady a zvýšit produktivitu při tváření kovů za studena? Proces tváření za studena je doprovázen třením, proto je nutné použít mazivo, které zabraňuje zadírání nástrojů. Tím se sníží deformační odpor a zvýší kvalita povrchu tvářeného dílu. Srovnáme-li spotřebu klasických olejů při lisování s ekologickými oleji, pak oleje řady Luba a Solester na bázi rostlinných esterů a polymerů, vyvinuté společností Molydal, vykazují nižší množství spotřebovaného oleje na vylisování stejného výlisku, prodlužují životnost lisovacích nástrojů, neobsahují žádné nebezpečné látky a jsou snadno odstranitelné. Při jejich výrobě se používají látky z obnovitelných přírodních zdrojů.

Servisní zásah zabránil odstávce kulového mlýnu

I při poruše klíčového zařízení pro zpracování suroviny lze díky použití opravného mazání zabránit přerušení výroby a s tím spojeným ztrátám.

Filtrace kapalin odstředivou silou

Firma technology-support, s. r. o., výhradní zástupce renomovaného výrobce vysokotlakých chladicích systémů ChipBlaster, nyní nabízí pod obchodním názvem CentraBlast filtrační čerpadla na bázi odstředivky.

Plastické mazivo pro vysoce zatížená ložiska

Plastická maziva typu Total Ceran využívají moderní typ zpevňovadla na bázi modifikovaného kalciumsulfonátového komplexu.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit