作動油の選択

選考の原則とステップ

油圧システムの作動媒体を正しく合理的に選択することは、システムをさまざまな環境条件に適応させるために不可欠である。この思慮深い選択は、システムとその構成部品の寿命を延ばすだけでなく、油圧機器の運転の信頼性を大幅に向上させる。さらに、事故防止にも重要な役割を果たす。

あらゆるタイプの油圧システムにおいて、作動媒体の選択は多くの要素を考慮する必要がある。

表1-23 油圧システムの作動媒体選択の原則

選考の原則考察
油圧システムの環境条件難燃性が必要かどうか(引火点、自然発火点)
ノイズ除去能力(空気溶解性、消泡性)
廃液処理の毒性・臭気と環境汚染の要件
油圧システムの運転条件使用圧力範囲(潤滑性、極限負荷容量)
使用温度限界(粘度、粘度-温度特性、熱安定性、低温流動性)
回転速度(キャビテーション、ベアリング表面の湿潤力)
作業媒体の品質物理化学的指標
金属やシールへの適応性
防錆・耐食性
酸化防止剤の安定性
剪断安定性
経済的価格と耐用年数
メンテナンスの容易さ

作動油の選択は、3つの基本ステップで行うことができる:

1) 作動媒体の性能指標の変化範囲に関する油圧システムの要求事項をリストアップする:粘度、密度、 温度限界、圧力限界、蒸気圧、燃焼性、潤滑性、空気溶解性、圧縮性、毒性。

2) 可能な限り,上記の要件を満たすか,またはそれに近い種類の作動媒体を選択する。さらに、油圧部品のメーカーから作動媒体の推奨事項を入手し、製品カタログを参照する。そうすることで、選択した媒体がシステムのニーズに合致し、全体的な性能を高めることができる。

3)最終的な合成、計量、パラメーターのすべての側面の要件を調整し、適切な作業媒体の選択を決定する。

流体粘度の選択

油圧システムの作動油の種類の選定が完了すると、使用する作動油の粘度の判定が必要となる。判断の根拠は以下の通りである。

1) 油圧ユニットはさまざまな地域や気候条件の中で使用されるため、粘度限界を慎重に考慮することが重要である。下限粘度である潤滑限界は、最高温度で短時間に許容される最低粘度を表し、例えば 90℃での漏れ作動油の粘度を示す。一方、キャビテーション限界は、粘度の上限を定めるものです。キャビテーション限界は、許容できる最高粘度を決定します。ただし、これは冬の屋外での始動時など、短時間に限られます。

2) 油圧システムの作動温度変化に対する要求は、極めて重要な考慮事項である。鉱物性作動油の場合、温度範囲は-20~80℃である。しかし、作動油と油圧システムの両方にとって最良の耐用年数を達成するためには、最高温度が 65℃を超えないようにする必要がある。一方、含水作動油の温度範囲は10~54℃と狭い。したがって、作動油を選択する際には、粘度-温度指数に特に注意を払うことが不可欠である。この適応により、システムの安定性と有効性が保証される。

3) 最も重い作動部品はポンプとモーターである。選択された流体の粘度は、一般的にこれらの部品に適用されます。さらに、同じ粘度は通常バルブにも適しています。同じ種類の製品でも、製造業者によって推奨する粘度範囲が異なることに注意してください。表 1-24に各メーカーが推奨する油圧部品の粘度範囲を示す。

表1-24 粘度範囲の異なる油圧部品

工場コンポーネント推奨粘度/(mm²/s)
粘度上限粘度の下限通常動作範囲
ダンフォスストレートシャフトピストンポンプとモーター2201313~54
ギア、ベーン、カーブシャフトポンプ、モーター8601313~54
低速・高トルクベーンモーター1101313~54
一般バルブ5001313~54
スタッキングバルブ50088~51
比例弁5001313~54
サーボ弁2201313~54
ピストンポンプ、サイクロイドモーター1600720~15
ボッシュ・レックスロスピストンポンプ、モーター1000~16005~1016~36
ギアポンプ1000~20001020~100
可変ベーンポンプ800(燃料供給開始)
200(通電開始)
1010~160(キャリア圧力<6.3MPa)
25~160(キャリア圧力>6.3MPa)
一般バルブ8001010~380
比例弁3802.810~380
油圧シリンダー3802.820~100
コンポーネント200~8001012~100

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