ABC i hydraulikkunskap för lyftbranschen

Hydraulik, d v s att överföra kraft eller styra mekaniska förlopp med hjälp av vätskor under tryck, är en av mänsklighetens smartaste uppfinningar. Många lyftanordningar skulle inte fungera utan hydrauliska system, men för att de hydrauliska systemen skall fungera krävs att man tar hand om tekniken på rätt sätt.

”Renhet i alla lägen, vid montage, påfyllning och underhåll, är det absolut viktigaste för att hydrauliken ska kunna bjuda på alla sina fördelar – vara lätt att styra och pålitligt, ha ett inbyggt överlastskydd genom att varm olja fungerar som tryckbegränsare och att erbjuda ett utmärkt effektförhållande i relation till vikt och storlek,” säger Anders Jacobi från Söders Maskinservice AB.

Anders Jacobi har 18 års erfarenhet av hydraulik både i industri och ute på fältet gav tillsammans med Karl-Magnus Wirestig, som arbetar med försäljning och marknadsföring av produkter för mobila maskiner på Specma Hydraulic, åhörarna på Växjö krandagar en rejäl snabbkurs i hur man håller sitt hydrauliska system i bästa trim.

”Hydraulsystem är normalt ytterst driftsäkra. Om de slutar fungera är den vanligaste orsaken föroreningar. Fasta föroreningar fungerar som blästermedel och de gör till exempel att sliden slits ut och att systemet fungerar inexakt på grund av repor etc.”

Föroreningar kan bestå av fasta partiklar eller mikroorganismer men också av luft eller vatten. En speciell källa till fel är termisk förorening då oljan blir så het att den bryts ner eller omvandlas.

Oljeprov förlänger livslängden

”Man skiljer mellan tre olika källor till förorening: för det första produktion, montage och underhåll, för det andra drift och för det tredje exponering. Den första källan är den mest frekvent förekommande – risken för att få in föroreningar ökar alltid då systemet utsätts för luft, d v s öppnas av någon orsak”, förklarar Karl-Magnus Wirestig.

”Tillverkarna är medvetna om riskerna. Så testkör till exempel Atlas Copco 100 % av alla hydraulhammare. Sedan spolas varje maskin ren innan den går till leverans”, berättar Anders Jacobi
.
Det finns tre typer av skador genom fasta partiklar i oljan. Trekroppserosion uppstår när fasta partiklar kommer in mellan två rörliga ytor, bombardemangserosion när partiklarna slungas med den trycksatta oljan mot en yta och deformationserosion, som är en termoplastisk deformation.

”Enligt standarden ISO 4406 definieras renheten i systemet genom att man mäter antalet partiklar i tre olika storleksklasser, > 4 μm, > 6 μm och > 14 μm i 100 ml olja. För en pump med kapaciteten 100 l/min är skillnaden mellan ett rent och ett smutsigt system 3 kg mot 1500 kg föroreningar per år. Äldre maskiner kan acceptera grövre partiklar medan ett modernt system är känsligt för föroreningar större än 6 μm.”

Luft och vatten

Luft är inget problem så länge den är bunden till oljan, men luften blir en förorening om den förekommer i fri form, t ex i samband med tryckfall då luftbubblor frigörs. Resultatet kan bli skumbildning, sämre smörjförmåga, sämre kontroll av rörelser, oxidationsskador etc.

”Vatten finns alltid i olja, men vattenhalter ovanför mättnadsgränsen är skadliga. Fuktig olja kan frysa och korrosions- respektive oxidationsbenägenheten ökar. Vattenkontamination gör att oljan ändrar färg och blir ljusare. Antioxidanter i oljan förstörs av vatten och bildar slam. Slitagehämmare omvandlas till svavelsyra etc.”

Mikroorganismer kan bara föröka sig i ett system som är förorenat av vatten. Konsekvenserna kan bli förödande. Hydraulvätskan kan förstöras, korrosionen accelererar genom bildning av svavelsyra etc. och filter kan blockeras med driftstopp som följd.

Höga temperaturer

”Höga oljetemperaturer är mycket skadliga. Förutom att limliknande slam bildas dubblas oxidationstakten för oljan för varje ökning med 10 oC. Vid +100 oC återstår bara 3 % av oljans ursprungliga livslängd jämfört med den idealiska drifttemperaturen + 40 oC. Processen går snabbt, först sjunker viskositeten, sedan uppstår mekanisk kontakt mellan ytor när smörjningen går från hydrodynamisk till mekanisk. Friktionen höjer ytterligare temperaturen och till sist slutar tätningarna fungera och ett haveri är faktum.”

Anders Jacobi och Karl-Magnus Wirestig påpekar att man regelbundet ska bedöma sin olja:

”Gör en optisk kontroll, färgen avslöjar främmande partiklar eller vattenkontamination, känn på oljan. Fingrarnas känslighet känner av partiklar ner till ca 10 μm. Kontrollera maskinens oljetemperatur regelbundet. Vid osäkerhet – ta ett oljeprov. Det kostar cirka 350-550 kronor. Men att bara ta ett oljeprov en enstaka gång eller byta filter en gång är meningslöst. Det är det kontinuerliga underhållet som är viktigt. Alla som bryr sig seriöst om sin utrustning ska upprätta en underhållsplan. Vi ser att enskilda entreprenörer är noggranna eftersom de är ekonomiskt beroende av att maskinerna fungerar.”

Filter är A och O

”Jag vill absolut trycka på vikten av filtrering och renhet. Moderna filter kan ta hand om partiklar ner till endast 1 μm. De vanligaste filtermaterialen är olika cellulosakvaliteter och glasfiber för vertikal eller horisontal filtrering och en del moderna filter klarar av tryck upp till 500 bar”, berättar Anders Jacobi.

Man kan vid behov använda sig av externa filterkretsar, off-line-filter, som renar föroreningar som redan tagit sig in i hydraulsystemet. För att undvika dessa problem - lämna aldrig systemet öppet vid rengöring eller montage, plugga igen alla öppningar när inte arbete pågår.

”Det finns en hel uppsättning av andra filtertyper för oljecirkulationssystemet: tryckfilter, returfilter, andningsfilter och sugfilter. Vi rekommenderar alltid ett luftfilter; tanken andas då oljevolymen varierar, vilket gör att luftburna föroreningar kan sugas in i systemet. Också ett returfilter är bra att ha. Generellt kan man säga att skillnaden (tryckfallet) mellan ingångs- och utgångstrycket påverkar filtrets livslängd.”

Tekniska problem kan undvikas

De flesta hydraulsystem för mobila tillämpningar är konstruerade utan redundans, d v s ett slangbrott sätter systemet ur funktion. Man kan enligt Anders Jacobi och Karl-Magnus Wirestig reducera riskerna genom rätt lösningar.

”Man kan försöka att konstruera bort problemet, att undvika att bygga ormbon av slangar, som utsätts för mekanisk nötning. Man kan också välja hårdare slangar. Beträffande kemisk motståndskraft tål gummit på insidan hydrauloljan väl medan materialet på utsidan är känsligare för nedsmutsning medan det i sin tur har högre slitstyrka. Mer naturgummi ger generellt en bättre produkt. Slangarna testas innan leverans med tryckpulser. Man kan undvika slangproblem med multifunktionsblock, som också ger snabbare montage och minskar läckagepunkter. Nackdelen är att felsökningen blir mer komplicerad.”

Beträffande hydraulblock sker de flesta skadorna genom att godset spricker mellan portarna, särskilt i skogsmaskiner, som arbetar med tryck mellan 320 och 350 bar.

”En trend är att trycket ökar och flödet minskar, vilket betyder mindre effektförluster. Enkla maskiner som gräsklippare och städmaskiner når sällan över 210 bar, containertruckar arbetar med 250-280 bar medan transmissionshydraulik når ända upp till 550 bar. Aluminiumblock tål färre tryckpulsationer och generellt kan sägas att kopplingen i porten medför stress på materialet.”

Generellt kan sägas att kopplingens åtdragsmoment i porten medför ökade påfrestningar på materialet.

Ett problem i mobil hydraulik är att trycket sjunker i systemet. Anders Jacobi och Karl-Magnus Wirestig rekommenderar att man använder en lasthållningsventil, en sätesventil, som är tätad.

”Slidventiler har alltid ett internt läckage, Om tätningen är frisk är läckaget från plus- till minussidan försumbart. Om inte överlastskyddet fungerar kan det uppstå kontakt metall mot metall då oljefilmen pressas undan.”

 Av: Tage Eriksson

Sidan skapad: 08 dec 2011