Lektion 1: Hydraulv ¨atskan och dess egenskaper

Lektion 1: Hydraulv ¨atskan och dess egenskaper

• Trycket samma överallt i systemet, djupet försummas.

Lektion 1: Hydraulv ¨atskan och dess egenskaper

• Trycket samma överallt i systemet, djupet försummas.

• p = F ¹ /A ¹

Lektion 1: Hydraulv ¨atskan och dess egenskaper

• Trycket samma överallt i systemet, djupet försummas.

• p = F ¹ /A ¹

• p = F ² /A ²

Lektion 1: Hydraulv ¨atskan och dess egenskaper

• Trycket samma överallt i systemet, djupet försummas.

• p = F ¹ /A ¹

• p = F ² /A ²

• ^F

A = _A ^F

Lektion 1: Hydraulv ¨atskan och dess egenskaper

• Saker kopplade till hydraulvätskan:

◦ Densitet

◦ Viskositet

◦ Kompressibilitet

◦ Smörjförmåga

◦ Olika hydraulvätskor

◦ Lämplig oljetemperatur

◦ Renhetsgrad

Lektion 1: Hydraulv ¨atskan och dess egenskaper

• Saker kopplade till hydraulvätskan:

◦ Densitet

◦ Viskositet

◦ Kompressibilitet

◦ Smörjförmåga

◦ Olika hydraulvätskor

◦ Lämplig oljetemperatur

◦ Renhetsgrad

• Vätskan används för att skapa:

◦ Tryck

◦ Flöde

Lektion 1: Hydraulv ¨atskan och dess egenskaper

• Saker kopplade till hydraulvätskan:

◦ Densitet

◦ Viskositet

◦ Kompressibilitet

◦ Smörjförmåga

◦ Olika hydraulvätskor

◦ Lämplig oljetemperatur

◦ Renhetsgrad

• Vätskan används för att skapa:

◦ Tryck

◦ Flöde

Lektion 1: Hydraulv ¨atskan och dess egenskaper

• Saker kopplade till hydraulvätskan:

◦ Densitet

◦ Viskositet

◦ Kompressibilitet

◦ Smörjförmåga

◦ Olika hydraulvätskor

◦ Lämplig oljetemperatur

◦ Renhetsgrad

• Vätskan används för att skapa:

◦ Tryck

◦ Flöde

Lektion 1: Densitet

• Densitet anges i kg/m ³ .

Lektion 1: Densitet

• Densitet anges i kg/m ³ .

• Densitet betecknas med Grekiska symbolen ρ , (rho).

Lektion 1: Densitet

• Densitet anges i kg/m ³ .

• Densitet betecknas med Grekiska symbolen ρ , (rho).

• Vattnets densitet är 1000kg/m ³ .

Lektion 1: Densitet

• Densitet anges i kg/m ³ .

• Densitet betecknas med Grekiska symbolen ρ , (rho).

• Vattnets densitet är 1000kg/m ³ .

• Guld, ρ _Au = 19300kg/m ³ .

Lektion 1: Densitet

• Densitet anges i kg/m ³ .

• Densitet betecknas med Grekiska symbolen ρ , (rho).

• Vattnets densitet är 1000kg/m ³ .

• Guld, ρ _Au = 19300kg/m ³ .

• Is har en densitet på ca 920 kg/m ³ .

Lektion 1: Densitet

• Densitet anges i kg/m ³ .

• Densitet betecknas med Grekiska symbolen ρ , (rho).

• Vattnets densitet är 1000kg/m ³ .

• Guld, ρ _Au = 19300kg/m ³ .

• Is har en densitet på ca 920 kg/m ³ .

• Olja har en densitet på ca 880 kg/m ³ .

Lektion 1: Densitet

• Densitet anges i kg/m ³ .

• Densitet betecknas med Grekiska symbolen ρ , (rho).

• Vattnets densitet är 1000kg/m ³ .

• Guld, ρ _Au = 19300kg/m ³ .

• Is har en densitet på ca 920 kg/m ³ .

• Olja har en densitet på ca 880 kg/m ³ .

• Sjunker is i olja?

Lektion 1: Viskositet

• Ett av hydraulikens viktigaste begrepp.

Lektion 1: Viskositet

• Ett av hydraulikens viktigaste begrepp.

• Anger en vätskas trögflutenhet.

Lektion 1: Viskositet

• Ett av hydraulikens viktigaste begrepp.

• Anger en vätskas trögflutenhet.

• Skjuvkraften i vätskan ökar linjärt med hastigheten.

◦ För Newtonska vätskor ges skjuvkraften av τ = µ ^∆ _∆ ^v _y .

◦ v är hastigheten i m/s .

◦ µ är vätskans dynamiska viskositet [ ^{N s} _m

] .

◦ Dynamisk viskositet brukar anges i enheten Centipos,

1cP= 1o ^{−3 N s} _m

= mP a · s .

Lektion 1: Viskositet

• Ett av hydraulikens viktigaste begrepp.

• Anger en vätskas trögflutenhet.

• Skjuvkraften i vätskan ökar linjärt med hastigheten.

◦ För Newtonska vätskor ges skjuvkraften av τ = µ ^∆ _∆ ^v _y .

◦ v är hastigheten i m/s .

◦ µ är vätskans dynamiska viskositet [ ^{N s} _m

] .

◦ Dynamisk viskositet brukar anges i enheten Centipos, 1cP= 1o ^{−3 N s} _m

= mP a · s .

• Kinematisk viskositet ν = ^µ _ρ .

◦ Enhet 1 cSt (centiStroke) = 10 ⁻⁶ m ² · s ⁻¹ .

◦ Anges i bland i enheterna Engler, Savbolt, Redwood

Lektion 1: Viskositet

• Ett av hydraulikens viktigaste begrepp.

• Anger en vätskas trögflutenhet.

• Skjuvkraften i vätskan ökar linjärt med hastigheten.

◦ För Newtonska vätskor ges skjuvkraften av τ = µ ^∆ _∆ ^v _y .

◦ v är hastigheten i m/s .

◦ µ är vätskans dynamiska viskositet [ ^{N s} _m

] .

◦ Dynamisk viskositet brukar anges i enheten Centipos, 1cP= 1o ^{−3 N s} _m

= mP a · s .

• Kinematisk viskositet ν = ^µ _ρ .

◦ Enhet 1 cSt (centiStroke) = 10 ⁻⁶ m ² · s ⁻¹ .

◦ Anges i bland i enheterna Engler, Savbolt, Redwood

Lektion 1: Viskositet

• Viskositeten följer sambandet µ = µ ⁰ e ^αp e ^−β∆T .

◦ Viskositeten minskar exponentiellt med temperaturen

◦ Viskositeten ökar exponentielt med trycket

Lektion 1: Viskositet

• Viskositeten följer sambandet µ = µ ⁰ e ^αp e ^−β∆T .

◦ Viskositeten minskar exponentiellt med temperaturen

◦ Viskositeten ökar exponentielt med trycket

• Viskositeten ändras med en temperaturökning, ∆T .

Lektion 1: Viskositet

• Viskositeten följer sambandet µ = µ ⁰ e ^αp e ^−β∆T .

◦ Viskositeten minskar exponentiellt med temperaturen

◦ Viskositeten ökar exponentielt med trycket

• Viskositeten ändras med en temperaturökning, ∆T .

• Oljans viskositet ändras ofta även med trycket, p.

Lektion 1: Viskositet

• Viskositeten följer sambandet µ = µ ⁰ e ^αp e ^−β∆T .

◦ Viskositeten minskar exponentiellt med temperaturen

◦ Viskositeten ökar exponentielt med trycket

• Viskositeten ändras med en temperaturökning, ∆T .

• Oljans viskositet ändras ofta även med trycket, p.

• Dynamisk viskositet hos vatten 10 ⁻ 3 Pas vid 20 ^o C .

Lektion 1: Viskositet

• Viskositeten följer sambandet µ = µ ⁰ e ^αp e ^−β∆T .

◦ Viskositeten minskar exponentiellt med temperaturen

◦ Viskositeten ökar exponentielt med trycket

• Viskositeten ändras med en temperaturökning, ∆T .

• Oljans viskositet ändras ofta även med trycket, p.

• Dynamisk viskositet hos vatten 10 ⁻ 3 Pas vid 20 ^o C .

• Vatten har en dynamisk viskositet på 1cSt vid 20 ^o C

Lektion 1: Skjuvkraft mellan tv ˚a ytor.

Hastighetsprofil vid skjuvning mellan två plana ytor.

• Den övre ytan har hastighetn U.

• Gapet mellan ytorna är y.

• För Newtonska vätskor ges skjuvkraften av τ = µ ^∆ _∆ ^u _y .

Lektion 1: Viskositeten hos olika oljor

Lektion 1: Kompressibilitet

• Kompressibilitet definieras som kvoten mellan volymändring och tryckändringen.

◦ κ = − _{V ∆p} ^·∆V .

◦ ∆p anger tryckändrigen.

◦ ∆V anger volymändringen.

Lektion 1: Kompressibilitet

• Kompressibilitet definieras som kvoten mellan volymändring och tryckändringen.

◦ κ = − _{V ∆p} ^·∆V .

◦ ∆p anger tryckändrigen.

◦ ∆V anger volymändringen.

• Man brukar säga att vatten är inkompressibelt, κ = ∞ .

◦ Ej sant, betydande inverkan speciellt då man arbetar

med höga tryck!

Lektion 1: Kompressibilitet

• Kompressibilitet definieras som kvoten mellan volymändring och tryckändringen.

◦ κ = − _{V ∆p} ^·∆V .

◦ ∆p anger tryckändrigen.

◦ ∆V anger volymändringen.

• Man brukar säga att vatten är inkompressibelt, κ = ∞ .

◦ Ej sant, betydande inverkan speciellt då man arbetar med höga tryck!

• K = 1/κ (kappa) kallas för tryckmodul (N/m ² ) .

Lektion 1: Kompressibilitet

• Kompressibilitet definieras som kvoten mellan volymändring och tryckändringen.

◦ κ = − _{V ∆p} ^·∆V .

◦ ∆p anger tryckändrigen.

◦ ∆V anger volymändringen.

• Man brukar säga att vatten är inkompressibelt, κ = ∞ .

◦ Ej sant, betydande inverkan speciellt då man arbetar med höga tryck!

• K = 1/κ (kappa) kallas för tryckmodul (N/m ² ) .

• Ren hydraulvätska har en tryckmodul på ca 1700 GPa.

Lektion 1: Kompressibilitet

• Kompressibilitet definieras som kvoten mellan volymändring och tryckändringen.

◦ κ = − _{V ∆p} ^·∆V .

◦ ∆p anger tryckändrigen.

◦ ∆V anger volymändringen.

• Man brukar säga att vatten är inkompressibelt, κ = ∞ .

◦ Ej sant, betydande inverkan speciellt då man arbetar med höga tryck!

• K = 1/κ (kappa) kallas för tryckmodul (N/m ² ) .

• Ren hydraulvätska har en tryckmodul på ca 1700 GPa.

• Tryckmodulen är oberoende av trycket, konstant.

Lektion 1: Kompressibilitet

• Kompressibilitet definieras som kvoten mellan volymändring och tryckändringen.

◦ κ = − _{V ∆p} ^·∆V .

◦ ∆p anger tryckändrigen.

◦ ∆V anger volymändringen.

• Man brukar säga att vatten är inkompressibelt, κ = ∞ .

◦ Ej sant, betydande inverkan speciellt då man arbetar med höga tryck!

• K = 1/κ (kappa) kallas för tryckmodul (N/m ² ) .

• Ren hydraulvätska har en tryckmodul på ca 1700 GPa.

• Tryckmodulen är oberoende av trycket, konstant.

o

Lektion 1: Kompressibilitet

• Kompressibilitet definieras som kvoten mellan volymändring och tryckändringen.

◦ κ = − _{V ∆p} ^·∆V .

◦ ∆p anger tryckändrigen.

◦ ∆V anger volymändringen.

• Man brukar säga att vatten är inkompressibelt, κ = ∞ .

◦ Ej sant, betydande inverkan speciellt då man arbetar med höga tryck!

• K = 1/κ (kappa) kallas för tryckmodul (N/m ² ) .

• Ren hydraulvätska har en tryckmodul på ca 1700 GPa.

• Tryckmodulen är oberoende av trycket, konstant.

o

Lektion 1: Sm ¨orjf ¨orm ˚aga hos oljor Viktiga egenskaper hos oljor:

• Att de smörjer låg friktion, hindrar metall mot metall kontakt.

Lektion 1: Sm ¨orjf ¨orm ˚aga hos oljor

Viktiga egenskaper hos oljor:

• Att de smörjer låg friktion, hindrar metall mot metall kontakt.

• Skapar en smörjande film på metallytor.

Lektion 1: Sm ¨orjf ¨orm ˚aga hos oljor

Viktiga egenskaper hos oljor:

• Att de smörjer låg friktion, hindrar metall mot metall kontakt.

• Skapar en smörjande film på metallytor.

• Hydrodynamisk smörjning.

Lektion 1: Sm ¨orjf ¨orm ˚aga hos oljor

Viktiga egenskaper hos oljor:

• Att de smörjer låg friktion, hindrar metall mot metall kontakt.

• Skapar en smörjande film på metallytor.

• Hydrodynamisk smörjning.

• Elastohydrodynamisk smörjning.

Lektion 1: Sm ¨orjf ¨orm ˚aga hos oljor

Viktiga egenskaper hos oljor:

• Att de smörjer låg friktion, hindrar metall mot metall kontakt.

• Skapar en smörjande film på metallytor.

• Hydrodynamisk smörjning.

• Elastohydrodynamisk smörjning.

• Smörjning orsakar viskiös friktion.

Lektion 1: Sm ¨orjf ¨orm ˚aga hos oljor

Viktiga egenskaper hos oljor:

• Att de smörjer låg friktion, hindrar metall mot metall kontakt.

• Skapar en smörjande film på metallytor.

• Hydrodynamisk smörjning.

• Elastohydrodynamisk smörjning.

• Smörjning orsakar viskiös friktion.

• EP-additiv tillsätts för att skyddande filmer skall skapas på

ytorna.

Lektion 1: Sm ¨orjf ¨orm ˚aga hos oljor

Viktiga egenskaper hos oljor:

• Att de smörjer låg friktion, hindrar metall mot metall kontakt.

• Skapar en smörjande film på metallytor.

• Hydrodynamisk smörjning.

• Elastohydrodynamisk smörjning.

• Smörjning orsakar viskiös friktion.

• EP-additiv tillsätts för att skyddande filmer skall skapas på ytorna.

• Oljan används även för att transportera bort värme och

föroreningar från systemet.

Lektion 1: Sm ¨orjf ¨orm ˚aga hos oljor

Viktiga egenskaper hos oljor:

• Att de smörjer låg friktion, hindrar metall mot metall kontakt.

• Skapar en smörjande film på metallytor.

• Hydrodynamisk smörjning.

• Elastohydrodynamisk smörjning.

• Smörjning orsakar viskiös friktion.

• EP-additiv tillsätts för att skyddande filmer skall skapas på ytorna.

• Oljan används även för att transportera bort värme och föroreningar från systemet.

• Pumpbar vid den lägsta drifttemperaturen.

Lektion 1: Hydraulv ¨atskor

Typer av hydraulvätskor:

• Mineraloljebaserade hydraulvätskor.

Lektion 1: Hydraulv ¨atskor

Typer av hydraulvätskor:

• Mineraloljebaserade hydraulvätskor.

• Olja i vatten emulsion, och vatten i olja emulsion (invert

emulsion).

Lektion 1: Hydraulv ¨atskor

Typer av hydraulvätskor:

• Mineraloljebaserade hydraulvätskor.

• Olja i vatten emulsion, och vatten i olja emulsion (invert emulsion).

• Olja i vatten, mikroemulsioner.

Lektion 1: Hydraulv ¨atskor

Typer av hydraulvätskor:

• Mineraloljebaserade hydraulvätskor.

• Olja i vatten emulsion, och vatten i olja emulsion (invert emulsion).

• Olja i vatten, mikroemulsioner.

• Syntetiska lösningar (HFD).

◦ Fosfat estrar

◦ Klorerade kolväten

◦ Diestrar

Lektion 1: Hydraulv ¨atskor

Typer av hydraulvätskor:

• Mineraloljebaserade hydraulvätskor.

• Olja i vatten emulsion, och vatten i olja emulsion (invert emulsion).

• Olja i vatten, mikroemulsioner.

• Syntetiska lösningar (HFD).

◦ Fosfat estrar

◦ Klorerade kolväten

◦ Diestrar

• Polyglykol (HFC) vatten-glukol, 40-60% vatten.

Lektion 1: Hydraulv ¨atskor

Typer av hydraulvätskor:

• Mineraloljebaserade hydraulvätskor.

• Olja i vatten emulsion, och vatten i olja emulsion (invert emulsion).

• Olja i vatten, mikroemulsioner.

• Syntetiska lösningar (HFD).

◦ Fosfat estrar

◦ Klorerade kolväten

◦ Diestrar

• Polyglykol (HFC) vatten-glukol, 40-60% vatten.

• Lämplig oljetemperatur är ca 40-50 ^o C , vid höga

Lektion 1: Tryck

• Tryck mäts i Pascal [P a] .

◦ 1Bar = 100 000 [N/m ² ] .

◦ 1Bar = 10 [T on/m ² ] .

• Vid jordytan har vi det absoluta trycket 1 Bar.

• I hydraulsystem har vi ofta tryck upp till 400 Bar.

Lektion 1: Oljefiltret

Filtrets schemasymbol, filter med shuntventil.

• Absolut filterförmåga, avskiljningsgraden, anges med β .

Lektion 1: Oljefiltret

Filtrets schemasymbol, filter med shuntventil.

• Absolut filterförmåga, avskiljningsgraden, anges med β .

• β ¹⁰ = 75 säger 74 partiklar av 75, på 10µm , plockas av

filtret, bara 1 av 75 passerar.

Lektion 1: Oljefiltret

Filtrets schemasymbol, filter med shuntventil.

• Absolut filterförmåga, avskiljningsgraden, anges med β .

• β ¹⁰ = 75 säger 74 partiklar av 75, på 10µm , plockas av filtret, bara 1 av 75 passerar.

• Största partikel som kan passera är i exemplet 10µm .

Lektion 1: Oljefiltret

Filtrets schemasymbol, filter med shuntventil.

• Absolut filterförmåga, avskiljningsgraden, anges med β .

• β ¹⁰ = 75 säger 74 partiklar av 75, på 10µm , plockas av filtret, bara 1 av 75 passerar.

• Största partikel som kan passera är i exemplet 10µm .

• β ¹⁰ = _B ^A , A=partiklar före, B=partiklar efter.

Lektion 1: Oljefiltret

Filtrets schemasymbol, filter med shuntventil.

• Absolut filterförmåga, avskiljningsgraden, anges med β .

• β ¹⁰ = 75 säger 74 partiklar av 75, på 10µm , plockas av filtret, bara 1 av 75 passerar.

• Största partikel som kan passera är i exemplet 10µm .

• β ¹⁰ = _B ^A , A=partiklar före, B=partiklar efter.

• Shuntventilen hindrar filterkollaps filtret, om det är

igenslammat.

Lektion 1: Oljefilter

Lektion 1: Oljefilter

Lektion 1: Oljekylaren

En symbol samt en bild på en oljekylare.

Kylarens egenskaper:

• Kylaren ser till att oljan inte blir överhettad.

• Kylaren tål ofta inte höga tryck, placeras ofta på

returledning till tank.

Lektion 1: Oljekylaren

En symbol samt en bild på en oljekylare.

Kylarens egenskaper:

• Kylaren ser till att oljan inte blir överhettad.

• Kylaren tål ofta inte höga tryck, placeras ofta på

returledning till tank.

Lektion 1: Oljekylaren

En symbol samt en bild på en oljekylare.

Kylarens egenskaper:

• Kylaren ser till att oljan inte blir överhettad.

• Kylaren tål ofta inte höga tryck, placeras ofta på

returledning till tank.

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

• Kompenserar för oljeförluster

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

• Kompenserar för oljeförluster

• Avluftar oljan

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

• Kompenserar för oljeförluster

• Avluftar oljan

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

• Kompenserar för oljeförluster

• Avluftar oljan

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

• Kompenserar för oljeförluster

• Avluftar oljan

Avskiljer vatten

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

• Kompenserar för oljeförluster

• Avluftar oljan

Avskiljer vatten

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

• Kompenserar för oljeförluster

• Avluftar oljan

Avskiljer vatten

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

• Kompenserar för oljeförluster

• Avluftar oljan

Avskiljer vatten

Lektion 1: Hydraultanken

Schemasymbolen för en tank.

Några egenskaper hos en välkonstruerad tank:

• Kyler oljan

• Lagrar oljan

• Kompenserar för värmeutvidgning av oljan

• Kompenserar för oljeförluster

• Avluftar oljan

Avskiljer vatten

Lektion 1: Den hydrauliska ackumulatorn

Schemasymbolen för en ackumulator.

Ackumulatorns egenskaper:

• Lagrar hydraulisk energi.

Lektion 1: Den hydrauliska ackumulatorn

Schemasymbolen för en ackumulator.

Ackumulatorns egenskaper:

• Lagrar hydraulisk energi.

• Utjämnar tryckpulsationer.

Lektion 1: Den hydrauliska ackumulatorn

Schemasymbolen för en ackumulator.

Ackumulatorns egenskaper:

• Lagrar hydraulisk energi.

• Utjämnar tryckpulsationer.

• Skapar ett jämnare flöde.

Lektion 1: Den hydrauliska ackumulatorn

Schemasymbolen för en ackumulator.

Ackumulatorns egenskaper:

• Lagrar hydraulisk energi.

• Utjämnar tryckpulsationer.

• Skapar ett jämnare flöde.

Bra att använda om flödestoppar finns i systemet.

Lektion 1: Gasackumulatorn