Tài liệu Nghiên cứu sản xuất dầu bôi trơn cao cấp sử dụng cho hệ thống thủy lực của xe tăng thiết giáp thay thế dầu nhập khẩu

  • Số trang: 70 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 50 |
  • Lượt tải: 0
nguyetha

Đã đăng 8490 tài liệu

Mô tả:

Bé C¤NG TH¦¥NG TẬP ðOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM C«ng ty CP Ph¸t triÓn Phô gia vµ S¶n phÈm DÇu má ******************** *** ******************** B¸O C¸O TæNG KÕT §Ò TµI KHCN CÊP Bé Nghiªn cøu s¶n xuÊt dÇu b«i tr¬n cao cÊp sö dông cho hÖ thèng thñy lùc cña xe T¨ng, thiÕt gi¸p thay thÕ dÇu nhËp khÈu Chñ nhiÖm ®Ò tµi: KS NguyÔn Anh TuÊn C¬ quan chñ tr× ®Ò tµi: C«ng ty CP Ph¸t triÓn Phô gia vµ S¶n phÈm DÇu má Hµ néi - 2010 Bé C¤NG TH¦¥NG TẬP ðOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM C«ng ty CP Ph¸t triÓn Phô gia vµ S¶n phÈm DÇu má ******************** *** ******************** B¸O C¸O TæNG KÕT §Ò TµI KHCN CÊP Bé Nghiªn cøu s¶n xuÊt dÇu b«i tr¬n cao cÊp sö dông cho hÖ thèng thñy lùc cña xe T¨ng, thiÕt gi¸p thay thÕ dÇu nhËp khÈu Thực hiện hợp ñồng số 69.10.RD/Hð-KHCN, ngày 25-02-2010 Ký giữa bộ Công Thương và Công ty CP Phát triển Phụ gia và Sản phẩm Dầu mỏ Chñ nhiÖm ®Ò tµi: KS. NguyÔn Anh TuÊn C¸n bé tham gia: 1. KS. Trương Ngọc ðức 6. TS. Phạm ðức Minh 2. KS. Hà Minh Huyền 7. ThS. ðỗ Văn Diệp 3. KS. Nguyễn ðắc Dũng 8. KS. Ngô Văn Khánh 4. KS. Nguyễn Cảnh Tuyên 9. KS. Nguyễn Bá Linh 5. ThS. Nguyễn Văn Viết Hµ Néi, ngµy 22 th¸ng 12 n¨m 2010 Tæng gi¸m ®èc phª duyÖt Hµ néi 12-2010 DANH SÁCH CÁN BỘ THỰC HIỆN ðỀ TÀI Họ và tên Học vị, học hàm Cơ quan Nguyễn Anh Tuấn Kỹ sư Hóa học Công ty APP Trương Ngọc ðức Kỹ sư Hóa học Công ty APP Hà Minh Huyền Kỹ sư Hóa học Công ty APP Nguyễn ðắc Dũng Kỹ sư Hóa học Công ty APP Nguyễn Cảnh Tuyên Kỹ sư Hóa học Công ty APP Nguyễn Văn Viết Thượng tá,Thạc sỹ Cục Kỹ thuật - BTL TTG Phạm ðức Minh Thượng tá, Tiến sỹ Cục Kỹ thuật - BTL TTG ðỗ Văn Diệp Trung tá, Thạc sỹ Cục Kỹ thuật - BTL TTG Ngô Văn Khánh Thượng tá, Kỹ sư Xưởng X32 - BTL TTG Nguyễn Bá Linh Thượng tá, Kỹ sư Trường T500 - BTL TTG MỤC LỤC Trang DANH SÁCH CÁN BỘ THỰC HIỆN ðỀ TÀI MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ðẦU ……………………………………………………….............. 1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU …………………………………………….. 3 I.1. GIỚI THIỆU VỀ CHẤT LỎNG THỦY LỰC VÀ DẦU THỦY LỰC SỬ DỤNG TRÊN XE TĂNG, THIẾT GIÁP VÀ CÁC PHƯƠNG TIỆN KHÁC………………………. 3 I.1.1. Khái niệm chung về hệ thống thủy lực và dầu thủy lực ………………... 3 I.1.2. Chức năng, yêu cầu và tính chất của dầu thủy lực ................................... 4 I.1.3. Phân loại ………………………………………………………………... 5 I.1.4. Các loại chất lỏng thuỷ lực chính ………………………………………. 6 I.1.5. ðặc thù của dầu thủy lực sử dụng cho các loại xe tăng, thiết giáp và các phương tiện khác trong quân ñội. .................................. 9 I.2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỦY LỰC ...................................... 10 I.2.1. Quy trình công nghệ sản xuất dầu thủy lực .............................................. 11 I.2.2. Thành phần của dầu bôi trơn …………………………………………… 13 I.2.2.1. Dầu gốc ………………………………………………………………… 13 I.2.2.2. Phụ gia ………………………………………………………………….. 15 I.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC …………… 20 I.3.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................. 20 I.3.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước ............................................................. 21 I.4. KẾT LUẬN TRÊN CƠ SỞ TỔNG QUAN TÀI LIỆU ………………… 22 Chương 2. THỰC NGHIỆM ……………………………………………………… 23 II.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……………………………………… 23 II.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ........................................................ 23 II.2.1. Các phương pháp phân tích ...................................................................... 23 II.2.2.1 Các phương pháp thử nghiệm hiện trường ............................................... 25 II.3. NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ……………………………………………….. 26 II.3.1. Dầu gốc …………………………………………………………………. 26 II.3.2. Phụ gia ………………………………………………………………… 28 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1. .......................................................... 31 III.1. ðiều tra tình trạng và hiệu quả sử dụng dầu thủy lực trong quốc phòng ................................................................. 31 III.2. Phân tích, ñánh giá dầu thủy lực MGE-10A (Nga) .................................. 32 III.3. ðiều chỉnh thông số kỹ thuật của dầu cần nghiên cứu ............................. 34 III.4. Nghiên cứu, lựa chọn dầu gốc dùng làm nguyên liệu ñể pha chế dầu thủy lực APP MH-10A. ………………………………... 35 III.5. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia ñể pha chế dầu APP MH-10A ................... 36 III.5.1. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia chống oxy hóa............................................ 37 III.5.2. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia chống mài mòn. ......................................... 39 III.5.3. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia hạ ñiểm ñông ñặc ...................................... 40 III.5.4. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia tăng chỉ số ñộ nhớt. ................................... 41 III.5.5. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia khử hoạt tính kim loại. .............................. 42 III.5.6. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia chống tạo bọt ............................................. 43 III.5.7. Kết luận trên cơ sở các kết quả nghiên cứu lựa chọn phụ gia .................. 44 III.6. Nghiên cứu pha chế dầu thủy lực cao cấp APP MH-10A ........................ 44 III.6.1. Xác ñịnh thành phần phụ gia .................................................................... 44 III.6.2. Xác ñịnh thành phần hỗn hợp dầu gốc .................................................... 45 III.6.3. Xây dựng ñơn pha chế dầu APP MH-10A ............................................... 46 III.6.4 Quy trình công nghệ pha chế sản xuất dầu bôi trơn ................................. 47 III.7. Thử nghiệm hiện trường ........................................................................... 50 III.7.1. Thử nghiệm dầu MGE-10A và APP MH-10A trên thiết bị thử các phần tử thủy lực hệ thống trợ lực lái xe tăng T54/T55........................ 50 Thử nghiệm và ñánh giá chất lượng dầu thủy lực APP MH-10A trên xe. .............................................................................. 52 III.8. Xây dựng tiêu chuẩn sản phẩm ................................................................. 55 III.9. Khả năng thương mại hóa ......................................................................... 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................ 58 III.7.2. DANH MỤC PHỤ LỤC ……………………………………………… CÁC TỪ VIẾT TẮT ASTM Tiêu chuẩn quốc gia Mỹ ( American Society for Testing and Materials) IP Tiêu chuẩn do viện Dầu mỏ của Anh ban hành ( Institute of Petroleum). GOST Tiêu chuẩn nhà nước Liên Xô (Gosudarstvenyy Standart ). (ГOCT) ISO ( государственный общесоюзный стандарт) Tổ chức Quốc tế về tiêu chuẩn hoá (International Organization for Standardization) AP Alkylphenol DPA Alkyl diphenylamin TBT TL-08 Thiết bị thử thủy lực 08. ZnDDP Kẽm dialkyl dithio photphat DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng I.1. Các phương pháp thử nghiệm ASTM chủ yếu ñối với chất lỏng thuỷ lực .............................................................................. 7 Bảng I.2. Phân loại các chất lỏng thuỷ lực theo tiêu chuẩn ISO 6743/4…..…... 8 Bảng I.3. Dầu gốc tổng hợp và ứng dụng………………………………….... Bảng II.1. Các phương pháp chuẩn theo ASTM, IP, GOST 17 sử dụng trong ñề tài............................................................................. 24 Bảng II.2. ðặc tính kỹ thuật của các loại dầu gốc ñược chọn ñể khảo sát........... 27 Bảng II.3. ðặc tính kỹ thuật của phụ gia chống oxy hóa ……………………… 29 Bảng II.4. ðặc tính kỹ thuật của phụ gia chống mài mòn.................................... 29 Bảng II.5. ðặc tính kỹ thuật của phụ gia hạ ñiểm ñông ñặc, tăng chỉ số ñộ nhớt và phụ gia chống tạo bọt...................................... 29 Bảng II.6. ðặc tính kỹ thuật của phụ gia khử hoạt tính kim loại ........................ 30 Bảng III.1. Dầu thủy lực của một số chủng loại tăng, thiết giáp ñang ñược sử dụng………………………………………………….. 31 Bảng III.2. Kết quả ñánh giá dầu thủy lực MGE-10A………………………………… 33 Bảng III.3. ðiều chỉnh thông số kỹ thuật của dầu thủy lực APP MH-10A……... 34 Bảng III.4. Kết quả ñánh giá ñộ bền chống oxy hoá của dầu gốc (GOST 981-75)………………………………………... 36 Bảng III.5. Kết quả khảo sát mất mát do bay hơi……………………………….. 37 Bảng III.6. Khảo sát nồng ñộ sử dụng của các phụ gia chống oxi hóa qua ñộ ổn ñịnh chống oxi hóa của dầu có chứa phụ gia………….…. 38 Bảng III.7. Khả năng mang tải của phụ gia pha vào dầu gốc N70……………… 39 Bảng III.8. Kết quả khảo sát tác dụng hạ ñiểm ñông của các phụ gia LZ 7773, LZ 7775 và H 623………………………………………... 40 Kết quả so sánh ñộ bền trượt cắt của phụ gia LZ 7773, LZ 7775 và Hitec 5708…………………………………... 41 Bảng III.9. Bảng III.10. Kết quả khảo sát ñộ ổn ñịnh nhiệt và mất mát do bay hơi………….. 42 Bảng III.11. Kết quả khảo sát ñộ ăn mòn tấm ñồng……………………………… 42 Bảng III.12. Kết quả khảo sát ñộ bền chống oxy hóa theo IP 280 43 Bảng III.13. Kết quả khảo sát ñộ chống tạo bọt………………………………….. 43 Bảng III.14. Kết quả nghiên cứu lựa chọn phụ gia ñể sản xuất dầu thủy lực APP MH-10A………………………………………… 44 Bảng III.15. Thành phần phụ gia ñóng gói APP ALOA 406…………………….. 44 Bảng III.16. ðặc tính kỹ thuật của phụ gia ñóng gói APP ALOA 406……….….. 45 Bảng III.17. Kết quả khảo sát hỗn hợp dầu gốc ñể pha chế dầu APP MH-10A….. 46 Bảng III.18. ðơn pha chế dầu APP MH-10A…………………………….………. 46 Bảng III.19. Kết quả phân tích dầu APP MH-10A……………………………….. 47 Bảng III.20. Thông số kỹ thuật của thiết bị thử các phần tử thủy lực của hệ thống trợ lực lái xe tăng T54/T55 khi thử nghiệm dầu………….. 50 Bảng III.21. Chỉ tiêu kỹ thuật của dầu trong quá trình thử nghiệm trên thiết bị thử các phần tử thủy lực…………………………….…. 51 Bảng III.22. Thông số kỹ thuật của xe tăng T-54 khi thử nghiệm dầu………….... 53 Chỉ tiêu kỹ thuật của dầu trong quá trình Bảng III.23. thử nghiệm trên xe tăng T-54……………………………………….. 54 Bảng III.24. Tiêu chuẩn cơ sở dầu APP MH-10A công bố tại công ty APP........... 56 DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình II.1. Sơ ñồ hệ thống thủy lực ñơn giản …………………………….…….. Hình III.1. Sơ ñồ quy trình công nghệ sản xuất dầu APP MH-10A …….……… Hình III.2. Dầu APP MH-10A trong quá trình sử dụng trên hệ thống thử các phần tử thủy lực ………………….…………... Hình III.3. Dầu MGE-10A và dầu APP MH10A trong quá trình thử nghiệm trên xe tăng ...................................................................... 5 49 51 54 TÓM TẮT ðỀ TÀI Nhiệm vụ ñặt ra của ñề tài "Nghiên cứu sản xuất dầu bôi trơn cao cấp sử dụng cho hệ thống thủy lực của xe tăng, thiết giáp thay thế dầu nhập khẩu” là : - Sản xuất ñược loại dầu thủy lực cao cấp ñạt chất lượng ñể sử dụng cho hệ thống thủy lực của các loại tăng, thiết giáp và các phương tiện vận tải khác thay thế dầu MGE-10A của Nga. - Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm - Hạ giá thành sản phẩm - Thương mại hóa sản phẩm ðể ñạt ñược mục tiêu ñề ra, ñề tài ñã tiến hành nghiên cứu thực trạng sử dụng dầu thủy lực trong quân ñội, khảo sát ñánh giá toàn diện ñặc tính kỹ thuật của dầu MGE-10A của Nga, từ ñó xây dựng kế hoạch nghiên cứu. ðề tài ñã khảo sát toàn diện các dầu gốc, phụ gia hiện có phổ biến trên thị trường Việt Nam và thế giới, từ ñó lựa chọn ñược các loại dầu gốc, phụ gia phù hợp ñể sản xuất sản phẩm của ñề tài ðề tài ñã xây dựng ñược quy trình sản xuất sản phẩm trên dây truyền sẵn có tại Công ty APP phù hợp với ñiều kiện Việt Nam. Sản phẩm của ñề tài ñã ñược thử nghiệm trên hệ thống giá thử các phần tử thủy lực tại Xưởng X32 và thử nghiệm trên xe tăng họ T54 ñạt kết quả rất tốt. ðã xây dựng Tiêu chuẩn cơ sở của sản phẩm dùng làm cơ sở ñể bộ quốc phòng xây dựng tiêu cuẩn cho sản phẩm trong quân ñội. Sản phẩm của ñề tài có giá rẻ (khoảng 55.000 – 60.000 ñồng/lít), rẻ hơn rất nhiều so với dầu nhập khẩu (105.000 ñồng/lít). Hiện nay sản phẩm của ñề tài ñã ñược ñặt hàng và tương lai sẽ mở rộng ra nhiều sản phẩm dựa trên cơ sở của ñề tài. Như vậy ñề tài ñã ñạt ñược các kết quả ñăng ký với Bộ Công Thương. Báo cáo tổng kết ñề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ – Công ty APP MỞ ðẦU Các loại xe tăng, thiết giáp là loại xe chiến ñấu trong binh chủng Tăng thiết giáp, có khả năng cơ ñộng cao, di chuyển bằng xích và là vũ khí tấn công có uy lực của lục quân dùng chủ yếu chống lại các lực lượng lục quân của ñối phương bằng hoả lực pháo bắn thẳng. ðây là loại xe chiến ñấu không thể thiếu của hầu hết các quân ñội trên thế giới. Hiện nay, các loại xe tăng nổi tiếng ñược sản xuất tại một số nước là các cường quốc quân sự và kinh tế trên thế giới và cũng là các nước có truyền thống sử dụng xe tăng trong chiến tranh như Nga (Liên Xô cũ), Mỹ, Anh, Pháp ðức, Israel và gần ñây là Trung Quốc, Ấn ðộ... Mỗi quốc gia tuỳ quan ñiểm, kinh nghiệm và ñiều kiện của mình chế tạo xe theo ưu tiên riêng cho các tính năng của xe tăng. Ở Việt Nam, hiện nay Quân ñội ta ñang quản lý, sử dụng một số lượng lớn xe tăng, thiết giáp chủ yếu là xe ñược cung cấp từ Liên Xô cũ. Ngoài ra có một số xe tăng, thiết giáp là chiến lợi phẩm thu ñược sau giải phóng miền nam là sản phẩm do Mỹ sản xuất. Dầu thủy lực sử dụng cho các loại xe này từ trước ñến nay là dầu MGE10A hoặc AMG-10 do Liên Xô (trước ñây) và CHLB Nga hiện nay sản xuất. Dầu MGE-10A không những ñược sử dụng cho các loại hệ thống thủy lực trên xe tăng, thiết giáp mà còn sử dụng rộng rãi cho hệ thống thủy lực trên nhiều loại xe chuyên dụng và các phương tiện ñặc chủng trong quân ñội như xe chở quân, xe chở xe tăng, các phương tiện tàu thủy….. Thực tế sử dụng lâu dài cho thấy dầu thủy lực MGE-10A và AMG-10 của Liên Xô cũ có chất lượng tốt, ñảm bảo thời gian sử dụng khá dài, thích hợp cho các xe quân sự, ñáp ứng nhu cầu sẵn sàng chiến ñấu cũng như công tác huấn luyện ở Bộ tư lệnh Tăng thiết giáp nói riêng và trong toàn quân nói chung. Tuy nhiên, trong bối cảnh hiện nay, Liên Xô cũ ñã tan rã, nên việc nhập khẩu sản phẩm dầu dầu thủy lực MGE-10A là rất khó khăn. Trong những năm gần ñây sản phẩm này khan hiếm, chất lượng không ổn ñịnh. 1 Báo cáo tổng kết ñề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ – Công ty APP ðể ñảm bảo an ninh quốc phòng, Bộ tư lệnh Tăng thiết giáp ñã ñề nghị Công ty APP phối hợp với Phòng Nghiên cứu – Cục Kỹ thuật – Bộ tư lệnh Tăng thiết giáp tiến hành nghiên cứu dầu thủy lực sử dụng cho các loại xe tăng, thiết giáp và các phương tiện ñặc chủng khác nhằm tìm kiếm các phương án thay thế dầu MGE-10A nhập khẩu.Vấn ñề này không chỉ có ý nghĩa kinh tế, mà còn có ý nghĩa rất lớn về an ninh quốc gia, ñó là vấn ñề cấp thiết hiện nay. Công ty APP là một doanh nghiệp ñi lên từ viện nghiên cứu, có bề dày kinh nghiệm trong nghiên cứu, sản xuất và triển khai thương mại hóa các sản phẩm dầu mỡ bôi trơn, trong ñó có dầu thủy lực cao cấp giành cho các loại xe và thiết bị chuyên dụng. Nghiên cứu sản xuất dầu thủy lực cao cấp thay thế cho dầu MGE-10A nhập khẩu sẽ ñáp ứng nhu cầu quốc phòng, chủ ñộng cung ứng không phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu là nhu cầu cấp thiết. Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết ñó, Công ty APP phối hợp cùng Phòng Nghiên cứu – Cục kỹ thuật – Bộ tư lệnh Tăng thiết giáp ñề xuất và ñược Bộ Công Thương phê duyệt thực hiện ñề tài "Nghiên cứu sản xuất dầu bôi trơn cao cấp sử dụng cho hệ thống thủy lực của xe tăng, thiết giáp thay thế dầu nhập khẩu” ñể tạo ra sản phẩm mới ñáp ứng ñược yêu cầu ñạt ra. Mục tiêu của ñề tài là: - Sản xuất ñược dầu thủy lực cao cấp ñạt chất lượng ñể sử dụng cho hệ thống thủy lực của các loại tăng, thiết giáp và các phương tiện vận tải khác thay thế dầu MGE-10A của Nga. - Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm - Hạ giá thành sản phẩm - Thương mại hóa sản phẩm 2 Báo cáo tổng kết ñề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ – Công ty APP Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LỆU I.1. GIỚI THIỆU VỀ CHẤT LỎNG THỦY LỰC VÀ DẦU THỦY LỰC SỬ DỤNG TRÊN XE TĂNG, THIẾT GIÁP VÀ CÁC PHƯƠNG TIỆN KHÁC. I.1.1. Khái niệm chung về hệ thống thủy lực và dầu thủy lực Dầu thuỷ lực ñược sử dụng trong các hệ thống thuỷ lực. Tác dụng của hệ thống này là truyền và ñiều hoà năng lượng hoặc lực thông qua việc sử dụng dầu nằm trong hệ thống kín. Dầu hoạt ñộng trong ñiều kiện ñộng và có áp. Các thiết bị truyền ñộng thuỷ lực ñược sử dụng cho nhiều mục ñích khác nhau ở ñó cần khuyếch ñại lực hoặc các cơ cấu ñiều khiển phải ñược ñảm bảo hoạt ñộng chính xác và tin cậy. Cơ cấu thuỷ lực cho xe tải tự ñổ hoặc hệ thống phanh thuỷ lực là những ví dụ ñơn giản nhất về hệ thống thủy lực. Ngày nay các cải tiến liên quan tới quá trình tự ñộng hoá ñang phát triển mạnh, nên ñã mở rộng ñáng kể phạm vi sử dụng của các thiết bị thuỷ lực. Sơ ñồ hệ thống thuỷ lực ñiển hình (Hình I.1) là một hệ thống tuần hoàn gồm: − Bể chứa dầu thuỷ lực. − Bơm ñể chuyển ñổi cơ năng thành dòng chảy của chất lỏng, xét về mặt bôi trơn, bơm là bộ phận có nguy cơ bị hư hỏng nhiều nhất trong hệ thống thuỷ lực. Thường ñược sử dụng là các bơm cánh gạt, bơm bánh răng và bơm pittông... − Hệ thống ñường ống ñể dẫn dầu từ bộ phận này sang bộ phận khác. − Các cơ cấu kiểm soát dòng chảy của chất lỏng. Chúng gồm các van ñiều áp suất, van ñiều hướng và van tiết lưu. − Các bộ dẫn ñộng ñể chuyển ñổi dòng chảy của chất lỏng thành cơ năng ñể sử dụng vào mục ñích mong muốn. Trong khi bơm chuyển ñổi cơ năng thành thuỷ năng thì bộ dẫn ñộng thuỷ lực chuyển ñổi thuỷ năng thành cơ năng. 3 Báo cáo tổng kết ñề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ – Công ty APP Chất lỏng ở áp suất cao Bộ phận chuyển ñộng (Thẳng, Quay...) Mô tơ ñiện Bơm Hệ thống các van Chất lỏng ở áp suất thấp Bể chứa Hình I.1: Sơ ñồ hệ thống thủy lực ñơn giản Thành phần cuối cùng của hệ thống thuỷ lực là dầu thuỷ lực – ñó là môi trường truyền năng lượng. Mặc dù dầu dùng cho hệ thống thuỷ lực cũng có chức năng làm giảm ma sát và chống mài mòn cho các chi tiết ma sát, ñặc biệt cho các chi tiết của bơm, trong thực tế chúng vẫn thường ñược gọi là chất lỏng thuỷ lực chứ không phải là dầu thuỷ lực. Các chất lỏng này là một trong những nhóm dầu công nghiệp quan trọng nhất ñang ñược sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, ñặc biệt trong các máy công cụ, cơ cấu lái v.v… Chất lỏng thuỷ lực cũng ñược sử dụng trong các phương tiện vận tải ñường bộ, ñường thuỷ, ñường không. I.1.2. Chức năng, yêu cầu và tính chất của dầu thủy lực Tùy theo mục ñích, chủng loại xe, thiết bị và ñiều kiện vận hành và khí hậu mà các nhà sản xuất quy ñịnh sử dụng loại dầu thủy lực nào. Tuy nhiên dù là loại dầu nào 4 Báo cáo tổng kết ñề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ – Công ty APP cũng phải ñáp ứng ñược các yêu cầu sau: − Có ñộ nhớt nằm trong giới hạn cho phép ñể có thể truyền ngay ñược áp lực từ bơm ñến các vị trí mong muốn. − Không làm trương nở các vật liệu làm kín. − Có hệ số nhiệt nhớt cao ñể có thể dùng ñược ở nhiều vùng khí hậu và các mùa trong năm. − Có nhiệt ñộ chớp cháy cao, ñộ bay hơi thấp ñể tránh tạo bọt làm giảm công suất của hệ thống, gây hẫng và làm mất tác dụng của hệ thống. − Có tính bôi trơn, giảm ma sát, chống ăn mòn, mài mòn, kẹt xước hệ thống. − Có tính bền lý hóa, ñộ bền oxy hóa cao, khó phân hủy trong sử dụng và bảo quản. − Có tính chịu nén cao. − Có nhiệt ñộ ñông ñặc thấp ñể có thể sử dụng ở nhiệt ñộ âm khi cần thiết. − Càng ít hấp thụ nước càng tốt vì khi có nước các phụ gia có thể bị phân huỷ, gây ăn mòn và gỉ kim loại. − Khả năng tạo bọt càng thấp càng tốt. − Khả năng tách khí tốt. − Có khả năng giãn nở thấp, khả năng truyền nhiệt tốt. − ðộ ổn ñịnh trượt cắt cao trong trường hợp của các chất lỏng không Newton. − Không ñộc, dễ sử dụng. − Dễ phân biệt và phát hiện khi chảy. Bảng I.1 là các phương pháp thử nghiệm ASTM chủ yếu ñối với chất lỏng thuỷ lực. I.1.3. Phân loại Do có sự khác nhau lớn giữa các hệ thống thuỷ lực, do ñiều kiện môi trường hoạt ñộng 5 Báo cáo tổng kết ñề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ – Công ty APP khác nhau, ñôi khi ở những nhiệt ñộ rất khắc nghiệt, nên nhóm chất lỏng thuỷ lực bao gồm một số rất lớn các sản phẩm mà tính chất của chúng khác nhau một cách ñáng kể. Bảng I.1. Các phương pháp thử nghiệm ASTM chủ yếu ñối với chất lỏng thuỷ lực STT 1 Tính chất Phương pháp thử nghiệm ðộ nhớt ASTM D 445 2 Chỉ số ñộ nhớt ASTM D 2270 3 Trị số axit ASTM D 974 4 ðặc tính tạo nhũ ASTM D 1401 5 Nhiệt ñộ chớp cháy ASTM D 92 6 ðặc tính tạo bọt ASTM D 892 7 ðặc tính chống mài mòn (ðánh giá mài mòn trên máy bốn bi) ASTM D 4172 8 Phép thử chống oxy hoá 9 Nhiệt ñộ ñông ñặc ASTM D 97 10 Tính chất chống gỉ, chống ăn mòn ASTM D 665 11 Hàm lượng nước ASTM D 1744 IP 280 Tình trạng này cũng giống như trường hợp của các dầu bánh răng và dầu ñộng cơ, ñòi hỏi phải phân loại các chất lỏng thuỷ lực. Phân loại ISO 6743/4 (bảng I.2) phân chia chất lỏng thuỷ lực theo loại. Theo cách phân loại này thành phần hoá học của các dầu ñược thể hiện một cách rõ ràng từ các dầu khoáng chưng cất trực tiếp ñến các sản phẩm có pha phụ gia (gồm tất cả các phụ gia quan trọng nhất), từ các chất tạo nhũ tương ñến dầu tổng hợp. Phân loại trên cũng chú ý ñến cả một số tính chất quan trọng của các sản phẩm này. I.1.4. Các loại chất lỏng thuỷ lực chính Do tính ña dạng trong việc ứng dụng các hệ thống thuỷ lực và số chức năng mà chất lỏng thuỷ lực phải ñảm nhiệm, trên thị trường hiện có rất nhiều kiểu sản phẩm khác nhau. Thông thường chất lỏng thuỷ lực ñược chia thành bốn loại chính: a, Dầu thuỷ lực gốc dầu khoáng Các loại dầu này bao gồm những nhóm sản phẩm quan trọng nhất và ñược sử dụng 6 Báo cáo tổng kết ñề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ – Công ty APP rộng rãi như HH, HL, HM, HV. Chúng cũng tương thích với hầu hết các vật liệu có trong hệ thống thuỷ lực, tiếp nhận tốt các phụ gia khác nhau, có khoảng nhiệt ñộ làm việc rộng, có khả năng bôi trơn tự nhiên tốt và tương ñối rẻ. Nhược ñiểm chính của chúng là khả năng chống cháy kém. Các dầu thuỷ lực gốc khoáng ñược sản xuất có ñộ nhớt cách xa nhau nhiều, từ VG 10 ñến VG 100 theo phân loại ISO. Bảng I.2. Phân loại các chất lỏng thuỷ lực theo tiêu chuẩn ISO 6743/4. Ký hiệu của chất lỏng ðặc tính chung của chất lỏng HH Dầu khoáng tinh chế không chứa các chất ức chế HL Dầu khoáng tinh chế có chứa các chất ức chế gỉ và chống oxy hoá HM Kiểu HL có tính chất chống mài mòn ñược cải thiện hơn HR Kiểu HL có chỉ số ñộ nhớt ñược cải thiện hơn HV Kiểu HM có chỉ số ñộ nhớt ñược cải thiện hơn HG Kiểu HM có tính chất chống kẹt, ñảm bảo chuyển ñộng không trượt - nhảy HS Chất lỏng tổng hợp không có tính chất chống cháy ñặc biệt HFAE Nhũ tương chống cháy của dầu trong nước có chứa tối ña 20% trọng lượng các chất có thể cháy ñược HFAS Dung dịch chống cháy của hoá chất pha trong nước chứa tối thiểu 80% nước HFB Nhũ tương chống cháy của nước trong dầu chứa tối ña 25% các chất có thể cháy ñược HFC Dung dịch chống cháy của polymer trong nước chứa tối thiểu 35% khối lượng nước HFDR Chất lỏng tổng hợp chống cháy trên cơ sở este của axit photphoric HFDS Chất lỏng tổng hợp chống cháy trên cơ sở các clohydrocacbon HFDT Chất lỏng tổng hợp chống cháy trên cơ sở hỗn hợp của HFDR và HFDS b, Chất lỏng thủy lực tổng hợp Một vài loại dầu tổng hợp như các este của axit photphoric, các polyglycol và các silicon cũng thích hợp ñể làm dầu thuỷ lực. Chúng thuộc loại dầu có khả năng chịu lửa, một ñặc tính quan trọng trong ñiều kiện làm việc ở các mỏ than, xưởng nấu thép và các xưởng ñúc, ñặc biệt khi hệ thống thuỷ lực nằm ở gần các hệ thống có nhiệt ñộ 7 Báo cáo tổng kết ñề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ – Công ty APP cao, chẳng hạn như hệ thuỷ lực ở các lò nung. Các sản phẩm này giá cao hơn nhiều các dầu thuỷ lực truyền thống, nhưng trong một giới hạn nhất ñịnh chúng lại có thể thoả mãn tất cả các ñòi hỏi cần cho các hệ thống thuỷ lực. Tính tương thích là một vấn ñề cần phải xem xét cụ thể ñối với từng loại chất lỏng tổng hợp riêng. Các dầu este photphat và các hỗn hợp dầu khoáng este photphat cũng là chất chống lửa không phải gốc nước. Thông thường, chúng là những dầu ổn ñịnh khi ñược sử dụng ñúng như hướng dẫn và không dễ bị phân huỷ thành những hợp chất có hại. Các este photphat có tính chất chống mài mòn rất tốt và ñộ ổn ñịnh oxy hoá ñảm bảo. Các hydrocacbon tổng hợp là các loại chất lỏng thuỷ lực kiểu mới. Chúng là các oligome alphaolephin ñặc ñược polymer hoá. c, Các chất nhũ tương Các chất nhũ tương ñược xếp vào nhóm HFAE và HFB theo bảng phân loại chất lỏng thuỷ lực, gồm các chất nhũ tương kiểu dầu – trong nước và nước trong dầu, trong ñó kiểu thứ nhất có tầm quan trọng lớn hơn. Hàm lượng nước càng cao càng khó bị cháy. Chúng ñược sử dụng rộng rãi vì giá thành tốt. Tuy nhiên, khả năng chống mài mòn của nhũ dầu trong nước kém hơn của nhũ tương nước trong dầu (nhũ nghịch). Sở dĩ như vậy vì trong nhũ nước trong dầu (nhóm HFB) dầu khoáng là một pha liên tục. Do vậy nhũ nước trong dầu cũng có khả năng chống ăn mòn tốt hơn. Nhũ, ñặc biệt là các nhũ dầu trong nước có thể bị hỏng khi bị vi khuẩn tấn công. Các nhũ nước trong dầu tương thích với hầu hết các vật liệu bao gói và làm kín trừ cao su butyl. Da và các vật liệu xốp cũng có thể bị trương nở do hấp phụ nước. Sơn và các hợp chất nối ñường ống cũng có thể bị nhũ nước trong dầu làm ảnh hưởng. Các nhà sản xuất nhũ nên làm những phép kiểm tra có liên quan ñến sơn và các hợp chất làm kín. d, Các chất lỏng gốc nước Các chất lỏng gốc nước – các dung dịch nước ñược làm ñặc bằng các polymer (nhóm 8 Báo cáo tổng kết ñề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ – Công ty APP HFG) - thường tốt hơn các nhũ dầu trong nước xét về khả năng chống mài mòn. Các chất lỏng này là hỗn hợp của glycol và các polyether tan ñược trong nước với các chất ức chế gỉ, ăn mòn và các chất ức chế oxy hoá. Chúng cũng có thể còn ñược pha thêm các phụ gia chống mài mòn. ðể thực sự là một chất lỏng chống lửa, hàm lượng nước phải ñạt ít nhất ñến 35%. Các polyether ñặc biệt với trọng lượng phân tử nằm giữa 20.000 và 40.000 có thể ñược sử dụng làm chất làm ñặc có tính ổn ñịnh trượt cho các chất lỏng thuỷ lực gốc nước. I.1.5. ðặc thù của dầu thủy lực sử dụng cho các loại xe tăng, thiết giáp và các phương tiện khác trong quân ñội. a, ðặc ñiểm của các xe tăng, thiết giáp và các phương tiện khác trong quân ñội. ðặc ñiểm quan trọng nhất của xe tăng thiết giáp và các phương tiện khác sử dụng trong quân ñội là chúng hoạt ñộng trong các ñiều kiện khắc nghiệt như: + Xe sử dụng trong ñiều kiện ñịa hình ñồi núi phức tạp, ñường xá ít (không có ñường), nhiều ñèo dốc cao, nhiều vật cản tự nhiên và nhân tạo chính vì vậy xe thường xuyên thay ñổi ñột ngột, chịu rung sóc va ñập cao, mạnh,... + Xe sử dụng trong ñiều kiện thời tiết khí hậu nhiệt ñới ở các vùng miền của nước ta rất phức tạp. Mùa hè thời tiết nóng, nhiệt ñộ cao, bức xạ mặt trời lớn, mưa nhiều và mưa to, ñộ ẩm lớn và nhiều bụi. Mùa ñông thời tiết lạnh nhất là ở vùng núi cao phía Bắc nhiệt ñộ có thể xuống ñến 00C, … + Xe có thể ñược sử dụng ở vùng ven biển, hải ñảo chịu ảnh hưởng của khí hậu biển ñảo ñộ ẩm cao, thường xuyên chịu tác ñộng của hơi nước mặn. Từ ñặc ñiểm sử dụng của xe tăng thiết giáp và các phương tiện khác ñã nêu trên, dầu thủy lực dùng xe tăng thiết giáp và các phương tiện khác tại Việt Nam phải ñáp ứng các yêu cầu ñặc biệt sau: b, Yêu cầu ñối với dầu thủy lực: + Có ñộ nhớt ổn ñịnh, phù hợp với sự thay ñổi nhiệt ñộ và kết cấu các loại hệ thống 9
- Xem thêm -