HYDRAULIIKKA JA PNEUMATIIKKA

Transkriptio

1 0 HYDRAULIIKKA JA PNEUMATIIKKA Tavoitteena on rakentaa fysiikan tietojen avulla erusta hydrauliikan ja neumatiikan oiskeluille. Oetuksessa viedään molemia rinnan. Oetuksen keskeisiä sisältöjä ovat: Hydrauliikan ja neumatiikan erustana olevat luonnonlait. Kokonaiskuvat aineilma- ja hydrauliikkajärjestelmistä. Toimilaitteet, komonentit ja niiden tehtävät/toiminta. Hydrauliikkanesteet. Nesteiden suureet. Perustietoa kaavioiirustuksista ja komonenttien merkeistä. Oimateriaali on valmistettu oisoimusoiskelijoiden tietouolista oetusta varten. Oetus toteutettiin yhden kontaktiäivän ja verkkooiskelun avulla. Oimateriaalina käytetään tätä oiskelumonistetta ja siihen Moodlen verkko-oetusalustalle tehtyjä tehtäviä. Monisteen sisältö Hydrauliikan ja neumatiikan taustoja Paineilman tuottaminen ja aineilmaverkko. Ilman itäminen kuivana. Hydrauliikkajärjestelmä ja hydraulikoneikko. Hydrauliumu ja aineilmakomressori. Toimilaitteet: sylinteri ja moottori. Venttiilit: suunta-, aine-, virtaus- ja vastaventtiilit. Putket, letkut ja liittimet. Hydrauliikkanesteet. Nesteisiin liittyviä suureita: tiheys, viskositeetti, viskositeetti-indeksi, jähme- ja leimahdusiste. Kaavioiirustukset ja komonenttien iirustusmerkit. Korroosio/kavitaatio.

2 Johdattelua kone- ja metallialan tekniikoihin ( ) - Hydrauliikan ja neumatiikan erusteet Oiskelumoniste antaa kokonaiskuvan hydrauliikasta ja neumatiikasta. Siinä molemien tekniikoiden erusasiat esitetään limittäin ja samankaltaiset asiat vain kertaalleen. Oiskelumonisteen tehtävät ovat verkko-oetusalustalla Moodlessa. Hydrauliikan ja neumatiikan taustoja 1 Hydrauliikassa käytetään hyväksi nesteen ominaisuuksia: - neste ei uristu kokoon Pneumatiikassa käytetään hyväksi aineilman ominaisuuksia: - ilma uristuu kokoon Pintaan kohdistuva voima 1 N m 2 = 1 Pa Yhteistä: - aine leviää ja täyttää astian tasaisesti - aine kohdistuu aina kohtisuorasti ymäröiviin seinämiin 1 bar = Pa voima F - aine = inta ala - kaasu = = 100 kpa A uristuu kokoon = 0,1 MPa N - aineen yksikkö = Pa 2 m (ascal), käytetään myös yksikköä bar (baari) - järjestelmän aine esim. 20 MPa (200 bar) Putken ala (A) v A virtausnoeus (v) Yhteistä: - nesteen tai ilman virtaus määrää toimilaitteiden liikkeen suunnan ja noeuden - tilavuusvirta Q = A v - tilavuusvirran yksikkö = - järjestelmän aine esim. 0,6 MPa (6 bar) m 3 s l tai min yksikkö on tavallisesti litraa minuutissa Hydrauliikalla saadaan aikaan suuria voimia ja momentteja, liikkeet ovat tarkkoja, liikettä ja voimaa on helo hallita ja muuttaa. Pneumatiikka soveltuu kevyeen ja noeaan kaaleenkäsittelyautomaatioon, jossa ei vaadita suurta aikoitustarkkuutta. Yhteistä: Liikkeet voivat olla joko yöriviä tai suoraviivaisia (lineaarisia).

3 2 Miten aineilma kehitetään? Veden ääsy toimilaitteisiin estetään myös verkoston rakenteilla: laskeva linja ja ulosotot joutsenkauloilla. Tavoitteena kelvollinen aineilma eli kuiva ilma, jonka aine on 6-8 bar. Paineilmaverkostoon voi kertyä vettä tai sinne voi äästä aineilmalla käyviä laitteita viottavia eäuhtauksia. Niiden ääsy aineilmalaitteiseen estetään aineilman ulosottoisteen huoltolaitteella. Siinä on vedenerotin, aineensäädin ja mahdollisesti myös sumuvoitelulaite. Huoltolaite on yksittäistä konetta tai laitetta ajatellen aineilmajärjestelmän tärkein osa. Huoltolaitteen kunto ja suodatuskyky ratkaisevat viime kädessä toimilaitteiden saaman aineilman laadun. Ilma johdetaan aineilmaverkostoon. Runkoverkosto on tehty tavallisesti teräsutkesta hitsaamalla. Putkiin laitetaan sulkuventtiilejä, joilla osa verkostosta voidaan sulkea esim. huolto- ja korjaustöiden ajaksi. 6 Pieni, mutta tärkeä varoventtiili suojaa järjestelmää ylisuurilta aineilta. Jäähdyttimen erässä on usein aineilmasäiliö. Paineilmasäiliöön liitetyt aineanturit ohjaavat esim. mäntäkomressorin käyntiä. Maksimiaine ysäyttää komressorin. Säiliön aineen lasku minimitasolle käynnistää komressorin uudelleen. Piirroksen on ruuvikomresso ri. Siinä säädetään tuloilman määrää, komressori käy jatkuvasti eikä aineilmasäiliötä tarvita. 8 bar 8 bar 11 bar bar 4 Komressori uristaa ilmaa kokoon ja kehittää näin aineilmaa. Paine nousee ja ilma kuumenee. 5 Ulkoilma suodatetaan ennen komressoria. Komressoreja on rakenteeltaan monenlaisia: esimerkiksi mäntä-,lamelli- ja ruuvikomressoreja. 2 Kuuma ilma jäähdytetään. Ilmassa oleva vesi tiivistyy ja se oistetaan jälkijäähdyttimessä. 3 1

4 3 Miten aineinen öljy synnytetään? Hydraulikoneikossa sähköenergia muutetaan umun avulla hydraulienergiaksi eli nesteen aineeksi. Kertaa kavitaatio liitteestä sivu 16. Hydrauliumu muuttaa yörivän akselin mekaanisen energian hydrauliseksi energiaksi. Pumun imuuolella on aliaine, aineuolella yliaine. imuutki imusuodatin umu esim. 0,8 bar Energiaa siirretään aineellisen nesteen virtauksen avulla. aineutki esim. 150 bar Tämä on avoin hydraulijärjestelmä. Siinä neste kiertää avoimen säiliön kautta. Pumu imee nestettä säiliöstä ja umaa sitä aineelliseen järjestelmään, josta neste alaa takaisin säiliöön. Suljetussa järjestelmässä neste kiertää umun avulla järjestelmässä, mutta öljy alaa takaisin suoraan umun imuuolelle (ei säiliötä). sähkömoottori aluuutki Ilma ääsee imusuodattimen kautta säiliöön ja itää sen ilmatilan aineen normaalina (= 1 bar). täyttöaukon tula ja ilmansuodin ( huohotin ) säiliö innankorkeuden mittari hydrauliikkaöljy huoltoluukku välilevy tyhjennystula Nestesäiliö muodostaa koneikon rungon. Se varastoi järjestelmässä tarvittavan hydrauliikkanesteen, jäähdyttää sitä, estää sen likaantuminen sekä suodattaa jo syntyneet eäuhtaudet. Nestesäiliössä oleva väliseinä tasoittaa nesteen virtausta imuutken ja aluuutken välillä. C G H F Hydrauliikan ja neumatiikan iirustuksissa käytetään yhteisesti sovittuja (standardisoituja iirrosmerkkejä). Oiskelumonisteen liitteenä ovat iirrosmerkit selityksineen. A D E HARJOITTELUA. Vastaako viereisen sivun merkit yllä esiteltyä hydraulikoneikkoa? Mitä symbolit tarkoittavat? B

5 Rinnastuksia energialähteistä umu ja komressori: 4 Hydrauliikka umu virtaus yhteen suuntaan Pneumatiikka komressori virtaus yhteen suuntaan Hydrauliumu ylläitää järjestelmässä ainetta ja laittaa hydrauliikkanesteen liikkeelle (= tilavuusvirta). Pumut ovat kiinteä- tai säätötilavuusumuja. Kiinteätilavuuksisten umujen tuotto (l/min) riiuu umun akselin yörimisnoeudesta. Säätötilavuusumuilla tuottoa voidaan säätää. Hammasyöräumu on yleisin kiinteätilavuusumu. 2 PAINEAUKKO Pumun toiminnan eriaate: - Pumu aiheuttaa imuuolelle (1) aliaineen, jolloin säiliön ilmanaine ainaa öljyn umun imuuolelle. - Öljyn aine kasvaa, kun hamaat tuovat öljyä aineuolen tilaan (2) ja työntää aineellisen öljyn aineaukosta aineutkeen. 1 IMUAUKKO Hydrauliikkaumu ja moottori ovat toistensa eilikuvia: - Kun energia siirtyy akselilta aineelliseksi nesteeksi, on kyseessä umu. - Kun aineellinen neste laittaa hammasyörät ja akselin yörimään, on kyseessä moottori. Hydrauliikkajärjestelmät Oiskelimme ammattifysiikassa hyötysuhdetta oheisen hydrauliikkajärjestelmän avulla (= särmäysuristin). Siinä nesteen virtausta ja ainetta ohjataan venttiileillä ja hallitaan järjestelmän käyttäytymistä. Tutustumme seuraavaksi järjestelmän osiin tarkemmin. Esimerkki hydrauliikkajärjestelmästä

6 5 Järjestelmä ja kaavio Toimielin: sylinteri Venttiilejä: virransäätöventtiili vastaventtiili suuntaventtiili aineenrajoitusventtiili umu aluusuodatin öljysäiliö Hydrauliikan ja neumatiikan toimilaite muuttaa aineellisessa nesteessä tai ilmassa olevan energian mekaaniseksi liikkeeksi ja energiaksi. Tavallisimia toimilaitteita ovat sylinterit ja moottorit. Sylintereillä saadaan suoraviivainen liike ja moottoreilla yörivä liike. Paineilmamoottoreita käytetään hioma- ja orakoneissa. Hydraulimoottoreita käytetään esimerkiksi raskaiden koneiden vetävien yörien naamoottoreina. Toimilaitteiden vertailua: Hydrauliikka Korkeat aineet, isot voimat toimilaiteet vankkarakenteisia sylinterit aksuseinäistä terästä. Pneumatiikka Alhaiset aineet, ienet voimat toimilaitteet kevytrakenteisia sylinterit ohutseinämäistä alumiinia. Yleensä sylinterit valmistetaan standardimittojen mukaan (vrt. vaihtokeloisuus). liittimet takaääty Sylinterin rakenne männänvarsi ulos = lusliike laakeriholkki sideultti kammiot sylinteriutki männänvarsi sisään = miinusliike tiivistimet mäntä ja männän varsi

7 6 Poikkileikkauskuva samasta sylinteristä tilavuusvirta Q iskunituus + tilavuusvirta Q ymyrän intaala A = 2 d 2 tai r 4 Männän iskua sylinterin äätyyn vaimennetaan äätyvaimennuksella. voima - A 2 A 3 A 1 aine Sylinterillä saadaan aikaan halutun mittainen suoraviivainen liike. Voima määräytyy sylinterin halkaisijan ja aineen mukaan. Voima on siis aineen ja inta-alan A 1 = sylinterin sisäinta-ala (eli männän ala) A 2 = männän varren ala A 3 = männän ala männän varren ala tulo ( F A). Sylinterin työntövoima ( + liike) lasketaan seuraavasti (katso yllä olevan kuvan merkintöjä): Työntövoima = aine A 1 Vetovoimaa (- liike) laskettaessa itää ottaa huomioon männänvarren ala seuraavasti: Vetovoima = aine (A 1 A 2 ) = aine A 3 Sylinterin miinusliikkeeltä saadaan aina ienemi voima, koska männänvarsi ienentää inta-alaa. Sylinterin liikenoeuden laskemiseen tarvitaan tieto sylinteriin tulevan nesteen (tai ilman) tilavuusvirrasta ( Q ). Kun se tiedetään ja männän inta-alattunnetaan, saadaan liikenoeus seuraavasti: Muista! Liikenoeutta säädetään tilavuusvirran avulla (vrt. venttiilit) Liikenoeus (+ liike) v = Q Q ja sisään ( - liike) v = A 1 A3 Yleisimiä sylinterityyejä ovat yksitoimiset ja kaksitoimiset sylinterit. Yksitoimisen sylinterin tunnus (alautus jousen avulla): Yksitoimisessa sylinterissä aine ohjataan vain toiseen kammioon, jolloin sylinterin mäntä tekee liikkeen. Männän alautus taahtuu tavallisesti jousivoiman avulla. Kyseisellä sylintereillä saadaan aikaan tehokas liike vain toiseen suuntaan. Pneumatiikassa yksitoimisia sylintereitä käytetään kaaleiden kiinnittämiseen, lukitsemiseen, uristamiseen yms. Hydrauliikassa yksitoimisia sylintereitä käytetään esimerkiksi nostolaitteissa, kiinnittimissä, jarruissa ja uristimissa.

8 7 Kaksitoimisen sylinterin tunnus: Kaksitoimisessa sylinterissä aineilma tai aineellinen neste voidaan ohjata männän molemmille uolille. Tällöin mäntä tekee työtä myös aluuliikkeellä. Mäntä voidaan ajaa ääriasennosta toiseen. Kaksitoimiset sylinterit ovat yleisimiä sylintereitä hydrauliikan sovelluksissa. Sylinterin tiivistäminen vuodoilta on vaativa työ, koska mäntä on liikkuva ja männänvarsi tulee ulos sylinteriutkesta. Tiivistyksen kannalta tärkeimmät kohdat ovat männän ja sylinterin seinän sekä männän varren ja sylinteriäädyn väliset liukuinnat. Tiivistyksen kriittiset kohdat. Paineilmamoottoreissa aineilma saa aikaan yörivän liikkeen. Niitä käytetään esimerkiksi aineilmakäsityökaluissa. Kun aineilmamoottoria kuormitetaan, sen kierrosnoeus laskee, mutta vääntömomentti kasvaa. Paineilmamoottoria voidaan kuormittaa eriaatteessa ysähdyksiin asti. Se ei ylikuumene eikä vaurioidu. Paineilmalla toimivassa hiomakoneesa on lamellimoottori Paineilmamoottorin tunnus: Hydraulimoottorin tunnus: Hydraulimoottorit vastaavat rakenteeltaan hydrauliumuja. Vain toimintasuunta on vastakkainen. Moottoreista saadaan suuri momentti ja teho niiden kokoon verrattuna. Ne voivat olla hidas- tai noeakäyntisiä. Hidaskäyntisistä saadaan suuremi vääntömomentti kuin noeakäyntisistä. Kuten umut, hydraulimoottoritkin voivat olla joko vakio- tai säätötilavuuksisia. Seuraavalla sivulla on esitetty eriaate leikkuuuimurin hydraulisesta voimansiirrosta. Nelivedossa etuyöriä vääntää yksi hydraulimoottori. Kääntyvissä takayörissä on naamoottorit. Ajoneuvojen hydraulimoottorit toimivat molemiin suuntiin. Tällaisen moottorin tunnus on:

9 8 Monitoimikahvalla hallitaan koko voimansiirtoa: keskellä Pneumatiikkaventtiilit vaaa ja eteenäin Voimanlähteenä toimii diesel- työnnettäessä vauhti moottori. Venttiili kasvaa on yleisnimitys ortaattomasti. säätää aineilman suuruutta voi olla 150 ja vir- komonenteille, Sen teho jotka ohjaavat tai tausta. Venttiilit jaetaan toimintansa mukaan kw. seuraaviin kuuteen ryhmään: sulkuventtiilit aineventtiilit suuntaventtiilit virtaventtiilit vastaventtiilit yhdistelmäventtiilit. Sulkuventtiilit Teho siirretään kiilahihnakäytöllä säädettävälle hydrauliikkaumulle. Paineellisen nes- Sulkuventtiili on ehkä yleisin komonentti kaikissa aineilmajärjestelmissä. Yleisesti sitä käytetään aineilmalinjojen Etuyöriä yörittää avaamiseen hydraulimoottori sulkuventtiilit vaihteiston ovat välityk- yleensä 2/2-ventteen energia siirtyy ja sulkemiseen. Toiminnaltaan tiilejä, jolloin venttiili sellä. katkaisee järjestelmän hydrauliik- virtauksen, mutta jättää aineen myös toisiouolel- kalet- kuissa. le. Sulkuventtiili voi olla myös 3/2-tyyinen, jolloin toisiouolella oleva aine saadaan oistettua. Venttiilien tyyinimitykset esitellään Suuntaventtiilit-kaaleessa. Kääntyvissä takayörissä on naamoottorit. Paineventtiilit Venttiilit ohjaavat hydrauliikkanesteen virtauksen suuntaa. Venttiilit Venttiili ohjaa tai säätää järjestelmän toimilaitteita (= sylintereitä, moottoreita jne.). Venttiilit voidaan jakaa toimintansa mukaan suunta-,aine-,virta- ja erikoisventtiileihin. Suuntaventtiilit ohjaavat tilavuusvirran suuntaa ja toimilaitteen liikettä. Ne ovat järjestelmän ohjauksen ydin ja voivat olla toiminnaltaan moniasentoisia. Yksinkertaisin on tyyiltään 2/2-suuntaventtiili. Venttiilin ohjaus vivulla (auki tai kiinni). 2/2-suuntaventtiilin tunnus: asento A (kiinni) asento B (auki) - kaksi asentoa (= kaksi neliötä, oikealla asento A ja vasemmalla asento B) - kaksi liitäntäaukkoa - viuohjaus Kaksi liitäntää. Venttiilillä kaksi asentoa.

10 9 Lihasohjauksessa venttiiliä ohjataan lihasvoimalla. Tyyillisimmät tavat ovat ainonai-, viu- ja jalkaoljinohjaus. esim. Mekaanisessa ohjaustavassa venttiiliin on liitetty esim. tai, jota ainettaessa venttiilin tila vaihtuu. Ohjaus voidaan toteuttaa niin, että jokin koneen liikkuva osa ainaa ohjaustaia. esim. Sähköisessä ohjauksessa venttiiliin on liitetty magneettikela. Kelaan kytketty sähövirta synnyttää magneettikentän, jonka vaikutuksesta ohjauskara liikkuu ja avaa kanavat. esim. Paineohjauksessa venttiiliä ohjataan erillisellä ohjausaineella. Ohjausaine siirtää karaa, jolloin kanavat aukeavat. esim. Yhdistelmäohjauksella tarkoitetaan sähkö-aineohjausta. Tämä on nykyään kaikkein käytetyin suuntaventtiilin ohjaustaa. esim. Edellä selvitettiin suuntaventtiilin toimintaa ja sen merkintää. Viereisessä kahden erilaisen 3/2-venttiilin iirrosmerkit. Siinä on kolme liitäntäaukkoa ja kaksi venttiilin asentoa. Normaalitilassa kanava 2:sta 3:en on auki ja kanava liittimeen 1 kiinni. Kun venttiiliin vaikutetaan (ainetaan taia), kanava 1:stä 2:een aukeaa ja kanava 3 menee kiinni. Suuntaventtiilit voivat antaa vieläkin useamia vaihtoehtoja. 5/3 -suuntaventtiilissä on 5 liitäntää ja 3 venttiilin asentoa. Venttiilin karaa ohjataan (äästä toiseen) liitännöillä ( ) 12 ja 14. Jouset alauttavat venttiilin keskiasentoon. Keskiasennossa kaikki kanavat ovat kiinni (ylin kuva). Kun venttiili on ( ) toisessa laidassa (keskimmäinen kuva), avautuvat kanavat 1:stä 2:een ja 4:stä 5:een ja kanava 3 on kiinni. Ja kun venttiili on kolmannessa asennossa (alin kuva), kanavat aukeavat 2:sta 3:een ja 1:stä 4:ään, kanava 5 on kiinni. Suuntaventtiilin ohjauksella tarkoitetaan toimintoa, joka vaihtaa karan asennon halutuksi. Ohjaus voi olla yksitoiminen tai kaksitoiminen. Yksitoimisessa venttiilissä ohjauksen alautus taahtuu jousen avulla. Tällöin venttiilin ohjausta on idettävä toiminnassa, kunnes venttiilin tila halutaan alauttaa erusasentoon. Kaksitoimisessa venttiilissä on kaksi vastakkaista ohjausäätä. Tällöin venttiilin ohjaukseen riittää lyhyt imulssi, joka ohjaa venttiilin toiseen tilaan. Suuntaventtiilien ohjaustavat ovat seuraavat: - lihasohjaus - mekaaninen ohjaus - sähköinen ohjaus - aineohjaus - yhdistelmäohjaus

11 10 Paineventtiileiltä ohjataan aineen avulla. Paineventtiilit voidaan jakaa seuraaviin kolmeen ryhmään: - aineenalennusventtiilit (aineensäätimet) - aineenrajoitusventtiilit - aineohjausventtiilit Paineenalennusventtiili laskee aineen säädettyyn arvoon, tasaa vaihtelut ja itää toisiouolen aineen vakiona. Se ei äästä järjestelmän ainetta nousemaan yli säädetyn arvon. Venttiilin tulouolen aine eli ensiöaine. Venttiin toisiouolen aine ja jousivoima ohjaavat venttiiliä. Kun aine kasvaa yli säädetyn arvon, kanava menee kiinni ja aine laskee. Kun aine on laskenut riittävästi, ystyy jousi siirtämään venttiilin auki -asentoon. Tälläinen säätöliike itää toisioaineen ensiöuolen ainetta alemana ja säädetyissä rajoissa. Paineenrajoitusventtiili on järjestelmän erusventtiili. Sen avulla rajoitetaan järjestelmän maksimiaine. Tämä varmuusventtiili toimii ylikuormitussuojana. NÄIN SE PITÄISI OLLA - KORJAUS sivun 3 hydrauliikkakoneikon kaavioon. Paineenrajoitusventtiilin toimintaeriaate: Kun aine on alle maksimin, venttiili on kiinni (vas). Kun aine kasvaa yli säädetyn arvon, venttiili avautuu (oik). Paineenrajoitusventtiili sijoitetaan hydraulijärjestelmään heti umun jälkeen, jolloin kaikki järjestelmässä olevat komonentit ovat sen takana. aineenrajoitusventtiili ainemittari Paineohjausventtiili on erustoiminnaltaan aineenrajoitusventtiilin kaltainen. Sen toimintaa ohjaa aine. Ohjausaineen noustessa yli säädetyn arvon venttiili avautuu ja aineilma/hydrauliikkaneste ääsee virtaamaan sen läi.

12 11 noeus noeus Virtaventtiileillä muutetaan tilavuusvirtaa ja siten toimilaitteen noeutta. Niiden toiminta erustuu virtauksen kuristamiseen. Se on joko säädettävä tai kiinteävastuksinen. Virtaventtiilillä säädetään kaksitoimisen sylinterin männän noeutta. Vastaventtiili sallii nesteen virtauksen vaaasti sylinterin tyhjenevästä kammiosta. Vasta- eli takaiskuventtiilillä vaikutetaan vain toiseen suuntaan taahtuvaan virtaukseen. Paine kasvaa ja voittaa jousivoiman virtaus ääsee venttiilin läi, mutta vain yhteen suuntaan. Virtaus toiseen suuntaan ilman vastusta (alhaalta ylös), toiseen suuntaan tie on tukossa. Edellä on esitetty tiivistetysti hydrauliikan ja neumatiikan keskeisiä toimilaitteita ja komonentteja ja niiden iirrosmerkkejä. Moni tärkeä asia jää tässä monisteessa käsittelemättä. Kun tutkit monisteen loussa olevia iirrosmerkkejä, tietosi lisääntyvät esimerkiksi seuraavista asioista: Vakio/kiinteä ja säädettävä Pyörivä ja suoraviivainen (lineaarinen). Letku ja utki. Yksi ja kaksitoiminen Yhteen ja kahteen suuntaan Louksi yhden tärkeän komonentin, aineakun esittely. Se varastoi järjestelmän energiaa. Kuvan akkutyyissä nesteen aine saa jousen uristumaan kokoon ja energia varastoituu siihen. Pneumatiikassa aineinen ja kokoonuristunut ilma varastoi energian aineilmasäiliöön.

13 12 PUTKET, LETKUT JA LIITTIMET Hydrauliikassa ja neumatiikassa käytetään utkia ja letkuja hydrauliikkaöljyn/aineilman siirtämiseen. Järjestelmän utkistoon kuuluvat myös erilaiset liittimet ja utkiston osat. Hydrauliikkajärjestelmässä aine on korkea. Putkina käytetään saumatonta, kylmävedettyä ja hehkutettua teräsutkea. Putket liitetään yhteen liittimillä: ienten utket ns. leikkuurengasja suuret laialiittimillä. Paine esim. 200 bar. Öljy ohjataan liikkuvaan sylinteriin letkua itkin. Hydrauliikkaletkut on valmistettu synteettisestä kumista ja niiden aineenkestävyyttä on arannettu kudoskerroksilla. Pneumatiikassa aineet ovat ieniä ja siksi myös utket ovat ohutseinäisiä nylonutkia, liittimet istoliittimiä. Paine esim. 7 bar. Käsitteitä: Emulsio = veden, emulgaattorin ja öljyn seos Synteettinen= kemiallisesti valmistettu neste Mineraaliöljy= raakaöljyohjainen öljy Hydrauliikkanesteet Alkuaikojen hydrauliikkanesteenä oli vesi. Nykyään sen Halaa käyttömahdollisuuksia tutkitaan taas, jotta löydettäisiin vesi uudelleen. Hydrauliikkanesteenä voi olla - vesi - emulsio - mineraaliöljy - synteettinen öljy - kasviöljy Vesi ja emulsiot soveltuvat hyvin tilanteisiin, joissa on esimerkiksi unahehkuista metallia lähettyvillä. Tällöin räjähdys- ja alovaara letku- ja utkirikossa on ienemi kuin mineraaliöljyillä. Hydrauliikassa ääasiallisin ja tärkein väliaine on mineraaliöljy. Synteettisiä öljyjä valmistetaan kemiallisin menetelmin. Ne soveltuvat yleiskäytön lisäksi vaativiin olosuhteisiin. Kasviöljyt on uusin tuoteryhmä. Sen raaka-aineena voi olla rysin siemenistä uristettu öljy. Kasviöljy on ymäristöystävällinen tuote, joka hajoaa luonnossa alle viikossa. Kasviöljyä suositellaan käytettäväksi aikoissa, joissa ymäristö/luonto ei saa saastua. Nesteisiin liittyviä suureita: a) Tiheys Nesteen massa tilavuusyksikköä kohti. Kallista Esim. hydrauliikkaöljyn tiheys 0,85 g 3 cm kg kg ( = 0,85 3 = 0,85 ) tarkoittaa, että 1 dm l litra öljyä ainaa 0,85 kg, yksi cm 3 0,85 grammaa

14 13 Mitä vähemmän viskositeetti muuttuu öljyn lämmetessä, sitä suuremi on sen viskositeetti-indeksi. öljy A b) Viskositeetti Nesteen juoksevuus. Yksikkö senttistoki (cst). öljy B Mitä juoksevami neste, sitä ienemi on viskositee tin cst määrä. vesi öljy Pieni VI. Suuri VI. c) Viskositeetti-indeksi VI Nesteen juoksevuuden muuttuminen lämötilan suhteen. d) Jähmeiste Lämötila, jossa neste muuttuu kiinteäksi. e) Leimahdusiste Lämötila, jossa avotuli sytyttää höyrystyneen öljyn alamaan. Sivulla 15 on öljyihin liittyviä asioita esitetty Mobilin karsitussa taulukossa. HARJOITUKSIA. Onnistuuko kaavioiden tulkinta? A) Minkä nimisiä osat ovat? B) Mihin kanavat ja johtavat öljyn?

15 14 C) Vahvista viivat, joilla näytät missä aineinen öljy virtaa tai vaikuttaa (umulta eteenäin). Mitä sylinterissä taahtuu? D) Vahvista viivat, joilla näytät missä aineinen öljy virtaa tai vaikuttaa (umulta eteenäin). Mitä sylinterissä nyt taahtuu? E) Sylinterin männänvarren äällä on liian iso massa, eikä aineinen öljy ysty sitä nostamaan aine nousee! Vahvista viivat, joilla näytät missä aineinen öljy virtaa tai vaikuttaa (umulta teenäin). F) Vastaventtiili ei toimi eikä äästä öljyä lävitseen. Miten nesteen virtaus silloin taahtuu? Mikä suojaa umua ja moottoria ylikuormitukselta? Mitä aineenrajoitusventtiilissä taahtuu?

16 15

17 16 Nesteen virtaus muuttuu turbulenssiseksi kaeikoissa, kulmissa jne. LIITE Eroosiokorroosio (kavitaatio) Eroosiokorroosio liittyy materiaalin virtaukseen ja sen kuluttavuuteen. Eroosiokorroosiota (kavitaatiota) esiintyy, kun neste virtaa suurella noeudella, ja kun virtaus on yörteistä (turbulenttista). Virtaus aiheuttaa innan korroosiosuojauksen kulumista, esim. utkikäyrissä. Kavitaatiokuluminen erustuu virtaavaan nesteeseen aikallisen aineen laskun vuoksi syntyvien kaasutäytteisten kulien syntyyn ja niiden räjähdyksiin. Kaasukulien luhistuminen saa aikaan voimakkaita aliaineiskuja, jotka aiheuttavat ieniä kuoia materiaalin innalle. Kavitaatiokuoat kasvavat loulta yhteen, jolloin seurauksena on innan yleistä eätasaisuutta. kaasukula syntyy ja luhistuu kuoa syntyy ja sitten uudestaan ja uudestaan kuoa kasvaa ja inta kuluu! Tämä iirros on lainattu Matti Bärlingin kirjoituksesta FLUID Finland -lehdessä. Siinä kerrotaan, että hydraliikkaumun imuuolen kavitaation syitä voivat olla liian suuri imukorkeus, liian ieni imuutki, tukkeutunut imusuodatin tai tukkeutunut huohotin.