روغنهای هیدرولیک نقشی حیاتی در عملکرد صحیح سامانههای هیدرولیکی ایفا میکنند. این سیالها وظایف متعددی از جمله انتقال نیرو، روانکاری قطعات، دفع حرارت و محافظت در برابر خوردگی را برعهده دارند.
یکی از مهمترین مشخصههای آنها، ویسکوزیته روغن هیدرولیک است که اغلب با نام گرانروی روغن هیدرولیک نیز شناخته میشود. این ویژگی تعیینکننده اصلی در انتخاب نوع روغن برای یک سامانه مشخص بهشمار میرود.
آشنایی با مفهوم گرانروی و اهمیت آن در سیالات

ویسکوزیته در حقیقت مقاومت یک سیال در برابر جاری شدن و تغییر شکل است.
به زبان سادهتر، این ویژگی میزان چسبندگی یا غلظت سیال را نشان میدهد. هر چقدر ویسکوزیته یک روغن بیشتر باشد، آن سیال در برابر جریان یافتن مقاومت بیشتری از خود نشان میدهد و به اصطلاح غلیظتر است. آب در مقایسه با عسل، گرانروی بسیار کمتری داشته و راحتتر جریان مییابد.
در سامانههای هیدرولیک، ویسکوزیته مستقیماً بر بازدهی، کارایی و عمر مفید قطعات تأثیر میگذارد.
اگر روغن مورد استفاده SKW مناسبی نداشته باشد، مشکلات جدی برای سامانه به وجود میآیند. استفاده از روغن با گرانروی بسیار کم (خیلی رقیق) منجر به نشت، افزایش اصطکاک و سایش زودرس قطعات میشود. این امر به دلیل عدم تشکیل لایه محافظ کافی بین سطوح متحرک است.
در مقابل، اگر روغن ویسکوزیته بسیار بالایی (خیلی غلیظ) داشته باشد، پمپ برای به جریان انداختن آن نیاز به صرف انرژی بیشتری دارد. این وضعیت باعث بالا رفتن دمای عملکرد، کاهش بازدهی سامانه و تأخیر در واکنشهای هیدرولیکی میشود. علاوه بر این، غلظت زیاد باعث دشواری در تصفیه و حبابگیری روغن میشود. بنابراین، انتخاب درجه صحیح گرانروی روغن هیدرولیک ضروری است.
مهمترین عوامل مؤثر بر ویسکوزیته روغن هیدرولیک

عواملی که بر این ماده تأثیر میگذارند شامل موارد زیر است:
۱. دما: مهمترین عامل تغییردهنده ویسکوزیته
دمای کاری سامانه هیدرولیک مهمترین عامل تأثیرگذار بر سفتی روغن هیدرولیک است. با افزایش دما، ویسکوزیته روغنهای هیدرولیک بهطور قابل توجهی کاهش مییابد و سیال رقیقتر میشود. این کاهش میتواند تا جایی پیش برود که لایه محافظ روغن شکسته شده و سایش قطعات آغاز شود.
از سوی دیگر، در دماهای پایین، ویسکوزیته روغن بالا میرود. این افزایش سبب میشود پمپ برای مکش و جابهجایی سیال با مشکل مواجه شده و به اجزای سامانه فشار وارد شود. سازندگان روغنهای هیدرولیک با افزودن مواد بهبوددهنده شاخص گرانروی، سعی میکنند تا حد امکان تغییرات آن را در یک محدوده دمایی گسترده کاهش دهند.
۲. فشار: تأثیر ثانویه بر گرانروی
فشار بالا نیز میتواند بر ویسکوزیته تأثیر بگذارد، اگرچه این اثر معمولاً کمتر از تأثیر دما است. با افزایش فشار، مولکولهای روغن به هم فشرده شده و گرانروی کمی افزایش مییابد. این اثر در سامانههای هیدرولیکی بسیار پرفشار اهمیت بیشتری پیدا میکند.
۳. شاخص ویسکوزیته (VI): نشاندهنده پایداری در برابر دما
شاخص ویسکوزیته (Viscosity Index یا VI) عددی است که میزان تغییرات آن را با تغییر دما نشان میدهد. روغنهایی که VI بالاتری دارند، در برابر تغییرات دمایی، پایداری بیشتری از خود نشان میدهند.
به این معنا که با تغییر دما، ویسکوزیته آنها کمتر تغییر میکند. استفاده از روغنهایی با VI بالا، بهخصوص در ماشینآلاتی که در شرایط دمایی متغیر کار میکنند، بسیار حیاتی است. این ویژگی تضمین میکند که SKW در محدوده عملیاتی مناسب حفظ شود.
روشهای اندازهگیری ویسکوزیته روغن هیدرولیک
برای اطمینان از عملکرد صحیح و استاندارد روغنهای هیدرولیک، لازم است گرانروی آنها به روشهای دقیقی اندازهگیری شود. دو نوع اصلی از این ماده برای سیالات تعریف میشوند.
ویسکوزیته سینماتیک (Kinematic Viscosity)
نوع سینماتیک، اندازهگیری مقاومت سیال در برابر جریان تحت نیروی گرانش است. این نوع در صنعت روغنهای هیدرولیک بسیار رایج بوده و با استفاده از دستگاهی به نام ویسکومتر مویین اندازهگیری میشود.
واحد رایج آن سانتیاستوکس (cSt) است که معادل میلیمتر مربع بر ثانیه (mm²/s) است. مقادیر استاندارد ویسکوزیته معمولاً در دمای ۴۰ درجه و ۱۰۰ درجه سانتیگراد گزارش میشوند.
ویسکوزیته دینامیک یا مطلق (Dynamic Viscosity)
نوع دینامیک (یا مطلق)، اندازهگیری مقاومت داخلی یک سیال در برابر جریان است که مستقیماً به تنش برشی و نرخ برش مربوط میشود. واحد استاندارد آن پاسکال ثانیه (Pa-s) یا پواز (cP) است و از طریق ضرب ویسکوزیته سینماتیک در چگالی سیال به دست میآید.
تأثیر ویسکوزیته روغن هیدرولیک بر عملکرد سامانه

انتخاب گرانروی مناسب برای روغن هیدرولیک تأثیرات مستقیمی بر جنبههای مختلف عملکرد سامانه دارد.
ویسکوزیته این سیال باید به اندازهای باشد که بتواند لایهای محافظ را بین سطوح متحرک پمپها، موتورها و شیرآلات ایجاد کند. اگر این لایه تشکیل نشود یا بسیار نازک باشد، تماس فلز با فلز رخ میدهد که سایش و تخریب قطعات را در پی دارد. علاوه بر این، سفتی زیاد روغن میتواند مانع از رسیدن روانکننده به تمامی نقاط مورد نیاز شود.
ویسکوزیته کافی روغن برای آببندی داخلی اجزای سامانه، بهخصوص پمپها و شیرآلات، ضروری است. روغنهایی با ویسکوزیته بسیار کم به راحتی از مسیرهای آببندی نشت میکنند و باعث کاهش بازده حجمی سامانه میشوند. در این حالت، فشار مورد نیاز به درستی تولید یا حفظ نخواهد شد.
انتقال حرارت (Heat Transfer)
وظیفه دفع حرارت تولید شده در سامانه، برعهده روغن هیدرولیک است. ویسکوزیته باید در محدودهای باشد که جریان مناسب روغن برای انتقال حرارت به مخزن و خنککننده فراهم شود. گرانروی بسیار بالا، جریان را کند کرده و منجر به افزایش دمای عملکرد سامانه میشود. حفظ دمای عملیاتی مناسب برای پایداری این ماده حیاتی است.
اهمیت حفظ کیفیت ویسکوزیته روغن هیدرولیک در طول زمان

روغنهای هیدرولیک به مرورزمان و در اثر کارکرد در معرض تخریب و آلودگی قرار میگیرند. این عوامل میتوانند بر ویسکوزیته این سیال تأثیر بگذارند. مثلاً آلودگی با آب، آلایندههای جامد یا ذرات ناشی از سایش میتوانند گرانروی را تغییر دهند.
برش مکانیکی (Mechanical Shear) ناشی از عبور روغن از پمپها و شیرآلات تحت فشار بالا نیز میتواند مولکولهای بهبوددهنده شاخص ویسکوزیته را تخریب کند. در نتیجه، ویسکوزیته روغن در دماهای بالا کاهش مییابد.
برای جلوگیری از آسیبهای ناشی از تغییر این ماده، بازرسیهای دورهای و آنالیز روغن ضروری است. در این آنالیزها، ویسکوزیته روغن هیدرولیک در دماهای ۴۰ درجه و ۱۰۰ درجه سانتیگراد اندازهگیری شده و با مقادیر استاندارد روغن نو مقایسه میشود.
هرگونه انحراف قابل توجه از مقدار اولیه، نشاندهنده لزوم تعویض یا تصفیه روغن است. استفاده از سیالهای باکیفیت و مطابق با استانداردهای بینالمللی مانند ISO،DIN یا SAE، از اهمیت بالایی برخوردار است.
سخن پایانی
ویسکوزیته روغن هیدرولیک اصلیترین عاملی است که بر عملکرد، کارایی، و طول عمر سیستمهای هیدرولیکی اثر میگذارد. درک درست این ویژگی و انتخاب سیالی با گرانروی کینماتیک مناسب که در برابر تغییرات دمایی مقاومت کافی داشته باشد، برای هر کاربر سیستم هیدرولیک ضروری است. شرکت اویل کار طیف وسیعی از روانکارهای صنعتی و روغنهای هیدرولیک با کیفیت بالا را عرضه میکند. این شرکت خدمات مشاورهای تخصصی در زمینه انتخاب روغن مناسب با گرانروی بهینه، برای افزایش بهرهوری و کاهش هزینههای نگهداری تجهیزات شما را نیز ارائه میدهد. به خاطر داشته باشید که انتخاب صحیح روغن با گرانروی ایدهآل، تضمینکننده عملکرد روان و طولانیمدت تجهیزات شما است.
سؤالات متداول
ویسکوزیته کینماتیک چیست؟
ویسکوزیته کینماتیک، معیار اندازهگیری مقاومت مایع در برابر جریان تحت نیروی گرانش است. این شاخص با تقسیم ویسکوزیته دینامیک بر چگالی مایع محاسبه میشود و واحد رایج آن، سانتیاستوکس (cSt) یا میلیمتر مربع بر ثانیه (mm²/s) است.
اگر ویسکوزیته روغن هیدرولیک خیلی بالا باشد، چه مشکلاتی ایجاد میشوند؟
اگر گرانروی روغن بیشازحد بالا باشد، جریان روغن کند میشود، مصرف انرژی افزایش مییابد، تولید گرمای داخلی سیستم زیاد شده و ممکن است پمپ دچار کاویتاسیون (حبابزایی) شود که به آن آسیب میرساند.
شاخص ویسکوزیته (VI) بالا چه مزیتی دارد؟
روغنهایی با شاخص ویسکوزیته بالا، تغییرات کمتری را در گرانروی خود در پاسخ به تغییرات دمایی نشان میدهند. این امر عملکرد سیستم هیدرولیک را در شرایط مختلف آبوهوایی و دمایی، پایدارتر میسازد.