52
F O R U M B U D O W L A N E 5 / 2 0 0 4
W
większości współczesnych maszyn
budowlanych przeniesienie napę-
du od silnika do sprzętu roboczego
odbywa się przez układ hydrostatyczny, wyko-
rzystujący energię ciśnienia cieczy. Głównym
elementem każdego hydrostatycznego układu
napędu i sterowania, grającym rolę generato-
ra energii i w dużej mierze decydującym o je-
go cechach, jest pompa wyporowa – obecnie
najczęściej zębata, łopatkowa lub wielotłoko-
wa. Podstawowymi elementami wykonawczy-
mi w tych układach są silniki wyporowe o ru-
chu prostoliniowym – zwane cylindrami lub
siłownikami hydraulicznymi, oraz silniki wypo-
rowe o ruchu obrotowym – nazywane potocz-
nie silnikami hydraulicznymi.
Cieczami roboczymi w hydraulicznych ukła-
dach napędowych maszyn i pojazdów są
zwykle oleje mineralne uzyskiwane z desty-
lacji ropy naftowej. Noszą one nazwę olejów
hydraulicznych. Ich podstawowym zadaniem
jest przenoszenie energii między poszczegól-
nymi elementami układu. Przy tym smarują
one współpracujące części, zabezpieczają je
przed korozją i zapewniając chłodzenie, prze-
noszą ciepło.
Precyzyjna konstrukcja takich elementów
układu, jak pompy i silniki wyporowe, roz-
dzielacze i różnego rodzaju regulatory powo-
duje, że olejom hydraulicznym stawia się bar-
dzo wysokie wymagania dotyczące właściwo-
ści smarnych, lepkościowych, trwałościo-
wych, odporności na utlenianie i rozpusz-
czanie gazów. Oleje hydrauliczne nie powin-
ny zawierać żadnych produktów rozpadu,
a obecność nieodfiltrowanych obcych ciał
stałych jest niedopuszczalna i mogłaby pro-
wadzić do awarii pomp już po kilku godzinach
pracy. Ponadto oleje te winny w małym stop-
niu wpływać na materiał uszczelnień, przede
wszystkim gumy.
Zamawiając olej hydrauliczny do eksploatowa-
nych w przedsiębiorstwie maszyn roboczych,
należy zapoznać się z wymaganiami stawiany-
mi przez ich producentów i zwrócić uwagę,
że coraz częściej dopuszczają oni do stoso-
wania w układach hydrostatycznych również
oleje silnikowe. Muszą one jednak posiadać
pewne ogólne właściwości jakościowe i lep-
kościowe podobne do cech olejów hydrau-
licznych.
OZNACZANIE OLEJÓW
Na polskim rynku olejów hydraulicznych i sil-
nikowych znajduje się coraz więcej wyrobów
znanych krajowych i światowych koncernów
przemysłu petrochemicznego. Ich rozpozna-
nie i właściwy dobór zapewnia jednoznaczny
i spójny system oznaczeń literowo-cyfrowych,
zgodny z powszechnie przyjętymi klasyfikacja-
mi lepkościowymi i jakościowymi. Pozwala on
uwzględnić podczas doboru oleju: cechy kon-
strukcyjne układu hydraulicznego, warunki
jego obciążenia oraz temperatury otoczenia,
w jakich maszyna jest eksploatowana.
Oznaczenie oleju hydraulicznego składa się
z podanych w kolejności:
l
nazwy handlowej (w Polsce na ogół Hydrol
albo Olej Hydrauliczny);
l
oznaczenia literowego wskazującego, że jest
to środek smarny (Lubricant) – olej hydrau-
liczny (Hydraulic) – „L–H”;
l
oznaczenia literowego (następującego po
L–H), określającego właściwości i zakres
stosowania oleju, np.: L–HH, L, M, R, V;
l
liczby oznaczającej lepkość kinematyczną
wyrażoną w mm
2
/s, określoną w tempe-
raturze 40°C, np.: L–HH–15, 22, 32, 46,
68, 100, 150.
Przykładowe oznaczenie oleju hydraulicz-
nego produkcji Rafinerii Nafty Jedlicze ma
postać: Hydrol–L–HV–32; natomiast produk-
cji Rafinerii Gdańskiej S.A.: Olej Hydrauliczny
–L–HM–46.
Wytwórcy maszyn roboczych w procesie pro-
dukcyjnym napełniają układy hydrauliczne
odpowiednim olejem, a problem doboru
oleju pojawia się dopiero na etapie przepro-
wadzania obsług technicznych. Wykorzystując
okazję planowej lub celowej wymiany oleju,
eksploatator może przystosować maszynę do
przewidywanych warunków klimatycznych
dr inż. Wiesław Kulkowski
dr inż. Marian J. Łopatka
O
LEJE
DO
UKŁADÓW
HYDRAULICZNYCH
W
PRAKTYCE
EKSPLOATACYJNEJ
MASZYN
BUDOWLANYCH
(1)
W artykule omówiono dostępne typy olejów hydraulicznych oraz
zasady ich doboru. Przedstawiono również możliwości zastosowania
olejów silnikowych do pracy w układach hydraulicznych maszyn
budowlanych. Ważnym problemem poruszonym w artykule jest
wielosezonowość i częstość wymiany olejów.
TECHNIKI I TECHNOLOGIE
Fot. Caterpillar
(zwłaszcza do obniżonych temperatur okre-
su zimowego), a także do pracy przy zwiększo-
nych obciążeniach, np.: w kamieniołomach,
przy pracach ziemnych w gruntach wyższych
kategorii, intensywnych pracach przeładun-
kowych itp.
DOBIERANIE OLEJU
Dobierając olej do układu hydrostatycznego
– należy uwzględniać przede wszystkim wyma-
gania dotyczące klasy jakości, pamiętając przy
tym, że klasa ta nie może być niższa od okre-
ślonej przez producenta maszyny.
W systemie literowo-cyfrowego oznaczania
olejów klasa jakości kryje się pod jedną z li-
ter: H, L, M, R, V. Im dalej w alfabecie usytu-
owana jest ta litera, tym do bardziej obcią-
żonych układów hydraulicznych można sto-
sować dany olej. Przewidując pracę maszyn
w trudniejszych warunkach geologicznych,
można np. zastąpić zalecany przez produ-
centa olej klasy HL olejem klasy HM czy HV.
Świadome podjęcie decyzji może ułatwić
przedstawiony poniżej opis.
Oleje hydrauliczne klasy HH mają bazę z ole-
ju mineralnego, bez dodatków uszlachet-
niających lub tylko z dodatkami przeciw-
piennymi, deemulgującymi i depresatorami.
Przeznaczone są do stosowania w lekko obcią-
żonych układach napędu i sterowania hydrau-
licznego, wyposażonych w pompy zębate, pra-
cujące przy ciśnieniu do 16 MPa i prędkości
obrotowej 1500÷3000 obr./min przy tempe-
raturze do 60°C.
Oleje hydrauliczne klasy HL mają polepszo-
ne właściwości przeciwkorozyjne i przeciw-
utleniające w stosunku do olejów klasy HH.
Są stosowane w średnio obciążonych ukła-
dach napędu i sterowania. Mają zastępować
poprzednio produkowane oleje hydrauliczne,
oznaczane tylko liczbą dwucyfrową (np.: 10,
20, 30, ...) lub literą H z liczbą dwucyfrową
(np.: H–10, H–20, H–30, ...), czasem nazywa-
ne „hydrol” z dwucyfrowym numerem identy-
fikacyjnym (np.: hydrol 10, hydrol 20, hydrol
30 itd.). Zamiennikami tych olejów są:
l
olej hydrauliczny 10 – HL–15;
l
olej hydrauliczny 20 – HL–32;
l
olej hydrauliczny 30 – HL–46;
l
olej hydrauliczny 40 – HL–68;
l
olej hydrauliczny 50 – HL–100;
l
olej hydrauliczny 70 – HL–150.
Różnice w oznaczeniu lepkości oleju wynika-
ją ze zmiany temperatury pomiaru lepkości
– według starych unormowań wynosiła ona
50°C – stąd niższe wartości lepkości.
Oleje klasy HL, np. Hydrol–L–HL są odpo-
wiednikami takich olejów importowanych,
jak: Shell Tellus i Castrol Hyspin.
Oleje hydrauliczne klasy HM to oleje rodza-
ju HL o polepszonych własnościach przeciw-
zużyciowych, przeznaczone głównie do sto-
sowania w przekładniach hydrostatycznych,
w mechanizmach regulujących i sterujących
oraz innych podobnych urządzeniach, w któ-
rych występują trudne warunki pracy. Dla
pomp i silników zębatych jest to ciśnienie do
25 MPa, a dla pomp i silników wielotłokowych
ciśnienie do 35 MPa.
Oleje klasy HM, np. Hydrol–L–HM są odpo-
wiednikami takich olejów importowanych,
jak: Energol HLP BP, Shell Tellus C czy
Castrol Hyspin AWS.
Oleje hydrauliczne klasy HR to oleje klasy HL
o polepszonych właściwościach temperaturo-
wo-lepkościowych, (podwyższonym wskaźni-
ku lepkości WL) do stosowania w układach
średnio obciążonych. Aktualnie nie są one
produkowane w kraju.
Oleje hydrauliczne klasy HV to oleje rodza-
ju HM o polepszonych właściwościach tem-
peraturowo-lepkościowych, o podwyższonym
wskaźniku lepkości WL, do stosowania w wy-
soko obciążonych układach hydraulicznych
maszyn roboczych, budowlanych i w urzą-
dzeniach żeglugowych. W praktyce stosowa-
ne są głównie w wysoko obciążonych pom-
pach wielotłokowych stałego i zmienne-
go wydatku, pracujących przy prędkościach
około 2500 obr./min i ciśnieniu rzędu 35
MPa oraz w pompach łopatkowych obciążo-
nych ciśnieniem do 20 MPa – gdzie wymaga-
ny jest wysoki poziom odporności na zmia-
ny temperatury.
Produkowane w Rafinerii Jedlicze oleje
Hydrol–L–HV są odpowiednikami olejów
importowanych: Shell Tellus T, Castrol
Hyspin AWH.
OLEJE DO UKŁADÓW
HYDROKINETYCZNYCH
Wiele współczesnych maszyn roboczych wypo-
sażonych jest nie tylko w hydrostatyczne ukła-
dy napędu osprzętu roboczego, wykorzystu-
jące energię ciśnienia cieczy, lecz także w hy-
dromechaniczne układy przeniesienia mocy
na zespoły jazdy. Głównymi elementami tych
układów są przekładnie lub sprzęgła hydro-
kinetyczne, wykorzystujące w swym działaniu
energię kinetyczną cieczy.
Olejom do układów hydrokinetycznych stawia
się jeszcze wyższe wymagania jakościowo-lep-
kościowe niż olejom do układów hydrosta-
tycznych.
W praktyce do układów hydrokinetycznych
stosuje się powszechnie oleje przekładnio-
we, przeznaczone do automatycznych skrzyń
biegów. Oleje te oznaczone są symbolem ATF
(Automatic Transmission Fluid) i produko-
wane na odpowiednio dobranej bazie najlep-
szych rafinowanych olejów mineralnych lub
syntetycznych. Optymalne właściwości lepko-
ściowe, tzn. małą lepkość kinematyczną i du-
ży wskaźnik lepkości WL, dobre właściwości
smarnościowe oraz dużą odporność na utle-
nianie i pienienie zapewnia im zestaw wielu
dodatków uszlachetniających. Stosując oleje
typu ATF, należy bezwzględnie przestrzegać
zaleceń podawanych w instrukcji producen-
tów maszyn i zespołów napędowych.
W Polsce używany jest najczęściej krajowy olej
typu ATF, produkcji Rafinerii Jedlicze, o han-
Tab. 1. Parametry wybranych olejów do przekładni automatycznych (typu ATF)
Producent i nazwa
Gęstość
w 15
°C
[g/cm
3
]
Lepkość
[mm
2
/s]
WL*
T
k
**
[
°C]
w 40
°C
w 100
°C
Elfmatic G–2
0,869
37,8
7,8
185
–41
Mobil ATF 200
0,876
43,8
7,85
151
–54
Mobil ATF 210
0,871
37,0
7,0
153
–44
Mobil SHC ATF
0,836
29,38
5,72
139
–54
Neste ATF–X
0,876
40,0
7,0
165
–42
Neste ATF–G
0,846
37,0
8,0
201
–42
Neste ATF–S
0,835
48,0
9,5
185
–60
Shell ATF Dexron II
0,873
36,0
7,1
160
–45
Shell Donax TF
0,876
40,0
8,2
176
–42
Shell Donax TA
0,884
38,4
5,73
84
–30
Shell Donax TD
0,882
60,27
9,49
139
–45
Total Fluide T
0,884
41,0
7,0
145
–36
Total Dexron II (D 21647)
0,852
40,0
8,1
200
–43
Statoil TransWay S DXII
31,0
7,0
200
–60
* WL – wskaźnik lepkości
** T
k
– temperatura krzepnięcia
TECHNIKI I TECHNOLOGIE
F O R U M B U D O W L A N E 5 / 2 0 0 4
54
TECHNIKI I TECHNOLOGIE
F O R U M B U D O W L A N E 5 / 2 0 0 4
dlowej nazwie Boxol 26. Jest on przeznaczo-
ny nie tylko do układów hydrokinetycznych,
lecz także do układów hydrostatycznych pra-
cujących w trudnych warunkach oraz do ukła-
dów wspomagania mechanizmów kierowni-
czych. Liczba w oznaczeniu odpowiada lep-
kości kinematycznej (26 mm
2
/s) wyznaczo-
nej w temperaturze 50°C. Boxol 26 krzepnie
w temperaturze –38°C i posiada wskaźnik lep-
kości WL nie mniejszy od 140.
W licznych eksploatowanych w Polsce impor-
towanych maszynach budowlanych z na-
pędem hydrokinetycznym, wyposażonych
ponadto w hydrostatyczny układ przeniesienia
mocy do napędu osprzętu roboczego, przy-
jęło się stosować ten sam olej w obu ukła-
dach. Jest to wówczas zawsze olej typu ATF.
Podstawowe parametry wybranych – dostęp-
nych w Polsce – olejów do przekładni auto-
matycznych zawiera tab. 1.
OLEJE SILNIKOWE
W UKŁADACH
HYDROSTATYCZNYCH
Wielu producentów maszyn roboczych, kie-
rując się zasadą unifikacji materiałów eks-
ploatacyjnych, zaleca stosowanie w ukła-
dach hydrostatycznych olejów silnikowych.
Są to wówczas oleje wyższych klas jako-
ści, należące według klasyfikacji jakościo-
wej API (American Petroleum Institute) do
grupy C (Commercial), przeznaczone głów-
nie do silników o zapłonie samoczynnym
ciężkich samochodów transportowych i ma-
szyn budowlanych.
W grupie C rozróżnia się następujące klasy
olejów: CA, CB, CC, CD, CD–II, CE, CF, a od
roku 1994 CF–4, CG–4, CH–4. Im dalsza lite-
ra alfabetu po C, tym olej spełnia ostrzejsze
wymagania jakościowe. Obecnie są produko-
wane głównie oleje klas zaznaczonych tłu-
stym drukiem.
W układach hydrostatycznych maszyn robo-
czych stosuje się przede wszystkim oleje klasy
CD lub wyższej. Zawsze przed użyciem oleju
silnikowego jako cieczy roboczej w układzie
hydraulicznym trzeba mieć absolutną pew-
ność, że producent maszyny dopuszcza jego
stosowanie i jakie wymagania jakościowe sta-
wia olejom silnikowym. Bardzo często pro-
ducent maszyny określa również wymagania
lepkościowe, wiążące się z warunkami klima-
tycznymi pracy maszyn. Im niższa tempera-
tura otoczenia, tym niższa wymagana klasa
lepkości według klasyfikacji lepkościowej
SAE (Society of Automotive Engineers, USA).
Klasyfikacja ta dzieli oleje silnikowe na:
l
sezonowe, tzn. zimowe – klasy: 0W, 5W,
10W, 15W, 20W i 25W (pomiar lepkości
w temperaturze –17,8°C (0°F)) oraz letnie
– klasy 20, 30, 40, 50, 60 (pomiar lepko-
ści w temperaturze 98,9°C (210°F)). Zatem
olej oznaczony SAE 5W jest olejem zimo-
wym, SAE 30 jest olejem letnim. Klasy są
ponumerowane według rosnącej lepkości,
ale symbol klasy ma tylko umowny zwią-
zek z wartością lepkości i w żaden sposób
jej liczbowo nie wyraża;
l
wielosezonowe, używane niezależnie
od pory roku, zarówno latem, jak i zi-
mą. Oleje wielosezonowe są kombinacją
dowolnych klas oleju zimowego i letniego,
np. 10W–30, 15W–40, 5W–60 itp. Zapis ten
może mieć również postać z ukośnikiem:
10W/30, 15W/40, 5W/60. Oznacza to, że olej
SAE 10W–30 ma w temperaturze ujemnej
właściwości lepkościowe oleju zimowego
SAE 10W, a w temperaturze dodatniej oleju
letniego klasy SAE 30.
Podstawowe parametry wybranych olejów
wielosezonowych zawiera tab. 2.
q
Dr inż. Wiesław Kulkowski
i dr inż. Marian J. Łopatka
są pracownikami Instytutu Budowy
Maszyn Wojskowej Akademii
Technicznej.
Tab. 2. Parametry wybranych wielosezonowych olejów silnikowych
Symbol liczbowy
klasy SAE
Lepkość kinematyczna
[mm
2
/s]
Wskaźnik lepkości
Maksimum
temp. –17,8
°C (0°F)
Minimum
temp. 98,9
°C (210°F)
Minimum
5W/10
1300
4,2
90
5W/20
1300
5,7
140
5W/30
1300
9,6
154
5W/40
1300
12,9
156
5W/50
1300
16,8
158
10W/20
2600
5,7
90
10W/30
2600
9,6
132
10W/40
2600
12,9
139
10W/50
2600
16,8
144
15W/20
5200
5,7
15W/30
5200
9,6
15W/40
5200
12,9
15W/50
5200
16,8
20W/20
10500
5,7
90
20W/30
10500
9,6
97
20W/40
10500
12,9
113
20W/50
10500
16,8
120
55
Fot.
Komatsu
38
F O R U M B U D O W L A N E 6 / 2 0 0 4
KRYTERIA DOBORU OLEJU
Głównym kryterium doboru oleju do okre-
ślonych warunków klimatycznych jest jego
lepkość, temperatura płynięcia oraz wskaź-
nik lepkości WL.
Temperatura płynięcia określa możliwości
pompowalności oleju (poniżej tej tempera-
tury olej jest usieciowany) i związana jest z no-
minalną lepkością oleju (oznaczaną w tempe-
raturze 40°C). Generalnie, im niższa jest licz-
bowa wartość lepkości w oznaczeniu oleju,
tym niższa jest jego temperatura płynięcia (i
pompowalności). Dla potrzeb praktyki eksplo-
atacyjnej przyjmuje się, że oleje w klasie lep-
kości 15 i 22 są olejami zimowymi, natomiast
klasy: 32, 46, 68, 100 i 150 są olejami wielo-
sezonowymi i letnimi. W tab. 3 podano przy-
kładowe graniczne wartość temperatury pły-
nięcia dla olejów zimowych, a w tab. 4 – dla
olejów wielosezonowych.
Wskaźnik lepkości określa podatność oleju
na zmiany temperatury pracy – określany
jest przez porównanie lepkości badanego
oleju w temperaturze 37,8°C (100°F) z ole-
jem wzorcowym (olej mineralny bez dodat-
ków, tzw. serii „H” o płaskiej charakterysty-
ce lepkościowo-temperaturowej, odznaczają-
cy się bardzo wysoką odpornością na zmia-
ny temperatury) o tej samej lepkości w tem-
peraturze 98,9°C (210°F). Wartość wskaźni-
ka WL powyżej 100 oznacza osiągnięcie dzię-
ki dodatkom uszlachetniającym wyższej odpor-
ności na zmiany temperatury od odporności
cechującej najlepsze naturalne oleje mineral-
ne. Standardowe hydrauliczne oleje mineralne
charakteryzuje wskaźnik lepkości rzędu WL =
90–100. Charakterystyki lepkościowo-tempe-
raturowe tego typu olejów przedstawiono na
rys. 1. Liczba w oznaczeniu odpowiada lepkości
kinematycznej oleju w temperaturze 40°C.
WYMAGANIA LEPKOŚCIOWE
UKŁADU
Dobór właściwego oleju powinien spełnić
wymagania lepkościowe układu – narzucane
zwykle przez pompy zasilające – ich poprawna
praca gwarantuje bowiem możliwość urucho-
mienia układu i podjęcia pracy. Wymagania te
określone są za pomocą następujących para-
metrów:
l
lepkość maksymalna (200–2000 mm
2
/s)
– graniczna ssania – umożliwiająca uru-
chomienie układu;
l
lepkość dopuszczalna (100–300 mm
2
/s)
– przy której układ może pracować w spo-
sób ciągły i przenosić pełną moc;
l
lepkość optymalna (9–36 mm
2
/s) – gwa-
rantuje osiąganie najwyższej sprawno-
ści, czyli minimalne straty i nagrzewanie
się układu;
dr inż. Wiesław Kulkowski
dr inż. Marian J. Łopatka
W części drugiej artykułu i ostatniej autorzy poruszają kwestie
doboru olejów w zależności od warunków temperaturowych.
Zwracają również uwagę na praktyczne aspekty wymiany oleju.
Pierwsza część opracowania została zamieszczona
w „Forum Budowlanym” nr 5/2004, str. 52.
TECHNIKI I TECHNOLOGIE
Tab. 3. Charakterystyka olejów HYDROL–L pracujących w warunkach zimowych
(niskotemperaturowych)
Rodzaj oleju
HH–15
HH–22
HL–15
HL–22
HM–15
HM–22
HV–15
HV–22
Temperatura płynięcia [
°C]
–30
–35
–35
–42
Wskaźnik lepkości WL
85
90
95
140
Tab. 4. Temperatury płynięcia dla niektórych gatunków olejów hydraulicznych
wielosezonowych i letnich
Temperatura Płynięcia
[
°C]
Klasa lepkości
32
46
68
100
150
HYDROL–L–HH
–24
–21
–18
–15
–9
HYDROL–L–HL
–27
–27
–24
–18
12
O
LEJE
DO
UKŁADÓW
HYDRAULICZNYCH
W
PRAKTYCE
EKSPLOATACYJNEJ
MASZYN
BUDOWLANYCH
(2)
Fot.
Caterpillar
TECHNIKI I TECHNOLOGIE
F O R U M B U D O W L A N E 6 / 2 0 0 4
l
lepkość minimalna (5–18 mm
2
/s) – za-
pobiega zatarciu – gwarantuje niezbędne
smarowanie.
Konkretne wielkości tych parametrów zale-
żą od konstrukcji jednostki wyporowej i jej
zaawansowania technicznego (producenta)
– przykładowe wymagania zawiera tab. 2.
Starsze typy pomp wielotłokowych nie powin-
ny pracować w olejach o lepkości wyższej niż
300 mm
2
/s, a zębatych – nie wyższej niż 500
mm
2
/s.
Ponieważ lepkość oleju zależy od temperatu-
ry jego pracy – jego charakterystyka w połą-
czeniu z wymaganiami układu określa jedno-
znacznie (rys. 2):
l
temperaturę minimalną (graniczną) uru-
chomienia układu;
l
temperaturę dopuszczalną, w której układ
może rozwijać pełną moc;
l
temperaturę optymalną, w której układ pra-
cuje z najwyższą sprawnością;
l
temperaturę maksymalną – graniczne-
go smarowania – powyżej której nastę-
puje przyspieszone zużycie ścierne pod-
zespołów.
Dobór oleju określa zatem zakres tempera-
tur roboczych, w których układ może być eks-
ploatowany.
Oleje o wyższej lepkości nominalnej (letnie)
pozwalają na pracę układu z wyższymi tem-
peraturami, zapewniając przy tym jego wysoką
sprawność oraz niezbędny poziom smarowa-
nia. Jest to szczególnie istotne w klimacie gorą-
cym, gdzie temperatura otoczenia dochodzi do
+60°C, a temperatura oleju w układzie hydrau-
licznym jest przynajmniej o 20°C wyższa. Wadą
takiego rozwiązania jest stosunkowo wysoka
temperatura uruchomienia układu, która np.
dla oleju klasy HL–150 i starszej generacji pomp
zębatych wynosi ok. +23°C (rys. 1).
Eksploatacja maszyn w warunkach zimowych
wymaga częstego ich uruchamiania w obni-
żonych temperaturach. Rozwiązaniem mogą
być oleje zimowe – np. HL–10, który pozwa-
la na bezproblemowe uruchamianie ukła-
dów w temperaturach nawet poniżej –20°C
– jednak maksymalna temperatura jego
pracy nie powinna przekraczać +40°C (rys.
1). Zastosowanie tego rodzaju oleju jest więc
ograniczone do chłodniejszych pór roku.
Stosowanie letnich i zimowych olejów hydrau-
licznych w nowoczesnych maszynach budow-
lanych, gdzie rozbudowane układy filtracji
i chłodzenia oleju pozwalają wydłużyć okre-
sy jego użytkowania do kilku tysięcy godzin
pracy – wiąże się z koniecznością jego wymia-
ny i przechowywania, co jest mało efektywne,
pracochłonne i kosztowne.
Alternatywnym rozwiązaniem są oleje wie-
losezonowe, które gwarantują odpowiedni
poziom smarowania podczas upałów oraz
umożliwiają uruchomienie układu w ni-
skich temperaturach. Osiągniecie szerokie-
go zakresu temperaturowego pracy ukła-
du wymaga jednak zastosowania olejów
o polepszonych właściwościach temperatu-
rowo-lepkościowych charakteryzowanych
przez podwyższony wskaźnik lepkości WL.
Przykładowo, olej klasy HV–46 o wskaźni-
ku lepkości WL = 200, pozwala na urucho-
mienie nowoczesnego układu w temperatu-
rze –20°C i zapewnia jego wystarczające sma-
rowanie nawet w temperaturze dochodzącej
do 100°C, podczas gdy standardowy olej klasy
HL–46 pozwala na uruchomienie tego samego
układu w temperaturze zaledwie –5°C, a jego
maksymalna temperatura nie powinna prze-
kraczać +80°C (rys. 2).
DOBÓR ZAMIENNIKÓW
Lepkość nominalna i wskaźnik lepkości oleju
stanowią zatem podstawowe parametry, które
należy brać pod uwagę podczas doboru rów-
nież zamienników olejów hydraulicznych
w postaci olejów silnikowych. Charakterystyki
lepkościowo-temperaturowe wybranych klas
lepkości olejów silnikowych według SAE
przedstawiono na rys. 3. Na ich podstawie
można stwierdzić, że mogą one z powodze-
niem zastępować oleje letnie. Praca w obni-
żonych temperaturach wymaga zastosowania
olejów klas 0W lub 5W – zwykle droższych od
olejów hydraulicznych.
Omówione właściwości olejów do układów
hydraulicznych oraz przytoczone klasyfikacje
lepkościowe i jakościowe nie wyczerpują zło-
Tab. 3. Wymagania lepkościowe wybranych pomp hydraulicznych
Typ pompy
Producent
Lepkość [mm
2
/s]
maksymalna
dopuszczalna
optymalna
minimalna
Zębate
Rexroth
Casappa
1000/2000
750
300
100
10
12
Łopatkowe
Rexroth
Denison
800
860
160
108
16
30
10/18
Wielotłokowe
Rexroth
Danfoss
Denison
Sauer–S
1000/1600
1000
1600
1600
100
110
160
60
16/36
9
30
12
5/10
6,4
10
7
Rys. 1. Charakterystyki temperaturowo-lepkościowe hydraulicznych olejów mineralnych
klasy HL o wskaźniku lepkości WL=100 oraz charakterystyki: oleju klasy HV o wskaź-
niku lepkości WL = 200 i oleju przekładniowego typu ATF – z naniesionymi przykłado-
wymi lepkościami granicznymi pompy hydraulicznej
39
żonych zagadnień prawidłowego doboru tych
materiałów do eksploatowanych maszyn. Mogą
być jednak przydatne w procesie przygotowa-
nia operatorów i personelu technicznego do
przeprowadzenia obsług technicznych maszyn
zwłaszcza przed sezonem zimowym.
W praktyce eksploatacyjnej równie ważny jak
właściwy dobór oleju do układu hydraulicz-
nego jest proces jego prawidłowej wymiany.
Można przyjąć orientacyjnie, że olej wymie-
nia się co 2000 godzin – jeśli jest to olej silni-
kowy, albo co 4000 godzin – jeśli jest to olej
hydrauliczny. Dla maszyn pracujących w wa-
runkach szczególnie wysokiego zanieczyszcze-
nia powietrza okresy te skraca się o połowę.
WYMIANA OLEJÓW
Wymiana olejów wymaga rozgrzania zespo-
łów i mechanizmów, najlepiej pod obciąże-
niem, tak aby olej osiągnął normalną tem-
peraturę roboczą. Przed spuszczeniem oleju
przesuwa się tłoczyska siłowników w skraj-
ne położenia w taki sposób, aby osprzęt spo-
czywał na ziemi. Jeśli z konstrukcji maszyny
wynika, że przy skrajnych położeniach tło-
czysk osprzęt znajdzie się w innych położe-
niach, to konieczne jest jego podparcie i za-
bezpieczenie przed opadaniem. Olej spusz-
cza się przez zawór spustowy umieszczony
na dnie zbiornika, zawsze przy odkręconym
korku wlewowym, zachowując ostrożność,
gdyż gorący olej może spowodować oparze-
nia skóry. Należy przyjąć jako zasadę koniecz-
ność opróżniania filtrów i ich płukanie (typo-
wymi rozpuszczalnikami handlowymi), a je-
śli mają one wkłady wymienne, to niezbędna
jest ich wymiana. Wymianę oleju w układzie
hydraulicznym przeprowadza się przy zacho-
waniu odpowiedniej czystości otoczenia, sto-
sowanych naczyń i urządzeń. Należy unikać
zapylenia atmosfery i przewiewu w hali obsłu-
gowej, a wykonywanie tej czynności na wol-
nym powietrzu jest niedopuszczalne. Ciecz
wlewamy zawsze przez gęste sito do staran-
nie oczyszczonego i przepłukanego zbiornika.
Najlepiej jednak, jeśli skorzystamy ze specjal-
nych agregatów napełniająco-filtrujących. Nie
należy nigdy pozostawiać zbiornika z otwar-
tym wlewem, gdyż prowadzi to do szybkiego
zanieczyszczenia oleju, np. przez kurz itp.
Jeśli układ jest wyposażony w filtr ze wskaź-
nikiem stopnia jego zanieczyszczenia, to po
przekroczeniu podanej wartości należy bez-
względnie wymienić filtr. Warto przy tym
zwrócić uwagę, że zanieczyszczenie cie-
czy może być przyczyną awarii pomp i roz-
dzielaczy już po kilku godzinach ich pracy.
Szczególnie wrażliwe są tu pompy tłokowe
z wychylną tarczą. Nie wolno również pod
żadnym pozorem stosować w instalacji fil-
trów o mniejszej dokładności filtracji, niż
jest wymagana.
Zbiornik napełnia się świeżym olejem do
zaznaczonego na jego wzierniku prawidło-
wego poziomu, po czym należy zamonto-
wać korek wlewu. Dopiero wówczas uru-
chamia się silnik i manewruje osprzętem tak,
aby napełnić cylindry hydrauliczne olejem.
Przepompowanie oleju do układu spowo-
duje, że jego poziom w zbiorniku się obniży.
Rys. 2. Metoda określania dopuszczalnego zakresu temperatur pracy układu hydrau-
licznego
Rys. 3. Charakterystyki lepkościowo-temperaturowe wybranych klas lepkości olejów
silnikowych oraz charakterystyki: oleju klasy HV o wskaźniku lepkości WL = 200 i ole-
ju przekładniowego typu ATF – z naniesionymi przykładowymi lepkościami graniczny-
mi pompy hydraulicznej
TECHNIKI I TECHNOLOGIE
F O R U M B U D O W L A N E 6 / 2 0 0 4
40
TECHNIKI I TECHNOLOGIE
F O R U M B U D O W L A N E 6 / 2 0 0 4
Należy zatem wyłączyć silnik napędowy i uzu-
pełnić olej. W celu prawidłowego napełnienia
układu hydraulicznego konieczne jest wyko-
nanie osprzętem co najmniej pięciu pełnych
cykli roboczych.
W praktyce zawsze pewna niewielka ilość
oleju pozostaje w układzie hydraulicznym
i miesza się z olejem świeżym. Nie jest to jed-
nak groźne, gdyż współczesne oleje hydrau-
liczne, podobnie jak silnikowe, mogą być ze
sobą mieszane.
Wymiana oleju pociąga za sobą konieczność
odpowietrzania niektórych urządzeń układu.
Służą temu korki gwintowane, które na czas
odpowietrzania należy poluzować, a kiedy
pojawi się wyciek oleju – ponownie zakrę-
cić. Całkowite odpowietrzenie będzie cza-
sem wymagało lekkiego poluzowania złączek
(np. przy cylindrach lub zaworach) i dokręce-
nia ich, gdy pojawi się wyciek oleju.
Obsługa techniczna układów hydraulicznych
obejmuje nie tylko uzupełnianie i wymianę
oleju, lecz także obsługę filtrów i zaworów,
a czasem również drobne naprawy. Należy
zawsze pamiętać, że do czyszczenia zbiorni-
ków i innych elementów układu hydraulicz-
nego nie wolno używać szmat ani pakuł, bo
pozostające włókna powodują zatykanie fil-
trów i zacinanie suwaków oraz tłoczków.
Czyszczenie najlepiej prowadzić za pomocą
twardych pędzli, szczotek i czystej benzyny. Po
zakończeniu prac konieczne jest przedmucha-
nie elementów sprężonym powietrzem.
Zużyty olej i płyny eksploatacyjne należy
zagospodarować w sposób bezpieczny dla
środowiska.
Przytoczone w artykule wskazówki i uwa-
gi dotyczące obsługi układów hydraulicz-
nych wynikają z praktyki eksploatacyjnej
i z zaleceń producentów maszyn roboczych,
zamieszczanych w ich instrukcjach obsługi.
W wypadku jakichkolwiek wątpliwości co
do właściwego postępowania w konkretnym
przypadku albo co do odpowiedniego dobo-
ru olejów do określonego hydrostatycznego
lub hydrokinetycznego układu przeniesienia
mocy, należy zawsze skonsultować się z pro-
ducentami, względnie dystrybutorami maszyn
i materiałów eksploatacyjnych. Można też sko-
rzystać z pomocy specjalistów zatrudnionych
w różnych instytutach i placówkach nauko-
wych albo ekspertów koncernów przemysłu
naftowego.
q
Dr inż. Wiesław Kulkowski
i dr inż. Marian J. Łopatka
są pracownikami
Instytutu Budowy Maszyn
Wojskowej Akademii Technicznej.
N
iniejsza książka jest praktycznym
podręcznikiem aktualnych metod
zagęszczania gruntów oraz wbudo-
wania i zagęszczania mieszanek mineral-
no-asfaltowych. Przedstawia najważniej-
sze wiadomości o gruntach, technikę ich
zagęszczania oraz kontrolę jakości robót.
Omawia podstawową charakterystykę mie-
szanek mineralno-asfaltowych, cechy ich
składników, a przede wszystkim operacje
rozkładania i zagęszczania warstw asfalto-
wych nawierzchni. Zwraca również uwagę
na szereg elementów, od których zależy
równość i jakość nawierzchni.
Znaczna część książki poświęcona jest
praktycznym wskazówkom, co należy
brać pod uwagę przy wyborze maszyn do
zagęszczania – walców wibracyjnych, sta-
tycznych i ogumionych, lekkiego sprzętu do
zagęszczania, a także rozkładarek miesza-
nek mineralno-asfaltowych.
Książka napisana została w sposób jasny,
zwięzły i zrozumiały. Z tego powodu może
być doskonałym podręcznikiem dla stu-
dentów inżynierii lądowej. Może być także
bardzo przydatnym poradnikiem dla inży-
nierów i techników drogowych oraz dla
mechaników zatrudnionych przy budowie
dróg i lotnisk. Tym spośród nich, którzy
mają doświadczenie w opisywanych robo-
tach, pozwoli ona na lepsze zrozumienie
wielu faktycznie obserwowanych proce-
sów i prawidłowości, upewni ich w dobrej
praktyce, ale i skłoni do zarzucenia nie-
właściwych procedur. Z książki skorzystać
będą mogli projektanci dróg i lotnisk, któ-
rych zadaniem jest specyfikowanie wyma-
gań technicznych względem robót drogo-
wych. Publikacja jest także odpowiednia
dla nadzoru technicznego i pracowników
administracji drogowej, odpowiedzialnych
za ocenę i akceptację robót. Pracownicy
naukowi drogownictwa mogą z niej czer-
pać wiedzę i inspirację do swoich badań.
Książka została napisana przez auto-
rów o dużej wiedzy teoretycznej i prak-
tycznej. Procesy zagęszczania gruntów
oraz wbudowania i zagęszczania warstw
asfaltowych nawierzchni są bardzo trud-
ne. Zależą od dużej liczby różnorodnych
i bardzo zmiennych czynników. Jak piszą
autorzy, „Nawet dwie mieszanki mineral-
no-asfaltowe o tym samym uziarnieniu i tej
samej zawartości asfaltu mogą różnić się
tak bardzo, że nie jest możliwe odwoływa-
nie się wyłącznie do ich parametrów przy
wyborze najbardziej właściwego sprzętu
do zagęszczania”. Wiedza, a głównie prak-
tyczne doświadczenie autorów, pozwoliły
im na jasne przedstawienie nawet najtrud-
niejszych zagadnień.
Czeka nas w Polsce budowa autostrad,
dróg ruchu szybkiego oraz moderniza-
cja wielu dróg, ulic i lotnisk. Towarzyszyć
temu będą szeroko zakrojone roboty ziem-
ne i asfaltowe. Od zagęszczenia i prawidło-
wego wbudowania nawierzchni w dużym
stopniu zależą właściwości eksploatacyjne
i trwałość dróg. Lepsze zagęszczenie pod-
łoża gruntowego i warstw nawierzchni pod-
nosi nośność konstrukcji i wydłuża jej trwa-
łość. Książka wychodzi naprzeciw najbar-
dziej aktualnym potrzebom. Wypełnia też
pewną lukę w polskiej literaturze technicz-
nej, gdyż żadna z dotychczasowych pol-
skojęzycznych publikacji książkowych na
temat zagęszczania gruntów i wbudowy-
wania mieszanek mineralno-asfaltowych
nie przedstawiała tych spraw tak wszech-
stronnie.
q
Prof. dr hab. inż. Józef Judycki
jest pracownikiem
Politechniki Gdańskiej.
prof. dr hab. inż. Józef Judycki
Z
AGĘSZCZANIE
I
ROZKŁADANIE
NAWIERZCHNI
ASFALTOWYCH
Tytuł: Zagęszczanie i rozkładanie nawierzchni
asfaltowych
Copyright: Metso Dynapac AB, Szwecja 2004
Publikacja: Dynapac nr IHCCAPPL1
Opracowanie: Dowell/Stubbs
Ilustracje: Magnus Eriksson, Ulf Johansson,
Ake Nilsson, Szwecja
Tłumaczenie: Andrzej Grzybowski
Redakcja: Józef Judycki, Marek Pszczoła
41
Fot.
Metso
Minerals