CX31-P600 Petroleum Transmission Caterpillar

Menovité hodnoty filtrov podľa priemyselných noriem

Efektívne riadenie čistoty kvapalín je najdôležitejším faktorom a jedinou príležitosťou na maximalizáciu životnosti súčastí, zvýšenie spoľahlivosti a trvanlivosti, ako aj na zníženie nákladov na životný cyklus súčastí. Jedným z cieľov spoločnosti Caterpillar je poskytovať zákazníkom špičkové a ekonomicky prijateľné filtračné produkty určené na plnenie špecifických výkonových požiadaviek. Spoločnosť Caterpillar nikdy nepublikovala mikrónové menovité hodnoty, pretože takéto čísla môžu byť zavádzajúce alebo bez vypovedacej schopnosti. Mnohé filtre strednej a nižšej kvality sa predávajú iba s označením mikrónovej menovitej hodnoty. Uvedenie mikrónovej menovitej hodnoty filtra bez uvedenia účinnosti filtra je nepoužiteľné a v rámci technických skupín priemyselného odvetvia filtrácií (napríklad Spoločnosť automobilových výrobcov (SAE) alebo Národná asociácia výkonových kvapalín (NFPA)) nie je oficiálne uznané.

Mikrónová menovitá hodnota rôznych filtrov môže byť rovnaká, ale ich schopnosť zachytávať častice danej veľkosti a väčšie sa výrazne odlišuje. Primárnou metódou hodnotenia filtra je uvedenie účinnosti odstraňovania a zachytenia častíc danej veľkosti (merané v mikrónoch).

Konkurenčné marketingové snahy sú obvykle výlučne založené na teste typu MULTIPASS. Ide o štandardný odvetvový test s postupom publikovaným Medzinárodnou organizáciou pre normy (ISO), Americkým národným ústavom pre normy (ANSI), Národnou asociáciou výkonových kvapalín (NFPA) a Národným inštitútom pre normy a technológie (NIST). Podľa tohto laboratórneho testu ISO 16889 sa vháňa koncentrovaný prúd umelých kontaminantov v rámci vopred definovaného konštantného toku a iných stabilných podmienok s cieľom progresívne zaťažovať filter dovtedy, kým sa na ňom nedosiahne stanovený pokles tlaku. Počas testu sa elektronicky počítajú častice vstupujúce do filtra a vystupujúce z filtra. Pomer koncentrácie častíc vstupujúcich do filtra a koncentrácie častíc vystupujúcich z filtra sa nazýva filtračný pomer alebo pomer Beta. Filtračný pomer alebo pomer Beta predstavuje mieru účinnosti filtra pri zachytávaní častíc konkrétnej veľkosti. Normy vzťahujúce sa na test MULTIPASS sú uvedené v tabuľke 1.

Ilustrácia 1 uvádza typické údaje o počte častíc v jednom filtri pri dvoch odlišných veľkostiach častíc, ako aj výsledné pomery Beta. Údaje vľavo (častice veľkosti 6 mikrónov a väčšie) indikujú "pomer Beta s hodnotou 2" a údaje vpravo (častice veľkosti 14 mikrónov a väčšie) indikujú "pomer Beta s hodnotou 75". Veľkosť častíc (alebo mikróny, použitím ktorých sa počíta pomer Beta) sa zobrazuje ako dolný index pri symbole Beta. Štandardným postupom počas vykazovania výsledkov testu získaných použitím metódy testovania ISO 16889 je uvedenie menovitej hodnoty v mikrónoch malým písmenom (c) v zátvorkách. Takto sa odlišujú výsledky testu získané použitím starých a nových metód a testovacích prachov.

Ak sa napríklad v oleji spočíta 2000 častíc s veľkosťou 6 mikrónov alebo väčších pred filtráciou a 1000 častíc s veľkosťou 6 mikrónov alebo väčších po filtrácii, pomer beta bude dosahovať hodnotu 2. Rovnica B6(c) = 2 znamená, že 6-mikrónový filter dokáže odstrániť 50 % všetkých častíc s veľkosťou 6 mikrónov alebo väčších. Väčšina výrobcov filtrov používa pomer Beta s hodnotou 2 ako "menovitú" hodnotu účinnosti filtra a pomer Beta s hodnotou 75 alebo vyššou ako "absolútnu" hodnotu účinnosti. V súčasnej dobe neexistuje žiadna akceptovaná norma ISO, ANSI alebo NFPA týkajúca sa absolútnych hodnôt. Uvádzaný filter vykazuje "menovitú hodnotu 6 mikrónov" a "absolútnu hodnotu 14 mikrónov".

Obrázok 1	g01971553

Laboratórnu účinnosť je možné vypočítať z pomeru Beta nasledujúcim spôsobom:

% účinnosti = 1 – (1/pomer Beta)

Ako vidíte, pomery vyššie než 75 nepredstavujú výrazné zlepšenie. Pridané náklady na filter s hodnotou pomeru Beta 200 zvyšuje účinnosť podľa laboratórneho testovania iba o 0,8 %.

Norma ISO 4406:1999 ponúka pokyny na definovanie úrovne kontaminácie prítomnej vo vzorke kvapaliny podľa hodnotenia ISO. Nová norma ISO 4406:1999 používa tri stupnicové čísla vyjadrujúce počet častíc väčších alebo rovnakých ako 4µm(c), 6µm(c) a 14µm(c) na 1 ml vzorovej kvapaliny. Tabuľka 3 obsahuje hodnotenie ISO pre 1 ml kvapalinových vzoriek obsahujúcich rôzne úrovne častíc. Pamätajte, že každý rozsah predstavuje dvojnásobok číselného označenia predchádzajúceho rozsahu. Najčastejšie rozsahy používané na vyjadrenie čistoty oleja sú od 13 do 24.

Príklad: veľmi čistý olej dosahuje úroveň čistoty (podľa kódu ISO) 18/16/13:

V prípade riedkych kvapalín s veľkým množstvom veľmi malých častíc (napríklad nafta) používa spoločnosť Caterpillar všetky tri číselné hodnoty v kóde ISO. V prípade hydraulických a mazacích kvapalín s vyššou viskozitou je však počet veľmi malých častíc menej dôležitý. Čistota kvapaliny sa obvykle vyjadruje iba dvoma väčšími veľkosťami častíc. Napríklad: hodnota 18/16/13 sa jednoducho uvedie ako 16/13.

Tabuľka 5 uvádza zoznam veľkostí známych častíc:

Ďalšie informácie nájdete v špeciálnej publikácii, SEBF1020, "Improving Component Durability, Managing Fluid Cleanliness (Zlepšovanie trvanlivosti súčastí, riadenie čistoty kvapalín)".

Olejové filtre Caterpillar

V prevodovkách sa nečistoty vytvárajú trecím materiálom (spojka), opotrebovaním kovov (prevody a ložiská) a v dôsledku nečistôt za olejovými tesneniami. Nečistoty a vlhkosť taktiež môžu vstupovať z atmosféry cez odvzdušňovacie filtre. Existuje mnoho rôznych kontaminantov vrátane týchto:

• Častíc (prach, nečistoty, piesok, hrdza, vlákna, elastoméry, úlomky)

• Častice z opotrebovania kovov a aditíva (hliník, chróm, meď, železo, olovo, cín, kremík, sodík, zinok, bárium, fosfor)

• Voda

• Tesniaci materiál (pasta, páska)

• Produkty korózie, oxidácie, kal

• Kyseliny alebo iné chemikálie

Je veľmi dôležité, aby ste určili správny typ a veľkosť filtra vzhľadom na systémové požiadavky a aplikáciu. Použitie nevhodného filtra môže spôsobiť prevádzku v režime premostenia bez ochrany pred kontaminantmi, zlyhanie filtra, zlyhanie súčastí alebo zásadné poruchy systému. Niektoré systémové charakteristiky, na ktoré je potrebné prihliadať na správnu filtráciu:

• Viskozita oleja

• Rýchlosť prietoku

• Tlak systému

• Povolený pokles tlaku (filtračné médium, kontaminant, prietok a viskozita)

• Chránené súčasti

• Požadovaná úroveň čistoty (vyjadrená kódom ISO)

• Typ kvapaliny/oleja a jeho charakteristiky

• environmentálne podmienky

• Duty Cycle (Pracovný cyklus)

• Prevádzková teplota

• Podmienky studeného štartu (teplota okolia pri štartovaní)

Najdôležitejšími aspektmi filtra sú štrukturálna integrita a konzistentná kvalita. Štrukturálne problémy, ku ktorým môže dôjsť v dôsledku nedostatkov konvenčných filtrov, sú vytváranie ciest na únik médií a kontaminácia kovmi. Výrobný proces spoločnosti Caterpillar s vysokou mierou automatizácie a odolný dizajn produktov takmer eliminujú mnohé z takýchto nedostatkov.

Najdrahšou položkou filtra je filtračné médium. Existujú tri základné typy filtračných médií:

• Celulóza

• Syntetické médium

• Zmes celulózy a syntetického média

Celulóza je v podstate papier a toto médium je prijateľné vtedy, ak sa používa v rámci filtrov s vyššou zrnitosťou. Menovité hodnoty hrubého filtra hydraulického oleja dosahujú v absolútnom vyjadrení približne 28 – 40 mikrónov (c). Celulóza sa používa vo väčšine filtrov od spoločnosti Caterpillar so štandardnou účinnosťou. Priame celulózové médium nie je vhodné na používanie v rámci aplikácií s vysokou rýchlosťou prietoku, keď sa vyžaduje vysoká účinnosť filtrácie. Vysoké prietokové rýchlosti v systéme vyžadujú používanie syntetických médií alebo zmesových syntetických médií.

Vo filtroch s veľmi vysokou účinnosťou sa používajú syntetické médiá, ktoré však sú najmenej dvojnásobne drahšie ako celulózové médiá s podobnou účinnosťou. Syntetické médiá majú vlákna s omnoho menším priemerom, ktoré sú vyrobené z vlákenného skla a ktoré eliminujú obmedzenia prietoku, zachytávajú menšie častice a zachytia trikrát viac nečistôt. Hydraulické filtre s ultravysokou účinnosťou od spoločnosti Caterpillar využívajú syntetické médium s hodnotami od 4 do 10 mikrónov (c) (abs.).

Filtre s pokročilou účinnosťou od spoločnosti Caterpillar ponúkajú vyššiu úroveň funkčnosti a to najmä v rozsahoch 11 až 27 mikrónov (c) (abs.) s primeranou cenou. V týchto filtroch sa používajú syntetické zmesové médiá s vyššou účinnosťou a schopnosťou zachytávania častíc než celulózové médiá.

Filtračná vložka 328-3655 používaná v prevodovkách CX31-P600 a  CX35-P800 je filtrom s pokročilou účinnosťou od spoločnosti Caterpillar. Dizajn tejto novej filtračnej vložky využíva viacero vrstiev média na vylepšenie účinnosti filtračnej vložky bez zväčšovania veľkosti filtračnej vložky. Tento nový dizajn ponúka vyššiu sedimentačnú kapacitu a obmedzený odpor vzhľadom na prietok oleja.

Filtračné médium je skladané s cieľom použiť maximálnu dostupnú filtračnú plochu v malých filtroch. Veľkosť a hĺbka skladaní (plisov) určuje množstvo média, ktoré filter obsahuje. Filtre nižšej kvality môžu obsahovať iba polovičné množstvo média v porovnaní s vysokokvalitným filtrom. Filtre od spoločnosti Caterpillar používané v systémoch s veľkými variáciami prietokových rýchlostí sú vytvorené tak, aby zabránili posunom skladaného materiálu a aby eliminovali zlyhania spôsobené únavou materiálu.

Informácie o dizajnoch filtrov a normách testovania uvádza tabuľka 6.

Nenechajte sa zmýliť nepreukaznými laboratórnymi testami alebo nejednoznačnými mikrónovými hodnotami. Spoločnosť Caterpillar poskytne údaje o testovaní filtrov v požadovanom rozsahu – tieto číselné hodnoty však nebudú publikované. Filtre je potrebné posudzovať podľa funkčnosti v prevádzke, kvality a konzistentnosti. Rad štandardných filtrov a filtrov s vysokou účinnosťou od spoločnosti Caterpillar je vytvorený, testovaný a vyrábaný na základe tejto filozofie.

Ďalšie informácie nájdete v špeciálnej publikácii, SEBF1020, "Improving Component Durability, Managing Fluid Cleanliness (Zlepšovanie trvanlivosti súčastí, riadenie čistoty kvapalín)".

Požiadavky na čistotu olejového systému

Tieto ventily ECPC riadiaceho systému sú najcitlivejšími súčasťami prevodovky z hľadiska kontaminácie olejového systému hnacej sústavy prevodovky. Počas továrenskej montáže boli súčasti tejto prevodovky starostlivo vyčistené a zostavená jednotka bola testovaná použitím kvapaliny s kódom kontaminácie ISO 16/13 alebo lepším v súlade s normou ISO 4406. S cieľom vyhnúť sa problémom s výkonom prevodovky si OEM musí zachovať hodnotu ISO 18/15 počas skladovania a inštalácie do podoby kompletného systému. Súčasťou sú komponenty hydraulického systému, ako napríklad hadice, chladiče oleja a olej v hnacej sústave.

Obrázok 2	g01951597

Predajca spoločnosti Caterpillar môže zabezpečiť “certifikované čisté” hadice, systémy chladiča oleja a olejové náplne, ktoré spĺňajú potrebné požiadavky. Požiadavka ISO 18/15 sa vzťahuje na systém inštalovaný do zariadenia pred prevádzkou prevodovky. Požiadavka na čistotu oleja počas prevádzky musí spĺňať hodnotu ISO 18/15. Systém olejového filtra prevodovky musí spĺňať požiadavku ISO 18/15 (alebo vyššiu úroveň).

Okrem toho OEM môže odkazovať na technickú správu ISO 10949, ktorá obsahuje pokyny na asistenciu výrobcom pri dosahovaní týchto požiadaviek počas inštalácie.

Bežnou nesprávnou myšlienkou týkajúcou sa nových strojných zariadení je skutočnosť, že po vyčistení systémov v továrni ostanú systémy čisté. Doby zábehu väčšiny systémov sú dlhšie než doba prevádzky/testovania v továrni. Prevodovky obvykle mávajú doby zábehu 150 – 200 hodín, pričom najväčší podiel nečistôt pochádza z materiálu spojky. Po odstránení nečistôt v rámci zábehu by sa v prevodovkách mala zachovať úroveň ISO 18/15 bez externej filtrácie.

Poznámka Poruchy vyplývajúce z ignorovania pokynov na odstránenie kontaminácie nemusia spadať pod záručné krytie spoločnosťou Caterpillar. Prečítajte si znenie záruky od spoločnosti Caterpillar a zamerajte sa na tieto obmedzenia.

Poznámka Počas systémového zlyhania vnútorných súčastí generuje hnacia sústava abrazívne nečistoty, ktoré obiehajú v systéme. Nečistoty môžu spôsobiť opakované poruchy ventilov, hnacej sústavy, čerpadiel aktivátorov. Po zlyhaní súčasti dôkladne odstráňte zo systému nečistoty a vymeňte jadro chladiča oleja prevodovky, aby nedochádzalo k opakovaným poruchám. Prečítajte si návod na obsluhu a údržbu (OMM), SEBU6250, "Caterpillar Machine Fluids Recommendations (Odporúčania týkajúce sa kvapalín strojného zariadenia)", v ktorom nájdete informácie o zlepšovaní trvanlivosti súčastí strojného zariadenia a ďalšie informácie o kvapalinách.

Požiadavky na kvalitu prevodového oleja

Prevodovka CX31-P600 je skonštruovaná na používanie kvapaliny Caterpillar TDTO alebo ekvivalentných kvapalín, ktoré spĺňajú technické údaje o oleji Caterpillar TO-4. Správny stupeň viskozity oleja sa určuje pri minimálnej teplote okolia pri štartovaní motora a počas prevádzky. Na stanovenie správneho stupňa viskozity oleja si pozrite stĺpce "Min." a "Max." v tabuľke 9. Stĺpec "Min." indikuje najnižšiu teplotu okolia na štartovanie a prevádzku studeného strojného zariadenia. Stĺpec "Max." uvádza triedu viskozity oleja na prevádzku zariadenia pri najvyššej očakávanej teplote okolia. Počas štartovania motora a počas prevádzky použite najvyšší stupeň viskozity oleja, ktorý je povolený pre príslušnú teplotu prostredia.

Používanie prevodovky s triedou viskozity oleja, ktorá je príliš vysoká, môže spôsobiť poškodenie trecích diskov. Používanie prevodovky s teplotou oleja, ktorá je príliš nízka, môže spôsobiť poškodenie trecích diskov. Poškodenie trecích diskov môže byť spôsobené aj dlhodobým radením a pomalým nárastom tlaku spojky. Hustejší olej nezabezpečuje správny objem prietoku oleja v niektorých oblastiach a hustejší olej môže obmedzovať úroveň mazania niektorých oblastí.

Správna viskozita oleja sa určuje porovnaním teploty okolitého vzduchu v bezprostrednej blízkosti prevodovky podľa tabuľky 9. Stĺpec "Min." v tabuľke 9 uvádza najnižšiu teplotu okolia na štartovanie a používanie prevodovky s príslušnou viskozitou. Stĺpec "Max." v tabuľke 9 uvádza najvyššiu teplotu okolia na štartovanie a používanie prevodovky s príslušnou viskozitou.

V prípade prevádzky vozidla v rozsahu teplôt okolia 10 to 50 °C (50 to 122 °F) je odporúčanou viskozitou oleja hodnota SAE 30 TDTO. Spoločnosť Caterpillar používa olej SAE 30 TDTO počas výroby prevodoviek CX31-P600.

Prevodový olej/olej hnacej sústavy Caterpillar (TDTO) je vyvážený tak, aby poskytoval maximálnu životnosť trecích materiálov v prevodovke radenia v zaťažení a konvertoroch krútiaceho momentu. Olej TDTO spĺňa požiadavky špecifikácie olejov TO-4. Špecifikácia oleja TO-4 zahŕňa požiadavky na trenie a požiadavky na opotrebovanie prevodov.

Spoločnosť Caterpillar taktiež ponúka prevodový celosezónny olej. Prevodový celosezónny olej (TMS) presahuje špecifikácie klznej stability a výkonové požiadavky oleja Caterpillar TO-4M. Olej TMS poskytuje maximálnu funkčnosť a maximálnu ochranu prevodoviek Caterpillar.

Tabuľka 7 obsahuje zoznam rôznych prevodových olejov a čísla kariet bezpečnostných údajov o materiáli (MSDS). Karty bezpečnostných údajov o materiáli nájdete na webovej lokalite http://emsds.ecorp.cat.com/ alebo www.catmsds.com.

Prečítajte si špeciálny pokyn, SEBU6250, "Caterpillar Machine Fluids Recommendations (Odporúčané náplne do strojov Caterpillar)", v ktorom nájdete ďalšie informácie.

Poznámka Multifunkčné oleje musia spĺňať požiadavky Caterpillar TO-4M na použitie v prevodovkách. Multifunkčné oleje používajúce polyméry s vysokou molekulovou hmotnosťou ako prostriedky na zlepšenie viskozitného indexu (VI) môžu strácať účinnosť viskozity z dôvodu dočasných a trvalých klzných charakteristík prostriedku na zlepšenie viskozitného indexu (VI). Tieto typy multifunkčných olejov sa neodporúčajú do prevodoviek Caterpillar. Požiadavka na oleje Caterpillar TO-4M zahŕňa test klznej stability multifunkčného oleja. Ak prevodový olej/olej do hnacej sústavy Caterpillar (TDTO) nie je dostupný, použite komerčne dostupný olej spĺňajúci špecifikáciu Caterpillar TO-4 alebo TO-4M.

Poznámka Prečítajte si návod na obsluhu a údržbu (OMM), SEBU5898, "Cold Weather Recommendations (Odporúčania v prípade studeného počasia)", v ktorom nájdete informácie o výbere oleja v prípade, ak sa stroj používa pri teplotách nižších než −20 °C (−4 °F).