Cấp Độ Nhớt ISO (ISO Viscosity Grades) trong nhiều năm, người sử dụng chất bôi trơn đã được đối xử với một số cách để chỉ định cấp độ nhớt của chất bôi trơn được sử dụng trong sản xuất. Có các cấp SAE (Hiệp hội Kỹ sư Ô tô) cho dầu hộp số và hộp số (động cơ), AGMA (Hiệp hội các nhà sản xuất bánh răng Hoa Kỳ) cho dầu bánh răng, SUS (Saybolt Universal Seconds), cSt (độ nhớt động học tính bằng centistokes) và độ nhớt tuyệt đối.
Để thêm vào sự nhầm lẫn, hai phép đo nhiệt độ (Fahrenheit và C) có thể được áp dụng cho hầu hết các phương pháp này, chưa kể đến độ nhớt có thể được trình bày ở 40 ° C (104 ° F) hoặc 100 ° C (212 ° F) .
Mặc dù tất cả những điều này đều phục vụ cho các mục đích hữu ích ở mức độ này hay mức độ khác, nhưng hầu hết những người hành nghề bôi trơn đều ổn định và sử dụng một phương pháp làm cơ sở để lựa chọn sản phẩm. Đối với người mới tham gia vào lĩnh vực bôi trơn, số lượng tùy chọn có thể gây nhầm lẫn, đặc biệt nếu nhà cung cấp chất bôi trơn chính không liên kết một trong các hệ thống độ nhớt nổi bật với nhãn sản phẩm.
Để phức tạp hóa vấn đề, các nhà thiết kế máy móc phải xác định độ nhớt của chất bôi trơn theo cách mà người sử dụng thiết bị hiểu rõ ràng những gì cần thiết mà không cần phải tham khảo ý kiến tư vấn từ bên ngoài.
Điều này cho thấy sự cần thiết phải có chỉ định độ nhớt được chấp nhận rộng rãi – một ký hiệu độ nhớt có thể được sử dụng bởi các chuyên gia bôi trơn, nhà cung cấp chất bôi trơn và kỹ sư thiết kế máy móc đồng thời với sự nhầm lẫn tối thiểu.
Vào năm 1975, Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO), cùng với Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ (ASTM), Hiệp hội Kỹ sư Bôi trơn và Phân tích Bộ lạc (STLE), Viện Tiêu chuẩn Anh (BSI) và Viện Deutsches cho Normung (DIN) đã dàn xếp dựa trên một cách tiếp cận để giảm thiểu sự nhầm lẫn. Nó được gọi là Cấp độ nhớt của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế, viết tắt là ISO VG.
Bạn không cần phải nghe nhiều về lĩnh vực này trước khi ai đó nói rằng độ nhớt là đặc tính vật lý quan trọng nhất của chất lỏng khi xác định yêu cầu bôi trơn.
Độ nhớt là gì?
Độ nhớt là thước đo khả năng chống chảy (ứng suất cắt) của dầu trong những điều kiện nhất định. Để đơn giản hóa, độ nhớt của dầu thể hiện thước đo mà dầu muốn giữ nguyên khi bị đẩy (cắt) bằng cách chuyển động các thành phần cơ học.
Hãy nghĩ về một vận động viên trượt nước cắt qua mặt nước. Nước có độ nhớt được đo bằng centistokes là 1. Đó là ở dưới cùng của thang đo cSt. Chúng ta có thể thấy lượng nước của một vận động viên trượt tuyết chuyên nghiệp khi anh ta chạy qua một khóa học trượt tuyết.
Nếu người trượt tuyết đang trượt tuyết trên hồ dầu bánh răng SAE 90 / ISO 220 và tất cả các điều kiện khác hoàn toàn giống nhau, thì lượng phun tạo ra sẽ ít hơn đáng kể vì chất lỏng sẽ chống lại lực của người trượt tuyết rất nhiều mức độ lớn hơn.
Có hai quan điểm về khả năng chống dòng chảy mà nhà thiết kế máy quan tâm. Một là thước đo cách chất lỏng hoạt động dưới áp suất, chẳng hạn như đường thủy lực có điều áp. Tính chất này được gọi là độ nhớt tuyệt đối (còn được gọi là độ nhớt động lực học) và được đo bằng centipoises (cP).
Sự cân nhắc khác là chất lỏng hoạt động như thế nào chỉ dưới tác dụng của trọng lực. Điều này được gọi là centistokes, mà chúng tôi đã lưu ý. Cả hai có liên quan với nhau thông qua trọng lượng riêng của chất lỏng. Để xác định độ rết của chất lỏng, cần nhân độ nhớt của chất lỏng với trọng lượng riêng của chất lỏng hoặc đo trực tiếp bằng nhớt kế tuyệt đối. Đối với những người thực hành về bôi trơn công nghiệp, bộ định tâm là biện pháp sẽ chiếm hầu hết sự chú ý của chúng tôi.
Một lưu ý nhỏ, nếu bạn đang sử dụng dầu tại chỗ, có lẽ nên đo độ nhớt theo đơn vị tuyệt đối. Phép đo bằng centistokes có thể gây hiểu lầm vì trọng lượng riêng của chất bôi trơn thay đổi theo tuổi, nói chung là tăng lên. Bạn có thể thấy mình vượt quá giới hạn nhớt tuyệt đối cho máy nhưng vẫn có thước đo động học cho biết bạn ổn.
Vì vậy, độ nhớt là thước đo khả năng chống chảy của chất lỏng . Nước có độ nhớt thấp là 1 cSt và mật ong có độ nhớt rất cao, giả sử 1.000 cSt. Nếu một chiếc máy được tải nặng thì người thiết kế máy sẽ sử dụng chất bôi trơn có khả năng chống lại lực đẩy xung quanh, chất này sẽ nặng như mật ong. Nếu máy chạy rất nhanh thì nhà thiết kế máy sẽ chỉ định một loại chất bôi trơn có thể thoát ra khỏi đường và trở lại đường nhanh chóng. Nói chung, máy móc sẽ có một trong hai vấn đề cần quan tâm; đôi khi cả hai cùng một lúc.
Độ nhớt được xác định hoặc chỉ định bằng cách sử dụng một thiết bị phòng thí nghiệm gọi là nhớt kế . Đối với dầu bôi trơn, nhớt kế có xu hướng hoạt động bằng trọng lực hơn là áp suất. Hãy nghĩ về nhớt kế động học như một ống thủy tinh dài chứa một thể tích dầu. Thước đo độ nhớt của chất lỏng là thước đo khoảng thời gian cần thiết để lượng dầu được chỉ định chảy qua ống trong các điều kiện rất cụ thể.
Bởi vì các điều kiện có thể lặp lại, bây giờ có thể đo khoảng thời gian cần thiết để chất lỏng chảy qua ống và mỗi lần phải gần như nhau. Điều này tương tự như khoảng thời gian cần một thể tích chất lỏng cụ thể ở một nhiệt độ cụ thể để thoát qua một cái phễu. Khi chất lỏng trở nên đặc hơn – một chức năng của khả năng chống dòng chảy ngày càng tăng – thì thời gian di chuyển qua ống (phễu) dần dần sẽ mất nhiều thời gian hơn. Nước đi qua trong một giây. Cùng một lượng mật ong mất một nghìn giây (theo giả thuyết).
Chúng ta biết rằng nếu chúng ta tăng và giảm nhiệt độ của một chất lỏng, thường có sự thay đổi tương quan trong khả năng chống lại dòng chảy của chất lỏng. Chất lỏng trở nên đặc hơn ở nhiệt độ thấp hơn và loãng hơn ở nhiệt độ cao hơn.
Với tất cả các biến số và chi tiết này, một số tổ chức đã quyết định đưa ra cách xác định đặc tính của dầu bôi trơn để các thành viên trong tổ chức tương ứng của họ có một cách thống nhất và đơn giản để giao tiếp, giáo dục và cuối cùng là bảo vệ lợi ích của họ.
Mục đích của Hệ thống ISO VG
Mục đích của hệ thống ISO về phân loại cấp độ nhớt là thiết lập một phương pháp đo độ nhớt để các nhà cung cấp chất bôi trơn, nhà thiết kế thiết bị và người sử dụng có cơ sở chung (tiêu chuẩn hóa) để chỉ định hoặc lựa chọn chất bôi trơn lỏng công nghiệp.
Các cách tiếp cận khác nhau đã được xem xét kỹ lưỡng trước khi Ủy ban kỹ thuật ISO (TC23) quyết định một cách tiếp cận hợp lý và dễ sử dụng. Có một số tiêu chí quan trọng cần ghi nhớ ngay từ đầu, chẳng hạn như:
- Tham khảo chất bôi trơn ở nhiệt độ danh định cho các hệ thống công nghiệp.
- Sử dụng mẫu phù hợp với độ không đảm bảo do dung sai sản xuất kích thước đặt ra.
- Sử dụng một mẫu có một số cảm giác về độ lặp lại lên và xuống của thang đo.
- Sử dụng một mẫu sử dụng một số lượng cấp độ nhớt nhỏ, dễ quản lý.
Nhiệt độ tham chiếu cho việc phân loại phải gần hợp lý với trải nghiệm dịch vụ công nghiệp trung bình. Nó cũng phải liên quan chặt chẽ đến các nhiệt độ đã chọn khác được sử dụng để xác định các đặc tính như chỉ số độ nhớt (VI) , có thể hỗ trợ xác định chất bôi trơn.
Một nghiên cứu về nhiệt độ có thể chỉ ra rằng 40ºC (104ºF) là phù hợp cho phân loại chất bôi trơn công nghiệp cũng như cho các đặc tính định nghĩa chất bôi trơn được đề cập ở trên. Do đó, phân loại độ nhớt ISO này dựa trên độ nhớt động học ở 40ºC (104ºF).
Hạn chế này, cùng với yêu cầu số lượng cấp độ nhớt không được quá lớn, dẫn đến việc áp dụng hệ thống có khoảng cách giữa các cấp độ nhớt.
Phân loại này xác định 20 cấp độ nhớt trong phạm vi từ 2 đến 3200 milimét vuông trên giây (1 mm2 / s = bằng 1 cSt) ở 40ºC (104ºF). Đối với chất lỏng gốc dầu mỏ, điều này bao gồm khoảng từ dầu hỏa đến dầu xi lanh.
Mỗi cấp độ nhớt được chỉ định bằng số nguyên gần nhất với độ nhớt động học điểm giữa của nó tính bằng mm2 / s ở 40ºC (104ºF) và cho phép phạm vi +/- 10 phần trăm giá trị này. 20 cấp độ nhớt với các giới hạn phù hợp với từng loại được liệt kê trong Bảng 1
Việc phân loại dựa trên nguyên tắc rằng độ nhớt động học điểm giữa (danh nghĩa) của mỗi cấp phải lớn hơn khoảng 50 phần trăm so với độ nhớt trước đó. Việc chia mỗi thập kỷ thành sáu bước logarit bằng nhau cung cấp một hệ thống như vậy và cho phép một sự tiến triển đồng đều từ thập kỷ này sang thập kỷ khác.
Dãy logarit đã được làm tròn vì đơn giản. Mặc dù vậy, độ lệch tối đa cho độ nhớt điểm giữa từ chuỗi lôgarit là 2,2 phần trăm.
Bảng 2 tập hợp một số phương pháp đo độ nhớt phổ biến vào một bảng. Nếu người thực hành cảm thấy thoải mái với một số đo cụ thể nhưng muốn xem phạm vi độ nhớt tương quan trong một phép đo khác, tất cả những gì anh ta phải làm là đặt một đường thẳng nằm ngang qua loại độ nhớt đã chọn của mình và xem mối tương quan của nó trong các loại thước đo khác.
Mặc dù đúng là một số cấp độ nhớt sẽ bị loại bỏ khi các công ty tiến tới việc áp dụng chỉ định ISO, nhưng người sử dụng các sản phẩm đó không cần thiết phải rời xa chúng. Hơn nữa, không có ý định đưa ra định nghĩa chất lượng của chất bôi trơn với thang đo này. Việc một sản phẩm có số ISO VG liên quan đến nó không có liên quan đến các đặc tính hoạt động của nó.
Việc chỉ định ISO đã được phát triển từ năm 1975. Bản phát hành gần đây nhất vào năm 1992 (ISO 3448) có 20 gradient. Điều này bao gồm hầu hết mọi loại ứng dụng mà người sử dụng chất bôi trơn có thể gặp phải. Cộng đồng sản xuất chất bôi trơn đã chấp nhận các cấp độ ISO được khuyến nghị và đã dành nỗ lực và năng lượng đáng kể để phù hợp với cách tiếp cận phân loại mới với các sản phẩm cũ và mới.
Không chắc rằng tất cả chúng ta, những người đã học về việc sử dụng dầu từ người cố vấn hoặc bạn bè của chúng ta dưới mui xe ô tô sẽ không bao giờ từ bỏ hệ thống phân loại SAE. Chúng ta không cần phải làm vậy. Ít nhất là đối với dầu ô tô, chúng ta có thể tiếp tục thấy các giá trị 10- 20- 30- 40- 50- được sử dụng. Tuy nhiên, có khả năng là trong thế giới bôi trơn công nghiệp sẽ có nhiều sự phụ thuộc vào ISO hơn trong tương lai.
