Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Будучи энергоносителем, рабочая жидкость выполняет целый ряд других, не менее важных функций, обеспечивающих нормальную работу, как отдельных элементов гидравлических приводов, так и системы в целом: в является смазкой трущихся деталей; в отводит теплоту от контактных пар элементов насосов и гидрдвигателей, возникающее при их трении; в уносит образующиеся вследствие трения продукты износа (абразивные частицы); а защищает от коррозии внутренние поверхности трубопроводов и гидравлических устройств.
Выполнение рабочей жидкостью такого многообразия функций возможно только при ее соответствии целому ряду требований (рис. 3.2): в хорошая смазывающая способность; в химическая стабильность в течение длительного времени работы (устойчивость к старению); в хорошие противоизносные свойства„. в хорошая теплопровадность; в нейтральность к материалам гидроэлементов и уплотнений; в малая токсичность жидкости и ее паров (экологическая чистота); в высокая температура кипения и низкая температура замерзания„ в высокая устойчивость к воспламенению (пожаробеэопасность); в малая склонность к пенообразованию; в малая способность к поглощению влаги и воздуха; в возможность регенерации (т.е. восстановления) начальных свойств; а низкая стоимость и небольшие расходы на техническое обслуживание. Рис. 3.2. Требования к гидравлическим жидкостям Невыполнение этих требований приводит к различным нарушениям в функционировании гидропривода.
В частности плохие смазочные или антикоррозийные свойства приводят к уменьшению сроков службы гидро- привода; неоптимальная вязкость или ее слишком большая зависимость от режимов работы гидропривода снижают общий КПД и т.д. Нормальная и долговременная работа гидропривода определяется в равной мере 44 3. 1. Рабочие жидкости как правильностью выбора марки рабочей жидкости при конструировании, так и грамотной эксплуатацией гидропри вода. Всем перечисленным выше требованиям не удовлетворяет в полной мере ни одна жидкость.
И менее всего — самая распространенная — вода, так как она является плохой смазкой и активно способствует коррозии контактирующих с ней металлов. В качестве рабочих жидкостей в гидроприводах применяют минеральные масла, эмульсии и синтетические жидюсти. Минеральные масла. Наиболее часто в приводах используются минеральные масла, которые получают путем перегонки неФти-сырца и на 86 ..98 % состоящие из базового масла. Однако базовые масла в чистом виде, за редким исключением (веретенное АУ, турбинное и некоторые другие) не применяются, так как они не обладают требуемыми для гидропривода свойствами. Для получения рабочих жидкостей с нужными эксплуатационными свойствами в базовые масла вводятся различные присадки: в вязкостные — замедляют повышение вязкости при понижении температуры; в антиокислительные — приостанавливают реакцию окисления (хим ическую реакцию металлических поверхностей с кислородом); в антикоррозионные — обеспечивают образование на металлических поверхностях пленки, предотвращающей коррозию; в противоизносные — улучшают смазывающую способность жидкости в местах контактного трения подвижных элементов насосов и гидродвигателей; е противопенные — уменьшают коэффициент поверхностного натяжения на поверхности контакта масла с воздухом; в противозадирные — образуют в прецизионных парах гидроаппаратов химическую пленку, которая эффективно предотвращает задиры и наволакивания металла; е деэмульгаторы — предотвращают смешивание рабочей жидкости с водой.
Обычно в рабочую жидкость вводят несколько присадок или комплексные присадки, улучшающие сразу несколько показателей рабочей жидкости. К отечественным маслам, содержащим весь комплекс присадок, и пригодным для использования в гидро- системах различных машин промышленного назначения относятся масла индустриальные гидравлические типа ИГП, которые изготовлены из нефтей, подвергнутых глубокой селективной очистке. Непосредственное влияние на рабочие процессы и явления, происходящие в элементах гидропривода оказывае~ вязкость масла. При чрезмерно высокой вязкости силы трения в жидкости настолько значительны, что могут привести к нарушению оплошности потока.
При этом происходит незаполнение рабочих камер насоса, возникает кавитация, снижается подача, ухудшаются показатели надежности. Наряду с этим высокая вязкость рабочей жидкости позволяет снизить утечки через зазоры и щелевые уплотнения, т.е. увеличить объемный КПД. Изменение вязкости является критерием достижения предельного состояния рабочей жидкости.
Вязкость минеральных масел повышается с ростом давления и снижается при увеличении температуры масла, что отрицательно сказывается на его смазывающей способности, поэтому предпочтительно применять масла, у которых зависимость вязкости от температуры слабее. Вязкостно-температурные свойства масел оценивают с помощью индекса вязкости (ИВ), являющегося паспортной харакгеристикой современных масел.
ИВ определяется сравнением данного масла с двумя эталонами. Один из этих эталонов характеризуется крутой вязкостно-температурной характеристикой, т.е. сильной зависимостью вязкости от температуры, а другой — пологой характвристиюй. Эталону с крутой характеристикой присвоен ИВ=О, а эталону с пологой характеристикой — ИВ=100. Сжимаемосгль минерального масла более чем в 100 раз превышает сжимаемость стали и часто существенно влияет на качество работы гидропривода. На сжимаемость масла существенное влияние оказывает наличие в ней нерастворенного воздуха (обычно до 6 % объема масла). Рекомендуемый температурный диапазон для длительной и непрерывной работы масла составляет +20...+50 С.
При периодической работе и достаточно длительных перерывах температура маолэ может достигать +60 'С. Эксплуатация гидросистем при более высоких температурах масла не рекомендуется 45 3. Эиергообеспечиааюгцая подсистема вследствие резкого сокращения срока службы масла вследствие возрастания скорости окислительных процессов, которая увеличивается вдвое на каждые 10 'С приращения температуры сверх приведенных выше значений. Антиакислагпепьная стабильность масла определяет долговечность его работы в гидроприводах. При длительной эксплуатации в результате реакции углеводородов масла с кислородом воздуха в нем появляются осадки смолистых веществ, вызывающие закпинивание трущихся деталей, засорение малых отверстий, понижение способности масла отделять воду и воздух. На скорость окисления существенно влияют температура масла, интенсивность его перемешиаания, содержание в нем воздуха и воды, а также металлических загрязнений.
Значительное каталитическое воздействие на процесс окисления масла оказывает контакт с медными деталями, например с трубопроводами. При возрастании температуры от 50 до 70 'С в связи с резким увеличением скорости окислительных реакций срок эксплуатации масел уменьшается в 2 раза. Степень окисленносги масла характеризуется так называемым кислотным числом, которое представляет собой количество миллиграммов щелочи КОН расходуемых на один миллилитр масла для его нейтрализации. Это показатель определяется в лабораторных условиях и должен сравниваться с первоначальной величиной, характерной для данного масла в состоянии поставки и указываемой в сопроводительной документации.
Изменение кислотного числа масел типа ИГП на 0,8...1,0 мгКОН/мл, по сравнению с исходным значением, является браковочным показателем, свидетельствующим о необходимости замены масла. Еще одним браковочным показателем является наличие в масле воды в количестве большем, чем 0,2 % обьема масла ~200 мл воды на 100 л масла). В процессе работы гидросистемы вследствие дросселирования масла и его окисления происходит постепенное разрушение присадок, что снижает эксплуатационные свойства масла. Косвенным показателем выработки присадок является изменение первоначальной вязкости масла более чем на 20 %.
Определить степень разрушения присадок и изменения вязкости без использования приборов и специальных реактивов нельзя, поэтому важно проводить периодические проверки качества масел в лабораторных условиях. При техничесхи грамотной эксплуатации гидросистем масла можно нормально эксплуатировать в течение 8..8 тыс. ч. В соответствии с областью применения гидравлические масла выпускают: а для гидроприводов, гидропередач и циркуляционных масляных систем различных агрегатов, машин и механизмов, составляющих оборудование промышленных предприятий; а для летательных аппаратов, мобильной наземной, речной и морской техники; а для гидротормозных и амортизаторных устройств различных машин.
Эмульсии. Помимо минеральных масел в качестве рабочих жидкостей в гидроприводах иногда используют эмульсии, которые приготавливают на основе базовых масел, Эмульсии представляют собой смеси масла на нефтяной основе и смягченной воды. Различают два типа эмульсий «масло в воде» и «вода в маслеж Первые представляют собой мелкодисперсионные смеси воды и 2...3 % эмульсола, в состав которого входят минеральное масло с добавкой 12...14 % олеиновой кислоты и 2,5 % едкого натра. Они обладают малой вязкостью, низкой смазывающей способностью, высокой коррозионной активностью и ограниченным температурным диапазоном.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
