Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Устойчивость к мехапв- смесяхтипаАМГ-10с вязкостными чесной деструкцнн >нндкестей по добавками,состоящимииздлинных Реэультатем пспмтапнй ва нарко- зом осциллнторе прп частоте углеводородных цепочек. Эти це- 10 000 гз; почки при длительном «мягки»в 1 н г — санте>наев«не манное>н (оре- В ЧаСтНОСтИ ПРИ МНОГОКРатНОМ ннт 8200 н ероннг 8515); г — а>нанесть на нннврааьнеэ «савве (М1Ь-0-5808) продавливании жидкости под высоким давлением через малые зазоры, могут разрушаться, происходит как бы постепенное «перемалывание» высокомолекулярного загустителя, в результате чего вязкость с течением времени может уменьшиться до недопустимого значения. Наблюдаются случаи, когда масляные смеси этого типа за 400 — 500 ч работы насоса на испытательном стенде, нагружение которого осуществлялось дросселированием жидкости до 200 кГ)сзге на выходе ее из насоса, наполовину теряют первоначальную вязкость.
Под химической стабильностью жидкости понимают устойчивость ее против «старения», происходящего в результате окисления кислородом воздуха. Химическая стабильность жидкости или стойкость к окислению зависит от химического ее состава и строения составляющих компонентов. В процессе окисления выпадает из жидкости осадок в виде смол. Интенсивность соединений с кислородом значительно повы- шается с ростом температуры на поверхности их контакта с воадухом. Например, при повышении температуры на каждые 8 — 10' С интенсивность окисления минерального масла практически удваивается. Теплостойкость жидкостей.
Большинство минеральных масел при нагреве до сравнительно невысоких температур изменяют химический состав. Это изменение носит характер либо крекинг- процесса, сопровождающегося уменьшением среднего молекулярного веса и выделением летучих фракций, либо полимеризации, при которой образуются смолы, осадки и коксоподобные вещества, либо оба процесса происходят одновременно. По мере повышения температуры интенсивность этих реакций возрастает, и по достижении некоторой предельной температуры масло теряет свойства и не может служить рабочей жидкостью гидросистем.
При высокой же температуре этот процесс рааложения жидкости может протекать настолько интенсивно, что срок ее службы будет составлять всего лишь несколько десятков часов. Растворение в жидкостях газов. Все жидкости растворязот газы, которые в растворенном (дисперсном) состоянии но оказывают существенного влияния на механические свойства жидкости. Однако, если давление в какой-либо точке объема жидкости уменьшается, газы выделяются из раствора в виде пузырьков, которые ухудшают свойства жидкости.
Относительное количество газа, который может раствориться в жидкости до ее насыщения, прямо пропорционально давлению на поверхности раздела. Этот объем можно вычислить по формуле )г =И" а ж (18) где У, — объем растворенного газа, отнесенный к атмосферному давлению (760 лм рт. ст.) и нулевой температуре; Й= — ' -'- — коэффициент растворимости гааа в жида ж Ва кости; У вЂ” объем жидкости; р, и р, — начальное и конечное давление газа, находящегося в контакте с жидкостью. Коэффициент растворимости зависит от свойств жидкостей и газов. Воздух растворяется в минеральных маслах, применяемых в гидросистемах машин, в объеме, раином 10% (й = 0,10) объема жидкости на 1 ат. Растворимость кислорода в х~идкостях выше, чем атмосферного воздуха, ввиду чего растворенный в жидкости воздух содержит кислорода на 40 — 50аа больше чем атмосферный воздух, что интенсифицирует окисление жидкости и разрушение резиновых деталей гидроагрегатов.
Ниже приведены коэффициенты растворимости в распространенных жидкостях нри 20' С Масло: велосит (ГОСТ 1840 — 51 )...........,... зазелзиовое (ГОСТ 1840 — 51) трансформаторное 12 (ГОСТ 1707 — 51) индустриальное 12 (ГОСТ 1707 — 51) АМГ-10 (ГОСТ 6794 — 53)...... Керосээ Вода воздуха й 0,0959 0.0877 0,0828 0,0759 0,1038 0,1270 0,16 Растворимостью примерно такого же порядка обладает и азот, который широко применяется для наддува жидкостных баков (резервуаров).
Растворимость воздуха в минеральных маслах зависит от сорта масла, уменьшаясь с увеличением его плотности. Для масел с объемным весом, равным 0,82 и 0,9 г!смз, коэффициент растворимости й соответственно составляет 0,10 и 0,08. Растворимость воздуха в маслах малой вязкости несколько выгпе, чем з маслах высокой вязкости. С увеличением температуры растворимость воздуха в масле практически сохраняется постоянной. Так, например, коэффициент растворимости воздуха в керосине при температуре — 30' С равен 0,12 и при температуре 20' С он повышается всего лишь до 0,125. Последний фактор следует учитывать при проектировании гидросистем, находящихся под давлением газа (воадуха) в условиях широкого температурного диапазона, поскольку в результате изменения объема растворенного газа, обусловленного тепловым его расширением, может нарушаться условие насыщенности жидкости газом.
Так, например, жидкость, насыщенная воздухом при температуре хранения — 20' С, будет при повышении температуры в гидросистеме до 80 — 90' С перенасыщена до 25 — 30% объема жидкости, и в реаультате выделения воздуха, происходящего до установления нового равновесного состояния для новой температуры, в гидросистеме образуется пена. Это может наблюдаться в тупиковых линиях гидросистем или в системах с одной рабочей линией, например, для систем простых гидравлических тормозов, в которых в результате значительного выделения воздуха при нагревании жидкости может образоваться неработоспособная смесь жидкости с воздухом.
Время, в течение которого происходит насыщение масла газом, зависит от величины поверхности раздела, приходящейся на единицу объема масла, а такясе от степени возмущепности состояния этой поверхности. При интенсивном перемешизании жидкость насыщаетсн в течение одной или нескольких минут, тогда как в спокойном состоянии процесс длится часамн. 29 Поскольку количество газа, растворенного в я<идкости до его насыщения, прямо пропорциональяо давлению, то при уменьшении последнего ниже величины, при которой произошло насыщение жидкости газом, излишен газа выделится из нее. Подобное понижение давления может произойти в результате изменения скорости и направления потока жидкости в каналах гкдроагрегатов и жидкостной коммуникации гидросистемы. Ниже приведены данные по коэффициенту выделения воздуха при комнатной температуре из масла АМГ40 в зависимости от величины вакуума р„„.
р,„е з мм рт. ет..... И5 200 315 400 500 595 720 747 Коэффициент выделении зер ........... 1,4 2,7 3,75 5,1 6,4 7,7 9,1 9,6 Газ иэ жидкости выделяется интенсивнее, чем растворяется в ней. Однако интенсивность выделения и растворения зависит в основном от одних и тех же факторов. Особое влияние оказывает степень возмущения жидкости. Процесс выделения газа иэ циркулирующей или иным способом возмущенной жидкости протекает в основном в течение нескольких секунд или даже их долей, Рассмотренное свойство жидкости имеет важное значение для работы гидросистемы, так как присутствие газа ухудшает, а во многих случаях может полностью нарушить работу гидросистемы и ее агрегатов. В частности, при наличии газа ускоряется наступление кавитации (см. стр.
44). Гаа, выделившийся из жидкости в местах пониженного давления, может частично заполнить рабочие полости насоса, уменьшая тем самым его производительность и ухудшая режим его работы. Как показали наблюдения, при вакууме у входа в насос, равном 200 — 250 мм рт. спг., могущем произойти прн определенных условиях в результате сопротивления всасывающей магистрали, наступает помутнение потока минерального масла иэ-за выделения воздуха; при вакууме 380 — 400 мм рт.
ст. количество выделившегося воздуха становится таким, что резко изменяется окраска масла и образуются видимые глазом пузырьки, и при вакууме в баке 400— 450 мм рш ст. масло, поступающее по трубе иэ бака в насос, превращается в пену. Механическая смесь воздуха с жидкостью Воздух (газ) может находиться в жидкости в механической смеси, причем в зависимости от размеров пувырьков последнего такая смесь обладает меньшей или большей устойчивостью, и при определенных условиях, характеризуемых в основном размерами пузырьков (диаметр пузырька равен 0,4 — 0,8 мк) и вязкостью жидкости, скорость вытеснения пузырьков воздуха становится столь малой, что воздух может находиться в смеси с маслом в течение многих суток. Обычно в масле действугощей гидросистемы содержится примерно от 0,5 — 5% воздуха в нерастворенном состоянии. В зависимости от конструкции и режима эксцлуатации гидросистемы содержание воадуха может повыситься до 10 — 15% общего объема жидкости.
При наличии в жидкости нерастворенного воздуха ее вязкость увеличивается. На рис. 12 представлена кривая, характеризующая соотношение вязкостей жидкости р, с пузырьками воздуха л р„— без пузырьков. Это соотношение может быть выражено эмпирическим ураинением ~оретто Ре = 1+ 0,015 Ь, (19) Ио где Ь вЂ” содерясание пузырьков ед воздуха в %. размер пузырьков на вязкость смеси ие влмяег. Образование пены. При эксплуатации гндросистемы может р 5 !О /5 гр 25 х образоваться пена, которая со- Содерианае оуомроооб рмруоа стоит из пузырьков воздуха раз- Рмс.
52. Зависимость влзкостк жидко- личного размера. В верхней ств от содержания воздуха части пены располагаются крупные пузырьки со смежными стенками и в нижней части — мелкие пузырьки, не имеющие смежных стенок. Пена понижает смазывающую способпость масла, а также вызывает коррозию металлических деталей гидравлических агрегатов и окисление масла.
Вследствие большой площади поверхности раздела между жидкостью к воздухом значительно ускоряются окисление и другие химические реакции в пене. Устойчивая пена превращается со временем в вязкие включения, откладывающиеся на поверхностях агрегатов и могущих нарушить их нормальную работу. Устойчивость пены тем выше, чем выше вязкость масла и чем ниже упругость насыщенных ее паров (см. стр. 43). Интенсивность образования и стойкость пены в значительной мере зависят от температуры, причем стойкость пены в отличие от интенсивности образования с повышением температуры уменьшается; при 70' и выше пена быстро распадается.
Пена образуется, как правило, тем интенсивнее, чем ниже поверхностное натяя ение и давление (упругость) насыщеякого пара жидкости. Такие условия возникают при добавлении в жидкость воды пли иного активного агента. Пеиообразование аависит также от типа жидкости: минеральные масла дают стойкую пену, а касторовое масло с такой же вяакостью и поверхностным натяжением — легко разрушающуюся пену. 10 са 00 сР суя~яя Время нясмшения Характеристики насыщения 1кндкостей водой Влияние воды.
Пенообразование резко ускливается при наличии в масле даже ничтожного (менее 0,1% по весу) количества свободной или растворенной воды, ноторая способствует образованию эмульсий. Образование эмульсий впервом случае происходит в результате механического дробления капель воды при прохождении их через насос (грубодисперсные эмульсии).
Особенно отрицательное влияние оказывает вода, находящаяся в жидкости в виде эмульсий (однородной смеси очень мелких пуаырьков воздуха и воды) высокой дисперсности, которая не оседает под действием сил тяжести; х обнаружить ее можно лишь ~ц Р,5 по помутнению: масло мут- Е Реса-10 неет при содержании в нем Ц- О1 воды более 0,008% по весу 0,1 при 20'С. й Рай Подобные эмульсии могут образоваться кри резком изменении температуры окружающей среды, при котором вода выпадает иа раствора. Рнс. 13. Предельное содержание растворенной воды в ясидкости типа АМГ-10 при дли.
тельном ее выдерживании и перемешивании в открытом сосуде яри влажности окружающего воздуха 96 — 98% составляет 0,02% и синтетической жидкости 7-50С-3 — 0,1% . На рис. 13 показаны кривые, характеризующие иаменение содержания воды в этих жидкостях во времени при соотношении объемов жидкой и газовой фаз 1; 1. С повышением температуры растворимость воды увеличивается. Вода может попасть в масло в результате неудовлетворительного складского хранения или вследствие конденсации в гидробаке паров воды, попадающих в бак с воздухом при изменениях в них объема жидкости (при «дыхании» бака), обусловленных работой силовых цилиндров с односторонним штоком, зарядкой гидрогазовых аккумуляторов и пр. т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
