Городской телефон +375 (17) 380-47-57

Факс +375 (17) 291-88-07

Email Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Телефон МТС +375 (29) 760-40-43

Телефон Велком +375 (29) 650-31-64

Закажите обратный звонок и наш менеджер перезвонит в удобное для Вас время

Статьи о гидравлике

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ

В гидроприводе рабочая жидкость является энергоносителем, благодаря рабочей жидкости устанавливается связь между насосом и гидродвигателями. Кроме того, рабочая жидкость обеспечивает охлаждение пар трения и отвод от них тепла и продуктов износа, а также смазку подвижных частей элементов гидропривода. Во время работы гидропривода на трущихся поверхностях создается пленка жидкости, исключающая возможность прямого контакта скользящих пар.

Вязкость жидкости. Вязкостью называется свойство жидкости, заключающееся в том, что при ее движении по поверхностям скольжения возникают силы трения.

Процесс определения вязкости жидкости называется вискозиметрией, а приборы, которыми она определяется, вискозиметрами. Для оценки вязкости рабочих жидкостей, помимо динамического и кинематического коэффициентов, служит условная вязкость. В качестве единицы условной вязкости в СССР принят градус условной вязкости (ОВУ), а в странах Европы градус Энглера СЕ.

Вязкостью в градусах условной взкости ВУ и в градусах Энглера называется отношение времени истечения 200 см3 испытуемой жидкости через капилляр d = 2,8 мм при данной температуре ко времени истечения такого же объема воды при t=20 С. Условную вязкость жидкостей определяют вискозиметрами ВУ и Энглера.

Вязкость жидкости зависит от температуры и от давления. Теоретических зависимостей, выражающих закон изменения вязкости от температуры, нет. Имеются лишь экспериментальные формулы, приводимые в справочной литературе. Для некоторых часто применяемых в гидроприводах марок рабочих жидкостей экспериментальные зависимости приведены на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость v=f(t С) для рабочих жидкостей

zav

Для оценки влияния температуры на вязкость различных марок рабочих жидкостей пользуются температурным коэффициентом вязкости (ТКВ), который характеризует пологость кривой v = f (t С) в пределах температур, выбранных для сравниваемых рабочих жидкостей. Для машин лесной промышленности, работающих на открытом воздухе, сравнение рабочих жидкостей производят в интервале температур 0-80 град для летних марок и (-40) - (-20) град. для зимних марок рабочих жидкостей.

Чем меньше величина ТКВ для рабочих жидкостей, тем выше их эксплуатационные качества. Из применяемых в настоящее время в промышленных гидроприводах наиболее пологие вязкостно-температурные кривые имеют жидкости АМГ-I0 и ВМГЗ.

Зависимость вязкости от давления различная для разных температур и разных типов и марок рабочих жидкостей. Изменение вязкости при изменении давления учитывают при расчете утечек жидкости в гидроагрегатах, так как это изменение вязкости может компенсировать утечки, вызванные изменением давления и конструктивных размеров гидроустройств.

При смешивании различных марок рабочих жидкостей образуется однородная смесь, вязкость которой определяется процентным соотношением в смеси той или иной марки.

Сжимаемость жидкости характеризуется коэффициентом объемного сжатия. Величина обратная коэффициенту объемного сжатия назы вается модулем объемной упругости Е.

Сжимаемость рабочих жидкостей - явление отрицательное для гидравлического привода, так как на сжатие необратимо затрачивается энергия. Сжимаемость понижает жесткость гидропривода, может явиться причиной возникновения автоколебаний в гидросистеме, создает запаздывание в срабатывании гидороаппаратуры. Тем не менее в отдельных случаях сжимаемость рабочих жидкостей полезно используют в специальных механизмах или устройствах (например, в гидравлических амортизаторах и пружинах).

Сжимаемость жидкости зависит от температуры и давления. Однако в диапазоне температур и давлении, при которых эксплуатируются гидроприводы машин лесной промышленности (t до 80 С, Р до 20 МПа), сжимаемость изменяется незначительно, и этим изменением в практических расчетах пренебрегают. Значение модуля объемной упругости при t=20 град. и Р = Рат для рабочих жидкостей, применяемых в промышленных гидроприводах, колеблется от 1320 (АМГ-10) до 1720 (турбинное масло) МПа.

Растворимость газов. Все рабочие жидкости способны. растворять газы, которые, будучи в дисперсном (растворенном) состоянии, практически не оказывают влияния на их физические свойства. Наблюдается лишь незначительное уменьшение вязкости рабочих жидкостей. Растворимость газов а характеризуется отношением объема растворенного воздуха Vв при t=O с и Р=Рат К объему жидкости Vж, т. е. а= Vв/Vж .

Растворимость зависит от давления, температуры и типа рабочей жидкости и газа. Для минеральных масел увеличение давления при постоянной температуре приводит к линейному увеличению растворимости a=kp (k - растворимость на 0,1 МПа, зависящая от марки масла и равная 0,07-0,12; меньшие значения k соответствуют маркам масел с большей плотностью). В обычных условиях (при комнатной температуре и при атмосферном давлении) в рабочей жидкости содержится по объему до 6 % нерастворенного воздуха.

Растворимость воздуха имеет линейную зависимость и от температуры. Кроме того, она зависит от величины поверхности раздела воздуха и рабочей жидкости, приходящейся на единицу объема жидкости, и от состояния этой поверхности.

С увеличением поверхности раздела и при интенсивном перемешивании (например, незатопленной струей при сливе в гидробак) процесс насыщения рабочей жидкости воздухом резко ускоряется.

Как указывалось выше, воздух, будучи в растворенном состоянии, не оказывает заметного влияния на физические свойства рабочей жидкости. Однако если рабочая жидкость имеет высокую температуру, растворенный воздух интенсифицирует процесс ее окисления; при падении давления на каком-либо участке гидросистемы воздух, выделяясь из рабочей жидкости и оставаясь во взвешенном состоянии, уменьшает прочность пленки- и смазывающую способность рабочей жидкости.

Пенообразование. Выделение воздуха из рабочей жидкости при падении давления происходит значительно интенсивнее,чем ее насыщение при повышении давления. Это выделение может происходить столь быстро, что образуется устойчивая смесь рабочей жидкости и воздуха - пена. На интенсивность пенообразования оказывает влияние содержащаяся в рабочей жидкости вода: даже при ничтожном количестве воды (менее 0,1 % по массе рабочей жидкости) возникает устойчивая пена. Образование и стойкость пены зависят от типа рабочей жидкости, от ее температуры и размеров пузырьков, от материалов и покрытий гидроаппаратуры, с которыми соприкасается рабочая жидкость. Минеральные масла, применяемые в гидроприводах машин лесной промышленности, дают стойкую пену. При этом интенсивнее пенообразование происходит в жидкостях, бывших в эксплуатации и сильно загрязненных. Пенообразование может возникнуть и из-за омыления жидкости. С увеличением температуры стойкость пены уменьшается; при t> 700 происходит быстрый распад пены.

Выделяющийся из рабочей жидкости воздух и образующаяся пена - одна из причин снижения жесткости гидропривода, запаздывания срабатывания гидроаппаратуры, снижения объемного КПД насоса, появления шума в работе и возникновения гидравлического удара. В гидравлических следящих системах выделяющийся из жидкости воздух вызывает автоколебания и уменьшает устойчивость этих систем.

Химическая и механическая стойкость. При эксплуатации гидроприводов рабочая жидкость соприкасается с поверхностями баков, трубопроводов и гидроаппаратуры, подвергается воздействию высоких температур и давлений, вступает в реакцию с кислородом воздуха. Химическая и механическая стойкость характеризует способность жидкостей сохранять свои первоначальные физические свойства при эксплуатации и при хранении.

Во время работы гидропривода происходит окисление жидкости, сопровождающееся выпадением из нее смол и шлаков, отложением на поверхности элементов гидропривода тонкого твердого налета, понижением вязкости и изменением цвета жидкости. Продукты окисления, обладая кислотными свойствами, вызывают коррозию металлов и уменьшают надежность работы гидроаппаратуры. Налет на подвижных элементах гидроагрегатов может вызвать заклинивание плунжерных пар, заращивание дросселирующих отверстий, разрушение уплотнений и разгерметизацию гидросистемы, а снижение вязкости - увеличение утечек и уменьшение прочности пленки рабочей жидкости.

Интенсивность окисления повышается с увеличением температуры жидкости на поверхности ее конктакта с воздухом, а также с увеличением содержания в жидкости растворенного воздуха, механических примесей и воды.

Механические примеси (продукты износа элементов гидросистемы, грязь и др.) и вода являются катализаторами, интенсифицирующими процесс окисления жидкости. По данным Э. Льюиса и Х. Стерна (Гидравлические системы управления.М.: Мир, 1966), срок службы минеральных рабочих жидкостей с механическими примесями более чем в 2 раза меньше срока службы тех же жидкостей, но не имеющих механических примесей.

На окисляемость рабочих жидкостей оказывают влияние конструкционные материалы, из которых изготовлены элементы гидропривода и с которыми жидкость соприкасается. Так, в гидросистемах с трубопроводами из меди окисление жидкости в одних и тех же условиях происходит быстрее, чем в гидросистемах с трубопроводами из стали. Окисляемость рабочей жидкости характеризуется кислотным числом, которым называется количество гидрата окиси калия (КОН) в миллиграммах, необходимое для нейтрализации 1 г жидкости. Кислотное число меньше 1 считается нормальным показателем эксплуатации рабочей жидкости. Эксплуатация гидросистем с жидкостями, имеющими кислотное число выше 2, может вызвать серьезные повреждения гидроагрегатов. Высокое кислотное число является следствием недостаточной очистки рабочей жидкости. Таким образом, химическая стойкость определяется качеством очистки рабочих жидкостей.

Механическая стойкость характеризуется стабильностью вязкости рабочих жидкостей при воздействии на них высоких давлений. При многократном воздействии высокого давления вязкость жидкости уменьшается, что объясняется происходящими в ней молекулярно-структурными изменениями (деструкцией). Известно, например, что вязкость жидкостей, используемых в гидросистемах, работающих при высоком давлении, уменьшается быстрее, чем вязкость таких же рабочих жидкостей, по применяемых в гидросистемах с низким давлением. Это изменение вязкости необратимо, в связи с чем устанавливаются нормы допустимого изменения первоначальной (паспортной) вязкости рабочей жидкости. Для различных гидросистем такое изменение вязкости допускается в пределах 25-50 % от пер воначальной.

Совместимость. Совместимость рабочих жидкостей с конструкционными материалами и особенно с материалами уплотнений имеет очень большое значение. Рабочие жидкости на нефтяной основе совместимы со всеми металлами, применяемыми в гидромашиностроении, и плохо совместимы с уплотнениями, изготовленными из синтетической резины и из кожи. Синтетические рабочие жидкости плохо совмещаются с некоторыми конструкционными материалами и несовместимы с уплотнениями из маслостойкой резины.

Наши клиенты

Свяжитесь с нами