ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ГИДРОПРИВОДАХ
Рабочие жидкости на нефтяной основе получают из минеральных масел с добавлением к ним присадок, улучшающих физические свойства основы. Присадки добавляют в небольших количествах (0,05-10 %); одни присадки могут изменя лишь одно физическое свойство, другие могут быть многоф нкциональными, т. е. влиять сразу на несколько физических свойств минеральных масел.
Применяют антиокислительные, вязкостные, противоизносные, антипенные, снижающие температуру застывания жидкости и антикоррозионные присадки.
Выбор рабочих жидкостей для гидроприводов машин определяется диапазоном рабочих температур, давлением в гидросистеме, скоростями движения выходных звеньев гидродвигателей, конструкционными материалами и материалами уплотнений, особенностями эксплуатации гидросистемы (на открытом воздухе или в закрытом помещении, условиями хранения машины во время перерывов в работе, возможностями обводнения и засорения рабочей жидкости, возможностями и трудоемкостью замены).
При выборе рабочей жидкости прежде всего исходят из условий работы насосов. При этом учитывают диапазон изменения температуры рабочей жидкости при эксплуатации гидропривода, а также изменение зазоров между деталями насосов, вызванное их износом. Минимальная вязкость рабочей жидкости, соответствующая максимальной температуре, устанавливается по допустимому снижению объемного КПД и по прочности пленки рабочей жидкости. По исследованиям в НИИ стройдормаша, предельная минимальная вязкость, при которой обеспечиваются удовлетворительные значения объемного КПД (0,80-0,85), исключается нарушение смазывающей пленки и «сухое» трение (1·10-6 M2jc), составляет: для шестеренных насосов 16-18; для пластинчатых 10-12, для аксиально-поршневых 6-8.
Максимальная вязкость рабочей жидкости, соответствующая минимальной температуре, устанавливается по работоспособности насоса, характеризующейся заполнением его рабочих камер или пределом прокачиваемости жидкости насосом (табл. II.2).
табл. II.2. предельные значения максимальной вязкости рабочих жидкостей
Именно несоответствием предельного значения вязкости рабочих жидкостей окружающей температуре воздуха можно объяснять случаи выхода из строя насосов гидросистем лесных машин, работающих в зимнее время. При безгаражном хранении машин после ночного перерыва в их работе вязкость применяемых рабочих жидкостей становится настолько высокой, что в периоды пуска и разогрева гидросистемы насос некоторое время не прокачивает рабочую жидкость. В результате возникает «сухое» трение подвижных частей насоса, кавитация, интенсивный износ и выход насоса из строя. В данном случае пуску гидропривода в работу непременно должен предшествовать разогрев рабочей жидкости.
Оптимальная вязкость рабочей жидкости, при которой обеспечивается наивыгоднейшее соотношение объемного и механического КПД, лежит между минимальным и максимальным значениями вязкости. По данным В. М. Коновалова и др. [12], оптимальная вязкость (1.10-6 M2jc) равна: для шестеренных насосов 20, для пластинчатых 25, для поршневых с торцевым распределением жидкости 30. Установив для конкретного случая значения Vmax; Vmin И Vопт, подбирают соответствующую марку рабочей жидкости.
Рабочее давление в гидросистеме и скорость движения выходного звена гидродвигателя также являются важными показателями, определяющими выбор рабочей жидкости. Подвижные детали многих элементов гидропривода изготовляются без внутренних уплотнений, а их герметичность обеспечивается благодаря малым зазорам. Утечки рабочей жидкости в зазорах увеличиваются с повышением давления и понижением вязкости жидкости. Они снижают КПД гидропривода, вызывают нагрев жидкости и увеличивают неравномерность движения выходных звеньев. В этом отношении было бы лучше применять рабочую жидкость повышенной вязкости. Однако увеличение вязкости жидкости приводит К увеличению гидравлических потерь, а следовательно, к снижению КПД гидропривода.
Пока нет научно обоснованных рекомендаций по выбору рабочих жидкостей в зависимости от давления и скорости движения выходных звеньев гидродвигателей, однако отмечается стремление при высоких давлениях применять рабочую жидкость повышенной, а при более низких — пониженной вязкости. При этом во всех случаях лучшей будет рабочая жидкость, имеющая меньший ТКВ во всем диапазоне рабочих температур. ИЗ приведенных в табл. II.l марок рабочих жидкостей для гидроприводов машин лесной промышленности могут быть рекомендованы следующие:
ВМГЗ — всесезонно в мобильных и стационарных машинах, работюЬщих в средней полосе европейской части, на севере и северо-востоке страны при t= (-55) -;- (+55) ос. При отсутствии ВМГЗ она заменяется АМГ-I0, ГМ-50И или веретенным АУ;
рабочие жидкости МГ -20 и МГ -30 — всесезонно в мобильных и стационарных машинах, работающих в средней полосе при t= (-20) -;- (+80) ос. Заменителями МГ-20 и МГ-30 соответственно могут быть масла И-20 и И-30;
жидкость ВНИИ НП-40З может быть использована в гидроприводах станков, поточных линий, прессов и других стационарных машин при t= (+ 10) -;- (+80) град.;
минеральное масло Р рекомендуется для гидропередач автомобилей при t= (-25) -;- (+60) град.
При эксплуатации гидроприводов нужно создавать такие условия, при которых рабочая жидкость возможно дольше сохраняла бы свои первоначальные физические свойства. Для этого необходимо следующее:
следить, чтобы не происходило смешивания рабочей жидкости с водой, эмульсией и с технологическими жидкостями;
следить, чтобы в жидкость не попадали пыль, стружка и другие механические частицы; с этой целью нужно фильтровать жидкость перед ее заливкой в гидросистему и уплотнять резервуары, содержащие рабочую жидкость;
содержать жидкости в плотно закрываемой таре; не смешивать в одной таре свежую и бывшую в эксплуатации жидкости;
при заправках и доливках гидросистемы пользоваться чистым заправочным инвентарем;
придерживаться рекомендаций завода-изготовителя машины, касающихся режимов работы гидроприводов.
Если гидропривод работает в широком диапазоне температур, рекомендуется применять летние и зимние сорта рабочих жидкостей. Если по каким-либо условиям смена жидкостей невозможна, то при эксплуатации машин при отрицательных температурах нужно изыскивать практические возможности обеспечения работоспособности гидропривода (подогревать жидкость перед пуском машины, хранить машины в ночное время в отапливаемых помещениях, при коротких перерывах работы машины не выключать приводного двигателя, ограничивать скорость вращения валов насосов и т. д.).
в процессе эксплуатации гидроприводов рабочая жидкость периодически заменяется. Срок службы жидкостей зависит от многих факторов и для каждого конкретного случая будет своим. Желательно периодически проверять вязкость жидкости и при изменении ее при одной и той же температуре примерно на 50 % (а в ответственных гидроприводах — на 25 %) от первоначальной заменять свежей. Рекомендуется также предусматривать замену рабочей жидкости после первого периода работы гидропривода в течение 50-100 ч для ее фильтрации и промывки от продуктов износа в начальный период эксплуатации.