Требования к рабочим жидкостям гидропривода

Требования к рабочим жидкостям в гидравлике

В первую очередь рабочая жидкость в гидроприводе является рабочим телом, т.е. является носителем энергии, обеспечивающим передачу последней от источника энергии (двигателя) к её потребителю (исполнительным механизмам). Кроме того, рабочая жидкость выполняет роль смазки в парах трения гидропривода, являясь смазывающим и охлаждающим агентом, и средой, удаляющей продукты изнашивания. К функциям рабочей жидкости относится и защита деталей гидропривода от коррозии.

— хорошие смазочные свойства;

— малое изменение вязкости при изменении температуры и давления;

— инертность в отношении конструкционных материалов деталей гидропривода;

— малая токсичность самой рабочей жидкости и её паров;

— малая склонность к вспениванию;

— антикоррозийные свойства; способность предохранять детали гидропривода от коррозии;

— оптимальная растворимость воды рабочей жидкостью: плохая для чистых минеральных масел ; хорошая для эмульсий и т.п.

— малая способность поглощения или растворения воздуха;

— малый коэффициент теплового расширения;

— способность хорошо очищаться от загрязнений;

— совместимость с другими марками рабочей жидкости;

Требования к рабочим жидкостям гидроприводов

В гидравлических системах рабочая жидкость, кроме передачи энергии к рабочим органам машин, служит для смазывания узлов трения и отвода от них теплоты. Отсюда и разнообразие требований, предъявляемых к рабочим жидкостям:

· хорошая смазывающая способность;

· незначительное изменение вязкости в широком температурном диапазоне;

· большой модуль объемного сжатия;

· нетоксичность и совместимость с материалами уплотнений и других элементов гидросистемы;

· высокие противокоррозионные и диэлектрические свойства;

· пожаро- и взрывобезопасность;

· низкая стоимость и др.

В качестве рабочих жидкостей гидросистем применяют минеральные (нефтяные) масла, синтетические жидкости, водные эмульсии типа «масло в воде», эмульсии типа «вода в масле» и водно-гликолевые жидкости.

Рабочие жидкости на нефтяной основе получили наибольшее распространение из-за высоких смазывающих и противокоррозионных свойств, довольно низкой стоимости. Синтетические жидкости обладают высокотемпературными свойствами, негорючи, однако дороги, несовместимы с некоторыми материалами, обладают худшими смазывающими свойствами.

Эмульсии имеют худшие по сравнению с нефтяными маслами смазочные свойства, хорошую огнестойкость и совместимость с различными материалами. Из-за испарения воды их не рекомендуется применять при температурах выше 338 К (65° С). Водно-гликолевые жидкости содержат 30. 60% воды, гликоль или глицерин, загуститель и специальные присадки. Они обладают хорошими смазывающими и вязкостными свойствами, совместимы с большинством материалов.

Применение негорючих жидкостей на водной основе весьма перспективно. Это определяется тем, что создаются лучшие условия для охраны окружающей среды, а также безопасностью эксплуатации, экономией нефтепродуктов, легкостью очистки, хорошей теплопроводностью, постоянством вязкости. Однако при этом существует и ряд нерешенных проблем (снижается долговечность насосов, растут утечки, возрастает опасность кавитации, требуется более качественная фильтрация, имеется склонность к отстаиванию и пенообразованию и др.). В табл. 1.1 приведены характеристики некоторых типов жидкостей, применяемых в промышленных гидроприводах.

Основные свойства рабочих жидкостей

Рабочая жидкость Плотность, кг/м 3 (при 20°С) Кинематическая вязкость мм 2 /с (при 50 °С) Температура, °С
вспышки застывания
Минеральные масла
АМГ-10 (ГОСТ 6794-75*) -70
МГЕ-10А -70
Индустриальные масла (ТУ 38 101413-78)
ИГП-18 -15
ИГП-38 -15
Турбинные масла
T22 (ГОСТ .32- 74) -15
Силиконовая жидкость
7-50C-3 (ГОСТ 20734-75) -70
Водно-гликолевая жидкость
ПГВ (ГОСТ25821-83) -50
Водно-глицериновые жидкости
Промгидрол П-20 М-1 (ТУ 6-02-1140-78) -30

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 20 ; Нарушение авторских прав

Требования к рабочим жидкостям гидросистем ДСМ

Корнюшенко С. И., к.т.н., генеральный директор ЗАО «ГидроПак»
Журнал «Строительная техника и технологии» №3’2002

От свойств рабочих жидкостей во многом зависят свойства объёмных гидроприводов и систем управления

Наиболее часто в качестве рабочих жидкостей гидропривода используются специальные гидравлические масла, а также водомасляные эмульсии и другие рабочие жидкости.

Гидравлические масла обеспечивают не только передачу гидравлической энергии, но и выполняют смазку и охлаждение деталей гидропривода.

Основными показателями качества гидравлических масел служат вязкостно-температурные свойства, химическая и физическая стабильность, антикоррозионные свойства, агрессивность по отношению к уплотнительным элементам, смазочная способность, тепло-физические свойства и вспениваемость, несжимаемость а также огнестойкость и температура застывания.

Для работы гидравлических систем очень важна чистота масла, т.к. более 70% поломок вызваны наличием в них грязи.

Плотность и удельный вес зависят от температуры и давления.
Вязкость — это величина, которая характеризует текучесть масла или сопротивление его деформации сдвига.
Кинематическая вязкость учитывает зависимость сил внутреннего трения от инерции потока масла.
В отечественных стандартах обычно дается кинематическая вязкость, выраженная в сантистоксах при температуре 50°С (или 40°С). Важнейшие эксплуатационные характеристики гидравлических масел получают в виде результатов испытаний по известным стандартизованным методам.
Индекс вязкости характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Чем больше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла изменяется при колебании температуры.
Температура вспышки. При повышении температуры из масла выделяются пары, которые при поднесении открытого огня вспыхивают.
Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры. Температура застывания масла должна быть ниже минимальной рабочей температуры на 10-15°С.

Базовые масла и присадки

Высококачественные минеральные масла являются надежным сырьем для гидравлических масел. Для достижения тех свойств, которые современные гидросистемы и их элементы требуют от масел, к минеральным маслам добавляют специальные присадки:

Антиокислительные присадки — приостанавливают реакцию окисления и исключают каталитическое воздействие примесей на металлические поверхности.
Противокоррозионные присадки обеспечивают образование на металлической поверхности пленки, предотвращающей коррозию.
Противоизносные присадки — образуют на рабочих поверхностях пленку, предотвращающую непосредственное соприкосновение металлических поверхностей.
Противозадирные присадки — образуют в прецизионных парах гидроаппаратов химическую пленку, которая эффективно предотвращает задиры и наволакивания металла.
Противопенные присадки — предотвращают вспенивание масел за счет снижения поверхностного напряжения, при этом образующиеся воздушные пузырьки легко лопаются.
Присадки, улучшающие индекс вязкости — это высокомолекулярные полимеры, которые замедляют повышение вязкости при понижении температуры.
Деэмульгаторы — предотвращают смешивание рабочей жидкости с водой.

Самое главное при выборе гидравлического масла — выбрать масло с требуемой величиной вязкости.

Значения минимальных и максимальных допустимых величин вязкости для различных гидромашин приведены в таблице.

Моторное масло не рекомендуется для применения в гидравлических системах, т. к. по сравнению со специальными гидравлическими маслами моторные масла:

  • обладают плохой водо- и воздухоотделяющей способностью;
  • сезонные моторные масла обладают узким температурным диапазоном, а содержащиеся в большинстве сезонных моторных масел присадки для повышения индекса вязкости не поз воляют использовать эти масла в гидравлических машинах.
  • Требования к рабочим жидкостям

    Общефизические свойства и характеристики рабочей жидкости, роль в эксплуатации гидропривода. Виды рабочих жидкостей: на нефтяной основе; синтетические. Обозначение марок. Рекомендуемые масла для станочных гидроприводов. Применяемые фильтры и уплотнения.

    Рубрика Производство и технологии
    Вид курсовая работа
    Язык русский
    Дата добавления 30.09.2013
    Размер файла 36,8 K

    Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

    Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

    Размещено на http://www.allbest.ru/

    1. Требования к рабочим жидкостям

    2. Свойства и характеристики рабочей жидкости

    2.1 Общефизические свойства

    3. Виды рабочих жидкостей

    3.1 Рабочие жидкости на нефтяной основе

    3.2 Синтетические рабочие жидкости

    4. Обозначение марок рабочих жидкостей

    5. Рекомендуемые масла для станочных гидроприводов

    6. Фильтры, применяемые в станочных гидроприводах

    7. Уплотнения, применяемые в станочных гидроприводах

    1. ТРЕБОВАНИЯ К РАБОЧИМ ЖИДКОСТЯМ

    рабочая жидкость гидропривод станочный

    Нормальная эксплуатация гидропривода возможна при использовании таких рабочих жидкостей, которые одновременно могут выполнять различные функции.

    В связи с этим к рабочим жидкостям предъявляются разносторонние требования, в некоторой степени противоречивые и выполнение которых в полной мере не всегда возможно. К ним относятся:

    — хорошие смазочные свойства;

    — малое изменение вязкости при изменении температуры и давления;

    — инертность в отношении конструкционных материалов деталей гидропривода;

    -оптимальная вязкость, обеспечивающая минимальные энергетические потери и нормальное функционирование уплотнений;

    — малая токсичность самой рабочей жидкости и её паров;

    — малая склонность к вспениванию;

    — антикоррозийные свойства; способность предохранять детали гидропривода от коррозии;

    — оптимальная растворимость воды рабочей жидкостью: плохая для чистых минеральных масел; хорошая для эмульсий и т.п.

    — малая способность поглощения или растворения воздуха;

    — малый коэффициент теплового расширения;

    — способность хорошо очищаться от загрязнений;

    — совместимость с другими марками рабочей жидкости;

    Невыполнение этих условий приводит к различным нарушениям в функционировании гидропривода. В частности плохие смазочные или антикоррозийные свойства приводят к уменьшению сроков службы гидропривода; неоптимальная вязкость или её слишком большая зависимость от режимов работы гидропривода снижают общий к.п.д. и т.д.

    Нормальная и долговременная работа гидропривода определяется в равной мере как правильностью выбора марки рабочей жидкости при конструировании,так и грамотной эксплуатацией гидропривода.

    2. СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ

    2.1 Общефизические свойства

    Плотность рабочей жидкости — физическая величина, характеризующая отношение массы m жидкости к её объёму:

    Размерность плотности — кг / м 3 .

    Величина плотности имеет большое значение для энергетических характеристик гидропривода. От неё зависит величина гидравлических потерь, определяемая, как

    где С — скорость движения жидкости.

    Изменение плотности рабочей жидкости при изменении темпе-ратуры от t1 до t2 описывается выражением:

    где — коэфициент объемного расширения.

    Относительное изменение объема жидкости при изменении температуры характеризуется температурным коэффициентом объёмного расширения .

    где V и V — начальный объём и приращение объёма при повышении температуры на t. Размерность коэффициента — 1c.

    Изменение объёма V и объём рабочей жидкости при изменении температуры с t1 до t2 может быть определено по формулам:

    Величина коэффициента объёмного расширения невелика. Однако, это изменение следует всё же учитывать при расчёте гидроприводов с замкнутой циркуляцией потока, чтобы избежать разрушений элементов гидропривода при нагреве.

    Возможность разрушения деталей гидропривода обусловлена разницей в значениях температурного коэффициента объёмного расширения рабочей жидкости и металла деталей гидропривода. Повышение давления,обусловленное нагревом, принято оценивать по формуле:

    где м — коэффициент объёмного расширения материала деталей гидропривода;

    E — модуль упругости жидкости;

    k- коэффициент, характеризующий объёмную упругость материала элементов гидропривода.

    Грубая оценка повышения давления в замкнутом сосуде при нагреве на 10C и принятых средних значениях =8.75 10 -4 , м=5.3 10 -5 , E=1.7 10 3 Мпа и k=1 дает величину около 15 Мпа. Поэтому в гидроприводе с замкнутой циркуляцией, эксплуатируемых при широком диапазоне изменения температуры рабочей жидкос- ти, должны быть установлены предохранительные клапаны или другие устройства, компенсирующие температурное увеличение объёма жидкости.

    Сжимаемость жидкости — это её способность под действием внешнего давления изменять свой объём обратимым образом, т.е. так, что после прекращения действия внешнего давления восстанав- ливается первоначальный объём.

    Сжимаемость жидкости характеризуется модулем упругости жидкости Е с размерностью Па ( или Мпа).

    Уменьшение объёма жидкости под действием давления определяется по формуле

    При повышении давления модуль упругости увеличивается, а при нагреве жидкости — уменьшается.

    Обычно в масле работающего гидропривода содержится до 6% нерастворённого воздуха. После отстаивания в течение суток содержание воздуха уменьшается до 0.01-0.02%. В этом случае рабочая жидкость представляет собой газожидкостную смесь, модуль упругости которой подсчитывается по формуле:

    где Vж, Vp — объёмы соответственно жидкостной и газовой фаз при атмосферном давлении Р.

    В рабочей жидкости содержится также определённое количество растворённого воздуха (пропорциональное величине давления), который практически не влияет на физико-химические свойства масла, однако способствует возникновению кавитации, особенно во всасывающих линиях насосов, в дросселях и других местах гидропривода, где происходит резкое изменение давления.

    Вязкость — свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу одного слоя относительно другого под действием касательной силы внутреннего трения. Напряжение трения согласно закону Ньютона пропорционально градиенту скорости dC/dy

    Коэффициент пропорциональности носит название динамиче-ской вязкости

    Единицей динамической вязкости является 1Па.с.(паскаль-секунда).

    Более распространённым является другой показатель — кинематическая вязкость, которая учитывает зависимость сил внутреннего трения от инерции потока жидкости. Кинематическая вязкость ( или коэффициент динамической вязкости) определяется выражением

    Единицей кинематической вязкости является 1м 2 /c. Эта величина велика и неудобна для практических расчётов. Поэтому используют величину в 10 4 меньше -1 см 2 /c = 1Cт(стокс), или 1 сотую часть Ст — сСт (сантистокс). В нормативно-технических документах обычно ука-зывают кинематическую вязкость при 100С — (100) или при 50 С -(50). Для новых марок масел в соответствии с международными нормами указывается вязкость при 40С (точнее при 37.8С) — 40. Указанная температура соответствует 100 0 по Фаренгейту.

    Читайте так же:  Клевета наговор сканворд

    На практике используются и другие параметры, характеризующие вязкость жидкостей. Часто используют так называемую условную или относительную вязкость, определямую по течению жидкости через малое отверстие вискозиметра (прибора для определения вязкости) и сравнению времени истечения с временем истечения воды. В зависимости от количества испытуемой жидкости, диаметра отверстия и других условий испытаний применяют различные показатели. В России для измерения условий вязкости приняты условные градусы Энглера (Е), которые представляют собой показания вискозиметра при 20, 50 и 100С и обозначаются соответственно E50 и E100. Значение вязкости в градусах Энглера есть отношение времени истечения через отверстие вяскозиметра 200 см 3 испытуемой жидкости к времени истечения такого же количества дистиллированной воды при t=20 С..

    Вязкость жидкости зависит от химического состава, от температуры и давления. Наиболее важным фактором, влияющим на вязкость, является температура. Зависимость вязкости от температуры различна для различных жидкостей. Для масел в диапазоне температур от t = +50 0 C до температуры начала застывания применяется фор-мула:

    где ?ж — значение кинематической вязкости при температуре Tж ( K), в cCm;

    A и a — эмпирические коэффициенты.

    Для некоторых рабочих жидкостей значения коэффициентов А и а приведены в табл. 1.

    Зависимость вязкости от температуры, или так называемые вязкостно-температурные свойства рабочих жидкостей, оцениваются с помощью индекса вязкости (ИВ), являющегося паспортной характеристикой современных масел. Масла с высоким индексом вязкости меньше изменяют свою вязкость при изменении температуры. При небольшом индексе вязкости зависимость вязкости от температуры сильная. 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 характеристикой. Эталону с крутой характеристикой присвоен ИВ=0, а эталону с пологой характеристикой — ИВ = 100.

    В соответствии с ГОСТ 25371-82 ИВ вычисляется по формуле:

    где ? — кинематическая вязкость эталонного масла при t= 40 0 C с ИВ=0 и имеющим при t=100 0 С такую же кинематическую вязкость как и данное масло, сСm;

    ?1 — кинематическая вязкость данного масла при t=40 0 C, сСm;

    ?2 — кинематическая вязкость эталонного масла при t=40 0 C, с ИВ=100 и имеющим при t=100 0 C такую же вязкость, что и данное масло, сСm;

    Реальные рабочие жидкости имеют значения ИВ от 70 до 120.

    Вязкость рабочей жидкости увеличивается с повышением давления. Для практических расчетов может использоваться формула, связывающая динамическую вязкость с давлением:

    где и р — динамические вязкости при атмосферном давлении и давлении р.

    а — постоянный коэффициент; в зависимости от марки масла а = 1,002 — 1,004.

    При низких температурах масла застывают. Температурой застывания (ГОСТ 20287-74) называется температура, при которой масло загустевает настолько, что при наклоне пробирки с маслом на 45 0 его уровень в течение 1 мин. остается неподвижным. При температуре застывания работа гидропривода невозможна. Минимальная рабочая температура принимается на 10-15 0 выше температуры застывания.

    Вязкость рабочей жидкости оказывает непосредственное влияние на рабочие процессы и явления, происходящие как в отдельных элементах, так и в целом гидроприводе. Действие вязкости неоднозначно и требуются тщательные исследования для рекомендации оптимальной вязкости для конкретного гидропривода. Изменение вязкости является критерием достижения предельного состояния рабочей жидкости.

    При чрезмерно высокой вязкости силы трения в жидкости настолько значительны, что могут привести к нарушению сплошности потока. При этом происходит незаполнение рабочих камер насоса, возникает кавитация, снижается подача, ухудшаются показатели надежности.

    Но помимо этого, высокая вязкость рабочей жидкости позволяет снизить утечки через зазоры, и щелевые уплотнения. При этом объёмный КПД увеличивается. Но высокая вязкость одновременно увеличивает и трение в трущихся парах и снижает механический КПД. Одновременно снижается и гидравлический КПД, так как возрастают гидравлические потери.

    Рекомендуется выбирать рабочую жидкость таким образом, чтобы кинематическая вязкость при длительной эксплуатации в гидроприводе с шестеренными насосами находилась в пределах 18-1500 cCm, в гидроприводе с пластинчатыми насосами 10 — 4000 cCm и в гид рабочей жидкости связаны с прочностью мароприводе с аксиально-поршневыми насосами 6-2000 cCm.

    Смазывающие способности рабочей жидкости связаны с образованием на трущихся поверхностях масляной пленки и способностью её противостоять разрыву. Обычно, чем больше вязкость, тем выше прочность масляной плёнки при сдвиге. Рабочая жидкость в гидроприводе должна предотвращать контактирование и схватывание трущихся поверхностей при малых скоростях скольжения в условиях граничного режима трения. Другими словами, рабочая жидкость, должна, во-первых, обладать противозадирными свойствами, во-вторых уменьшать износ поверхностей трения, создавая гидродинамический режим смазки, т. е. обладать противоизностными свойствами.

    Улучшение противозадирных и противоизностных свойств рабочей жидкости достигается введением их в состав присадок. Обычно вводят несколько присадок или комплексные присадки, улучшающие сразу несколько показателей рабочей жидкости

    Стабильность свойств — это способность рабочей жидкости сохранять работоспособность в течение заданного времени при изменении первоначальных свойств в допустимых пределах.

    Стабильность характеризуется антиокислительной способностью и однородностью рабочей жидкости, которые находятся между собой в зависимости. При длительной эксплуатации в результате реакции углеводородов масла с кислородом воздуха в рабочей жидкости появляются смолистые нерастворимые фракции, которые образуют осадки и плёнки на поверхностях деталей, обуславливая старение рабочей жидкости. В результате может быть нарушено нормальное функционирование таких прециционных элементов гидропривода, как распределители, дроссели и т. п.

    На скорость окисления существенно влияют температура масла, интенсивность его перемешивания, количество находящихся в рабочей жидкости воды и воздуха, а также металлических загрязнений. Значительное каталитическое воздействие на процесс старения оказывает присутствие медных деталей. Окисление рабочей жидкости характеризуется изменением кислотнго числа РН, которое определяется количеством миллиграммов едкого калия (КОН), необходимого для нейтрализации свободных кислот в 1 г. жидкости. Кислотное число РН и количество осадка используется для оценки старения жидкости (ГОСТ 5985-79). Оно является одним из параметров, определяющих работоспособность рабочей жидкости. Чтобы повысить антиокислительные свойства рабочей жидкости, используются присадки.

    2 Антикоррозийные свойства характеризуют способность рабочей жидкости выделять воздух или другие газы без образования пены. Эту способность определяют по времени исчезновения пены после подачи в жидкость воздуха или прекращения перемешивания. Способность противостоять пенообразованию усиливают добавлением антипенной присадки. Механизм действия присадки состоит в понижении поверхностного натяжения жидкости. Концентрируясь на поверхности пузырьков пены, присадка способствует их разрыву, а, следовательно быстрому гашению пены.

    Стойкость рабочей жидкости к образованию эмульсии характеризуется способностью её расслаиваться и отделяться от попавшей в неё воды. Добавлением в жидкость деэмульгаторов (веществ, разрушающих масляные эмульсии) понижают поверхностное натяжение плёнки на границе раздела вода-масло и предотвращают смешивание рабочей жидкости с водой.

    Совместимость рабочей жидкости с материалами гидропривода характеризуется отсутствием коррозии металлов, а также стабильность физико-химических свойств жидкости. Причины коррозийной активности рабочая жидкость тесно связаны с накоплением в них химических соединений, обуславливающих коррозию металлов.

    Среди таких соединений основное влияние на коррозию оказывают перекиси, образующиеся в результате старения рабочей жидкости, и которые оцениваются кислотным числом pH.

    Антикоррозийные свойства рабочей жидкости оценивают по испытаниям на коррозию металлических (из стали 50 и меди М2) пластин, помещенных на 3 часа в жидкость, нагретую до 100 0 С. Отсутствие потемнений на металлических пластинах является положительным результатом проверки.

    Совместимость с резинотехническими изделиями гидропривода оценивают величиной набухания резины марки УИМ-1 или потери ее массы в рабочей жидкости при заданной длительности испытаний.

    Удельная теплоемкость рабочей жидкости — количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы массы на один градус Цельсия. Единицей удельной теплоемкости является 1Дж/Кг*C°. Удельная теплоемкость рабочей жидкости — важный показатель для гидропривода. Он характеризует интенсивность повышения температуры в гидросистеме. Большая энергоемкость означает большую тепловую инерционность гидропривода и, следовательно, более равномерное распределение температуры в элементах системы.

    С повышением температуры удельная теплоемкость рабочая жидкость изменяется незначительно.

    Теплопрводность рабочей жидкости — количество теплоты, которое проходит за единицу времени через единицу поверхности на единицу толщины слоя. Единица теплопроводности — 1Вт/M¤°С. Теплопроводность рабочей жидкости с повышением температуры уменьшается

    Чистота рабочей жидкости — характеризуется количеством или массой инородных частиц в заданном объеме. Частицы загрязнений попадают в рабочую жидкость различными способами: при заливке жидкости в бак; как продукты износа трущихся поверхностей; через сапуны и уплотнения гидропривода. Влияние чистоты рабочей жидкости на надежность гидропривода огромно. До сих пор это основной показатель, лимитирующий долговечность гидропривода. Повышенная загрязненность рабочей жидкости вызывает повышенный износ деталей гидропривода, ухудшение его характеристик и преждевременный выход из строя.

    Чистота рабочей жидкости характеризуется классами чистоты, от 0 до 17. По ГОСТ 17216-71 каждому классу соответствует допустимое количество частиц определенного размера и общая масса загрязнений. Все загрязнения делятся на две группы: частицы и волокна. Волокнами считаются частицы толщиной не более 30 мкм при отношении длины к толщине не менее 10:1. Частицы загрязнений размером более 200 мкм (не считая волокон) в рабочей жидкости не допускаются.

    Масса загрязнений для классов от 0 до 5 не нормируется, а для классов с 6 по 12 не является контрольным параметром. Нормирование классов чистоты по ГОСТ 17216-71 имеет недостатки. В частности, в реальной рабочей жидкости соотношение количества частиц определенного размера для одного класса чистоты, как правило, не соблюдается. Может оказаться, частицы большого размера отсутствуют, но меньшие частицы превышают допустимый уровень. При этом, общая масса загрязнений может быть меньше допустимой для данного класса. В такой ситуации, работоспособность такой жидкости будет не ниже жидкости, полностью соответствующей по показателю данному классу, но ее следует в соответствии с ГОСТ классифицировать другим, более грубым классом чистоты. Чтобы ликвидировать этот недостаток, в некоторых отраслях, введены дополнительные показатели, более удобные для использования. В частности, в станкостроении используется параметр загрязнения W по отраслевой нормали РТМ2 Н06-32-84. Этот параметр подсчитывается по формуле:

    где n1-n5 — количество частиц загрязнений соответственно: 5-10; 10-25; 25-50; 50-100 и свыше 100 мкм объеме жидкости 100 см 3

    Классификационный параметр W приведен в соответствие с классами частоты ГОСТ 17216-71 Гидропривод предъявляет высокие требования к чистоте рабочая жидкость

    Номинальная тонкость фильтрации mkm

    Насосы шестеренчатые P 0 С), используемую обычно как базовый продукт для каталитического крекинга или гидрокрекинга для получения тяжелых топлив. При масляной переработке выделяют три фракции: легкие дистиллятные масла, выкипающие при 300-400 0 С, средние дистиллятные масла (400-450 0 С) и тяжелые (450-500 0 С).

    В результате вакуумной перегонки получают базовые дистиллятные масла, а оставшиеся продукты (полугудрон и гудрон) используют для получения остаточных масел.

    Характерной особенностью дистиллятных масел являются их хорошие вязкостно-температурные свойства (высокий ИВ) и высокая термоокислительная стабильность. Но эти масла не обладают удовлетворительной маслянистостью, т.е. прочность масляной пленки невелика, что снижает их смазывающую способность.

    Остаточные масла, наоборот, обладают высокой естественной маслянистостью, но плохими вязкостно-температурными свойствами и высокой температурой застывания.

    Для получения базовых товарных масел применяют сложную технологию, основанную на подборе смеси из дистиллятных и остаточных масел и очистке от вредных примесей. К числу последних относятся продукты окислительной полимеризации, органические кислоты, нестабильные углеводороды, сера и ее соединения. Для улучшения низкотемпературных свойств, масла подвергают депарафинизации и деасфальтизации.

    Процесс очистки масла является наиболее сложным и в экологическом смысле небезопасным процессом. В настоящее время применяют следующие методы очистки масел:

    1. Выщелачивание. Это самый простой способ. Масло обрабатывают раствором щелочи (NaOH), которая нейтрализует органические кислоты. Продукты окислительной полимеризации (нефтяные смолы и другие вредные примеси) при щелочной очистке не удаляются, поэтому этот способ находит ограниченное применение.

    2. Кислотно-щелочная и кислотно-контактная очистка. При этом методе очистки основным реагентом, входящим в соединения с нежелательными примесями, является серная кислота, которую добавляют в дистиллятное масло до 6 %, а в остаточное — до 10 % от массы обрабатываемой жидкости.

    Серная кислота разрушает смолисто-асфальтовые и ненасыщенные углеводороды. Продукты реакции вместе с неиспользованной частью серной кислоты образуют осадок, называемый кислым гудроном. Наиболее ценные циклановые углеводороды, которые составляют основу масла, серной кислотой не затрагиваются. После удаления осадка масло промывается водным раствором щелочи, которая нейтрализует остатки серной кислоты и кислого гудрона. Очистка заканчивается промывкой масла водой и просушиванием перегретым паром или горячим воздухом.

    При таком способе нейтрализации остаточной кислотности возможно образование стойких водомасляных эмульсий. Поэтому вместо обработки щелочью применяют контактное фильтрование с помощью отбеливающих глин. Последние обладают большой адсорбционной способностью поглощать полярно-активные вещества, к которым относятся продукты взаимодействия фракций масла с серной кислотой. Такой метод носит название кислотно-контактной очистки.

    Читайте так же:  Гибель тс по осаго

    Применение для очистки масла серной кислоты имеет существенные недостатки:

    — при современных масштабах использования масел необходимо большое количество серной кислоты, производство которой дорого и экологически опасно;

    — кислый гудрон, который является отходом при этом способе очистки, очень токсичный и экологически вредный продукт. Его вторичное использование экологически опасно, а переработка сложна и дорога.

    3. Очистка селективными растворителями. Особенностью этого метода является возможность в процессе очистки многократно использовать растворители вредных примесей. В качестве растворителей применяют фенол, фурфурол и другие вещества.

    Принцип селективной очистки заключается в следующем. Подбирают растворитель, который при определенной температуре и количественном соотношении с очищаемым маслом выборочно (селективно) растворяет в себе все вредные примеси и плохо или совсем не растворяет очищаемый продукт.

    При смешивании очищаемого масла с селективным растворителем основная часть вредных примесей растворяется и переходит в растворитель, который не смешиваясь с маслом, легко с ним разделяется при отстаивании. Получается слой очищенного масла (рафинадный слой) и слой растворителя с вредными, удаленными из масла примесями. Этот слой называют экстрактом. Слои разделяют. Рафинадный слой затем доочищают отбеливающими глинами, а экстракт подвергают регенерации. При регенерации селективный растворитель отделяется от вредных продуктов и опять используется в процессе очистки.

    Очень важно выбрать как количественное соотношение масла и растворителя, так и температуру процесса. При использовании в качестве растворителя фенола в зависимости от количества примесей, а также от состава масла температура процесса может быть назначена в пределах от 50 до 300 0 С, а соотношение масла и фенола — от 1: 1.5 до 1:2.

    4. Гидрогенизация. Процесс заключается в гидрировании (насыщении) непредельных углеводородов водородом в присутствии катализаторов. При этом полностью удаляются сера и серосодержащие вещества. Процесс происходит в специальных установках под давлением

    2 Мпа при температуре 380-400 0 С.

    5. Деасфальтизация и депарафинизация применяется для улучшения вязкостно-температурных свойств масла.

    Деасфальтизация проводится с помощью жидкого пропана, который под давлением 2-4 Мпа смешивают с очищенным маслом в пропорции до 10:1. Отходом производства является битум. Пропан после очистки может быть использован повторно.

    Депарафинизацию масла, т.е. выделение из него парафина и цезерина, производят в несколько этапов. Вначале в масло добавляют растворители и смесь нагревают до температуры на 15-20 0 С выше температуры растворения парафина и цезерина. Затем смесь подвергают охлаждению и фильтрации. Застывший парафин и цезерин остаются на фильтрах. Растворитель и масло разделяют отстаиванием.

    Рабочие жидкости на нефтяной основе наиболее часто используются в гидроприводах. Однако базовые масла за редким исключением (веретенное АУ, турбинное и некоторые другие масла) не применяются, т.к. не обладают требуемыми для гидропривода свойствами. Для получения рабочих жидкостей с нужными эксплуатационными свойствами базовые масла подвергаются доработке с помощью различных присадок.

    На основе базовых масел приготавливаются эмульсии, которые иногда используются в гидроприводах в качестве рабочих жидкостей. Эмульсии представляют собой смеси масла на нефтяной основе и смягченной воды. Различают эмульсии “масло в воде” и “вода в масле”.

    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. Положительными свойствами эмульсий типа “масло в воде” являются негорючесть и низкая стоимость.

    Эмульсии типа “вода в масле” представляют собой смесь масла с около 40% воды с присадками, обеспечивающими стойкость эмульсии (эмульгаторы). Такие рабочие жидкости немного уступают минеральным маслам по коррозионной стойкости и смазывающим свойствам при невысоких давлениях. Однако с ростом давления эти свойства ухудшаются.

    Эмульсии используются в качестве рабочих жидкостей в гидроприводах кузнечнопрессовых и горных машин, где требования противопожарной безопасности повышены.

    3.2 Синтетические рабочие жидкости

    Рабочие жидкости на нефтяной основе не могут обеспечить весь диапазон требований, которые предъявляет к гидроприводам практика. Для гидроприводов, работающих в условиях, отличающихся от нормальных (tраб > 100 0 C, повышенные требования к пожаробезопасности, чрезмерно низкие температуры окружающей среды и т.п.), или от которых требуется повышенная стабильность характеристик, применяются синтетические рабочие жидкости.

    Обладая повышенными отдельными свойствами, синтетические рабочие жидкости имеют некоторые недостатки, препятствующие их широкому применению. Это в первую очередь высокая стоимость и ограниченность сырьевых ресурсов, используемых для изготовления синтетических жидкостей. Кроме того, ряд таких жидкостей плохо совместимы с основными материалами гидроприводов, токсичны и имеют худшие, по сравнению с минеральными маслами, показатели по отдельным свойствам.

    Существует множество типов синтетических жидкостей, из которых в гидроприводах нашли применение следующие: диэфиры, силоксаны, фосфаты, водосодержащие жидкости, фтор- и хлорорганические рабочие жидкости.

    Все типы органических жидкостей обладают по сравнению с минеральными маслами повышенными противопожарными свойствами. Наиболее лучшими в этом отношении являются фторорганические жидкости, которые отличаются полной негорючестью. Кроме того, они исключительно химически инертны и термически стабильны. Водосодержащие жидкости не воспламеняются при распылении на пламя или на поверхность, нагретую до температуры 700 0 С. Остальные жидкости имеют повышенную огнестойкость по сравнению с нефтяными маслами, но являются горючими и могут воспламенятся при попадании на огонь или раскаленные предметы.

    Рассмотрим характеристики синтетических рабочих жидкостей.

    Диэфиры — жидкости на основе сложных эфиров, являющихся продуктами реакции двухосновных кислот (адипиновой, себациновой и др.) с первичными или многоатомными спиртами (например, с пентаэритритом). Диэфиры представляют собой маслянистые жидкости с хорошей смазывающей способностью, удовлетворительной вязкостно-температурной характеристикой, малой испаряемостью и высокой температурой вспышки. Диэфиры недостаточно устойчивы к окислению, поэтому в них вводят антиокислительную и противоизносную присадку.

    В среде диэфиров плохо работают рукава и уплотнения из нитритных каучуков, электроизоляционные материалы, металлы, содержащие свинец, кадмиевые и цинковые покрытия. Диэфиры совместимы с силоксанами, поэтому в последние вводят диэфиры для улучшения смазочных свойств.

    Рабочая температура диэфиров ограничена 200 0 С, так как при температуре 230 — 260 0 С они начинают разлагаться.

    Диэфиры используются в гидроприводах турбовинтовых двигателей.

    Силоксаны и полисилоксаны — жидкости на основе кремний-органических полимеров. Они имеют наиболее пологую из всех рабочих жидкостей вязкостно-температурную характеристику, т.е. ее вязкость мало зависит от температуры. Вязкость полисилоксанов увеличивается с увеличением молеулярной массы полимера, что позволило создать широкий ряд базовых силоксановых жидкостей с последовательно увеличивющейся вязкостью. Диапазон вязкостей силоксанов от 10 до 3000 сСт при 25 0 С. Силоксаны характеризуются большой сжимаемостью и стойкостью к окислению. Они обладают наименьшим поверхностным натяжением из всех известных рабочих жидкостей. Силоксаны выдерживают температуру до 190 0 С, однако уже при 200 0 С начинают разлагаться с образованием окиси кремния (кремнезема), который является хорошим абразивом, поэтому рабочая температура не превышает 175 0 С. Смазывающая способность силоксанов неудовлетворительная (особенно для стали), поэтому их применяют для рабочих жидкостей гидроприводов только в смеси диэфирами или минеральными маслами. Температура застывания чистых силоксанов -80. -90 0 С, но в смеси с другими компонентами в рабочих жидкостях она повышается и не бывает ниже -70 0 С.

    Фосфаты — жидкости на основе сложных эфиров фосфорной кислоты — отличаются повышенной огнестойкостью и хорошей смазывающей способностью. Наиболее термостабильны триарилфосфаты, однако они плохо работают при низких температурах. По вязкостно-температурным свойствам фосфаты уступают минеральным маслам, их вязкость возрастает при низких температурах. Фосфаты склонны к гидролизу, поэтому их нельзя применять в системах, где возможно попадание воды. Многие фосфаты токсичны.

    Применяют фосфаты в гидроприводах тепловых электростанций (в том числе и атомных) и металлургического оборудования, а также на летательных аппаратах.

    Водосодержащие (водно-гликолевые и водно-глицериновые) жидкости представляют собой класс огнестойких рабочих жидкостей, пожаробезопасность которых обеспечивается присутствием в них воды. Основными компонентами водногликолевых жидкостей являются гликоль (обычно, этиленгликоль) — 50-60% и вода -35-45%. В состав рабочих жидкостей также входят водорастворимый загуститель и другие присадки.

    4. ОБОЗНАЧЕНИЯ МАРОК РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ

    В настоящее время действуют различные системы обозначения марок рабочих жидкостей. Для рабочая жидкость общего назначения принято название «индустриальные» с указанием вязкости в сСт при t=50 C. Кроме того, существуют еще отраслевые системы обозначений. Например, рабочая жидкость для станочных гидропривод — ИГИДРОПРИВОД, для гидропривод транспортных установок — МГ, МГЕ, для авиационных гидропривод — АМГ. При этом марка рабочая жидкость может содерабочая жидкостьать или не содерабочая жидкостьать указания на вязкость.

    В будущем предполагается переход на новую систему маркировки. Основой для неё является международный стандарт МS ISO 6443/4, который устанавливает классификацию группы Н (гидравлические системы), которая относится к классу L (смазочные материалы, индустриальные масла и родственные продукты ). Каждая категория продуктов группы Н обозначена символом, состоящим из нескольких букв, но примем ИСО — L -HV или сокращенно L — HV. Символ может быть дополнен числом, соответствующим показателю вязкости по MS ISO 3448.

    На основе описанного стандарта разрабатываются национальные стандарты.В России действует группа стандартов ГОСТ 17479.0-85. ГОСТ17479.4-87,по которым будет проводиться маркировка для вновь создаваемых рабочая жидкость на нефтяной основе.В табл. 3 дана выборка наиболее распространенных рабочая жидкость для различных гидропривод со старыми обозначениями и их аналогами по ГОСТ и по MS ISO.

    Основные требования, предъявляемые к рабочим жидкостям. Характеристики рабочих жидкостей и их выбор

    Рабочие жидкости гидроприводов

    Рабочая жидкость является рабочим телом гидропривода, поэтому она должна быть малосжимаемой, ибо только при этих условиях она может эффективно передавать оказываемое на нее давление. Рабочие жидкости должны быть однородны, не содержать воду, кислоту и щелочь, так как эти вещества вызывают коррозию металла и вспенивание жидкости.

    При выборе рабочей жидкости учитывается комплекс исходных показателей: диапазон и перепад рабочих давлений, температур и скоростей потока, характеристики применяемых материалов, возможность очистки и смены жидкости, ее стоимость и др.

    Рабочая жидкость в гидроприводе горных машин находится под воздействием изменяющихся в широких пределах давлений, температур и скоростей. Например, давление жидкости в гидроприводе механизированных крепей достигает 60 МПа и более, а скорость движения в отдельных элементах — 1200 м/с.

    Диапазон температур, в которых обычно работает гидропривод подземных горных машин, составляет 10. 90 °С, а гидропривод машин для открытых работ часто работает в условиях низких температур. Кроме того, рабочая жидкость гидропривода находится в условиях большой запыленности и повышенной влажности атмосферы.

    Для обеспечения нормальной работы гидропривода к рабочей жидкости предъявляются следующие требования:

    • • хорошие смазочные и устойчивые антикоррозионные свойства с учетом материалов опор и уплотнений гидропривода;
    • • инертность по отношению к используемым в гидроприводе материалам, включая металлы, краски, пластмассы и эластичные материалы, и хорошие защитные свойства для защиты материалов от коррозии после слива жидкости;
    • • совместимость вязкости жидкости с уплотнительными средствами и зазорами;
    • • малое изменение вязкости в широком диапазоне температур и давлений;
    • • достаточно широкий диапазон рабочих температур;
    • • большой срок службы, устойчивость против окисления, поглощения влаги и воздуха;
    • • малая склонность к вспениванию;
    • • высокая температура вспышки — огнестойкость и пожароопасность;
    • • безопасность в обращении, т. е. жидкость не должна быть токсичной, особенно в распыленном состоянии и при разложении;
    • • хорошая теплопроводность и малая удельная теплоемкость;
    • • отсутствие расслаивания или разложения на отдельные фракции при длительном хранении;
    • • низкая стоимость и недефицитность;
    • • стабильность свойств при эксплуатации и хранении.
    • Требования, предъявляемые к гидравлическим жидкостям

      Требования, предъявляемые к гидравлическим жидкостям

      1. Смазывающие и антиизносные характеристики

      Рабочие жидкости должны образовывав на всех движущихся частях постоянно присутствующую масляную пленку. Масляная пленка может разрушаться из-за большого давления, недостаточного подвода масла, его низкой вязкости, медленных или через мерно быстрых скоростей скольжения. В результате появляются задиры и нарушение стандартных допусков, которые, например, для гидрораспределителей находятся в диапазоне 8-10 мкм.

      Наряду с износом из-за задиров, возможен также износ в результате усталости и коррозии.

      • Износ вследствие истирания возникает при использовании загрязненных или недостаточно отфильтрованных рабочих жидкостей (загрязнения в виде твердых частиц металла, шлака, песка и т.д., которые проникают между соприкасающимися деталями). При высоком значении скорости потока износ могут вызывать и чужеродные вещества, захваченные жидкостью.

      • Усталостный износ вызывают кавитационные процессы в жидкости. Усиленный износ может быть следствием присутствия воды в рабочей жидкости.

      • Во время длительных простоев гидроприводов и применения неподходящих рабочих жидкостей может появиться коррозионный износ. Фактор влажности вызывает появление коррозии на поверхностях скольжения, что ведет к усиленному износу гидравлических компонентов.

      2. Вязкость

      Вязкость является важнейшей характеристикой при выборе рабочей жидкости.

      Вязкость позволяет определить, будет ли рабочая жидкость при заданной температуре текучая или густая, а, соответственно, и трение между слоями жидкости незначительным или большим.

      В системе СИ вязкость измеряют в мм2/с, она изменяется с изменением температуры. Зависимость вязкости от температуры на диаграмме с двойным логарифмическим масштабом по оси вязкости выглядит в виде прямой линии

      3. Индекс вязкости

      При колебании температуры даже в больших пределах рабочая жидкость не должна становиться слишком тягучей или слишком густой, так как при этом изменяются условия дросселирования и скорость движения гидродвигателей. Индекс вязкости определяется в соответствии со стандартом DIN ISO 2909.

      Жидкость с наилучшим индексом вязкости характеризуется линией с наименьшим углом наклона на диаграмме зависимости вязкости от температуры.

      Рабочие жидкости с высоким индексом вязкости необходимы для применения в условиях с большим перепадом температур

      4. Зависимость вязкости от давления

      Вязкость рабочих жидкостей изменяется при повышении давления. При давлении свыше 200 бар это обстоятельство необходимо учитывать в процессе проектирования гидропривода. При давлении около 400 бар вязкость удваивается.

      5. Совместимость с различными материалами

      Рабочие жидкости должны хорошо совмещаться с другими используемыми в гидроприводах материалами, например, для подшипников, уплотнений, окраски и т.д. Это действительно также и для случая, когда рабочая жидкость по тем или иным причинам может вытекать из гидравлической установки и воздействовать на электропроводку, механические части конструкции и т.д.

      6. Стабильность сдвига

      В процессе дросселирования в гидроаппаратах рабочая жидкость механически нагружается: поток жидкости «срезается». Этот процесс ограничивает срок службы рабочей жидкости.

      Если в рабочую жидкость введены присадки, улучшающие индекс вязкости, ее чувствительность к срезу увеличивается. Допустимая нагрузка на срез в гидроаппаратах и насосах приводит к временному падению вязкости, которая, однако, затем снова нормализуется. Если же напряжение среза приводит к разрушению присадок, предшествующее значение вязкости более не восстанавливается. Это приводит к постоянному снижению вязкости.

      7. Термическая стабильность

      В процессе эксплуатации гидропривода рабочая жидкость может нагреваться (по возможности не выше 80 °С). При остановке жидкость снова охлаждается. Такие повторяющиеся процессы оказывают влияние на срок службы рабочей жидкости. В этой связи многие гидроприводы оснащаются теплообменниками — устройствами нагрева и охлаждения, которые поддерживают эксплуатационную температуру на постоянном уровне.

      При этом достигается стабилизация вязкости и увеличение срока службы рабочей жидкости. Отрицательным аспектом являются высокие расходы на установку / приобретение теплообменников и высокие эксплуатационные расходы (электроэнергия для нагрева и вода / воздух для охлаждения).

      8. Антиокислительная стабильность

      На процесс старения минеральных масел оказывают влияние его взаимодействие с кислородом (окисление), нагрев, воздействие света и катализ. Повышенное поглощение кислорода, кроме того, активизирует коррозионные процессы в элементах конструкции. Минеральные масла с высоким уровнем сопротивляемости старению содержат ингибиторы окисления, которые предотвращают быстрое поглощение кислорода.

      Медь, свинец, бронза, латунь, сталь имеют особенно высокий каталитический эффект и влияют на срок службы жидкости. Эти материалы или их комбинации применяются в гидравлических компонентах

      9. Незначительная сжимаемость

      Находящийся в рабочей жидкости воздух определяет ее степень сжатия. Это оказывает влияние на точность позиционирования гидроприводов. В процессе управления гидроприводами без обратной связи или с обратной связью сжимаемость снижает быстродействие. Если большие объемы, находящиеся под давлением, быстро разгружаются, возникают удары в гидросистеме. Сжимаемость рабочей жидкости определяется коэффициентом, который зависит от типа жидкости, увеличивается с ростом температуры и уменьшается с повышением давления.

      В качестве контрольной величины для минеральных масел при теоретических расчетах можно принимать коэффициент сжимаемости от 0,7 до 0,8 % на каждые 100 бар. Для воды этот коэффициент составляет 0,45 % на каждые 100 бар.

      Сжимаемость значительно возрастает, если вместе с жидкостью перемещаются воздушные пузырьки. Из-за ошибок в выборе размеров бака, его конструкции или варианта подключения трубопроводов может быть затруднено отделение воздуха (деаэрация) от рабочей жидкости, что приводит к значительному ухудшению коэффициента сжимаемости. Дальнейшие негативные последствия — появление шума, резких движений и сильного нагрева в гидросистеме (см. также эффект Дизеля).

      Под эффектом Дизеля понимают самовоспламенение воздушно-газовой смеси. Если минеральное масло, содержащее много мелких воздушных пузырьков, быстро сжимается в условиях высокого давления, пузырьки нагреваются так сильно, что может возникнуть эффект самовоспламенения. Таким образом, возникает высокое местное давление и повышение температуры, которые могут повредить уплотнения гидравлических компонентов. При этом также снижается срок службы рабочей жидкости.

      10. Незначительное тепловое расширение

      Если рабочая жидкость нагревается в условиях атмосферного давления, ее объем увеличивается. Когда в гидросистеме имеются большие заполняемые объемы, необходимо принимать во внимание эксплуатационные температуры.

      Объем минерального масла увеличивается на 0,7 % на каждые 10 °С повышения температуры.

      11. Малое пенообразование

      Воздушные пузырьки, всплывающие в баке на поверхность, образуют пену. Процесс пенообразования может быть минимизирован путем правильной установки сливных линий в баке и оптимизации его конструкции, например за счет установки соответствующих перегородок. Минеральные масла содержат химические присадки, уменьшающие пенообразование. Склонность к пенообразованию возрастает в результате старения рабочей жидкости, ее загрязненности и наличия конденсата.

      Если насос засасывает вспененное масло, это может привести к серьезным неисправностям в гидросистеме и к быстрому отказу насоса.

      12. Малое поглощение воздуха и его хорошее отделение

      Рабочая жидкость должна по возможности меньше поглощать и транспортировать воздух и с другой стороны — хорошо отдавать захваченный воздух. На эти способности оказывают позитивное влияние соответствующие химические присадки. Отделение воздуха или степень сепарации определяется в соответствии со стандартом DIN 51381. При этом измеряется время в минутах, необходимое для отделения находящихся в масле воздушных пузырьков до величины 0,2 % объема. Способность отделения воздуха ухудшается с повышением температуры рабочей жидкости.

      13. Высокая точка кипения и низкое давление пара

      Чем выше точка кипения применяемой рабочей жидкости, тем выше может быть эксплуатационная температура гидропривода.

      14. Высокая плотность

      Под плотностью рабочей жидкости понимают отношение ее массы к занимаемому объему. Плотность должна быть как можно выше, чтобы иметь возможность передавать большую мощность при равных объемах рабочей жидкости. Для гидростатических приводов это менее существенно, чем для гидродинамических. Плотность минеральных масел находится в пределах от 0,86 до 0,9 г/см3.

      Плотность используется при преобразовании кинематической вязкости в динамическую и наоборот.

      На практике эталонной температурой для плотности является 15 °С.

      15. Хорошая теплопроводность

      Выделяющееся в насосах, гидроаппаратах, гидромоторах, гидроцилиндрах и трубопроводах тепло должно переноситься рабочей жидкостью в бак. Последний через свои стенки частично отдает подведенное тепло в окружающую среду. Если излучающей способности стенок недостаточно, должны предусматриваться дополнительные теплообменные устройства (маслоохладители) во избежание перегрева гидросистемы.

      16. Хорошие диэлектрические характеристики (непроводимость)

      Рабочая жидкость должна по возможности не передавать электрическую энергию (например, при коротком замыкании, обрыве кабеля и т.д.). Во многих случаях электромагниты находятся в рабочей жидкости с целью улучшения теплоотвода и повышения демпфирования якоря.

      17. Негигроскопичность

      Для гидроприводов, работающих на минеральном масле, необходимо принимать меры, исключающие возможность попадания воды в масло, поскольку в этом случае возникают неполадки вплоть до полного выхода из строя. Вода может проникать в гидросистему через уплотнения гидроцилиндров и приводных валов, через негерметичные водяные охладители и в форме конденсата, образующегося на стенках бака из-за повышенной влажности воздуха. Вода (конденсат) может быть и в свежей рабочей жидкости, заливаемой в бак. Если содержание воды превышает 0,2 % от общего объема, необходимо заменить рабочую жидкость. Отделить воду от рабочей жидкости можно с помощью сепараторов или центрифуг во время работы гидропривода (в основном для больших гидросистем).

      В гидроприводах, работающих на открытом воздухе в условиях высокой влажности и возможно дождя, после воздушного фильтра может устанавливаться воздухоосушитель, который осушает засасываемый в бак объем воздуха.

      Поскольку вода имеет более высокий удельный вес, она скапливается на дне бака и может удаляться в периоды простоя гидропривода (минеральное масло и вода не образуют химического соединения и могут снова разделяться).

      Когда в баке имеется индикатор уровня на полную глубину, воду можно отчетливо видеть. Если осторожно открыть сливной кран, то сначала сливается вода.

      В крупных баках в наиболее низких точках часто устанавливают сигнализаторы воды, выдающие предупредительный электросигнал. Определение текущей степени присутствия воды на практике невозможно.

      18. Негорючесть

      Гидроприводы должны работать также в нагретых или горячих зонах» предприятий, в условиях производства с открытым огнем или при очень высокой температуре. Для снижения риска, связанного с возможностью растрескивания трубопроводов или шлангов, применяются рабочие жидкости с высокой точкой воспламенения, трудновоспламеняющиеся или вообще негорючие.

      19. Нетоксичность жидкости, паров и продуктов утилизации

      Для предотвращения ущерба здоровью или окружающей среде, необходимо принимать во внимание соответствующие рекомендации производителей рабочих жидкостей.

      20. Хорошие антикоррозионные свойства

      Изготовители насосов, гидроаппаратов, гидромоторов, гидроцилиндров испытывают свою продукцию на минеральных маслах, обеспечивающих коррозионную защиту. Способность минеральных масел противостоять коррозии обеспечивается за счет химических присадок, которые образуют на металлических поверхностях водоотталкивающую пленку и при старении минерального масла нейтрализуют продукты распада, вызывающие коррозию.

      После испытаний гидравлических компонентов оставшееся в них масло снова возвращается в бак. Пленка минерального масла, остающаяся на всех компонентах, защищает от коррозии вплоть до ввода в эксплуатацию. При длительном складировании компонентов необходимо осуществлять специальные мероприятия по коррозионной защите (например, с помощью консервирующего масла).

      21. Невыделение клейких субстанций

      Во время длительных периодов простоя, при эксплуатации, нагреве и охлаждении и в результате процессов старения рабочие жидкости не должны образовывать веществ, которые вызывают «склеивание» подвижных частей гидравлических компонентов.

      22. Хорошая фильтруемость

      Рабочая жидкость в период эксплуатации гидропривода постоянно фильтруется напорными или сливными фильтрами (или в обоих направлениях) с целью удаления абразивных частиц. В зависимости от типа рабочей жидкости и ее вязкости выбираются размер фильтра и фильтрующий материал.

      С увеличением вязкости рабочей жидкости увеличивается перепад давлений на фильтроэлементе (Ар), поэтому требуется установка большего по размерам фильтра. При использовании агрессивных рабочих жидкостей должны применяться соответствующие фильтрующие среды.

      Содержащиеся в рабочей жидкости присадки не должны задерживаться фильтрами. Если в гидросистемах применяются фильтры тонкой очистки (5 мкм и менее), рабочая жидкость должна проверяться на допустимость использования в таких условиях.

      23. Совместимость и взаимозаменяемость с другими гидравлическими жидкостями

      Из-за переконфигурации или переустановки производственных линий, изменившихся условий окружающей среды или из-за введения новых законов может потребоваться замена рабочей жидкости. В этих случаях необходимо запросить производителей рабочих жидкостей и гидравлических компонентов на предмет возможности такой замены.

      Кроме того, все гидравлические компоненты, уплотнения и шланги должны быть очищены от остатков старой рабочей жидкости. Неправильное проведение работ может полностью вывести гидропривод из строя.

      24. Образование шлама

      Рабочая жидкость и введенные в нее присадки не должны разлагаться в течение всего времени эксплуатации и на должны приводить к образованию шлама (эффект залипания).

      25. Простота обслуживания

      Высокие затраты на обслуживание требуют рабочие жидкости, которые, например, после длительного простоя должны быть тщательно перемешаны перед последующей эксплуатацией. Рабочие жидкости, у которых присадки быстро теряют свои свойства, должны чаще подвергаться химической и / или физической проверке.

      Проверка рабочих жидкостей должна производиться наиболее простым способом. В сомнительных случаях поставщики рабочих жидкостей и фильтров могут произвести анализ проб и принять решение о целесообразности замены рабочей жидкости.

      26. Экологическая допустимость

      Наилучшим способом защиты окружающей среды при эксплуатации гидроприводов являются их квалифицированное конструирование, правильные сборка, эксплуатация и техобслуживание.

      Применение экологически чистых жидкостей не является заменой вышеуказанных мероприятий.

      Экологически чистые рабочие жидкости должны удовлетворять следующим требованиям:

      — Хорошая биологическая способность к разложению

      — Нетоксичность для флоры и фауны

      — Отсутствие загрязнения пищевых продуктов

      — Отсутствие раздражения кожи и слизистой оболочки в результате воздействия рабочих жидкостей в твердом, жидком или газообразном состоянии

      — Отсутствие резкого запаха

      До сих пор не существуют нормативные документы или законодательные акты, устанавливающие свойства «экологически безвредных» (или лучше —«экологически приемлемых») рабочих жидкостей.

      27. Цены и доступность

      В основном должны применяться рабочие жидкости, сравнительно недорогие и широко распространенные. Это особенно важно для областей применения гидроприводов, не являющихся промышленными.

      Трудно дать полную оценку таким жидкостям. Выбор рабочей жидкости с экономической точки зрения может быть осуществлен только после анализа эксплуатационных расходов и последующих затрат. Важно иметь информацию о физических и химических свойствах рабочих жидкостей, чтобы при разработке конструкции, замене или ремонте избегать ошибок.

      Читайте так же:  Требования к содержанию зачета