Характеристики рабочих жидкостей

Основным видом рабочих жидкостей, получивших наибольшее применение, являются минеральные масла.

В гидроприводах общепромышленного назначения, работающих в отапливаемых помещениях при температуре воздуха от 0 до -35⁰С применяются индустриальные масла И12А, И20А, ИЗОА, И40А, И50А. Цифра в обозначении масла указывает на его вязкость в сантистоксах при t = 50°C. Индустриальные масла самые дешевые, нетоксичны, так как не содержат присадок. Однако, с другой стороны, они имеют повышенную склонность к окислению и выделению смол, в силу, чего срок их службы сильно ограничен. Индустриальные масла применяют в гидросистемах, работающих, при температуре жидкости не выше 60°С.

В гидроприводах, работающих при температуре свыше 60⁰С, применяются турбинные масла Тп—22, Тп—30, Тп—46, отличающиеся от индустриальных более высокими эксплуатационными свойствами (антиокислительная и смазывающая способности, противопенная стойкость, повышенный срок службы). Такие свойства обеспечиваются введением различного вида присадок (фенолов, жирных кислот, полисилоксанов и др.).

Гидроприводы, работающие при давлении 16—35 МПа, рекомендуется эксплуатировать на маслах серии ИГП, имеющих еще более высокие эксплуатационные свойства.

В гидроприводах, установленных на машинах, работающих в полевых условиях, применяются масла, имеющее меньшую зависимость вязкости от температуры. Среди них всесезонное масло МГЕ —10А, рассчитанное на эксплуатацию без замены в течение 10-ти лет при температуре окружающей среды от —55 до +50°С [7]. Масло ВМГЗ является основным видом рабочей жидкости для гидроприводов строительно-дорожных машин, работающих в условиях Крайнего севера, а также используется как зимний сорт в районах умеренного климата. Масло МГ—30 используется в аналогичных гидроприводах в качестве летнего масла.

В авиационных гидросистемах дозвуковых самолетов применяется авиационное масло АМГ—10, которое легко отличить по красноватому цвету.

Минеральные масла имеют ограниченный температурный диапазон применения. Верхний предел обычно не превышает 80—90°С. Кроме того, они пожароопасные. Эти недостатки в меньшей степени проявляются у синтетических рабочих жидкостей. Они имеют более пологую температурно-вязкостную характеристику, обладают большей огнестойкостью. К ним относятся диэфиры, фосфаты, силоксаны, водно-гликолевые и водно-глицериновые жидкости. Из этого класса рабочих жидкостей можно назвать жидкость 7—50С—3 [7],.применяемую в авиационных гидросистемах, работающих в диапазоне температур от —60° до + 175⁰С. Недостатками синтетических жидкостей являются высокая стоимость, плохие смазывающие свойства и необходимость перехода на специальные материалы для уплотнений.

Другим видом рабочих жидкостей являются водосодержащие эмульсии. Они имеют низкую стоимость, малую сжимаемость, более высокую теплоемкость, пожаростойки. В гидроприводах кузнечно-прессопых машин используются эмульсии «масло в воде», в которых 2—5% эмульсола, содержащего минеральное масло, и 95 — 98% воды. Эмульсол находится в воде в дисперсной фазе. Недостатками таких жидкостей являются низкая смазывающая способность, высокая коррозионная активность и невозможность использования при отрицательных, температурах. Более перспективна эмульсия «вода в масле», содержание воды в которой около 40%. Она сочетает положительные свойства эмульсий «масло в воде» и минеральных масел. Но пока широкого применения водосодержащие рабочие жидкости не получили, так как переход на них приводит к увеличению примерно в 1,5—5 раз стоимости отдельных гидроустройств и увеличению потребляемой насосами мощности примерно в 1,5 раза. В настоящее время они применяются в гидросистемах, для которых вопросы пожаробезопасности особо важны, например в шахтном и металлургическом оборудовании.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Почему работоспособность и характеристики гидропривода зависят от вида рабочей жидкости?

2. В каких гидроприводах и с какой целью применяют термокомпенсаторы?

3. Какие свойства рабочих жидкостей зависят от температуры?

4. Почему рабочие жидкости должны обладать хорошей смазывающей способностью?

5. Какие недостатки связаны с использованием в гидроприводах рабочих жидкостей малой вязкости?

6. В чем преимущество измерения вязкости в градусах вязкости условной в сравнении с измерением в Паскаль-секундах и сантистоксах и как оно проводится?

7. Какой модуль объемной упругости рабочей жидкости должен учитываться в динамических расчетах гидроприводов?

8. Какие свойства рабочей жидкости зависят от давления?

9. С какой целью и каким путем можно уменьшить количество нерастворенного воздуха в гидросистеме?

10. Какова причина установки подпорных клапанов в сливных гидролиниях гидромашин?

11. Какие проблемы решает применение в гидроприводах водосодержащих рабочих жидкостей?

12. Какие причины вызвали создание синтетических рабочих жидкостей и в чем их недостатки?

НЕРЕГУЛИРУЕМЫЕ ГИДРОПРИВОДЫ

Общие сведения

 

Нерегулируемыми гидроприводами называются гидроприводы с постоянной скоростью движения выходного звена гидродвигателя. Такие гидроприводы применяются в машинах, в которых не требуется регулирование скоростей перемещения рабочих органов, например в большинстве строительно-дорожных машин перемещение рабочих органов осуществляется с постоянной скоростью.

Нерегулируемые гидроприводы успешно заменяют традиционные механические приводы, в которых передача мощности с приводного двигателя к рабочим органам осуществляется посредством различных видов механических передач (зубчатые, ременные, цепные и т, п.).

В зависимости от характера движения выходного звена гидроприводы подразделяются на гидроприводы поступательного, вращательного и поворотного движений.

В гидроприводах рабочая жидкость в гидродвигатель может подаваться от насоса, гидроаккумулятора или гидромагистрали (рис. 3.1). В качестве насосов в объемном гидроприводе могут использоваться как объемные, так и динамические насосы. Гидроаккумулятор применяется в качестве источника подачи рабочей жидкости в случае непродолжительной по времени работы привода, например в гидроприводах летательных аппаратов, работающих в период их разгона. Предварительная зарядка аккумулятора газом проводится от внешнего источника, не входящего в состав гидропривода.

Рис. 3.1. Источники подачи рабочей жидкости

Возможно применение комбинированного источника подачи жидкости — насоса-аккумулятора. В этом случае насос входит в состав привода, но работает только на зарядку аккумулятора, автоматически отключаясь при заполненном рабочей жидкостью аккумуляторе и автоматически включаясь при опорожненном. Такой источник применяется тогда, ког­да потребный расход жидкости в гидроприводе носит эпизо­дический характер, например в прокатных станах.

Рис. 3.2. Схемы циркуляции рабочей жидкости в гидроприводах

Подача рабочей жидкости от магистрали проводится в так называемом групповом приводе. В этом случае рабочая жидкость подается из трубопровода, питающего несколько гидроприводов, не связанных между собой конструктивно. Это дает возможность размещать насосную установку вне помещений, в которых устанавливаются гидроприводы, что уменьшает шум, сокращает потребление электроэнергии и улучшает обслуживание. Такие гидроприводы в последние годы стали применяться в станочном оборудовании.

Гидроприводы, в которых подача рабочей жидкости осуществляется от насоса, могут быть выполнены с замкнутым или разомкнутым потоками рабочей жидкости (рис. 3.2). В первой схеме требуется дополнительный подпиточный насос для восполнения утечек в гидромашинах. Вторая схема содержит гидробак достаточно большого объема, что в свою очередь позволяет поддерживать температуру рабочей жидкости на более низком уровне за счет теплоотдачи через стенки бака и возможности размещения в нем теплообменника. Гидроприводы с замкнутым потоком применяются в основном в транспортных машинах, а также при машинном способе регулирования скорости, характеризуемом малыми потерями мощности. Гидроприводы с разомкнутым потоком применяются в стационарных установках.