Контроль чистоти робочих рідин

Робоча рідина – рідина, що використовується як носій енергії в об'ємних гідроприводах. Як робочі рідини застосовуються мінеральні, синтетичні та напівсинтетичні масла, рідини на силіконовій основі, водо-масляні емульсії, олійно-водяні емульсії.

Вимоги до робочої рідини

Нормальна експлуатація гідроприводу можлива при використанні таких робочих рідин, які одночасно можуть виконувати різні функції. У першу чергу робоча рідина в гідроприводі є робочим тілом, тобто є носієм енергії, який забезпечує передачу останньої від джерел енергії (двигуна) до її споживача (виконавчим механізмам). Крім того, робоча рідина виконує роль мастила в парах тертя гідроприводу, будучи змащуючою і охолоджуючим агентом, і середовищем, що видаляє продукти зношування. У зв'язку з цим до робочих рідин пред'являються різнобічні вимоги, в деякій мірі суперечливі і виконання яких повною мірою не завжди можливо. До них відносяться:

• хороші мастильні властивості;
• незначне редагування в'язкості при зміні температури і тиску;
• інертність щодо конструкційних матеріалів деталей гідроприводу;
• оптимальна в'язкість, що забезпечує мінімальні енергетичні втрати і нормальне функціонування ущільнень;
• мала токсичність самої робочої рідини та її парів ;
• мала схильність до спініння;
• антикорозійні властивості; здатність захищати деталі гідроприводу від корозії;
• оптимальна щільність;
• довговічність;
• оптимальна розчинність води робочою рідиною.

Контроль чистоти робочих рідин

Чистота робочої рідини - характеризується кількістю або масою сторонніх часток в заданому обсязі. Частинки забруднень потрапляють в робочу рідину різними способами:

• при заливці рідини в бак;
• як продукти зносу тертьових поверхонь;
• через сапуни і ущільнення гідроприводу.

Вплив чистоти робочої рідини на надійність гідроприводу величезна. До цих пір це основний показник, лімітуючий довговічність гідроприводу. Підвищена забрудненість робочої рідини викликає підвищений знос деталей гідроприводу, погіршення його характеристик і передчасний вихід з ладу. Чистота робочої рідини характеризується класами чистоти, від 0 до 17. За ГОСТ 17216-71 кожному класу відповідає допустима кількість часток певного розміру і загальна маса забруднень. Всі забруднення діляться на дві групи:

• частки;
• волокна.

Волокнами вважаються частки товщиною не більше 30 мкм при відношенні довжини до товщини не менше 10:1. Частинки забруднень розміром більше 200 мкм (не рахуючи волокон) в робочій рідини не допускаються. Маса забруднень для класів від 0 до 5 не нормується, а для класів з 6 по 12 не є контрольним параметром. Нормування класів чистоти за ГОСТ 17216-71 має недоліки. Зокрема, в реальній робочій рідини співвідношення кількості частинок певного розміру для одного класу чистоти, як правило, не дотримується. Може виявитися, частинки великого розміру відсутні, але менші частки перевищують допустимий рівень. При цьому, загальна маса забруднень може бути менше допустимої для даного класу. У такій ситуації, працездатність такої рідини буде не нижче рідини, що повністю відповідає за показником даного класу, але її слід відповідно до ГОСТ класифікувати іншим, більш грубим класом чистоти. Щоб ліквідувати цей недолік, в деяких галузях, введені додаткові показники, більш зручні для використання. Зокрема, у верстатобудуванні використовується параметр забруднення W за галузевою нормалі РТМ2 Н06-32-84. Цей параметр підраховується за формулою:

W = 10-10*n1*n2*n3*n4*n5, де n1-n5 - кількість частинок забруднень відповідно: 5-10; 10-25; 25-50; 50-100 і понад 100 мкм обсязі рідини 100 см3 Класифікаційний параметр W приведений у відповідність з класами частоти ГОСТ 17216-71 Гідропривід пред'являє високі вимоги до чистоти робочої рідини.

	Номінальна тонкість фільтрації mkm	Клас чистоти
Насоси шестерні P <= 2.5 МПа насоси і мотори пластинчасті нерегульовані P <= 6.3 МПа	40	14-15
Насоси пластинчасті нерегульовані P <= 12.5-16 Мпа; насоси пластинчасті регульовані P <= 6.3 МПа; насоси та гідромотори аксіально-поршневі p <= 16 МПа; гадроціліндри гідроапаратура P <= 20 МПа	25	12-14
Електрогідравлічний стежить гідропривід, дросселирующие гадрораспределітелі	5-10	10-12

Прилади контролю чистоти робочих рідин

Система контролю чистоти ОМС1

За допомогою даної системи можна здійснювати контроль:

• забруднень
• вміст води
• температуру
• в'язкість
• діелектричну сталу

Основна інформація

OCM 01 - це переносний діагностичний прилад, завдяки якому можливо визначити ступінь перероблення масел в гідравлічних системах і системах змащення. Прилад дозволяє проводити вимірювання забруднень твердими частинками, насичення масла водою, температури, в'язкості і відносних діелектричних властивостей. Застосування приладу можливо як в напірій, так і у всмоктувальній лініях (також і при пінних маслах, як іноді відбувається в передавальних механізмах). Кінцевий користувач, користуючись інформацією цих важливих параметрів, має можливість оцінити стан експлуатаційних масел і прийняти своєчасні заходи, що запобігають виходу обладнання з ладу. Це гарантія постійної працездатності і високої продуктивності гідравлічних систем.

Функції

• Оптичний підрахунок частинок за допомогою лазерного сенсора
• Система підрахунку: > 4 μm (c), > 4,6 μm (c), > 6,0 μm (c), > 6,4 μm (c), > 10 μm (c), > 14 μm (c), > 21 μm (c), > 38 μm (c)
• Точне визначення класів чистоти згідно ISO 4406: 99, ISO: 4406: 87, NAS 1638 і SAE AS 4059
• Внутрішня пам'ять для зберігання результатів вимірювань
• Вбудований принтер для швидкого виведення результатів вимірювань
• RS232-роз'єм: висновок актуальних і збережених даних вимірів на зовнішній комп'ютер
• USB-роз'єм: висновок збережених даних вимірів в текстовому форматі на USB-накопичувач
• Управління даними вимірів: менеджер даних - комп'ютерна програма на зовнішньому комп'ютері (експорт в MS EXCEL)

Робочі параметри

• Напруга живлення: 90 ... 230 В, 50/60 Гц
• Робочий тиск: 0 ... 40 бар
• В'язкість: 10 ... 400 мм ² / сек
• Макс. температура масла: 70 ° C

Параметри вимірювань

• Калібрування: ISO MTD в оліях (по ISO 11171: 2000)
• Точність вимірювань: ± 1 (клас чистоти)
• Насичення масла водою: 0 ... 100%
• Динамічна в'язкість: 5 ... 1500 Мрас
• Температура: -30 ... 130 ° C
• Відносна діелектрична проникність: 1 ... 10

Пристрої для очищення робочої рідини

Гідравлічні фільтри

Гідравлічні фільтри - це спеціальні фільтруючі елементи, які очищають робочу рідину від дрібних забруднень, пилу, металевої стружки, волокон, елементів хім. розпаду масла і ін. Пристрої широко застосовуються на виробництві, в будівництві, дорожньо-комунальній сфері та ін.

Установка фільтрів дозволяє зберегти робочі частини (насоси, клапани, сервомотори і ін.) Систем гідроприводів машин і мобільної техніки, які працюють в умовах високого тиску / тертя і постійно стикаються з робочою рідиною.

Гідравлічний фільтр складається з:

• Корпуси або склянки - виконується з алюмінію, нерж. стали, стали, рідше з пластика. У разі зносу корпус, як правило, можна розібрати і замінити. Вибір того чи іншого корпусу залежить від умов і температури РР, яка буде проходити через фільтр;
• Фільтруючого елемента - бувають одноразові і багаторазові (або регенеровані). Основою створення одноразових служить папір або скловолокно. Багаторазові виготовляються із застосуванням метал. сітки і нержавіючого волокна. Після заповнення регенерованого фільтру, металеву сітку можна очистити за допомогою продувки стисненим повітрям або вимочування в спец. розчинах. Подібні фільтри служать до 10 років.
• Індикатора заповнення - сигналізують про ступінь наповнення фільтра забруднюючими частинками. Бувають трьох видів: візуальні, візуально-електричні та електричні. Візуальні мають вбудовані світлодіоди зеленого (допустимий рівень заповнення фільтра); жовтого (фільтр заповнений на 75%); і червоного кольору (більше 90% - потрібно замінити). Електричні індикатори посилають ел. сигнал на керуючий пристрій, наприклад реле вкл / викл або комп'ютер за яким сидить оператор. Візуально-електричні подають сигнал на світлодіод і на управляючі системи;
• Перепускного клапана - пропускає масло повз фільтра при настанні пікового тиску, найчастіше в 2,5 бару. Встановлюється не на всі фільтри. Якщо гідравлічний фільтр не обладнаний пропускним клапаном, то при заповненні фільтра його може розірвати, після чого зібрані частки потраплять в систему.

Масляний фільтр

Масляний фільтр — фільтр, що призначений для видалення забруднень з моторних і трансмісійних олив, мастил або робочих рідин гідроприводів.

Масляні фільтри використовуються в різних типах гідравлічних систем. Наймасовішим є використання масляних фільтрів у двигунах внутрішнього згоряння транспортних засобів, що експлуатуються у звичному режимі та у позашляхових умовах, легких літаків, а також різних морських суден. Інші гідравлічні системи транспортних засобів, наприклад, автоматичні коробки передач і гідропідсилювачі керма, часто також оснащені масляним фільтром. Використання масляних фільтрів вимагають і газотурбінні двигуни в авіації. Крім цих цілей, у видобутку нафти, її транспортуванні і переробці також використовують фільтри.

Принцип роботи масляного фільтра

На малюнку показані основні елементи, з яких складається сучасний масляний фільтр: корпус, пружина, обхідний клапан, фільтруючий елемент (паперовий або синтетичний). Бракує тільки зворотного запірного клапана і прокладки.

Фільтр очищення діелектричної рідини

Об’єднання пристроїв електроочищення і осушування в єдиний комплекс утворюють фільтри очищення діелектричних рідин, які володіють унікальними техніко-економічними характеристиками як по глибині очищення, так і по економічній ефективності. “ФОДЖ-200” забезпечує 2 клас чистоти за ГОСТ 17216. Принцип дії заснований на взаємодії сил, обумовлених наявністю електричних полів, якими володіють частинки забруднень, і зовнішніх електричних полів, які створюють у системі фокусуючі електроди. Забезпечується будь-який потрібний клас чистоти від 7 до 00 за ГОСТ 17216.

Пропонований спосіб контролю чистоти рідин полягає у створенні світлового потоку , наприклад, лазерним джерелом світла. Світловий потік пропускають через контрольований об'єм рідини, перетворюють фотоприймачем зміна величини світлового потоку, що пройшов рідина, залежно від розміру і кількості частинок забруднення в електричні сигнали, що надходять на комп'ютерний пристрій. Розмір частинок забруднення за допомогою комп'ютерної обробки визначається залежно від часу проходження частинок через контрольований обсяг а - висота контрольованого об'єму рідини, через який проходить світловий потік, b - довжина контрольованого об'єму рідини, з - ширина контрольованого об'єму рідини, D - розмір (умовний діаметр) контрольованої частки;

Пристрій для очищення робочої рідини гідравлічної системи

Винахід відноситься до гідравлічних виконавчих механізмів, а саме до конструктивних елементів, призначеним для впливу на властивості текучого середовища, зокрема шляхом фільтрації.

Даний пристрій призначений для очищення робочої рідини, призначеної для виконавчих механізмів гідравлічної системи керування поворотом і гідравлічної системи навісного обладнання тракторів. Пристрій для очищення містить бак для робочої рідини, вхід якого забезпечений фільтруючим елементом, а вихід з'єднаний з всмоктувальним вікном насоса. Нагнітаюче вікно насоса з'єднаний з входом гідравлічної системи, при цьому вихід гідравлічної системи з'єднаний з входом бака.

Технічний результат полягає в підвищенні надійності підтримки необхідного рівня чистоти робочої рідини.

Зазначений технічний результат досягається тим, що пристрій для очищення робочої рідини гідравлічної системи, що містить виконавчий механізм, бак і гідронасос, гідравлічно сполучені між собою, включає гідророзподільник і блок управління гідророзподільником, з датчиком контролю чистоти рідини встановлений на виході виконавчого механізму, гідророзподільник має вхід і два виходи, причому вхід гідравлічно з'єднаний з виходом виконавчого механізму, перший вихід гідравлічно з'єднаний з входом в бак, другий вихід гідравлічно з'єднаний з входом блоку додаткової очистки, при цьому вихід блоку додаткової очистки з'єднаний з входом в бак. Датчик контролю чистоти рідин забезпечує вимірювання класу чистоти рідини у відповідності з нормами Госту 117216 або ІСО 4406. Блок управління гідророзподільником забезпечує включення/вимикання блоку додаткової очистки по досягненню заданого рівня концентрації забруднень. Блок управління гідророзподільником інформує про несправність блоку додаткової очистки при перевищенні заданого рівня концентрації забруднень на два класи чистоти рідини. Блок управління гідророзподільником забезпечує вимірювання швидкості зміни класу чистоти рідини та інформує про ступінь зносу виконавчих механізмів гідравлічної системи. Блок управління гідророзподільником забезпечує вимірювання періоду між включеннями блоку додаткової очистки і в разі, якщо він складе менше 0,5 середнього арифметичного останніх десяти періодів, інформаційна схемахема гідравлічного і електричного підключення блока додаткового очищення робочої рідини, на рис 6 представлена докладна схема блоку контролю рівня забруднення робочої рідини і управління додатковим очищенням.

Позиціями на кресленнях позначені:

• 1 - гідронасос обладнання;
• 2 - виконавчі механізми обладнання;
• 3 - блок управління;
• 4 - гідророзподільник;
• 5 - блок додаткового очищення;
• 6 - бак гідросистеми обладнання;
• 7 - датчик контролю чистоти рідини;

Недоліки:

• Пристрій володіє малим ресурсом внаслідок швидкого забруднення фільтруючих елементів і недостатньою надійністю підтримки необхідного рівня чистоти робочої рідини.
• Громіздкість і пульсуючий режим очищення.

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.
• Створення основ теорії передачі енергії робочими рідинами в динамічних системах приводів машин : монографія / Л. Є. Пелевін, І. І. Назаренко, Є. В. Горбатюк та ін. – Київ : Аграр Медіа Груп, 2014. – 144 с. : іл. – Бібліогр.: с. 139-143 (57 назв). – ISBN 978-617-646-272-9

Посилання

• https://uk.wikipedia.org/wiki/Робоча_рідина
• http://ua-referat.com/Робочі_рідин
• http://promautosnab.ru/blog/8-gidravlicheskie-filtry
• https://uk.wikipedia.org/wiki/Масляний_фільтр
• http://promautosnab.ru/blog/48-tipy-maslyanih-filtrov
• http://findpatent.com.ua/patent/255/2554176.html