Очищення робочих рідин гідросистем

Робоча рідина в гідросистемах є одночасно носієм енергії і змащенням. При цьому вона зазнає впливу високих тисків, швидкостей і температур. Крім того, рідина повинна бути нейтральною до матеріалів, пожежобезпечною і нетоксичною. Значною мірою ці вимоги задовольняють мінеральні оливи і синтетичні рідини на кремнійорганічній основі. На сьогодні як робочі рідини об'ємних гідроприводів, що використовуються в загальному машинобудуванні, застосовуються мінеральні оливи: індустріальні (И-20, И-30, И-50)[2], турбінні, веретенні тощо.

Вступ

Своєчасне очищення робочих рідин гідросистем підвищує надійність і довговічність гідравлічного обладнання, а також строк служби безпосередньо робочої рідини.При роботі на забрудненому паливі в насосах-регуляторах реактивних двигунів можуть відбуватися заїдання прецизійних пар, а це викликає нестабільність запуску двигуна, коливання числа обертів або самовідключення двигуна. Забруднення в паливі приводять до інтенсивного забивання трубок паливомастильного радіатора. Виробничій досвід показує, що лише за рахунок якісного очищення робочої рідини довговічність гідравлічної системи і обладнання збільшується в 2 – 3 рази. В кожній рідині є забруднення, «успадковані», від сировини в процесі виробництва і «набуті», тобто ті, що потрапили в рідину в результаті зносу пар тертя агрегатів, контакту з навколишнім середовищем або з’явилися в результаті фізико-хімічних змін і появи продуктів розпаду. В нафті, що являється основою більшості рідких палив, моторних масел і рідин гідравлічних систем, присутні небажані компоненти, такі як ненасичені вуглеводні, асфальто-смолисті речовини, зольні елементи, нафтенові кислоти, азотні і сірчисті сполуки, тверді парафіни, церезини тощо. В ній можуть бути присутні стронцій, барій, марганець, титан та інші хімічні елементи. Для забезпечення необхідного класу чистоти необхідні відповідні засоби, що гарантують очищення палива по даному класу чистоти: фільтри, фільтри-сепаратори, центрифуги, а також методи і прилади для визначення забрудненості палив.

Вибір і експлуатація робочих рідин

Вибір робочих рідин для гідросистеми машини визначається:

– діапазоном робочих температур;

– тиском у гідросистемі;

– швидкостями руху виконавчих механізмів;

– конструкційними матеріалами й матеріалами ущільнень;

– особливостями експлуатації машини (на відкритому повітрі або в приміщенні, умовами зберігання машини, можливостями засмічування й т.д.).

Діапазон робочих температур, що рекомендуються, знаходять за в’язкісними характеристиками робочих рідин. Верхня температурна межа для вибраної робочої рідини визначається припустимим збільшенням витоків і зниженням об’ємного ККД, а також міцністю плівки робочої рідини.

Нижня температурна межа визначається роботоздатністю насоса, що характеризується повним заповненням його робочих камер або межею прокачування рідини насосом. При безгаражному зберіганні машин у зимовий час в’язкість рідин стає настільки високою, що в періоди пуску й розігріву гідросистеми насос деякий час не прокачує робочу рідину. У результаті виникає ,,сухе’’ тертя рухливих частин насоса, кавітація, інтенсивне зношування й вихід насоса з ладу. Таким чином, при застосуванні робочих рідин в умовах негативних температур перед пуском гідропривода в роботу необхідно підігрівати робочу рідину. Робочий тиск у гідросистемі й швидкість руху виконавчого механізму також є важливими показниками, що визначають вибір робочої рідини. Витоки рідини підвищуються при збільшенні тиску, отже, було б краще застосовувати робочу рідину з підвищеною в’язкістю. Але при цьому будуть збільшуватися гідравлічні втрати, і знижуватися ККД гідропривода. Аналогічний вплив робить на робочу рідину швидкість руху виконавчих механізмів. На сьогоднішній день немає науково обґрунтованих рекомендацій щодо вибору робочих рідин залежно від тиску й швидкості руху виконавчого механізму. Однак відзначається прагнення при більших тисках застосовувати робочу рідину підвищеної, а при низьких тисках – зниженої в’язкості.

При експлуатації гідросистем необхідно створювати такі умови, за яких робоча рідина якомога довше зберігала б свої первісні властивості. Для цього потрібно: не змішувати в одній ємності свіжу робочу рідину й ту, що була в експлуатації; користуватися чистим заправним інвентарем; не допускати змішування робочої рідини з водою; не допускати потрапляння в рідину пилу, піску, стружки й інших механічних часток; не допускати змішування мінеральних масел та синтетичних робочих рідин. При цьому необхідно: фільтрувати рідину перед її заливанням; герметично закривати резервуари, які містять робочу рідину. При роботі гідропривода в широкому діапазоні температур рекомендується застосовувати літні й зимові сорти робочих рідин. У початковий період експлуатації (період роботи гідропривода протягом перших 50–100 годин) необхідно заміняти робочу рідину для її фільтрації та очищення від продуктів зношування.

Марки гідравлічних масел

Марки основних гідравлічних масел:

– АУ – веретенне масло – чисте мінеральне масло без присадок;

– АУП – веретенне масло з присадками;

– И10, И12, И18, И20, И30 – чисте мінеральне масло без присадок;

– ИПГ18 – індустріальне масло з присадками;

– АМГ10 – авіаційне гідравлічне масло з присадками.

Цифрові значення показують середню кінематичну в’язкість у сантистоксах при температурі робочої рідини 50°С.

Найпоширенішими є два сорти робочих рідин – ВМГЗ і МГ-30. Вони дозволяють замінити більше 30-ти сортів спеціальних масел: індустріальних, турбінних, трансформаторних, дизельних, моторних, циліндрових, веретенних і т.д.

Існують гідравлічні приводи, де робочі температури досягають значних величин, що не дозволяє використовувати мінеральні масла та синтетичні рідини, тож у таких системах застосовують рідкі метали з дуже низькою температурою плавлення. Такі рідини використовують на атомних енергетичних установках у якості теплоносіїв.

Найбільш перспективним є евтектичний сплав, що складається з 77% натрія (Na) та 23% калія (Ka) і являє собою сріблястий рідкий метал, схожий за зовнішніми ознаками на ртуть. Точка його плавлення (евтектична точка) мінус 12°С, а кипіння (при атмосферному тиску) +850°С.

Вимоги до робочих рідин

Для гідравлічних приводів слід використовувати рухливі і практично нестисливі рідини, що здатні працювати в широкому діапазоні температур (від +90 до -40 °С і нижче), при підвищеному тиску (до 100 МПа), в контакті з деталями з чорних і кольорових металів, гумовими та шкіряними защільненнями, шлангами тощо. Тому рідини для гідросистем повинні: мати високу температуру кипіння і низьку температуру замерзання, добрі змащувальні властивості, невелику в'язкість і хороші в'язкісно-температурні властивості, які б забезпечували добре перетікання; не утворювати пробки при робочих температурах і не змінюватися в об'ємі з її зміною; бути безпечними в роботі; мати достатню сировинну базу; бути дешевими. Рідини для гідравлічних систем повинні захищати деталі гідроприводів від корозії, мати сумісність з конструкційними матеріалами, високі антиокисні властивості, фізичну стабільність тощо.

Гідравлічні фільтри

Гідравлічні фільтри - це вироби, які призначені для захисту гідросистем від застосування брудних робочих рідин. Через потрапляння бруду через гумки ущільнювачів, накопичення металевих утворень при зносі деталей і освіти водного конденсату в резервуарах відбувається поломка гідравлічних пристроїв, яка призводить до простою обладнання. Використовуючи гідравлічний фільтр, ви зможете мінімізувати ризик виникнення поломок.

Різновиди гідрофільтрів

Рис.1.Повітряний фільтр для гідравлічного бака

Рис.2.Корпус масляного фільтра для гідравлічної системи

Сьогодні існує безліч різновидів виробів для очищення робочих рідин в гідросистемах, але найбільш корисними є наступні гідравлічні фільтри:

  - Усмоктувальні. Дані пристрої встановлюються на магістралі всмоктування в верхній частині гідробаків або біля головних насосів. Основним призначенням таких фільтроелементів є захист насосного обладнання від великих зважених часток до 250 мікрон. Ці вироби відносяться до фільтрів низького пресингу, тому вони забезпечують мінімальні перепади тисків.
  - Напірні. Ці гідравлічні фільтри встановлюються на напірних лініях гідравлічних магістралей на виході з головних насосів. Основним їх призначенням є захист дорогих комплектуючих гідросистем, які мають високу чутливість. Напірні фільтри дозволяють мінімізувати ризик засмічення гідромагістралей. В якості фільтруючих елементів використовуються хімічні волокна або спеціальний папір, який здатен витримувати високе навантаження. Такі фільтри для гідравліки дозволяють захоплювати частинки розміром до 25 мікрон.
  - Зливні. Основним призначенням даних виробів є очищення гідравлічних рідин від забруднень. Встановлюються ці масляні фільтруючі елементи на звороті магістралей перед гідробаком або безпосередньо в самому резервуарі.

Станції чищення масел та рідин

Рис.3.Установка для очищення охолоджуючих та миючих розчинів

Чистота масел і охолоджуючих рідин в гідравлічних системах є ключовим фактором безперебійної та довговічної роботи систем. Очищення робочих рідин від твердих частинок може відбуватися завдяки використанню стаціонарних відцентрових модулів для очищення масла або охолоджуючої рідини та мобільних очищувачів рідин для промислового застосування.

Центрифуги

Рис.4.Зовнішній вигляд типової центрифуги

Пристрій центрифуги:

  - корпус з кришкою;
  - ротор, який встановлений в корпусі на двох підшипниках і оснащений гідрореактівнимі соплами і колонкою з каналом для підведення очищеної рідини до сопел.
  - Корпуси підшипників мають пружну опору малої жорсткості, яка надає можливість їх поперечних зсувів. Ротор також забезпечений гнучким патрубком для часткового відводу очищеної рідини.

Центрифуги для очищення рідин можуть застосовуватися для очищення масел в двигунах і станочном обладнанні, в тому числі для часткової регенерації відпрацьованих масел. У центрифугах для відділення твердих частинок від рідини застосовується відцентрова сила. Цей метод використовується для очищення сильно забруднених рідин, а також для відділення води.

Центрифуги з гідроприводом - одні з ефективних відцентрових очисників рідин. Вони діляться на частково потокові і повнопотоковий. І ті, і інші можуть мати відмінне виконання. Бувають центрифуги з встановленими на суцільний осі роторами з великим опором обертанню, в результаті чого швидкість обертання роторів невелика.

Використані джерела інформації

- https://xreferat.com/76/171-1-dzherela-zabrudnennya-av-apaliva.html

- https://helpiks.org/8-26963.html

- https://uk.wikipedia.org/wiki

- https://hydratech.com.ua/ua/gidravlicheskie-filtry/

- https://hydropress.pl/ukr/propoziciia/silowa-gidrawlika/stanciy-tchishtchiennia-masiel-ta-ridin

- https://motorimpex.ua/ua/catalog/sistemy-ochistki-zhidkosti

- https://hansa-flex.com.ua/ua/tehnologii_filtracii