Pagina principală → Știri și recenzii → Caracteristicile funcționării unei transmisii hidraulice volumetrice în condiții de temperatură scăzută
Aplicarea largă a transmisiei hidraulice într-o varietate de mașini și echipamente industriale este o tendință generală a ingineriei moderne. Acest lucru se datorează avantajelor cunoscute ale acționării hidraulice, care permite îmbunătățirea performanțelor tehnice și economice ale mașinilor. Cu toate acestea, toate aceste avantaje sunt în principal legate de condițiile de funcționare la temperaturi moderate
Mașinile cu echipamente hidraulice, produse înainte de 1971 de către industria internă, nu erau adaptate pentru a funcționa în condițiile climatice severe ale Siberiei, Nordului și nord-estului. Aceste regiuni sunt caracterizate de temperaturi scăzute pe o perioadă lungă de timp, permafrost și ninsoare puternice cu vânt puternic.
Eficiența transmisiei hidraulice este evaluată luând în considerare proprietățile de performanță ale uleiurilor hidraulice în funcție de temperatură. Astfel, uleiurile industriale de transformare IS-12, I-12A, IS-20, I-20A cu un punct de curgere de -15 ° C, care nu au proprietăți lubrifiante, nu sunt adecvate pentru funcționarea mașinilor cu acționare hidraulică la temperaturi scăzute. Acestea sunt concepute pentru o altă aplicație importantă. Temperatura solidificării uleiurilor M-8G2 și M-10G2 pentru motoarele diesel autotractor este -15. -25 ° С și se utilizează în hidrostatica tractorului numai în perioada caldă a anului. Luând în considerare astfel de caracteristici, timpul de lucru al mașinilor de săpat și de nivelare cu acționare hidraulică crește și, în consecință, productivitatea acestora scade în timpul perioadei de pornire.
La pornirea motorului în condiții de temperatură scăzută în timpul perioadei inițiale, pompele funcționează la o eficiență volumetrică redusă. În consecință, productivitatea mașinilor scade, iar durata încălzirii RH în sistemul hidraulic înainte de debutul echilibrului termic crește semnificativ. In timpul primelor 100 de minute, și chiar mai există subpresiune în aspirație hidraulice mașinile de linii (de exemplu, în vid - .. presiune semnificativ sub presiunea atmosferică) 0-0.02 MPa (0,002 kgf / cm2).
Graficul (figura 1) arată o creștere intensă a temperaturii uleiului în sistemele hidraulice ale mașinilor care funcționează ciclic înainte de starea termică de echilibru (de la 40 la 60 de minute). Excepția a fost sistemul hidraulic al grederului cu motor, în care a apărut o stare termică stabilă în 100 de minute datorită mărimii mari a conductelor sistemului hidraulic și a suprafeței răcirii acestora.
Datorită discrepanței dintre proprietățile garniturilor de etanșare și furtunelor de înaltă presiune, condițiile de funcționare produc, uneori, chiar defecțiuni. La temperaturi scăzute, etanșările de cauciuc își pierd proprietățile elastice, iar presiunea pe suprafața de contact scade sau nu există deloc. Pentru multe mărci de cauciuc, presiunea de contact își păstrează valoarea inițială numai la -15. -25 ° C. O scădere suplimentară a temperaturii conduce la o scădere bruscă a presiunii de contact, la -40 ° C. -45 ° C dispare complet, iar apoi există scurgeri de ulei externe.
În 1971, după adoptarea GOST 15150-69, care stabilește condițiile pentru stabilirea de mașini performante adecvate pentru utilizare la temperaturi scăzute, precum și utilizarea acestora, depozitarea și transportul, la Cercetare poligonul central (TSNIP) cerințele tehnice pentru unitatea hidrostatică pentru produsul au fost dezvoltate în "execuția nordică" și recomandări pentru funcționarea lor. Acum, plantele constructoare de mașini au fost necesare pentru a introduce litere și numere suplimentare în simbolul produselor de marcă, care oferă mai multe informații despre designul climatic al produsului: Uhl - pentru zonele cu climă temperată și rece, au - un moderat, CL - rece, M - mare moderat la rece.
Utilizarea uleiurilor hidraulice și a garniturilor de etanșare speciale la temperaturi scăzute nu a eliminat toate dificultățile de funcționare. răcire semnificativă provoacă deformarea termică a produselor, aterizare depreciate și schimbarea proprietăților fizico-chimice ale materialelor folosite - ductilitatea, suma dimensiunilor liniare etc. Această problemă este multifactorială și este, prin urmare, punct de vedere tehnic dificil, deoarece starea de funcționare a mașinilor mobile cu acționare hidraulică trebuie să fie prevăzute într-un interval larg de temperatură .: de la -60 ° C în Antarctica la mai mult de +40 ° C în zonele cu climat tropical uscat.
Odată cu creșterea temperaturii și scăderea viscozității uleiului hidraulic este mai mică decât admise crește nivelul de brusc pierdere de volum (scurgeri interne și scurgeri externe), există un contact direct al suprafețelor conjugate de frecare ale pieselor, încălzirea locală, uzura intensă și ridicarea suprafețelor de frecare, care poate duce la pierderea parțială sau totală a eficienței echipamente. Prin urmare, este esențial alegerea corectă a materialelor utilizate pentru producerea de echipamente hidraulice, piese de cuplare de înaltă precizie, marca de etanșare uleiuri hidraulice de calitate și de furtunuri de inalta presiune.
În unitatea hidraulică volumetrică a mașinilor mobile, principala unitate hidraulică este o pompă a cărei stare afectează performanța întregii mașini. Când funcționează în aer liber, efectul cel mai mare asupra performanței pompei este cantitatea de rezistență hidraulică (pierdere de presiune) din conducta de aspirație atunci când temperatura mediului ambiant se schimbă. Aceasta se datorează faptului că reducerea presiunii în volumul de lucru al pompei în timpul aspirării este umplut suficient, în funcție de cea mai mare măsură de viscozitate, rata, diametrul interior și lungimea conductei de aspirație curgere.
Studiile experimentale au stabilit limitele stării de funcționare a pompelor în funcție de temperatură, pe baza cărora sunt date recomandările din punct de vedere tehnic pentru utilizarea uleiurilor hidraulice (a se vedea tabelul).
În Fig. 2 prezintă HN volumul și h eficiența totală a pompei prin schimbarea temperaturii uleiului hidraulic injecție MG-15B la pompe nominale de viteză și presiune, din care rezultă că în zona cea mai joasă temperatură (-55. 40 ° C) reduce drastic randamentul volumetric datorită faptului că deplasarea pompei nu este umplut cu ulei din cauza unei rezistențe hidraulice excesiv de mare să curgă într-o regiune scurtă a liniei de aspirație, deși nivelul uleiului din rezervor deasupra axei pompa a fost de aproximativ 0,5 m.
Următoarea secțiune a diagramei (de la -43 la -35 ° C), în ciuda valorii acceptabile a randamentului volumetric (90%), unele lucrări pompe este însoțită de zgomot, caracteristic fenomenelor de cavitație și debitului pulsație. Cu încălzirea intensă a uleiului, pompa trece repede într-un mod stabil, ceea ce îl face potrivit pentru o funcționare pe termen lung.
Pompele cu angrenaje asigură o mai bună pompare, totuși ele sunt sensibile la modificările de vâscozitate și au un domeniu de temperatură mai scăzut de eficiență ridicată și stabilă, în special la temperaturi pozitive. In piston axial pompe pompabilitate la temperaturi scăzute în timpul perioadei de pornire mai rău, dar acestea sunt mai puțin sensibili la schimbările de vâscozitate a uleiului hidraulic, și au o gamă largă de eficiență stabilă și mai mare. În particular, pompele axial-piston (motoare hidraulice) 210.20; 310.20; 310.28; 310.56; 310, 112 și altele funcționează în mod constant când viscozitatea variază de la 8 la 1200 cSt. Aceasta corespunde unei temperaturi a uleiului hidraulic de la +60 la -40 ° C.
Valorile limită diferite ale vâscozității uleiului hidraulic MG-15V pentru diferite tipuri de pompe sunt explicate prin caracteristicile de proiectare ale mecanismelor. In caracteristica pompa cu piston axial este mărimea și configurația căii de aspirație, golurile din ansamblul balansarea și între blocul motor și distribuitor, la pompa de viteze - golurile dintre uneltele pe ambele părți și pereții laterali din jurul perimetrului carcasei pompei și între roțile dințate aflate în interfață. Potrivit producătorilor, pompele de viteză de tip NS au o eficiență volumetrică la motorina de 0,92. 0,94 și totalul (total) - 0,83. 0,85. În cazul pompelor axiale cu piston de tip 310, randamentul volumetric este de 0,95, iar randamentul total este de 0,91 pe uleiul hidraulic MG-15V.
Curbele din Fig. 2 dependențele sunt tipice pentru sistemele hidraulice deschise în care un rezervor cu un fluid de lucru este instalat peste axa pompei cu 0,5 m sau mai mult, adică există un cap static în conducta de aspirație. Puterea în timpul perioadei de pornire trebuie selectată cu o marjă în intervalul de 1,15. 1,4 din valoarea nominală, în funcție de tipul pompei instalate.
Cele mai mari valori ale eficienței totale a axial Pompe piston 210. Tipul 310 pe ulei hidraulic MG-15B pentru multe mașini hidraulice corespund condițiilor termice de echilibru (-10-55 ° C).
Când reducerea vitezei de rotație a axiale pompa cu piston 11M№5 intervalul de 40% pentru o funcționare stabilă la nivel RJ vâscozitate crescută de 2,5 ori (4-100 cSt) și limita lucrabilitatea - de două ori.
Dependența vitezei de rotație a pompelor axial-piston de tipul 210 în modul de autoamorsare pe viscozitatea RD este prezentată în fig. 3. Este vizibilă, de asemenea, dependența alimentării pompei de viteza de rotație a pompelor de dimensiuni diferite, în funcție de viscozitatea RG. Pompele cu un volum mai mic de lucru sunt capabile să funcționeze la viteze mai mari. Totuși, tipic pentru toate pompele, consumul scade cu aproximativ aceeași valoare a vâscozității cinematice - 2500. 2600 cSt. Funcționarea tuturor pompelor cu vâscozitate mai mare de 2600 cSt are loc cu umplerea camerelor de lucru ale pompelor și este cuplată cu cavitația.
Operarea indelungata pentru pompele pot fi create numai după ce ajunge la o viscozitate RJ, care asigură o umplere completă a volumului de lucru al pompei. Din grafic (vezi. Fig. 3), care uleiul hidraulic MG-15B pentru pompe cu piston axiale pot fi folosite ca multigrad într-o gamă largă de temperaturi fără preîncălzire.
Utilizarea numai două soiuri de bază uleiuri hidraulice MG-15B și MGE-46V asigură performanțe și funcționarea fiabilă a mașinilor mobile și pentru a reduce costurile suplimentare legate de fabricarea, transportul și depozitarea unei game largi de produse petroliere, inclusiv pentru a reduce contaminarea sistemelor hidraulice la schimbarea uleiurilor hidraulice de sezon. Alte marci de uleiuri pot fi folosite după confirmarea oficială a caracterului adecvat al producătorului sau furnizorului de echipamente hidraulice, care garantează eficiența și resursele tehnice. Este necesar să se solicite un furnizor de uleiuri hidraulice să certifice calitatea.
Uleurile hidraulice sunt turnate în sistemul hidraulic prin intermediul unor dispozitive de filtrare cu o finețe de purificare de 10 μm. Mecanismul hidraulic mobil lung care operează în zonele cu climă rece, nu se recomandă instalarea filtrelor pe conductele hidraulice de aspirație: ele creează o rezistență suplimentară la curgere, și la o temperatură a uleiului de MG-15B sub -25. -30 ° C, cu o finețe de filtre de filtrare 25. 40 microni supape de evacuare sunt deschise și ulei furnizate de scurgere din rezervorul hidraulic. Dacă este necesar să se utilizeze filtre de aspirație cu o supapă de preaplin, crește lățimea de bandă de filtre nu mai puțin de trei ori mai mare decât debitul pompei nominal. Acest lucru va crește, de asemenea, capacitatea de murdărie a elementelor de filtrare și frecvența înlocuirii acestora.
Exploatând mașina cu acționare hidraulică, este necesar să se țină cont de faptul că atunci când uleiul încălzit în rezervor și un mediu de temperatură scăzută se produce condensarea umidității din aer. Apa poate intra în ulei și apoi în sistemul hidraulic. Prezența apei în ulei hidraulic nu numai coroziv dar crește dramatic punctul de turnare, astfel încât uleiul trebuie să fie livrate ambalate într-un container sigilat și umple uleiul rezervor - elimina posibilitatea de a apei care intră în sistemul hidraulic. Când reparați echipamentul trebuie să funcționeze în mod periodic pentru a deșuruba tubul de evacuare și pentru a elibera umezeala acumulată din rezervor și impurități mecanice.
Un ultim sfat: pentru a accelera pregătirea mașinii pentru a lucra și să o exploateze în mod eficient la temperatura optimă corespunzătoare celor mai mari valori ale eficienței totale, ar trebui să asigure izolarea termică a conductelor și rezervoarelor pentru ulei hidraulic.
