Читайте также:
|
|
Носителем энергии в приводе является жидкость, поэтому всякое воздействие, приводящее к изменению ее характеристик, может явиться причиной отказа.
В большинстве случаев при анализе гидроприводов давление подачи и слива считают постоянными, а влияние изменений физико-механических свойств и состояния рабочей жидкости не учитывается. Такую систему гидропитания можно считать «идеальной». В реальных гидросистемах переменность давлений подачи и слива, загрязненность рабочей жидкости, степень содержания в ней воздуха и изменение ее физико-механических свойств могут оказывать значительное влияние на надежность. Эти отклонения реальных гидросистем от «идеальной» гидросистемы относятся к гидравлическим воздействиям [1].
Наиболее важные гидравлические воздействия - повышенная и пониженная температуры рабочей жидкости. Пониженная температура рабочей жидкости достигает -200С, а в некоторых случаях -600С. Повышенная температура рабочей жидкости гидросистем транспортных и сельскохозяйственных машин может достигать 900С, а для сверхзвуковых самолетов может превышать 1500С. Если не применять специальные системы охлаждения, температура жидкости может достигать 1300 С и выше. Изменение температуры существенно влияет на все физические свойства рабочей жидкости: вязкость, плотность, сжимаемость и пр. характеристики рабочей жидкости меняются в результате выделения теплоты при перетекании жидкости через малые зазоры. Ориентировочно выделение теплоты в элементах гидроприводов согласно [9]:
· гидромагистрали и устройства управления – 10%;
· гидронасосы и гидродвигатели – 10%;
· распределительные устройства – 80%.
Важным гидравлическим воздействием является наличие воздуха в рабочей жидкости гидросистемы, влияющее на упругость (сжимаемость) рабочей жидкости и соответственно на динамические свойства гидропривода. Наличие в жидкости нерастворенного воздуха приводит к незаполнению рабочих объемов насосов и таким образом к снижению их КПД. При небольших сечениях трубопроводов газонасыщение жидкости может привести к образованию воздушных пробок и пульсационным режимам работы гидроприводов. Наличие воздуха в жидкости вызывает высокочастотные колебания давления в каналах привода, что приводит к повышению уровня вибрации трубопроводов и дополнительному повышению уровня шума, влияет на сжимаемость жидкости, вызывая дополнительные затраты мощности.
Воздух может проникать в гидросистему как в момент монтажа и ремонта, так и в период эксплуатации:
· наиболее интенсивный подсос воздуха происходит в зонах пониженного давления по линиям всасывания;
· интенсивное насыщение жидкости воздухом имеет место, когда сливная и дренажная горловины трубопроводов находятся выше уровня жидкости;
· источником насыщения жидкости воздухом является кавитация (процесс выделения газа – быстрый, а растворения – медленный, поэтому при повторном повышении давления в жидкости остаются пузырьки нерастворенного газа).
Время, в течение которого рабочая жидкость насыщается воздухом, зависит от площади поверхности раздела, степени возбуждения поверхности, коэффициента диффузии, давления и др. факторов.
Очень важным гидравлическим воздействием является загрязненность рабочей жидкости. В рабочей жидкости гидросистем обычно содержится значительное количество частиц, соизмеримых или даже превышающих размеры радиальных зазоров в золотниковых парах, при этом твердость некоторых составляющих загрязнений (например, кварца) значительно превосходит твердость материалов, из которых изготовляют золотниковые пары гидроприводов. Это обуславливает существенное влияние загрязнений рабочей жидкости на гидроприводы и в первую очередь – на их золотниковые распределительные устройства.
В приводах строительных и дорожных машин основную долю составляют отказы, вызванные загрязненностью рабочей жидкости механическими примесями в процессе производства и монтажа привода, а также при заправке. Требуемый класс чистоты жидкости определяется назначением привода. Для промышленного привода жидкость считается чистой, если загрязнения по массе не превосходят 0,005%, т.е. 50 мг/л.
Номинальная тонкость фильтрации (мкм) жидкости, применяемая для машиностроительного привода:
· насосы и моторы:
- аксиально-поршневые -- 25;
- шестеренные 65;
- радиально-поршневые 25;
- пластинчатые 40;
· гидроцилиндры 40;
· распределители 10;
· клапаны 10;
· реле давления 65.
При загрязнении рабочей жидкости наблюдается интенсивное изнашивание распределительных устройств насосов, в результате чего снижается их объемный КПД. Также при загрязнениях резко возрастают усилия, необходимые для перемещения золотников в распределителях, что в свою очередь, может вызвать отказ.
Старение рабочей жидкости является также гидравлическим фактором, способным вызвать отказ гидросистемы. Старение рабочей жидкости – это изменение ее состава и свойств (вязкости, антикоррозийной и смазывающей способности), обусловленное деструкцией, т.е. разрушением молекул под воздействием высоких давлений и процессов окисления и полимеризации.
Срок службы масла зависит от условий эксплуатации привода и главным образом определяется давлением, температурой, газонасыщением и длительностью контакта с катализирующими материалами (олово, медь и др.). Взаимодействие жидкости с кислородом на поверхности раздела вызывает ее окисление. При этом образуются кислоты, смолы и т.д., образующие отложения на поверхности металла, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления износу.
Процесс старения рабочей жидкости можно условно разделить на 3 периода:
1. сначала происходит окисление и накопление механических примесей;
2. стабилизация процесса (процесс старения протекает медленно с постоянной скоростью), этот период определяет срок службы рабочей жидкости;
3. характеристики жидкости резко ухудшаются, что приводит к отказам отдельных элементов привода.
Содержание воздуха в рабочей жидкости влияет лишь на устойчивость гидроприводов, а остальные виды гидравлических воздействий – как на устойчивость, так и на их стойкость.
Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 41 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |