Очистка масел в гидравлических системах на примере КИ-28286.50
В современных конструкциях самоходных сельскохозяйственных машин и тракторов применяемых в АПК для привода рабочих органов широкое распространение получил гидропривод. Проведённый анализ, показывает, что надежность гидравлических систем зависят от целого ряда факторов:
класс чистоты рабочей жидкости; режимов и условий эксплуатации гидросистемы; своевременного и качественного проведения технического обслуживания гидроагрегатов.
Практика показывает, что повышение надежности гидроагрегатов на 70...90 % зависит от степени очистки рабочей жидкости. Наличие механических примесей в рабочих жидкостях гидросистем интенсифицирует снижение ресурса гидроагрегатов и приводит к внезапным отказам. На процесс износа гидроагрегатов оказывает влияние, как общее количество, так и размер частиц механических примесей. Наибольшее негативное влияние оказывают частицы: с размером 7...10 мкм на золотниковые пары распределителя, (способствующие износу и заклиниванию золотниковых устройств, нарушению герметичности клапанов); а частицы размером 10...25 мкм на шестерённые насосы.
При эксплуатации гидросистем в рабочих жидкостях основную часть механических примесей составляют частицы кварца – 70...85 %, окиси алюминия -10...15 %, окиси железа – 5...10 %. По данным ГОСНИТИ гранулометрический состав частиц находящихся в рабочей жидкости: от 5 до 10 мкм – 30 %; от 10 до 25 мкм – 60 %; от 25 до 50 мкм – 10 %.
Наличие загрязнений в рабочей жидкости нарушает гидравлические характеристики предохранительных и регулирующих клапанов, что способствует возникновению резких перегрузок и вызывает значительное снижение надёжности гидропривода. Неоспорим и тот факт, что при заправке гидросистемы свежим маслом непосредственно из бочки или цистерны загрязненность может в 50 раз превышать допустимую с точки зрения нормальной эксплуатации степень очистки (по данным фирмы « Pall »).
Решение важной технико-экономической задачи по обеспечению чистоты рабочей жидкости должно вестись поэтапно. Основными этапами попадания загрязнений рабочую жидкость являются:
- неправильная транспортировка рабочей жидкости и заправка гидросистемы в процессе эксплуатации;
- некачественная фильтрация рабочей жидкости в гидравлической системе машины;
- загрязнение гидроагрегатов и гидросистемы в производственных условиях металлической пылью и частицами притирочных паст на заводе-изготовителе гидроагрегатов и ремонтных мастерских при обкатке и испытании гидроагрегатов;
- загрязнение при установке гидроагрегатов в производственных условиях заводов-изготовителей и ремонтных мастерских.
В реальных условиях эксплуатации гидропривода тракторов и сельскохозяйственных машин мерами по поддержанию чистоты рабочей жидкости пренебрегают под предлогом того, что рабочую чистоту рабочей жидкости обеспечивает фильтр. Отсутствие индикации о состоянии фильтра гидросистемы не позволяет механизатору оперативно реагировать на изменение состояния чистоты рабочей жидкости. Оценку состояния фильтра возможно получить только путем подключения к сливной магистрали гидросистемы специального приспособления и манометра.
Выбраковка и слив масел производиться в большинстве случаев из-за несоответствия класса чистоты масла (рабочей жидкости) требованиям ОСТ 23.1.92-88 и требованиям заводов-производителей гидрооборудования, согласно которым рабочая жидкость применяемая в гидросистемах строительно-дорожных и сельскохозяйственных машин эксплуатирующихся при давлении 8...14 МПа должна соответствовать 14...17 классу чистоты рабочей жидкости по ГОСТ 17216-2001, и если гидросистемы машин эксплуатируются при давлении 16...25 МПа, то соответственно, рабочая жидкость должна иметь 12...16 класс чистоты. В свою очередь это влечёт за собой повышенную потребность в дорогостоящих гидравлических маслах, величина которых может достигать 50...60 % от общего количества закупаемых масел. При этом необходимо отметить следующее, что выбракованные рабочие жидкости при этом имеют большой запас работоспособности и по основным физико-химическим показателям (вязкость, температура застывания, температура вспышки, кислотное число КОН, коррозионное действие на металлы) находятся в допустимых пределах.
Приборы определения класса чистоты масла
Техническое обслуживание гидросистем в большинстве случаев производиться без учёта специфики режима их работы в условиях эксплуатации: сельскохозяйственный режим работы характеризуется кратковременной работой (до 6 % общего времени) гидросистемы под нагрузкой с низкой частотой чередования рабочих циклов (5 – 45 циклов в час); промышленный режим - время работы гидросистемы под нагрузкой значительно увеличивается (до 70 % общего времени) при высокой частоте чередования рабочих циклов (20 – 200 циклов в час). Графическая интерпретация влияния режима нагрузки и класса чистоты рабочей жидкости согласно ГОСТ 28028-89 на ресурс насоса приведен на рисунке 1 для насоса с коэффициентами загрузки (Кз) 15% и 10 % при использовании рабочей жидкости с классом промышленной чистоты 14 и 17 соответственно.
Рисунок 1. Теоретическая зависимость ресурса насосов гидропривода
от режима загрузки и класса чистоты рабочей жидкости,
где точка А – ключ номограммы
Как видно из рис.1 ресурс гидравлических насосов может отличаться более чем в 1,5 раза. Так, прогнозируемый ресурс насоса составляет более 5 000 мото-ч при Кз равным 15% и использовании рабочей жидкости класса 14, а использование рабочей жидкости класса чистоты 17 и Кз равным 10% ресурс насоса составляет около 2 500 мото-ч. Однако на практике ресурс насоса в лучшем случае составляет до 1000 часов, что свидетельствует о эксплуатации гидравлических насосов на рабочей жидкости не соответствующей требованиям заводов изготовителей по параметру промышленный класс чистоты.
Для повышения надежности гидропривода и экономного расходования гидравлических масел за счет своевременного проведения очистки и заправки рабочей жидкости при проведении технического обслуживания тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин на предприятиях АПК необходимо иметь оборудование и технологию очистки гидравлических масел отвечающие следующим критериям:
- обеспечения минимальных издержек при проведении процесса очистки (фильтрации) рабочих гидравлических жидкостей в процесс ремонта и технического обслуживания.
- обеспечение очистки масла до 14-17 класса чистоты за счет использования фильтров с номинальной тонкостью фильтрации 5, 10, 35 мкм;
- обеспечение очистки гидравлических баков и ёмкостей тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин с интенсификацией процесса за счет пульсации гидродинамических струй;
- обеспечение заправки гидросистем с предварительной фильтрацией рабочей жидкости с целью уменьшения нагрузки на штатную систему фильтрации масла;
- возможность проведения технологического процесса очистки и заправки гидравлического масла в стационарных и полевых условиях;
- обеспечение норм охраны труда, пожарной безопасности и производственной санитарии при проведении работ.
В настоящее время в лаборатории №14 ГОСНИТИ разработана установка КИ-28286.50 для механизированной заправки и фильтрации рабочей жидкости гидросистем (гидравлического, моторного масла) автомобилей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных, дорожно-строительных, коммунальных машин при техническом обслуживании и экспресс-ремонте гидросистем в полевых и стационарных условиях. Насос установки приводиться в работу от сжатого воздуха штатного компрессора ДВС (от компрессора передвижной ремонтной мастерской) - в полевых условиях или от пневмосети предприятия – в стационарных условиях. Установка может применяться: для перекачки масла из ёмкости в ёмкость; очистки стенок гидравлических баков, циркуляционной очистке РВД при их ремонте; фильтрации масла при проведении испытаний и обкатке КПП, ДВС, гидроагрегатов на специализированных стендах. Областью применения установки могут быть: передвижные ремонтные мастерские;
предприятия по ремонту и техническому обслуживанию КПП, ДВС и гидроагрегатов; сервисные и дилерские центры.
Техническая характеристика и внешний вид разработанной мобильная установки для заправки и фильтрации гидравлического и моторного масла КИ-28286.50 представлены в табл. 1 и рис. 2.
Таблица 1. Техническая характеристика установки
| № п/п | Показатель | Базовый вариант | По дополнительному заказу |
| 1. | Тип установки | передвижной | |
| 2. | Тип насоса | мембранный | |
| 3. | Производительность, л/мин | 5...20 | 20...40 |
| 4. | Фильтры: | ||
| - предварительной очистки | сеть с ячейками 1,0 х 1,0 мм |
магнитный фильтр | |
| - грубой очистки (номинальный отсев частиц, мкм) |
35 | 10...25 с сливными кранами отстойников фильтра |
|
| - тонкой очистки (номинальный отсев частиц, мкм) |
10 | 5 с сливными кранами отстойников фильтра |
|
| 5. | Индикация загрязненности фильтров: | ||
| - грубой очистки | Есть (на панели оператора) |
||
| - тонкой очистки | Есть (на панели оператора) |
||
| 6. | Индикация температуры перекачиваемой жидкости, °С | Есть 0...120 |
|
| 7. | Габаритные размеры, мм (без емкости) |
600х700х1300 | 650х800х1300 |
| 8. | Фильтр-редуктор пневмосети с манометром | Есть | |
| 9. | Рекомендуемая тара для масла | стандартная бочка 60 л |
стандартная бочка 60...100 л |
| 10. | Максимальный вес тары, кг | до 100 | до200 |
| 11. | Аксессуары: | Насадки – трубы из нержавеющей стали длиной 450мм | ротационный насадок, насадок – труба в трубе |
| 12. | Масса установки, кг | 45 | 70 |
| 13. | Стоимость элементов фильтров, руб. | до 400 | до 700 |
Рисунок 2. Мобильная установка для заправки и фильтрации
гидравлического и моторного масла КИ- 28286.50 ГОСНИТИ:
панель управления -1, индикаторы загрязненности фильтров -2, краны для управления потоков очищаемой рабочей жидкости -3, фильтр-редуктор -4, мембранный насос -5, фильтры -6, термометр -7, напорные и всасывающие рукава установки -8, сменная ёмкость для гидравлического масла -9, пыльники насадков -10, пневматические колёса -11, ремень с замком для крепления ёмкости -12.
Выводы:
- Отсутствие у эксплуатационных и ремонтных предприятий установки для очистки рабочей жидкости ведет к низкому ресурсу гидроагрегатов и финансовым затратам на поддержание надёжности тракторов и машин в период их эксплуатации.
- Для обеспечения бесперебойной и надежной работы гидросистем тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин необходимо обеспечивать 12...17 класс чистоты рабочей жидкости и осуществлять заправку гидравлического масла закрытым способом.
- Разработанный технологический процесс и установка для фильтрации позволяет поддерживать требуемый уровень чистоты рабочей жидкости гидросистем тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин в условиях рядовой эксплуатации при проведении сезонного технического обслуживания, ТО-2 и после проведения текущего или капитального ремонта.
Купить установку для заправки и фильтрации гидравлического масла КИ-28286.50