РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ ЛЕСНЫХ МАШИН

WORKING FLUIDS OF HYDRAULIC SYSTEMS OF FOREST MACHINES

Gonchar Anastasia

student, Department of engineering of technological machines and equipment, Ukhta state technical University,

Russia, Ukhta

Vostrov Alexey

student, Department of engineering of technological machines and equipment, Ukhta state technical University,

Russia, Ukhta

Timokhov Roman S.

scientific supervisor, candidate of technical Sciences, Department of engineering of technological machines and equipment, Ukhta state technical University,

Russia, Ukhta

АННОТАЦИЯ

В статье приведен обзор и анализ некоторых гидравлических жидкостей используемых в гидросистемах лесных машин.

ABSTRACT

The article provides an overview and analysis of some hydraulic fluids used in hydraulic systems of forest machines.

Ключевые слова: гидравлическая система, масла, лесные машины.

Keywords: hydraulic system, oil, forest machines.

В качестве жидкостей для гидравлических систем в настоящее время используются как нефтепродукты, так и синтетические вещества. Чтобы жидкость обеспечивала требуемую надежность и долговечность системы, она должна обладать соответствующими эксплуатационными свойствами и соответствовать требованиям, и они определяются условиями, в которых жидкость должна работать. В гидравлических системах иностранных лесозаготовительных машин в большинстве случаев используются всесезонные масла с низкой вязкостью, срок службы которых обеспечивает нормальную работу гидравлической системы в течение всего срока службы машины (6 ... 8). лет почти без долива в систему[3].

Анализ физико-химических свойств гидравлических жидкостей, используемых в гидравлических системах иностранных лесозаготовительных машин, показывает, что Essolube Hydraulic SAE-10W и Chevron Rando HD Premium SAE5W-20 обладают хорошими вязкостно-температурными свойствами. Из отечественных гидравлических жидкостей лучше всего подходит AMG-10 благодаря своим свойствам [1,4]. Однако, когда температура достигает + 50 ... 60 ° C, вязкость этого масла резко падает, что увеличивает утечку и снижает эффективность. Насос ухудшает условия смазки поверхностей трения.

Для правильного выбора рабочих жидкостей необходимо учитывать их зависимость от вязкости-температуры. Существуют разные мнения о верхнем пределе вязкости рабочих жидкостей, согласно которому рабочие характеристики гарантируются без нарушения смазки масел и без нарушения непрерывности, между 2000 и 5000 сСт. Температурные пределы, разрешенные для использования рабочих жидкостей различной степени, находятся в широком диапазоне, в то время как некоторые масла не соответствуют требованиям для работы гидравлической системы.

Масла АМГ-10, Gazpromneft Hydraulic HVLP-46, Chevron Rando, Essolube Hydraulic SAE-10W имеют более высокую очистку и лучшие эксплуатационные качества, поэтому их рекомендуют, как основные масла при эксплуатации в условиях низких температур.

Известно, что в гидравлической системе, рабочая жидкость, помимо функции передачи энергии, также обеспечивает смазку поверхностей трения гидравлических узлов. Поэтому к нему предъявляются требования для обеспечения прочных и стабильных масляных пленок на поверхности фрикционных деталей, что исключает появление сухого трения.

Однако практически невозможно поддерживать исходные механические и физические свойства рабочих жидкостей при работе при отрицательных температурах [4]. На вопрос о том, какую вязкость масла следует выбирать, нельзя дать однозначный ответ. Многочисленные факторы должны быть приняты во внимание. Одним из них является оценка пригодности масла для зимних условий работы гидравлической системы. Этим фактором обычно является температура застывания. Однако следует иметь в виду, что этот показатель очень условен. Температура застывания, установленная ГОСТ, не является показателем текучести масла. При прокачке через системы и каналы механизмов масло теряет текучесть при температуре на 8-12 ° С выше температуры застывания, что особенно важно в каналах малого диаметра (обычно 10-16 мм)

При осуществлении подбора масла для зимних условий нужно знать, что на прокачиваемость масла влияют не только рабочее давление, создаваемое насосом, но и общее гидравлическое сопротивление в трубопроводах и узлах гидросистемы.

По данным Т. М. Башта, А.[1] при увеличении давления до 100 кгс/см² вязкость минеральных масел увеличивается на 13–18 %. Кроме того, на вязкость масла оказывает влияние мятие масла. При многократном мятии и значительных перепадах давления вязкость падает в 2 раза, в то же время увеличение давления может привести к понижению подвижности жидкости. Наибольшее влияние на вязкостные свойства жидкости оказывает температура. Влияние температуры на вязкость масла можно определить приведено в следующей формуле:

,                                                                                                     (1)

где      – коэффициент кинематической вязкости;

 – коэффициент учитывающий вид жидкости;

 – температура рабочей жидкости.

Данная формула пригодна для температурного предела с температурой +50 … +100 °С.

Как известно из литературных источников [1, 2, 3, 4] минеральные масла при низких температурах обладают рядом особенностей. При низких температурах течения минеральных масел может не подчиняться законам Ньютона, т. е. возникают аномальные вязкости и такие жидкости можно назвать неньютоновскими.

Для ньютоновских жидкостей график зависимости скорости сдвига от направления сдвига проходит через начало координат, т. е. деформации в жидкости наступают даже при бесконечно малых напряжениях. На основании закона Ньютона касательное напряжение  равно:

,                                                                                                                          (2)

где  – коэффициент динамичной вязкости;

 – радиус трубопровода;

 – скорость.

При аномальном течении неньютоновских жидкостей, которые могут появиться при температурах близких к температуре застывания, они могут двигаться только после того, как касательные напряжения могут больше предельного напряжения сдвига. В этом случае формулу, выражающую зависимость касательного напряжения необходимо включить предельное напряжение сдвига .

.                                                                                                                  (3)

Изменение реологических особенностей свойств жидкости при низких температурах значительно усложняет аналитическое исследование законов течения жидкостей по трубам, к ним нельзя применять обычные формулы гидродинамики.

Из анализа научно-исследовательских работ видно, что ряд авторов считают возможным запуск шестеренного насоса в очень широком диапазоне кинематической вязкости от 2000 до 5000 сСт [1,3,4] при этом колебания температуры лежат в пределах 10 °С. Применение марок масел М8Б, Tellus C22 обеспечивает нормальный запуск и работу гидравлического привода в районах, где колебания температур находится в пределах –15…–30 °С. При снижении же температуры до –30…–40 °С, возможность работы системы с этими маслами исключается.

Список литературы:

1. Башта, Т. М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика / Т. М. Башта. – М.: Машиностроение, 1972. – 320 с.
2. Васильченко, В. А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: справочник / В. А. Васильченко. – М.: Машиностроение, 1983. – 301 с.
3. Данилов, Ю. А. Аппаратура объёмных гидроприводов: Рабочие процессы и характеристики / Ю. А. Данилов, Ю. Л. Кирилловский, Ю. Г. Колпаков. – М.: Машиностроение, 1990. – 272 с.
4. Каверзин, С. В. Обеспечение работоспособности гидравлического привода при низких температурах / С. В. Каверзин, В. П. Лебедев, Е. А. Сорокин. – Красноярск: Офсет, 1998. – 240 с.