/
Similar
Text
В.Я.Скрицкий
В.А.Рокшевский
ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ
гидро-
приводов
МОСКВА
МАШИНОСТРОЕНИЕ
1984
ББК 34.447
С45
УДК 62-82.004.1-004.67
Рецензент д-р техн, наук О. Н. Трифонов
Скрицкий В. Я., Рокшевский В. А.
С45 Эксплуатация промышленных гидроприводов. — М.: Машино*
строение, 1984. — 176 с.
70 к.
В книге рассмотрены вопросы консервации, подготовки к монтажу и
монтажа гидроприводов и их элементов. Описаны возможные .неисправ-
ности в работе гидрооборудования и способы их устранения. Освещены
вопросы обслуживания и ремонта гидроприводов, а также снижения со-
держания воздуха и воды в рабочих жидкостях гидросистем.
Предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся
монтажом, эксплуатацией и ремонтом гидроприводов.
2702000000-110
С--------—------ 110-84
038 01 -84
ББК 34.447
6П5.3
©Издательство "Машиностроение", 1984 г.
Г лава I.
КОНСЕРВАЦИЯ И ПОДГОТОВКА ГИДРООБОРУДОВАНИЯ
ОБЩЕМАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ К МОНТАЖУ
1. КОНСЕРВАЦИЯ
Консервации, т.е. осуществлению противокоррозионной защиты на
период транспортирования и временного хранения до ввода в эксплуата-
цию, подвергается все гидравлическое оборудование и гидроприводы.
В эксплуатационной документации на гидравлическое оборудование и
гидроприводы указаны дата консервации, материалы, применяемые для
консервации, условия хранения и срок защиты без переконсервации.
Гидрооборудование и гидроприводы по конструктивным особенно-
стям, определяющим методы упаковки и временной защиты от корро-
зии, относятся к П-2 группе (ГОСТ 9.014-78) (изделия, у которых по-
верхности, подлежащие консервации, при эксплуатации работают в
контакте с маслом или другими технологическими жидкостями).
Упаковка гидрооборудования и гидроприводов, а также транспорт-
ная тара должны обеспечивать защиту поверхности изделий от климати-
ческих факторов внешней среды. Установлены следующие категории
упаковки (КУ) для гидрооборудования и гидроприводов (ГОСТ
23170-78Е): КУ-1 — для наружных поверхностей; КУ-2 — для внутренних
поверхностей; КУ-3 — для изделий, транспортируемых в районы с тропиче-
ским климатом. Как исключение, допускается применять категорию упа-
ковки КУ-0 с защитой отдельных мест изделий.
Ниже приведены характеристики категорий упаковки:
КУ-1 — для защиты от прямого попадания атмосферных осадков,
брызг воды и солнечной ультрафиолетовой радиации, ограничения про-
никания пыли, песка, аэрозолей;
КУ-2 — для защиты от проникания атмосферных осадков, брызг воды
и солнечной ультрафиолетовой радиации, пыли, песка, аэрозолей;
КУ-3 — для защиты от проникания атмосферных осадков и аэрозолей,
брызг воды, пыли, песка, солнечной ультрафиолетовой радиации и ограни-
чения проникания водяных паров и газов;
КУ-0 — для защиты изделий, не имеющих упаковки (с применением
защиты отдельных мест изделий). Данная категория упаковки обеспечива-
ет меньшую степень защиты, чем категория упаковки КУ-1.
Для защиты от коррозии внутренних полостей гидроприводов и гидро-
оборудования применяют рабочие или консервационные масла с варианта-
ми временной противокоррозионной защиты ВЗ-1 и ВЗ-2 (ГОСТ 9.014-78).
При этом консервационные масла (например, масло НГ-203 марки В по
ГОСТ 12328—77) применяют для гидрооборудования и гидроприводов,
работающих на воде и водно-масляной эмульсии.
Для защиты от коррозии наружных поверхностей гидрооборудования
и гидроприводов применяют варианты временной противокоррозионной
защиты ВЗ-1, ВЗ-2, ВЗ-4, ВЗ-10, ВЗ-14 и ВЗ-15 (ГОСТ 9.014-78).
В табл. 1 приведены характеристики вариантов временной противо-
коррозионной защиты и средства временной защиты.
Варианты внутренней упаковки выполняют по ГОСТ 9.014—78.
Для всех изделий дополнительно к другим вариантам внутренней упа-
ковки предусмотрен вариант внутренней упаковки ВУ-9, обеспечивающий
при консервации внутренних поверхностей герметизацию отверстий изде-
лий или их отдельных частей с помощью заглушек, пробок, герметиков,
паст и т.п. Следует иметь в виду, что применение заглушек из крошащихся
или легко отслаиваемых волокнистых материалов не допускается.
Ниже приведены характеристики вариантов внутренней упаковки (ВУ)
гидрооборудований и гидроприводов.
Вариант ВУ-1. Упаковка изделия осуществляется в упаковочный мате-
риал на основе бумаги или ткани с ограниченной водомаслопроницаемо-
стью. Упаковочный материал применяется в виде листов (в один или не-
сколько слоев), пакетов, мешков с последующим креплением (при необхо-
димости) клеем, клеевыми лентами, шпагатом и т.п. В качестве упаковоч-
ного материала используют парафинированную бумагу, двухслойную упа-
ковочную бумагу, пропитанную парафином, конденсаторную бумагу,
упаковочную битумированную и дегтевую бумагу, оберточную бумагу,
пропитанную средством временной противокоррозионной защиты, льняную
упаковочную ткань, пропитанную консервационным маслом или смазкой
и т.п. Перечисленные упаковочные средства имеют условное обозначение
УМ-1.
Вариант ВУ-2. Упаковка изделия осуществляется в упаковочный мате-
Варианты временной противокоррозионной защиты
Таблица 1
Вариант защиты Характеристика варианта защиты Средства временной защиты
B3-1 Защита консервационными масла- ми изделий из черных и цветных ме- таллов 1. Консервационное масло К-17 2. Консервационное масло НГ-203 марок А, Б, В (марка В для внут- ренних поверхностей) 3. Рабочие (гидравлические) мас- ла с антикоррозионными присад- ками 4. Консервационное масло НГ-208
B3-2 Защита рабоче-консервационны- ми маслами изделий из черных и цветных металлов Рабочие (гидравлические) масла с антикоррозионными присадками
B3-4 Защита консервационными смазками изделий из черных и цветных металлов Пластичная смазка ПВК
B3-10 Защита с помощью статического осушения воздухом изделий из чер- ных и цветных металлов Силикагель. технический в изоли- рованном объеме изделий или в упа- ковке
вЗ-14 Защита летучими ингибиторами от коррозии изделий из черных ме- таллов Ингибированные бумаги марок НДАи УНИ
" 63-15 Защита летучими ингибиторами от коррозии изделий из черных и цветных металлов Ингибированная бумага марки МБГИ
Рис. 1. Заглушки из полиэтилена для гер- Рис. 2. Заглушки из полиэтилена для гер-
метизации гладких присоединительных метизации присоединительных отверстий
отверстий с конической резьбой
Исполнение I
Исполнение П
риал УМ-1 с дополнительным водонепроницаемым покрытием. Упаковоч-
ный материал применяется в виде бумажных пакетов, мешков, картонных
коробок и т.п. с герметизирующими покрытиями (например, состава: 80%
петролатума, 10% церезина-80, 10% дибутилфталата).
Вариант ВУ-3. Вначале упаковку изделия осуществляют по варианту
ВУ-1. Затем изделие в упаковке ВУ-1 упаковывают (без герметизации) в
водонепроницаемый маслостойкий материал с паропроницаемостью не
более 0,5 г/(м2-сут) при 20° С и относительной влажности воздуха 100%.
В качестве упаковочного материала применяют полиэтиленовую пленку
толщиной не менее 0,15 мм и другие материалы с указанной паропрони-
цаемостью.
Вариант ВУ-4. Вначале упаковку изделия осуществляют по варианту
ВУ-1. Затем изделие в упаковке ВУ-1 упаковывают в водонепроницаемый
материал с паропроницаемостью от 0,5 до 5 г/(м2-сут) при 20 С и отно-
сительной влажности воздуха 100%. В качестве такого материала применя-
ют полиэтиленовую пленку толщиной не менее 0,07 мм, прорезиненную
ткань типа № 18 и т.п. Упаковочный материал применяют в виде листов,
накидок, мешков, чехлов.
Вариант ВУ-5 по технологии упаковки и применяемым материалам соот-
ветствует варианту внутренней упаковки ВУ-3, но упаковка в водонепро-
ницаемый маслостойкий упаковочный материал осуществляется с герме-
тизацией.
Вариант ВУ-6 по технологии упаковки и применяемым материалам
соответствует варианту ВУ-5, но изделие дополнительно упаковывают в
тот же водонепроницаемый маслостойкий упаковочный материал с гермети-
зацией.
При варианте ВУ-9 применяют заглушки из полиэтилена для герметиза-
ции гладких и с конической резьбой присоединительных отверстий (рис. 1
и 2). Размеры заглушек приведены в табл. 2 и 3.
Заглушки для герметизации гладких присоединительных отверстий (размеры в мм)
Условный диаметр Dy D d. d3 I 1, a±0,1 b Ь, R r a ±0,5° Шаг накат- ки t Масса (1000 шт.) кг
6 9 2,7 4,5 7,1 9 7,0 0,5 1,5 1,2 12 1,0 10° 0,5 0,6 0,12
8 11 4,7 6,5 9,1 0,14
10 13 6,7 8,5 11.1 13,1 12 10,0 2,0 18 0,34
12 15 8,7 10,5 0,36
16 19 12,5 14,5 16,1 15 12,5 3,0 1,5 32 2,0 8° 0,91
20 23 16,5 18,5 21,1 18 15,0 3,5 2,0 50 7° 1,72
25 30 21,5 23,5 26,1 20 17,0 4,0 58 4° 2,48
(28) 33 24,5 26,5 29,1 60 2,81
32 37 28,5 30,5 33,1 86 4,22
40 45 35,5 38,5 41,1 145 5,96
50 55 45,5 48,5 51,1 200 9,12
63 69 55,5 61,5 64,1 260 14,15
Примечания: 1. Конструкция заглушки позволяет герметизировать отверстия с допуском ± 1 мм.
2. Размеры, указанные в скобках, при проектировании не применять.
Заглушки для герметизации присоединительных отверстий
с конической резьбой (размеры в мм)
Испол- нение Обозначение резьбы по ГОСТ 6111-52 Высота заглушки I d h ”.
1 К 1/8" 7,0 — — 3
К 1/4" 9,5 6 4
К 3/8" 10,5 8 5
К 1/2" 13,5 12 6 5
II К 3/4" 14,0 18 6
К 1" 17,5 22 7 8
i К1 1/4" 18,0 32 8
К1 1/2" 18,5 38
К 2" I 19,0 50 9
L b± 0,025 Номиналь- ный раз- мер Допускае- мое откло- нение Масса (1000 шт.), кг
ГОСТ 6424-73
6 2 — - 0,08
0,28
10 3 0,39
0,65
— — 14 +0,18 +0,06 0,51
0,63
19 +0,21 0,79
1,53
27 +0,07 3,10 I
2. РАСКОНСЕРВАЦИЯ
В нормативно-технической документации, как правило, указаны спосо-
бы и средства расконсервации гидрооборудования и гидроприводов. Если
средства временной противокоррозионной защиты отдельных элементов
поверхностей не влияют на эксплуатационные параметры гидрооборудова-
ния и гидроприводов, допускается не проводить расконсервацию этих эле-
ментов и поверхностей. Расконсервация включает удаление упаковки.
Ниже приведены способы расконсервации изделий в зависимости от
варианта временной защиты (ВЗ).
Варианты ВЗ-1 и ВЗ-2. Поверхности, подвергнутые консервации, проти-
рают хлопчатобумажными салфетками или щетками, смоченными мало-
вязкими маслами или растворителями. В качестве растворителя применяют
бензин для промышленно-технических целей, бензин-растворитель для ла-
кокрасочной промышленности (уайт-спирит), бензин-растворитель для ре-
зиновой промышленности или авиационный бензин марки Б-70. После про-
тирки поверхности обдувают теплым воздухом или протирают насухо.
Можно применять и другую технологию расконсервации, а именно: погру-
жение изделий в растворители (мойка в растворителе) с последующей
сушкой (протиранием насухо); промывку изделий горячей водой или
моющими растворами с пассиваторами с последующей сушкой.
Вариант ВЗ-4. Расконсервация по данному варианту аналогична раскон-
сервации по вариантам ВЗ-1 и ВЗ-2. Дополнительно можно применять оплав-
ление пластичной смазки в камерах или ваннах с минеральными маслами
при 110—120° С с протиранием ветошью или бязью, смоченной растворите-
лями, и последующим обдуванием теплым воздухом или протиранием
насухо.
Вариант временной защиты ВЗ-10. Расконсервация осуществляется пу-
тем разгерметизации тары, снятия чехлов или удаления изоляционных тка-
ней, герметиков и т.п., удаления мешочков с силикагелем, индикаторных
патронов с силикагелем-индикатором.
Варианты ВЗ-14 и ВЗ-15. Расконсервация включает разгерметизацию
тары, снятие чехлов, удаление ингибированной бумаги, мешочков с порош-
ком ингибитора, пористых материалов с ингибитором, продувку полостей
теплым воздухом. Водно-спиртовые растворы ингибитора, порошка ингиби-
тора, наплавленного на поверхность изделия, удаляют промывкой водой
с последующей сушкой.
Расконсервацию изделий следует проводить на изолированных участках
во избежание воздействия вредных факторов на лиц, не работающих со
средствами консервации и расконсервации.
В качестве моющих растворов при расконсервации применяют водно-
щелочные растворы следующих составов, г/л (по массе) :
Раствор Б
Сода кальцинированная...................................... 1,5—2,5
Хромпик калиевый или натриевый............................. 0,5—1,0
Стекло натриевое жидкое.................................... 1,5—3,0
Вспомогательное вещество ОП-7 или ОП-Ю .................... 1,2—2,0
Раствор В
Тринатрийфосфат............................................ 3,0—5,0
Стекло натриевое жидкое............................. Ъ5— 3,0
Вспомогательное вещество ОП-7 или ОП-10 ................... 1,0-2Д
Жидкое стекло в раствор Б вводится при мойке деталей из алюминия и
его сплавов. Раствор Б допускается изготовлять без вспомогательного ве-
щества ОП-7 или ОП-10, но при этом несколько снижается эффективность
его действия.
После промывки растворами Б и В на поверхности изделий могут оста-
ваться налеты солей, которые удаляют хлопчатобумажными салфетками
(бязевыми, марлевыми и т.п.). Изделия и детали моют в ваннах, оборудо-
ванных устройством для перемешивания раствора, или в моечных машинах.
Температура раствора 60—80° С; для алюминия 50—70°С; продолжитель-
ность мойки 0,5—3 мин.
Консервационные масла и смазки удаляют раствором на основе препа-
рата типа МЛ (3—15 г/л) в ваннах, оборудованных устройством для переме-
шивания раствора, или в моечных машинах при температуре раствора
60—80°С в течение 0,5—3 мин. При мойке изделий из меди и ее сплавов до-
полнительно вводят в раствор бензотриазол с концентрацией (по массе)
100 мг/л. После обработки углеродистой стали пассивация не произво-
дится.
При нарушении правил упаковки, консервации и неудовлетворитель-
ном хранении возможно сильное загрязнение гидравлического оборудова-
ния и появление следов коррозии на отдельных его деталях. Такое обору-
дование необходимо разобрать, удалить следы коррозии, с помощью мою-
щих растворов очистить детали от загрязнений, затем собрать оборудование
в соответствии с инструкцией по эксплуатации. В качестве моющего раст-
вора для очистки поверхностей чугунных и стальных деталей можно приме-
нять водный моющий раствор на основе препарата "Аполир-К" (ТУ
38-40775—76). Выбор оборудования для мойки производится в зависимо-
сти от конфигурации, степени загрязненности и массы деталей, объединен-
ных в группы (табл. 4).
Таблица 4
Группы деталей в зависимости от их конфигурации,
степени загрязненности и массы
№ группы деталей Степень загрязненности деталей Конфигурация и масса деталей
1 Незначительные загрязнения без следов коррозии Детали простой конфигурации
2 Значительные загрязнения со следами коррозии
3 Незначительные загрязнения без Детали с труднодоступными следов коррозии для мойки полостями, кармана-
4 Значительные загрязнения со лами, масса до 1 кг следами коррозии
5 Незначительные загрязнения без следов коррозии То же, масса более 1 кг
6 Значительные загрязнения со следами коррозии
Рис. 3. Ванна для отмочки:
1 коническое дно ванны; 2 — сетчатый поддон; 3 — на-
гревательный элемент
Перед мойкой с деталей удаляют следы корро-
зии химическими или механическими способами.
Технологический процесс мойки состоит из приго-
товления водного моющего раствора, его конт-
роля, корректировки и смены; отмочки; мойки;
промывки (при необходимости); сушки или
обдувки сжатым воздухом.
Моющий раствор готовят из расчета 30—50 г препарата "Аполир-К" на
1 л воды. Для приготовления раствора в бак моечной машины (или в спе-
циальную емкость) заливают воду на 10—15 см ниже максимального уров-
ня и нагревают ее до 70—80 ° С. Моющий препарат вводят непосредственно
в бак моечной машины, затем включают устройство для перемешивания
раствора и доливают воду до максимального рабочего уровня. Мойку де-
талей осуществляют при температуре раствора 70—80°С. Контроль моюще-
го раствора следует проводить через каждые 3-4 дня работы. Требования
к моющему раствору следующие: pH = 9,0-5-10,5; общая щелочность 1—2%.
Восстановление моющего раствора производят добавлением препарата
"Аполир-К". Смену моющего раствора производят по мере его загрязнения,
но не реже 2 раз в месяц.
Отмочку рекомендуется производить только для деталей групп № 2,
4 и 6. В специальной ванне (рис. 3) приготовляют раствор из расчета 80 г/л
препарата "Аполир-К" и нагревают его до 60—70°С. Для повышения эффек-
тивности раствор барботируется. Ванна должна быть изготовлена из корро-
зионно-стойкой стали с плавными внутренними переходами и с коническим
дном во избежание скопления грязи.
Детали для отмочки укладывают на сетчатое дно или в специальную
тару (корзину). Корзина с деталями должна быть полностью погружена в
раствор и занимать не более 50% рабочего объема ванны. Продолжитель-
ность отмочки не менее 30 мин. В каждом конкретном случае ее опреде-
ляют практически и указывают в технологическом процессе. Труднодоступ-
ные места очищают вручную с помощью ерша или кисти. Затем детали сразу
переносят в моечную машину. Технологические режимы мойки приведены
в табл. 5.
Для мойки деталей групп № 1 и 2 применяют моечные струйные машины,
например мод. 030-796А.
Техническая характеристика машины мод. 030-796А
Принцип действия...................................Струйный
Время разогрева моющей среды, ч....................До 2
Температура моющей среды, °C.......................60—90
Длительность мойки, мин............................1—10
Тип электронагревателя..............................ЭТ-100
Мощность, кВт................................. . . 2
Число электронагревателей, шт......................15
Установленная мощность моечной машины, кВт.......40
Объем бака, м3...................................0,6
Размеры промываемых деталей, мм.................. 900x800x650
Размеры моечной машины, мм ..................... 2350x1500x2050
Масса установки, кг..............................1800
Загрузка моечной машины деталями должна составлять не более
70—80% объема рабочей ванны. Необходимо так размещать детали, чтобы
их поверхности омывались струей моющего раствора и поверхности деталей
с наибольшим числом отверстий или полостей были обращены в сторону
контуров облива. Следует поддерживать постоянный уровень моющего
раствора в машине.
Мойку деталей групп № 3 и 4 производят в ультразвуковой ванне
(рис. 4). Технические характеристики ультразвуковых ванн УЗВ-15 и
УЗВ-16 приведены в табл, 6.
Для мойки деталей групп № 5 и 6 применяют установку ОТ20 (разра-
ботчик ВНИИгидропривод). Сущность промывки заключается в том, что
по заданной программе в определенной последовательности моющий раст-
вор под давлением 0,5 МПа с периодическим впрыскиванием воздуха под
давлением 1 МПа чёрез автоподводы подается в промываемый канал. При
этом в канале создается турбулентное течение, в потоке которого удаляют-
ся все загрязнения с поверхности. Лромьюаемые детали устанавливают на
кассету, представляющую собой приспособление с каналами для подачи мо-
ющего раствора в промываемые полости. С помощью пневмоцилиндров
кассета с деталями закатывается в бункер, затем бункер и установка за-
крываются. Установка обеспечивает поочередное (или одновременное) про-
качивание нагретого раствора через каждый канал или полость. Последова-
тельность промывки каналов определяется заранее и устанавливается опе-
ратором на пульте управления. После промывки все каналы очищают сжа-
тым воздухом по заданной программе.
Для мойки деталей применяют также приспособления с вращающимися
насадками — гидроерши (рис. 5). Детали гидроерша изготовляют из дюр-
алюминия Д1Т, сопло — из пластмассы (во избежание задиров при вводе
Таблица 5
Технологические режимы мойки в зависимости от группы деталей
№ груп- пы де- талей Оборудование Температу- ра раство- ра, °C Продолжительность мойки, мин Давление струи моющего раство- ра, МПа
2, 4,6 Ванна отмочки 60-70 Не менее 30 —
1/2 Моечная струй- ная машина 030-796А 60-80 Не более 10 Не менее 0,2
3,4 Ультразвуко- вые ванны УЗВ-15 и УЗВ-16 60-70 Не менее 3 —
5,6 Установка OT20 50-60 Не менее 1 0,5-1,0
2,4,6 Г идроерш 60-70 Не менее 0,5 0,5-1,0
Рис. 4. Ультразвуковая ванна:
1 — ванна; 2 - диафрагма; 3 - магнитострикци-
онный преобразователь
Рис. 5. Конструкция гидроерша для очистки от-
верстий и полостей гидрооборудования:
7 — подводящий патрубок; 2 — заглушки; 3 —
турбинка; 4 — корпус; 5 — направляющая втулка; 6 — сопло; а — промываемое от-
верстие
его в отверстие). Раствор подается гидроершам насосом. Рабочая длина
сопла должна быть больше глубины промываемых отверстий на 5—10 мм,
диаметр сопла - на 2 мм меньше диаметра промываемого отверстия. Дав-
ление раствора, подводимого к гидроершу, не менее 0,6 МПа, в отдельных
случаях — до 1,0—1,2 МПа. Частота вращения насадок 120—150 об/мин. При-
меняют сопла двух видов: для обработки плоских поверхностей деталей —
щелевидные; для обработки отверстий и каналов — с цилиндрическими от-
верстиями для направленной очистки.
Промывку деталей после мойки в растворе "Аполир-К" производят с
целью удаления с поверхности деталей загрязнений, образовавшихся в ре-
зультате длительной эксплуатации рабочего раствора. Для промывки при-
меняют подогретый до 50—60 С водный раствор "Аполир-К" в количестве
5—7 г на 1 л воды.
Сушку или обдувку сжатым воздухом применяют для удаления мою-
щего раствора с поверхностей деталей. Используют сжатый воздух давлени-
ем 0,4—0,5 МПа до полного удаления влаги. Особенно тщательно следует
Технические характеристики ультразвуковых ванн
Таблица 6
Показатели УЗВ-15 УЗВ-16
Число преобразователей, шт. Общая площадь диафрагм преобразова- 1 2
телей, м2 300x300 300x600
Внутренние размеры ванн, мм 400x400x200 700x450x300
Рабочий объем, л 15 80
Полезная площадь зеркала ванны, мм2 300x390 370x670
Максимальная потребляемая мощность, кВт 2,5 5,0
Частота колебаний, кГц Расход воды для охлаждения, л/мин: 19-20 19-20
преобразователей 3 6
ванн 6 8
продувать труднодоступные полости, отверстия и карманы, для чего сопло
подводят непосредственно к месту, подвергаемому сушке.
Контроль чистоты поверхности деталей после мойки производят путем
наружного осмотра (визуально). Поверхности деталей протирают чистой бе-
лой хлопчатобумажной тканью (типа миткаль), фильтровальной бумагой
или бязевой салфеткой, смоченной в бензине. Наличие грязи не допуска-
ется. Можно проводить визуальное сравнение чистоты поверхности детали,
отмытой в моющем растворе, с чистотой детали, отмытой в керосине. Конт-
роль осуществляют также путем смачивания отмытой поверхности погру-
жением в воду. Смачиваемость водой должна быть полной. Наличие разры-
вов в пленке воды свидетельствует о загрязненности. Контроль производят
выборочно из партии промытых деталей.
Важным моментом при монтаже и эксплуатации гидроприводов явля-
ется соблюдение чистоты трубопроводов. Очистка поверхностей труб из
черных и цветных металлов включает следующие операции: обезжирива-
ние; промывку; травление; промывку холодную; промывку горячую;
нейтрализацию; пассивирование; сушку. Число технологических операций
устанавливается в зависимости от степени загрязненности трубопроводов.
Для обезжиривания применяют готовые к употреблению моющие сред-
ства. Допускается применение щелочных растворов. Выбор моющих
средств, щелочных составов, режимов обработки производят в соответ-
ствии с данными табл. 7 и 8.
Частоту корректировки обезжиривающего раствора и частоту слива
отработанного раствора определяют опытным путем. Отработанный раст-
вор сливают не реже одного раза в неделю.
Выбор состава раствора для травления производят в соответствии с
данными табл. 9.
Травильный раствор следует заменить при накоплении вредных при-
месей предельно допустимых концентраций: 150—180 г/л железа серно-
кислого; 200—220 г/л железа хлористого; 20-25 г/л железа фосфорно-
кислого.
Составы для нейтрализации после травления и для пассивирования
труб, а также режимы обработки приведены в табл. 10 и 11.
Частоту слива отработанного пассивирующего раствора определяют
опытным путем (но не реже одного раза в неделю).
Смену пассивирующего раствора производят по усмотрению технолога
Таблица 7
Моющие средства и режимы обработки для обезжиривания труб
Моющее средство Концентрация, г/л Режим обработки
Температура, °C Продолжительность, мин
КМ-1 10-30 60-80 5-15
МЛ-52 20-30 80-90 5-20
Л абом ид-203 20-30 70-80 5-20
МС-8 20-30 70-80 5-20
Препарат "Аполир-К" 20-40 50-70 5-15
Щелочные растворы и режимы обработки для обезжиривания труб
Компоненты Концентрация, г/л Режим обработки
Температура, °C Продолжительность, мин
Триполифосфат натрия Сода кальцинированная Натр едкий Т ринатрийфосфат Силикат натрия Синтанол ДС-10 2-3 15-20 8-10 20-30 1-3 1-3 60-70 5-20
Натр едкий Т ринатрийфосфат Сода кальцинированная Синтанол ДС-10 5-15 15-35 15-35 3-5 60-80 3-20
Т ринатрийфосфат Натрий углекислый Эмульгатор сульфонат 20-25 20-25 0,5-1,0 70-80 3-20
Натр едкий Натрий углекислый Стекло натриевое жидкое 110-150 10-50 3-5 70-80 5-10
Таблица 9
Составы для травления труб и режимы обработки
Компоненты Концентрация Режимы обработки
Температура, °C Продолжитель- ность, мин
Кислота серная Ингибитор ХОСП-Ю Для труб из черных металлов 150-200 г/л 0,25-0,5 кг/м3 70-80 3-5
Кислота серная Кислота соляная Натрий хлористый Уротропин 60 г/л 40 г/л 25 г/л 6 г/л 40-50 5-10
Кислота ортофосфорная 100-200 г/л 70-80 30-40
Кислота серная Ингибитор Пеназолин 10-16 (ПАВ-446) 200-250 г/л 0,1-0,5 кг/м3 70-80 10-30
Кислота соляная ИнгибиторПеназолин 10—1 200-250 г/л 6 0,1-0,5 кг/м3 30-40 10-30
Кислота серная Для труб из цветных металлов 150-200 г/л 50-60 2-3
Кислота серная Кислота азотная Кислота соляная 700 г/л 110 г/л 5 г/л 15-30 0,3-0,6
или мастера. При необходимости проверяют содержание нитрита натрия и
триэтаноламина. При снижении их концентрации ниже минимально установ-
ленной нормы раствор корректируется или заменяется свежим.
Составы для нейтрализации после травления и режимы обработки
Компоненты Концентрация, г/л Режимы обработки
Температура, °C Продолжитель- ность, мин
Сода кальцинированная 5 45—50 1-2
Нитрит натрия 1
Сода кальцинированная 20 45-50 1-2
Нитрит натрия 0,5
Таблица 11
Составы для пассивирования труб и режимы обработки
Компоненты Концент- рация, г/л Режимы обработки Трубы
Темпера- тура, ° С Продолжитель- ность, мин
Сода кальци- нированная Нитрит натрия 3-5 20-25 40-50 1-4
Нитрит натрия 25-30 40-50 1-4 Из черных металлов
Ангидрид хро- мовый 0,5-1,0 40-50 1-4
Моноэтанола- мин 5-10 40-50 2-5
Кислота орто- фосфорная 20-30 40-50 1-2 Из черных металлов после травления в орто- фосфорной кислоте
Хромпик Серная кислота 50-70 10 30-40 2-5 Из цветных металлов
Степени обезжиривания контролируют методом смачивания. Распыле-
нием (или погружением) на поверхность наносят раствор, содержащий
50 г нигрозина на 1 л дистиллированной воды. Нарушение сплошности плен-
ки фиксируют визуально. Степень обезжиривания характеризуется време-
нем в секундах от начала испытания до разрыва пленки.
Контроль качества очистки труб производят визуально. Контролю под-
вергают 2—3% труб, но не менее трех труб. Для контроля качества очистки
внутренней поверхности труб, мест приварки ниппелей можно применять
приборы-перископы типа РВП.
3. ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ
Общие положения. Входной контроль гидравлического оборудования
целесообразно вводить на машиностроительных предприятиях в случаях,
когда нет уверенности: 1) в соответствии уровня качества гидравлического
оборудования, оговоренного условиями поставки и нормативно-техниче-
ской документации и 2) в сохранении уровня качества гидравлического
оборудования при транспортировании и хранении.
В остальных случаях изделия подвергают только приемочному контро-
лю. Практика показывает, что на современном этапе развития машинострое-
ния нецелесообразно полностью отказываться от входного контроля. Необ-
ходимо экономически оправданное сочетание входного и приемочного
контроля.
Входной контроль качества гидравлического оборудования осуществ-
ляют специальные подразделения ОТК — инспекция (бюро, служба) вход-
ного контроля. В задачи этих служб входят:
проверка качества гидрооборудования на соответствие его требова-
ниям стандартов, технических условий, договоров на поставку, рабочим
чертежам и другой нормативно-технической документации;
проверка правильности оформления и содержания сопроводительной
документации по качеству, а также состояния тары, маркировки и упа-
ковки;
изоляция забракованных при входном контроле узлов и составление
актов-рекламаций;
контроль своевременности выдачи в производство гидрооборудования
отделом материально-технического снабжения;
осуществление связи с цехами-потребителями гидравлического обору-
дования с целью выявления скрытых дефектов;
учет и анализ брака, разработка организационно-технических меропри-
ятий по повышению качества контролируемых изделий.
Перечень продукции, подлежащей входному контролю с указанием
параметров, планы контроля и приемочный уровень качества разрабаты-
ваются, как правило, главным технологом предприятия, согласовываются
с начальником ОТК того же предприятия, разработчиком изделия, с пред-
приятием-изготовителем и утверждаются руководством предприятия.
По каждой позиции утвержденного перечня предприятие разрабатывает
технологию (карту) контроля. В технологии (карте) контроля указы-
ваются:
полное наименование объекта входного контроля;
перечень контролируемых параметров;
приемочный уровень качества по ГОСТ 18242 — 72 "Качество продукции.
Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Одно-
ступенчатые корректируемые планы контроля";
виды и типы испытательного оборудования и контрольно-измеритель-
ных средств, используемых при входном контроле, с указанием необходи-
мой точности;
способы отработки результатов контроля и формы записи результатов
контроля;
квалификация контролера и нормы времени на выполнение операций
контроля;
порядок прохождения информации о результатах контроля внутри
предприятия.
К проверке входным контролем допускается:
гидрооборудование, принятое на предприятии-изготовителе работника-
ми ОТК в соответствии с действующей нормативно-технической доку-
ментацией;
гидрооборудование, поступившее с установленными сопроводительны-
ми документами, удостоверяющими качество и комплектность поставки
(технический паспорт, акт технической приемки и т.п.) ;
гидрооборудование, принятое соответствующим складом по коли-
честву.
Гидрооборудование, поступившее на предприятие-потребитель без от-
метки ОТК и при отсутствии соответствующего указания в сопроводитель-
ной документации, должно рассматриваться как непринятое ОТК.
Входной контроль гидрооборудования должен производиться на специ-
альных стендах. По согласованию с предприятием-изготовителем проверка
качества может проводиться путем подключения или установки гидрообо-
рудования на изделия (станки, прессы, машины и т.п.), для которых оно
предназначено, либо на специальных стендах, имитирующих эксплуатацион-
ные условия.
Стенды для входного контроля гидрооборудования, а также измери-
тельные приборы, применяемые на стендах, должны иметь паспорта с харак-
теристикой технического состояния. В паспорте должны быть указаны дата
последней проверки и срок проведения очередной проверки. Стенды долж-
ны удовлетворять требованиям ГОСТ 16028—70 "Приводы гидравлические.
Общие требования по технике безопасности". Гидросистема стендов, кроме
контрольно-измерительных приборов, должна быть проверена гидравличе-
ским давлением не менее 1,5 наибольшего давления испытуемого узла. Ис-
пытания следует проводить на рабочих жидкостях, указанных в техниче-
ской документации на проверяемое изделие, с соблюдением установленных
норм их чистоты.
Входной контроль качества гидрооборудования может быть сплошным
или выборочным. При определении вида контроля, а также перечня пара-
метров, подлежащих контролю, рекомендуется применяемое гидравличе-
ское оборудование разбить на несколько групп качества в зависимости от
влияния того или иного узла на качество изготовляемой предприятием
продукции. При проведении выборочного контроля качества следует руко-
водствоваться стандартами (государственными или отраслевыми) по стати-
стическим методам контроля качества промышленной продукции (напри-
мер, ГОСТ 18242—72, ОСТ 23.1.19—79 "Организация работ с поставщика-
ми" Минтракторосельхозмаша и др.).
При выборочном контроле качество поступившего на предприятие
гидрооборудования оценивается планом одноступенчатого или двухступен-
чатого статистического приемочного контроля по альтернативному призна-
ку. Надо иметь в виду, что при одноступенчатом плане контроля трудности
организационного характера и расходы на контроль единицы продукции
меньше, чем для планов двухступенчатого контроля. Но средний объем вы-
борки при двухступенчатом контроле меньше, чем при одноступенчатом.
План выборочного контроля должен содержать систему показателей,
приведенных ниже.
Объем контролируемой партии гидрооборудования, шт......N
Приемочный уровень качества, %........................
Объем выборки, шт.:
первой ...............................................
второй ............................................
Приемочное число первой выборки, шт...................С.
Браковочное число первой выборки, шт..................Са
Приемочное число для суммы первой и второй выборок, шт. . . . С3
Браковочное число для суммы первой и второй выборок, шт. . . . С4
Приемочный уровень качества продукции выбирается как наибольшее
допустимое для потребителя гидрооборудования значение среднего уровня
входного качества. После установления конкретных значений приемочного
уровня качества в технической документации на продукцию рекомендуется
провести классификацию дефектов по их значимости в соответствии с
ГОСТ 18242-72.
Планы приемочного контроля по установленному для каждого пара-
метра приемочному уровню качества составляются для одноступенчатого
контроля согласно табл. 12 и 13, для двухступенчатого контроля — табл.
14и 15.
Контроль в планах приемочного контроля должен быть нормальным.
Однако при поставке продукции низкого качества следует переходить на
усиленный контроль. Последний следует применять, если две из пяти после-
довательных партий продукции, поставляемой одним поставщиком, забра-
кованы при нормальном контроле. К нормальному контролю переходят в
случае приемки без замечаний усиленным контролем пяти последователь-
ных партий.
Качество партии продукции определяют по числу браковочных единиц
продукции. При одноступенчатом контроле партия считается принятой,
если число браковочных единиц продукции меньше или равно приемочному
числу . Партия продукции бракуется, если браковочных единиц в выбор-
ке больше приемочного числа Ск При двухступенчатом контроле партия
считается годной и контроль по данному параметру прекращается, если в
первой выборке число браковочных единиц продукции меньше или равно
приемочному числу . Партия продукции бракуется, если в первой выбор-
ке число браковочных единиц продукции равно или больше числа С2.
Качество партии продукции считается неустановленным, если в первой
выборке браковочных единиц продукции больше приемочного числа Ct, но
меньше браковочного числа С2. В этом случае берется вторая выборка. Пар-
тия считается годной, если в обеих выборках число браковочных единиц
продукции меньше или равно приемочному числу С3. Партия бракуется,
если в обеих выборках число браковочных единиц равно или больше
числа С4.
Учет результатов выборочного контроля качества гидрооборудования
ведется в журнале приемки по всем показателям контроля. В журнале зали-
План приемочного одноступенчатого статистического
нормального контроля качества гидрооборудования
Объем партии, N шт. Объем выборки, шт. Приемочное число С для приемочного уровня качества р1 (%)
0,15 ] 0,25 | 0,40 | 0,65 I 1'° I 1.5 | 2,5 | 4,0 | 6,5 | 10
15-25 5 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
26-50 8 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2
51-90 13 0 0 0 0 0 0 1 1 2 3
91-150 20 0 0 0 0 0 1 1 2 3 5
151-280 32 0 0 0 0 1 1 2 3 5 7
281-500 50 0 0 0 1 1 2 3 5 7 10
501-1200 80 0 0 1 1 2 3 5 7 10 14
Таблица 13
План приемочного одноступенчатого статистического
усиленного контроля качества гидрооборудования
Объем -партии N, шт. Объем выборки, шт. Приемочное число Cj для приемочного уровня качества Pj (%)
0,15 0,25 0,40 0,65 1,0 I 1,5 2,5 4,0 6,5 [ 10
16-25 5 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
26-50 8 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
51-90 13 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2
91-150 20 0 0 0 0 0 1 1 1 2 3
151-280 32 0 0 0 0 1 1 1 2 3 5
281-500 50 0 0 0 1 1 1 2 3 5 8
501-1200 80 0 0 1 1 1 2 3 5 8 12
План приемочного двухступенчатого статистического
нормального контроля качества гидрооборудования
Объем партии N, шт. Объем 1-й и 2-й вы- борки Oj и п2, шт. Приемочные числа и С3 и браковочные числа С2 и С4 для приемочного уровня качества q2 (%)
0,15 0,25 0,40 0,65 1,0 1,5 2,5 4,0 6,5 10
3 0 2 0 2
16-25 ОК ОК ОК ОК ОК ОК ОК ОК
3 V 1 2 1 2
5 0 2 0 2 0 3
26-50 ОК ОК ОК ОК ОК ОК ОК
5 1 2 1 2 3 4
8 0 2 0 2 0 3 1 4
51-90 ОК ок ОК ОК ОК ОК
8 1 2 1 2 3 4 4 5
13 0 2 0 2 0 3 1 4 2 5
91-150 ОК ок ок ОК ОК
13 1 2 1 2 3 4 4 5 6 7
20 0 2 0 2 0 3 1 4 2 5 3 7
151-280
20 1 2 1 2 3 4 4 5 5 7 8 9
32 0 2 0 2 0 3 1 4 2 5 3 7 5 9
281-500 ОК ок ок
32 1 2 1 2 3 4 4 5 6 7 8 9 12 13
50 0 2 0 2 0 3 1 4 2 5 3 7 5 9 7 11
501-1200 ОК ок
50 1 2 1 2 3 4 4 5 6 7 8 9 12 13 18 19
Примечания:!.^ и С2 — приемочное и браковочное числа для 1-й выборки; С3 и С4 — приемочное и браковочное числа для
суммы 1-й и 2-й выборок.
2. Цифры в таблице: первая — Ct, С3; вторая — С2, С4.
ОК — следует применять соответствующий план одноступенчатого контроля.
План приемочного двухступенчатого статистического
усиленного контроля качества гидрооборудования
Объем партии N, шт. Объем 1-й и 2-й вы- борки Hj и п2, шт. Приемочные числа и С3 и браковочные числа* С2 и С4 для приемочного уровня качества qt (%)
0,15 0,25 0,40 0,65 1,0 1,5 2,5 4,0 6,5 10
3 0 2 0 2
16-25 ОК ОК ОК ОК ОК ОК ОК ОК
3 1 2 1 2
5 0 2 0 2 0 2
26-50 ОК ОК ОК ОК ОК ОК ОК
5 1 2 1 2 1 2
8 0 2 0 2 0 2 0 3
51-90 ОК ОК ОК ОК ОК ОК
8 1 2 1 2 1 2 3 4
13 0 2 0 2 0 2 0 3 1 4
91-150 ОК ОК ОК ОК ОК
13 1 2 1 2 1 2 3 4 4 5
20 0 2 0 2 0 2 0 3 1 4 2 5
151-280 ОК ОК ок ОК
20 1 2 1 2 1 2 3 4 4 5 6 7
32 0 2 0 2 0 2 0 3 1 4 2 5 3 7
281-500 ОК ОК ок
32 1 2 1 2 1 2 3 4 4 5 6 7 11 12
50 0 2 0 2 0 2 0 3 1 4 2 5 3 7 6 10
501-1200 ОК ок
50 1 2 1 2 1 2 3 4 4 5 6> 7 11 12 16
*См. примечания к табл, 14.
сываются: объем партии, объем выборок, приемочные числа, количество
продукции, фактически проверенной в данной партии по каждому парамет-
ру, заключение о приемке или забраковании партии.
1. НОМЕНКЛАТУРА ГИДРООБОРУДОВАНИЯ И ПАРАМЕТРЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ
ПРОВЕРКЕ
Приведенный в табл. 16 перечень контролируемых параметров при не-
обходимости может быть дополнен (с соответствующими изменениями
или дополнениями схем испытаний).
В процессе испытаний гидравлического оборудования необходимо
производить контроль температуры рабочей жидкости и следить за ее пара-
метрами (вязкостью, чистотой, наличием воздуха и т.п.).
Насосы и гидромоторы перед началом испытаний рекомендуется обка-
тать в течение 20—30 мин с последовательным увеличением нагрузки 4—6
ступенями до Номинальной. Реверсивные насосы обкатываются на обеих
полостях.
Все гидравлическое оборудование необходимо проверить на герметич-
ность при номинальном давлении, увеличенном на 25%.
Номенклатура гидрооборудования и параметры,
подлежащие проверке при входном контроле
Таблица 16
Г идрооборудование Проверяемый параметр
Насосы регулируемые раз- личных типов Номинальное давление Подача Приводная мощность Объемный КПД Работа механизма управления (для регулируемых насосов)
Гидромоторы нерегулиру- емые различных типов Номинальное давление Номинальная частота вращения Минимальная частота вращения Номинальный расход Номинальный крутящий момент Объемный КПД
Гидроцилиндры Номинальное давление Внутренние утечки Наибольшее давление страгивания' Наибольшее давление холостого хода’
Гидроклапаны предохрани- тельные, гидроклапаны после- довательности (напорные зо- лотники) , гидроклапаны по- следовательности (напорные золотники) с обратным кла- паном Номинальное давление Минимальное давление Перепад давлений при изменении расхода от номи- нального до минимального Номинальный расход Перепад давления от полного открытия слива до перекрытия, при котором утечки не должны превы- шать установленной величины Величина утечки Перепад давлений на обратном клапане (для аппара- тов с обратным клапаном)
Г идрооборудование Проверяемый параметр
Распределители с ручным, электрическим, гидравличе- ским и электрогидравличе- ским управлением Соответствие циклу работы согласно установленной для распределителя схеме Суммарная утечка по зазорам распределителя Минимальное давление управления* 2 Возможность регулирования времени срабатыва- ния2
Дроссели, дроссели с регу- лятором, дроссели с регуля- тором и предохранительным клапаном, дроссели с регу- лятором и обратным кла- паном Минимальное давление Отклонение расхода рабочей жидкости при измене- нии давления (только для дросселей с регулятором) Утечка масла через закрытый дроссель и из дре- нажного отверстия при номинальном давлении Наименьшая разница между давлением на выходе и давлением настройки (только для дросселей с ре- гулятором и предохранительным клапаном)
Реле давления Нечувствительность на всем диапазоне регулируе- мого давления Утечки через дренажное отверстие
Редукционный клапан Пределы регулирования редуцированного давления, плавность и четкость настройки Стабильность редуцированного давления при неиз- менном режиме и расходе через клапан настройки Стабильность редуцированного давления при изме- нении расхода от наибольшего до нулевого Стабильность редуцированного давления при из- менении подводимого давления
Клапаны обратные, гид- розамки, клапаны поддер- живающие Четкость срабатывания и соответствие установлен- ному циклу работы Величина утечки Открытие клапана при номинальном рабочем давле- нии в надклапанной полости (только для обратных уп- равляемых клапанов) Плавность регулирования величины подпора (толь- ко для поддерживающих клапанов)
Делитель потока Погрешность деления потока
’ Проверка производится только в случае, когда это оговорено технической доку-
ментацией.
2 Только у распределителей с гидравлическим и электрогидравлическим управле-
нием.
В процессе испытаний рекомендуется производить настройку на рабо-
чие параметры предохранительных и редукционных клапанов, напорных
золотников и других регулируемых аппаратов, а также настройку подачи
регулируемых насосов.
2. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ИСПЫТАНИЯ ГИДРООБОРУДОВАНИЯ
Общие положения. Проверка гидравлического оборудования на герме-
тичность должна производиться наружным осмотром. Рабочая жидкость по-
дается в подводящий канал; отводящие каналы должны быть заглушены.
Время проверки 0,5—1 мин. При испытаниях гидроцилиндров наружную
герметичность проверяют дополнительно при давлении холостого хода
после не менее чем пятидесяти полных двойных ходов. При этом допуска-
ется образование масляной пленки на поверхности штока без каплеобразо-
вания. Появление рабочей жидкости в неподвижных соединениях не до-
пускается.
Утечки следует определять при наибольшей допустимой температуре
рабочей жидкости.
Испытательные стенды должны быть оснащены установками для фильт-
рации и охлаждения рабочей жидкости. Тонкость фильтрации должна соот-
ветствовать требованиям технической документации на испытуемое изде-
лие. На стендах целесообразно устанавливать постоянно включенные мано-
метры 4-го класса для непрерывного контроля давления в системе. Для
снятия характеристик используют манометры более высокого класса точ-
ности, подключаемые только на время замера.
Испытания нерегулируемых и регулируемых насосов. Схема испытания
нерегулируемого насоса приведена на рис. 6. При испытаниях регулируе-
мого насоса необходимы дополнительные устройства, определяемые схе-
мой и конструкцией узлов управления насоса.
Подачу, приводную мощность и объемный КПД насоса определяют при
номинальном давлении и номинальной частоте вращения (отклонение дейст-
вительной частоты вращения не более ±5% номинального).
Объемный КПД насоса определяют по формуле
^н.об = °пн I Qo '
где QnH - подача насоса при номинальном давлении; Qo — подача насоса
при минимально возможном давлении в напорной магистрали.
Подачи насоса QnH и Qo должны быть приведены к одинаковой частоте
вращения.
При проведении испытаний давление со стороны всасывания должно
обеспечивать работу насоса на всех режимах без кавитации. Предохрани-
тельный клапан 8 должен быть настроен на давление, допускаемое при
кратковременной перегрузке насоса. Если это давление не установлено,
предохранительный клапан настраивается на давление, равное 1,25 номи-
нального давления.
Испытания гидромоторов (рис. 7). Расход рабочей жидкости, крутя-
щий момент и объемный КПД определяют при номинальном давлении и
номинальной частоте вращения.
Объемный КПД гидромотора определяют по формуле
V П
- о,м Р
^М.об " Q + Q
пм ^ут.н
где VQ — рабочий объем гидромотора, см3/об; п — частота вращения
вала гйдромотора, об/мин; QnM — расход рабочей жидкости (номиналь-
ный) , см3/мин; QyT н — утечки наружные, см3/мин.
Рис. 6. Схема испытаний нерегулируемо-
го насоса:
1 — бак; 2 - тахометр; 3 — электродви-
гатель; 4 - ваттметр; 5 - испытуемый
насос; 6 — кран-демпфер; 7 — манометр;
8 — предохранительный клапан; 9 — на-
грузочное устройство; 10 — распредели-
тель; 11 — расходомер; 12 — термометр
Рис. 7. Схема испытания гидромоторов:
1 — бак; 2 — расходомер; 3 — распредели-
тель; 4 — кран-демпфер; 5 — манометр;
6 — испытуемый гидромотор; 7 — измери-
тель крутящего момента; 8 — нагрузочное
устройство; 9 — тахометр; 10 — распреде-
литель; 11 — подпорный клапан; 12 —
предохранительный клапан; 13 — регули-
руемый насос; 14 — термометр
Рабочий объем гидромотора измеряют методом мерной емкости или
методом "двух частот вращений".
Метод мерной емкости состоит в перекачивании рабочей жидкости в
мерную емкость при вращении вала с частотой от 1/6 до 1/3 с"1 и давлении,
создаваемом жидкостью, находящейся в подпитывающем баке на 500—
800 мм выше уровня входного патрубка мотора. Рабочий объем V
подсчитывают по формуле
Va.M=V/nV'
где V — объем перекачиваемой жидкости, см3; Пу — число оборотов, за
которое был перекачан объем жидкости V.
Размеры бака должны быть достаточными для того, чтобы понижение
уровня жидкости в баке при измерении рабочего объема не превышало
150 мм. Открытый конец сливной трубы должен находиться на одной
высоте со средним уровнем рабочей жидкости в баке (отклонение по вы-
соте ±50 мм). Присутствие воздуха в измеряемом объеме не допускается.
Метод "двух частот вращений" состоит в измерении потока жидкости
при двух значениях частоты вращения с последующим вычислением рабо-
чего объема VQ м, см3/об по формуле
V =-°-2-~-01 ,
°.м n2 - rij
Рис. 8. Схема испытания гидравлических
цилиндров:
1 — бак; 2 — насос; 3 — распределитель;
4 — вентиль; 5 — испытуемый гидроци-
линдр; 6 — манометр; 7 — мерное уст-
ройство; 8 — предохранительный клапан;
9 — термометр
Рис. 9. Схемы испытаний предохранитель-
ных клапанов, гидроклапанов последова-
тельности (а) и гидроклапанов последо-
вательности с обратным клапаном (б):
1 — бак; 2 — термометр; 3 — расходомер;
4 — мерный сосуд; 5 — распределитель;
6 — манометр; 7 — испытуемый аппарат;
8 — дроссель; 9 — предохранительный кла-
пан; 10 — насос; 11 — кран-демпфер
где Qt — расход жидкости, см3/с при частоте вращения гц, с"1; Q2 — рас-
ход жидкости, см3/с при частоте вращения , с"1.
Частоты вращения nt и должны быть установлены в интервале
20—100% номинальной частоты вращения и отличаться не менее чем на
50% номинальной частоты вращения. Измерения должны производиться
при постоянном выходном крутящем моменте на валу.
Испытания гидроцилиндров (рис. 8). Величина внутренних утечек
жидкости проверяется в конечных и среднем положениях поршня при
давлении не менее. 1,25 номинального на второй минуте после остановки
поршня и стабилизации давления. Время замера утечек в каждом положе-
нии не менее 2 мин.
Величина давления страгивания поршня (плунжера) определяется при
подаче рабочей жидкости в одну из полостей гидроцилиндра при постепен-
ном увеличении давления до давления страгивания.
Давление холостого хода (без нагрузки) определяется после страги-
вания подачей рабочей жидкости в одну из полостей гидроцилиндра. Дви-
жение поршня (плунжера) должно быть плавным.
Испытания предохранительных гидроклапанов, гидроклапанов последо-
вательности (напорных золотников), гидроклапанов последовательности
(напорных золотников) с обратным клапаном (рис. 9, а и б).
Изменение расхода через испытуемый аппарат обеспечивается пере-
стройкой дросселя. Перепад давлений на испытуемом аппарате определяет-
ся как разность показаний манометров, установленных на входе и выходе
из аппарата.
Испытания распределителей с ручным, электрическим, гидравлическим
и электрогидравлическим управлением (рис. 10). Насос 2 системы управле-
ния устанавливается только при испытании распределителей с гидравличе-
ским и электрогидравлическим управлением; распределитель 6 — только
при испытании распределителей с гидравлическим управлением.
Проверка распределителя на соответствие схеме производится по мано-
метрам, подключенным к отводам распределителя в среднем и крайних по-
ложениях при номинальном (рабочем) давлении. Давление определяется
настройкой нагрузочного устройства.
Суммарную утечку по зазорам распределителя измеряют в двух край-
них положениях золотника с помощью мерной емкости, соединенной со
сливным отверстием. При испытаниях распределителей с гидравлическим и
электрогидравлическим управлением измерение производят при минималь-
ном давлении управления.
Минимальное давление управления устанавливается путем соответству-
ющей настройки предохранительного клапана системы управления. Распре-
делитель должен четко переключаться и удерживаться в крайних положе-
ниях при минимальном давлении управления.
Рис. 10. Схема испытания распределителей:
1 — бак; 2 — насос системы управления;
3 — манометры; 4 — кран-демпфер; 5,
12 — предохранительные клапаны; 6 — рас-
пределитель; 7 — обратный клапан; 8 — ре-
ле давления; 9 — нагрузочное устройство;
10 — электросекундомер; 11 — испыту-
емый распределитель И, В — к цилиндрам,
Р — подвод, Т — отвод); 13 — насос; 14 —
мерная емкость
Рис. 11. Схема испытания дросселей:
1 — бак; 2 — насос; 3 — предохранитель-
ный клапан; 4 — манометр; 5 — кран-
демпфер; 6 — испытуемый дроссель
(Р - подвод; Д - дренаж, Г - отвод) ;
7 — мерная емкость; 8 — нагрузочное
устройство; 9 - распределитель; 10 —
расходомер; 11 - термометр
Проверка возможности регулирования времени срабатывания произво-
дится путем замера времени переключения распределителя с помощью
электросекундомера от команд реле давления при различных настройках
дросселем времени переключения.
Испытания дросселей (рис. 11). Отклонение расхода рабочей жидкости
при изменении давления проверяется при расходе до 10% номинального и
повышении давления от минимального до номинального.
Утечки масла через закрытый дроссель и из дренажного отверстия заме-
ряют при номинальном давлении на 2-й минуте после настройки давления.
Разность между давлением на входе и давлением настройки предохра-
нительного клапана проверяют в диапазоне давлений от минимального до
номинального.
Испытания реле давления (рис. 12). Нечувствительность проверяется
во всем диапазоне контролируемого давления путем повышения и пониже-
ния давления в системе стенда на величину нечувствительности с выдерж-
кой 2 мин на каждой ступени давления. Проверка производится при мини-
мальном, номинальном и двух промежуточных значениях давления.
Утечку из дренажного отверстия контролируют при номинальном дав-
лении.
Испытания редукционных клапанов (рис. 13). Пределы и плавность
регулирования редуцированного давления проверяют при номинальном
давлении перед клапаном путем изменения настраиваемого редуцирован-
ного давления во всем диапазоне давлений. Проверка производится
2-3 раза.
Стабильность редуцированного давления при неизменном режиме про-
Рис. 12. Схема испытания реле давления:
7 ~ бак; 2 — насос; 3 — предохранитель*
ный клапан; 4 — кран-демпфер; 5 — ма-
нометр; 6 — испытуемое реле давления
(Р - подвод, Д - дренаж); 7 - мерная
емкость; 8 — термометр
Рис. 13. Схема испытания редукционных
клапанов:
1 - бак; 2 - насос; 3 - предохранитель-
ный клапан; 4 — распределитель; 5 —
кран-демпфер; 6 — манометр; 7 — испы-
туемый редукционный клапан; 8 — нагру-
зочное устройство (дроссель); 9 — термо-
метр
Рис. 14. Схемы испытаний обратных гидро-
клапанов Й), гидрозамков (б) и поддер-
живающих гидроклапанов (в) :
1 _ бак; 2 — насос; 3, 10 — предохрани-
тельные клапаны; 4 — распределитель;
5 — манометр; 6 — кран-демпфер; 7 — ис-
пытуемый клапан; 8 — мерная емкость;
9 — распределитель; 11 — насос управле-
ния; 12 — термометр
Рис. 15. Схема испытания делителя по-
тока:
1 — бак; 2 — расходомер; 3 — нагрузоч-
ное устройство (дроссель); 4 - кран-
демпфер; 5 - манометр; 6 — испытуе-
мый делитель потока {Р — подвод; Г —
отвод); 7 — предохранительный клапан;
8 — насос
веряют по манометру, установленному за клапаном, и перекрытом (с по*
мощью нагрузочного устройства) расходе через клапан в течение 5 мин.
Одновременно с помощью мерной емкости проверяют расход рабочей
жидкости через клапан настройки.
Стабильность редуцированного давления при изменении расхода от наи-
большего до наименьшего проверяют по манометру, установленному за
клапаном, при двух-трех значениях расхода и наибольшей и наименьшей
разнице давлений перед клапаном и за ним.
Стабильность редуцированного давления при изменении подводимого
давления проверяют по манометру, установленному за клапаном, при трех-
четырех различных диапазонах давления перед клапаном и за клапаном.
При проведении испытаний такого объема подача стендового насоса
может быть принята равной 20—25% номинального расхода испытуемого
клапана.
Испытания обратных гидроклапанов, гидрозамкор и поддерживающих
гидроклапанов (рис. 14). Четкость срабатывания запорных элементов про-
веряют путем попеременной подачи потока жидкости в надклапанную и
подклапанную полости обратного клапана.
При испытании гидрозамков попеременно соединяют управляющий
элемент с давлением управления при подаче рабочей жидкости в надклапан-
ную полость. Давление основного потока 0,5—1 МПа. Контроль четкости от-
сечки основного потока — визуальный. Утечки через клапан проверяют при
номинальном давлении с помощью мерной емкости, соединенной с подкла-
панной полостью, на второй минуте после повышения давления.
Герметичность поддерживающего клапана проверяют наливом кероси-
на в надклапанное пространство. Заметное падение уровня керосина в тече-
ние 5 мин не допускается. Проверку можно осуществлять по жидкостному
манометру с рабочей средой — керосином.
Проверку открытия гидрозамка производят при номинальном давле-
нии в надклапанной полости. При этом клапан должен открываться при дав-
лении управления не выше номинального. Контроль по показаниям мано-
метров. Проверку производят 2—3 раза.
Плавность регулирования величины давления подпора при проверке
поддерживающих клапанов контролируют по показаниям манометра на
всем диапазоне регулирования.
Испытания делителя потока (рис. 15). Погрешность деления проверяют
при наименьшем расходе для данной настройки, при наибольшей разности
давлений в отводах. Наибольшее давление устанавливают поочередно в каж-
дом из отводов.
Испытания гидроаппаратуры с пропорциональным управлением. Оте-
чественным машиностроением начато производство гидравлической аппа-
ратуры с пропорциональным электрическим управлением с условным про-
ходом до 32 мм и номинальным давлением до 32 МПа: клапаны предохра-
нительные типа М-ПКПД стыкового исполнения, клапаны предохранитель-
ные типа КПВП встраиваемого исполнения, распределители типа РП£ и
РП10 стыкового исполнения, регуляторы потока типа ДД10 стыкового ис-
полнения, гидродроссели типа ГДДВ встраиваемого исполнения.
Применение гидроаппаратуры с пропорциональным управлением по-
зволяет реализовать любой требуемый алгоритм управления; уменьшить
номенклатуру комплектующих гидроаппаратов, входящих в состав при-
вода; уменьшить металлоемкость и упростить конструкцию гидроприво-
дов; реализовать разомкнутые и замкнутые контуры управления с воз-
можностью применения электрических корректирующих цепей, повыша-
ющих качество управления.
При испытаниях гидроаппаратуры с пропорциональным управлением
проверяют ряд дополнительных параметров, что показано на примере рас-
пределителя типа РП6 с пропорциональным управлением. Проверке подле-
жат: регулирование расхода рабочей жидкости, мощность управления,
гистерезис, отклонение от линейности.
Расход рабочей жидкости регулируется путем изменения величины за-
дающего сигнала на входе электронного блока по схеме на рис. 16. При
этом регулируется расход рабочей жидкости от минимального до макси-
мального в двух направлениях -отРкДиРкЯ (рис. 17) при постоян-
ном перепаде р = 0,8 МПа. Замеры проводятся расходомером или мерным
баком и секундомером. Расход для данного распределителя должен быть:
номинальный — 12,5 л/мин; максимальный — 0,4 л/мин.
Мощность управления проверяют при номинальном давлении на входе
и номинальном расходе рабочей жидкости при перепаде р =0,8 МПа. Изме-
6
Рис. 16. Электрическая схема испытания распределителя типа РП6 с пропорциональ-
ным электрическим управлением:
1 — задающий потенциометр; 2 — электронный блок; 3 — штепсельный разъем датчи-
ка; 4 — датчик обратной связи; 5, 7 — пропорциональный электромагнит; 6 — распре-
делитель РП6 с пропорциональным-управлением; 8, 9 — штепсельный разъем электро-
магнита
Рис. 17. Гидравлическая схема стенда для испытания распределителя типа РП6 с про-
порциональным электрическим управлением:
1 — гидробак; 2 — насос; 3, 6 — манометры; 4 —фильтр; 5 — распределитель РП6;
7 — гидрораспределитель; 8, 9 — предохранительные гидроклапаны г 10 — расходомер
рение производят ваттметром в цепи питания электромагнита. Потребляе-
мая мощность не должна превышать 18 Вт.
Гистерезис проверяют при номинальном давлении на входе (32 МПа)
и при перепаде Др = 0,8 МПа путем плавного изменения задающего сигнала
на входе электронного блока и изменения расхода рабочей жидкости от
Qmin = °-4 л/мин до °ном = 12'5 л/мин и от °ном до Qmin-
Величину гистерезиса определяют по соотношению
а2 -п,
— 100%,
ном
где Q2 — установленный расход при
его уменьшении; — тоже, при уве-
личении.
Расходы Q1 и Q2 сравнивают при
одинаковых значениях силы тока. Ги-
стерезис должен быть не более 5%.
Рис. 18. Отклонение от линейности при ис-
пытаниях распределителя типа.РП6с про-
порциональным электрическим управле-
нием:
1 — идеальная характеристика; 2 и 3 — ни-
сходящая и восходящая ветви; штрихо-
вая линия — средняя характеристика
Отклонение от линейности определяют по наибольшей разнице
(△Qmax) между средней и идеальной характеристикой (рис. 18), отнесен-
ной к номинальному значению (в %); Средняя характеристика строится по
восходящей и нисходящей ветвям характеристики расхода от задающего
сигнала при перепаде Др = 0,8 МПа; О — f (u3).
Идеальная характеристика строится по двум точкам, соответствующим
номинальному и 0,1 номинального расхода на средней характеристике.
Отклонение от линейности не должно превышать 5%.
3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Общие положения. Класс точности контрольно-измерительных прибо-
ров, применяемых при испытаниях, может быть принят по табл. 17, если он
не оговорен технической документацией на испытуемое изделие.
При отсутствии специальных указаний измерения проводят на участ-
ках шкалы в пределах от 30 до 95%. Шкалы жидкостных приборов исполь-
зуют полностью.
Параметры следует измерять при установившемся тепловом режиме.
Выдержка перед началом измерений при установившейся температуре не
менее 2 мин.
За результат измерения принимают среднее арифметическое не менее
трех измерений. При этом разность наибольшей и наименьшей величин не
должна превышать значений, приведенных в табл. 18.
Если разность превышает значение, указанное в табл. 18 для трех изме-
рений, то число измерений следует увеличить.
Измерение давления рабочей жидкости. Избыточное давление рабочей
жидкости измеряют с помощью манометров с упругим чувствительным
элементом (ГОСТ 2405—80). При измерениях с погрешностью не более
±0,4% необходимо пользоваться образцовыми пружинными манометрами
(ГОСТ 6521-72).
В случаях пульсирующих давлений должны быть установлены гасители
пульсаций, не искажающие показаний манометров. Допустимая величина
Класс точности контрольно-измерительных приборов,
используемых при входном контроле
Таблица 17
Контролируемый параметр Класс точности измерительных приборов
Насосы, гидро- моторы Г идроцилиндры Г идроаппаратура
Давление ±1,6 1,6 1,6-2,5
Подача (рас- ход) ±1,6 — 1,6-2,5
Частота вра- щения ±0,6 — —
Мощность, кр^ тящий момент ±1,6 — —
Температура ±2,5 ±2,5 ±2,5
Допустимая разность между наибольшей и наименьшей величинами измерений
Контролируемый параметр Допустимая разность, % при числе замеров
3 5 7 9
Давление 0,7 1,5 2,0 2,5
Подача (расход) 0,7 1,5 2,0 2,5
Частота вращения 0,25 0,5 0,7 0,9
Мощность, крутящий 0,7 1,5 2,0 2,5
момент
пульсации давления не должна превышать указанных ниже значений (в % от
верхнего предела измерения):
Класс точности мано-
метра ................ 0,4 0,6 1,0 1,6 2,5
Допустимая величина
пульсации давления, %. ... ±0,2 ±0,3 ±0,5 ±0,8 ±1,25
Если торец штуцера манометра нельзя установить на одном уровне с
точкой отбора давления, то при измерении давления менее 1 МПа в показа-
ния манометра следует внести поправку Др, Па:
△ p^±phg,
где р — плотность рабочей жидкости, кг/м3; h — разность уровней между
торцом штуцера измерительного прибора и точкой отбора давления, м;
g — ускорение свободного падения, м/с2.
Если манометр установлен выше точки отбора давления, поправка
должна иметь знак плюс, ниже — знак минус.
Измерение подачи (расхода) рабочей жидкости производят следующи-
ми методами: прямым, объемным, массовым и с использованием гидромо-
тора в качестве расходомера.
Прямой метод состоит в непосредственном измерении подачи (расхо-
да) жидкости приборами, указанными в табл. 19.
Объемный метод состоит в измерении объема рабочей жидкости при
одновременном определении времени заполнения мерного сосуда или про-
текания жидкости через счетчик.
Подачу (расход) рабочей жидкости, л/мин подсчитывают по формуле
О = 60 V/t,
где V — измеренный объем жидкости, л; t — время заполнения мерного
сосуда (или протекания рабочей жидкости через счетчик), с.
Приборы для измерения объема рабочей жидкости указаны в табл. 20.
Под временем, необходимым для включения и отключения измеритель-
ного прибора, понимают время, необходимое для ввода и отвода потока
жидкости (время срабатывания устройства, переключающего поток жидко-
сти) .
Время измеряют: механическими секундомерами и хроноскопами
(ГОСТ 5072—79Е); электронно-счетными хронометрами; стробоскопиче-
Приборы для измерения подачи (расхода) рабочей жидкости
прямым методом
Измерительный прибор Класс точно- сти Диапазон измере- ния, мэ/с Макси- мально допусти- мое дав- ление, МПа Примечание
Т ахометрические крыльчатые расходо- меры 0,2-1 0,5-1 0,07-0,7 1,5-10— 2,5-104 20 —
Тахометрические ша- риковые расходомеры ГСП (ГОСТ 14012-76) 1,0; 1,6; 2,5 10“4—0,5 16 Применяют при кине- матической вязкости рабо- чей жидкости менее 12 мм1 /с
Расходомеры перемен- ного перепада давления, состоящие из сужающих устройств и дифманомет- ров (ГОСТ 18140-77) 1,0; 1,6 1-5 100 Применяют при диамет- ре условного прохода Dy > 50 мм и скорости те- чения жидкрсти не менее 5 м/с
Ультразвуковые рас- ходомеры 1-2 310-’- 5,5-10"6 1
Расх одо мерный комплекс "НОРД" 0,5; 1; 2,5 0,1-2,5 25; 64; 160 Обеспечивают автома- тическое измерение и ре- гистрацию величин рас* хода жидкости
Т ахометрические расходомерные комп- лексы, состоящие из дат- чиков типа ТДР (ОСТ 103594—72) и унифици- рованной преобразова- тельно-показывающей аппаратуры типов ПЧ и ЦУР 0,5; 1; 2,5; 5 зю-8 2,5; 20; 40
скими хроноскопами; электромеханическими секундомерами, милли*
секундомерами и хромоскопами.
Необходимое для включения и отключения измерительного прибора
время (суммарное) должно быть не более 50% погрешности, обусловлен*
ной классом точности прибора.
Весовой метод состоит в измерении массы жидкости взвешиванием на
весах при Одновременном измерении времени заполнения этой массой
емкости, установленной на весах, и измерении плотности жидкости денси*
метрами или пикнометрами и подсчете подачи (расхода) жидкости.
Подачу (расход) рабочей жидкости, м3 /с подсчитывают по формуле
где m — масса жидкости, кг; t — время заполнения жидкостью емкости,
установленной на весах, с; р — плотность жидкости, кг/м3.
Метод использования гидромотора в качестве расходомера состоит
Приборы для измерения объема рабочей жидкости Таблица 20
Измерительный прибор Относительная погрешность, % Диапазон измере- ния подачи (рас- хода) жидкости, Максимально допустимое давление, МПа
Меры вместимости стеклянные техниче- ские* (ГОСТ 1770-74Е) — — 0
Металлические тех- нические мерники** ± (0,24-0,5) — 0
Стационарные мер- ные баки ± (0,5-Н) — 0
Счетчики жидкости с овальными шестернями (ГОСТ 12671—71) ±0,6 ЗЮ-’-бЮ"’ 40
Счетчики жидкости кольцевые (ГОСТ 14684—69) ± (0,24-0,5) 3.10"* -3-10-’ 40
♦Вместимость 5-10 л.
** Вместимость 0,5-50 л.
в измерении частоты вращения гидромотора и его рабочего объема. Подачу
(расход) рабочей жидкости, м3/с подсчитывают по формуле
Q = V п,
о.м '
где VQ м — рабочий объем гидромотора, м3/об; п — частота вращения
гидромотора, с’1.
Частоту вращения измеряют тахометрами и тахоскопами.
Метод допускается использовать при измерении подачи (расхода) на
сливе.
Измерение крутящего момента. Приборы для измерения крутящего
момента приведены в табл. 21.
Номинальная мощность балансирных динамометров не должна превы-
шать номинальной мощности испытуемого устройства более чем в 2 раза.
Погрешность силоизмерителей, используемых для измерения крутящего
момента балансирными динамометрами, должна быть не более ±0,1% мак-
симального значения шкалы.
Измерение мощности. Мощность определяют путем одновременного
измерения частоты вращения и крутящего момента по формуле
№2 я Мкр п ,
где N - мощность на валу испытуемого гидравлического устройства, Вт;
М — крутящий момент, Н*м; п — частота вращения, с 1.
РПри измерении мощности можно использовать тарированную электри-
Приборы для измерения крутящего момента
Измерительный прибор Относитель- ная погреш- ность, % Диапазон изме- ряемого мо- мента, H-м Частота вра- щения, с**1
1. Торсиометры: крутильные стробоскопиче- ские .. ±1 До 5 До 12000
крутильные электрические с использованием временного метода измерения крутящего момента ± (0,54-2) 1-3000 60-600
крутильные электрические с использованием фазового метода измерения крутящего момента. ± (0,54-1) 5-400 3000-36000
крутильные индуктивные ± (14-2) До 8000 До 60000
тензометрические с магнито- упругим преобразователем .... ±1,5 250-7500 До 300
тензометрические омические . . . ±1,5 100-200 До 3000
2. Балансирные динамо- метры : электрические постоянного тока в двигательном и гене- раторном режимах ± (0,14-0,2) До 5000 60-3600
электрические переменного тока в двигательном и гене- раторном режимах ± (0,24-0,5) До 100 До 6000
гидравлические тормозные .... От ±0,1 До 10000 180-60000
механические тормозные ±(14-5) До 2000 До 1800
электромагнитные тормозные . . ± (0,54-2) До 2000 До 1800
ческую машину. В этом случае мощность NMcn испытуемого гидравлическо-
го устройства определяют по формуле (Вт)
NHcn=Nn,
где N — мощность тарированной машины, Вт; т? — КПД тарированной ма-
шины при данной мощности.
Под тарированной машиной понимают машину, имеющую известную
зависимость КПД от потребляемой или эффективной мощности при усло-
виях окружающей среды, соответствующих условиям проведения изме-
рений.
Для измерения мощности следует использовать ваттметры класса точ-
ности не ниже 0,5, измерительные трансформаторы класса точности не ни-
же 0,2, амперметры и вольтметры класса точности не ниже 0,5.
4. УСЛОВИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ
ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ ГИДРООБОРУДОВАНИЯ
Экономическая целесообразность организации входного контроля
определяется следующими условиями:
затраты по организации входного контроля не должны превышать
потерь от брака, возникающих вследствие поставок некачественных комп*
лектующих на готовых изделиях;
срок окупаемости затрат на организацию входного контроля не дол*
жен превышать установленного в промышленности норматива экономиче*
ской эффективности капитальных вложений — 0,2.
Таким образом, при организации входного контроля необходимым
и достаточным является выполнение условий
3</7 • 3/П->Е,
б б
где 3 — затраты на организацию входного контроля; /7б — потери от брака;
Е — нормативный коэффициент экономической эффективности — 0,2.
Затраты на организацию входного контроля включают текущие затра*
ты С и капитальные вложения К:
3=С + КЕ.
Текущие затраты
С-С + С + с + с +с + с + с + с
м м.б з.о з.д с а э т.р
где См — материалы (смазочные, обтирочные материалы, рабочая жидкость
и прочие вспомогательные материалы); См б — износ малоценных быстро*
изнашивающихся предметов; С3 о — основная заработная плата работников
ОТК, занятых на входном контроле; С3 д — дополнительная зарплата ра-
ботников ОТК, занятых на входном контроле; Сс — отчисления на социаль-
ное страхование (7,7% от суммы основной и дополнительной заработной
платы); CQ — амортизация основных фондов; С3 — силовая электроэнер-
гия; р — текущий ремонт оборудования (10—15% стоимости основных
фондов).
Капитальные вложения
К = К* + К .
об п
где KQ& стоимость приобретенного оборудования, включаемого в состав
основных фондов (стенды и другое оборудование, стоимость которого
выше 50 р. и срок службы свыше одного года); Кп — стоимость производ-
ственных помещений, выделенных для служб входного контроля (из рас-
чета 60 р. на 1 м2).
Сумма потерь от брака
П~ = П + П ,
б и .6 р
где /7И б — затраты на исправление брака; /7 — затраты на рекламации.
Затраты на исправление брака
/7 _ = S tm К + С + С ,
И • О J пл ГЧ
i
где St — суммарная трудоемкость всех видов работ по исправлению бра-
1
ка; m — часовая тарифная ставка среднего разряда работ по исправлению
брака; К — коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату
и доплаты (1,1b); См — затраты на материалы, необходимые для исправле-
ния брака; Ск — затраты на комплектующие изделия и узлы, необходимые
для, замены бракованных»
Г лава П.
МОНТАЖ ГИДРООБОРУДОВАНИЯ И КОМПЛЕКТНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ.
ПУСКОНАЛАДОЧНЫЕ РАБОТЫ
1» ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
ГИДРООБОРУДОВАНИЯ
В практике производства и эксплуатации промышленных гидроприво-
дов и их элементов установлены следующие показатели надежности: пока-
затель долговечности — 90-процентный ресурс; показатель безотказности -
90-процентная наработка до отказа; показатель сохраняемости - средний
срок сохраняемости. Эти данные необходимы эксплуатационникам для
планирования обслуживания гидросистем.
90-процентный ресурс — наработка, в течение которой 90% изделий не
достигает предельного состояния; 90-процентная наработка до отказа -
наработка, в течение которой на 90% изделий не наступает первый отказ.
Средний срок сохраняемости — среднее статистическое значение сроков
хранения изделий в оговоренных условиях, после которого допускается
уменьшение показателя безотказности не более чем на 10%.
Предельное состояние - состояние изделия, при котором его эксплу-
атация становится неэффективной или невозможной по причине неустрани-
мого (при текущем ремонте) выхода заданных параметров за установлен-
ные пределы в результате изнашивания и (или) разрушения основных дета-
лей. Отказ — нарушение работоспособности изделия, устраняемое текущим
ремонтом, для проведения которого требуется разборка изделия.
Для многоэлементных изделий (гидростанции, гидроагрегаты и т.п.),
элементы которых в процессе эксплуатации заменяются по мере выработки
ресурса, показатели надежности и предельное состояние устанавливаются
условно по основному элементу — насосу. В случае отсутствия насоса — по
элементу с наименьшим значением показателя долговечности.
Таблица 22
Минимальные значения показателей долговечности,
безотказности и характеристики предельных состояний
основных видов гидрооборудования
Наименование гидрооборудования 90%-ный ресурс, не менее 90%-ная нара- ботка до отка- за, не менее Характеристика предельного состояния
Насосы пластинчатые
нерегулируемые но давле-
ние 6,3 МПа с рабочим
объемом, см3:
9-40 7000 ч 4000 ч
63-125 5000 ч 3000 ч
160-224 3000 ч 1500 ч
Наименование гидрооборудования 90%-ный ресурс, не менее 90%-ная нара- ботка до отка- за, не менее Характеристика предельного состояния
Насосы пластинчатые нерегулируемые на дав- ление 12,5 МПа с рабочим объемом, см3: 6,3-32 45-80 5000ч 3000ч 3000 ч 1500ч
Насосы пластинчатые регулируемые на давле- ние 6,3 МПа с рабочим объемом, см3: 6,3-20 46-80 5000ч 3000ч 3000ч 1500ч Падение объемно- ного КПД (коэффи- циента подачи), ука- занного в НТД, более чем на 15%
Насосы регулируемые радиально-поршневые на рабочее давление, не бо- лее, МПа: 10 20 6000ч 5000ч 3000ч 3000ч
Насосы регулируемые аксиально-поршневые с тор- цовым распределением на давление 32 МПа 5000 ч 3000ч
Насосы регулируемые аксиально-поршневые с клапанным распределе- нием 5000 ч 3000 ч
Насосы нерегулируемые аксиально-поршневые с кла- панным распределением 6000 ч 3000ч
Насосы секционные 6000 ч 3000ч
Гидромоторы пластин- чатые на давление 6,3 МПа с рабочим объемом, см3: 8-36 71-100 140-200 5000ч 5000 ч 3000ч 3000ч 1500ч 1500 ч Падение полного КПД, указанного в НТД, более чем на 15%
Гидромоторы радиаль- но-поршневые высоко- моментные 4000 ч 2000ч
Гидромоторы аксиал ь- но-поршневые на давле- ние 6,3 МПа с рабочим объемом до 160 см3 5000ч 3000 ч
Насос-моторы аксиаль- но-поршневые на давле- ние до 32 МПа 6000ч 3000ч Падение объемно- го КПД (коэффици- ента подачи), указан-
ного в НТД, более
чем на 15%
Наименование гидрооборудован ия 90%-ный - ресурс, не менее 90%-ная нара- ботка до отка- за, не менее Характеристика предельного состояния
Комплектный шаговый электрогидравлический Увеличение ошиб- ки угла поворота вы-
привод 10000 ч 3000 ч ходного вала в 5 раз относительно указан- ного в НТД
Дросселирующий гидрораспределитель с электроуправлением 5000 ч 2000 ч Увели4ение расхо- да масла при среднем положении золотника на 15% относительно указанного в НТД
Гидроцилиндры на ра- бочее давление, МПа, не более: 10 32 10 млн. циклов 4 млн. циклов 0,6 млн. циклов 0,5 млн. циклов Не устранимое за- меной уплотнитель- ных элементов увели- чение уте4ек, указан- ных в НТД, более 4ем в 2 раза
Пневмогидроаккуму- ляторы поршневые на дав- ление до 32 МПа с объемом до 40 л 0,5 млн. циклов 0,25 млн. циклов Нарушение герме- ТИ4НОСТИ поршня, не- устранимое заменой уплотнительных эле- ментов
Гидроклапаны предо- хранительные прямого действия на рабочее дав- ление, МПа, не более: 10 20 32 1500 ч 1250 ч Ю00*ч 750 ч 600 ч 500*ч Увели4ение утечек,
Гидродроссели на ра- бочее давление, МПа, не более: 20 32 20000 ч 10000 ч 5000 4 3000 4 указаппых в п 1 ^ц, оо- лее чем в 2 раза
Гидрозамки односто- ронние на рабочее давле- ние до 32 МПа с условным проходом, мм: до 32 40-80 6 млн. циклов 3 млн. циклов 1 млн. циклов 1 млн. циклов Увеличение утечек, указанных в НТД, бо- лее чем в 3 раза
Гидроклапаны после- довательности (напорные золотники) на рабочее давление, МПа, не более: 10 20000 ч 20 14000 ч Увеличение утечек, указанных в НТД, бо- лее чем в 4 раза 4000 ч 4000 ч
Наименование гидрооборудования 90%-ный ресурс, неменее 90%-ная нара- ботка до отка- за, не менее Характеристика предельного состояния
Г идрораспределители направляющие на рабочее давление до 32 МПа 6 млн. циклов 3 млн. циклов Увеличение утечек, указанных в НТД, бо- лее чем в 1,5 раза
Реле давления на рабо- чее давление до 32 МПа 5 млн. циклов 1 млн. циклов
Делители потока на рабочее давление до 20 МПа 10000 ч 3000 ч Увеличение утечек, указанных в НТД, бо- лее чем в 2 раза
Гидроклапаны обрат- ные модульные 3 млн. циклов 1 млн. циклов
Гидроклапаны давления модульные 10000 ч 3000 ч
Гидроклапаны выдерж- ки времени 5 млн. циклов 1 млн. циклов
*При 250 циклах в час.
Минимальные значения показателей долговечности и безотказности, а
также характеристики предельного состояния основных видов гидравличе-
ского оборудования приведены в табл. 22. Эти данные могут быть исполь-
зованы также для изделий, аналогичных по конструктивным признакам, ре-
жимам работы и функциональному назначению. Для гидрооборудования
установлен средний срок сохраняемости 2года.
2. ВЫБОР НАСОСА ДЛЯ ГИДРОПРИВОДА
Отечественной промышленностью выпускается обширная номенкла-
тура насосов для гидроприводов. Для правильного выбора насоСа необходи-
мо иметь следующие данные о режимах его работы: номинальное рабочее
давление, максимальное давление и время работы при этом давлении, часто-
та изменения давления, наличие пиков давления и их величина, номиналь-
ная частота вращения, максимальная и минимальная частота вращения и
время работы при данных частотах вращения, зависимость давления от
числа оборотов, величина подачи, долговечность при разных нагрузках
(длительная нагрузка, циклическая нагрузка, работа с перегрузками, рабо-
та при пиковых давлениях и т.п.), требуемая чистота рабочей жидкости,
чувствительность к работе на рабочей жидкости с повышенной температу-
рой, КПД при различных режимах работы, скорость и диапазон регулирова-
ния подачи, наличие механизма регулирования подачи, шумовая характери-
стика, простота обслуживания, ремонтопригодность. В каждом конкретном
случае из данного перечня выбирают обязательные и желательные техниче-
ские данные требуемого насоса и по ним решают вопрос о выборе типа
насоса. Ниже приведены преимущества и недостатки насосов разных кон-
струкций.
Шестеренные и винтовые насосы. Наибольшее применение шестеренные
насосы с наружным зацеплением получили в гидроприводах мобильных ма-
шин (при давлениях до 20 МПа и выше) . В стационарных Машинах эти
насосы применяются при относительно низких рабочих давлениях (до
6,3 МПа), так как при высоких давлениях они имеют повышенный уровень
шума.
Преимущества шестеренных насосов с наружным зацеплением: отно-
сительно высокое рабочее давление; удовлетворительная работа на загряз-
ненных рабочих жидкостях; нечувствительность к значительному измене-
нию вязкостных характеристик рабочей жидкости; удовлетворительная
работа при повышенных температурах рабочей жидкости; нечувствитель-
ность к повышению частоты вращения; относительно низкая стоимость;
высокая надежность. Недостатки шестеренных насосов с наружным зацеп-
лением: повышенный уровень шума, особенно при высоких давлениях;
значительная пульсация рабочей подачи; снижение долговечности при ра-
боте на рабочих жидкостях с повышенными температурой и количеством
загрязнений; отсутствие исполнений с регулируемой подачей; значительное
возрастание стоимости насосов с увеличенным рабочим объемом; трудо-
емкость ремонтных работ.
Шестеренные насосы с внутренним зацеплением еще не нашли широ-
кого применения в гидроприводах, но благодаря преимуществам по срав-
нению с шестеренными насосами с наружным зацеплением следует ожидать
более широкого их внедрения в гидроприводы машин.
Шестеренные насосы с внутренним зацеплением, обладая преимущества-
ми шестеренных насосов с наружным зацеплением, характеризуются также
очень низким уровнем шума, высокой долговечностью (20 тыс. ч и более),
высоким объемным КПД, допускают быстрое изменение нагрузки, могут
работать при давлениях до 32 МПа. Они успешно заменяют в гидроприводах
нерегулируемые поршневые насосы высокого давления (долговечнее по-
следних) .
Недостатки шестеренных насосов с внутренним зацеплением: более
высокая стоимость по сравнению с шестеренными насосами наружного за-
цепления и даже с пластинчатыми; необходимость обеспечения хороших
условий для всасывания рабочей жидкости во избежание кавитационных
явлений и изнашивания.
Винтовые насосы применяются крайне редко. Их положительные
свойства — отсутствие пульсации рабочей подачи; низкий уровень шума.
Недостатки — увеличенные габариты; чувствительность к изменению усло-
вий всасывания. Винтовые насосы используют при давлениях не выше
2—3 МПа.
Пластинчатые насосы. Наибольшее применение эти насосы получили
в гидроприводах стационарных машин, работающих при средних давле-
ниях (до 16 МПа). Положительные свойства пластинчатых насосов: низ-
кий уровень шума; возможность регулирования подачи с высокой ско-
ростью из-за малого хода регулировки (на 20-30% вЫше по сравнению с
насосами других типов), что позволяет в ряде случаев отказаться от
предохранительных клапанов; незначительная пульсация рабочей подачи;
повышенная ремонтопригодность; низкая стоимость.
Недостатки пластинчатых насосов: большая восприимчивость к забро-
сам (пикам) давления (по сравнению с шестеренными насосами); чувстви-
тельность к быстрому изменению нагрузки (уменьшается долговечность),
к неблагоприятным условиям всасывания, повышенному загрязнению ра-
бочей жидкости, к изменению вязкости рабочей жидкости и повышению
частоты вращения; низкий КПД (по сравнению с поршневыми насосами).
Аксиально-поршневые насосы. В гидроприводах применяются в основ-
ном аксиально-поршневые насосы с наклонным блоком (НБ) и наклонным
диском (НД). Ниже сравнение этих гидромашин дано в предположении, что
рабочие объемы и давления у гидромашин обоих типов одинаковы.
Габаритные размеры и масса. Более благоприятен тип насосов с НД
вследствие отсутствия громоздкого узла подшипников, консольного вала
и отклоняемой люльки, вмещающей блок цилиндров. Это особенно сказы-
вается на регулируемых гидромашинах и в меньшей степени на нерегулиру-
емых. Кроме того, момент инерции люльки в машинах с НД гораздо мень-
ше, чем в машинах с НБ, и это обусловливает их большее быстродействие
при изменении подачи.
Трудоемкость изготовления. Более благоприятен тип насосов с НД бла-
годаря меньшей металлоемкости и меньшему числу деталей высокой точно-
сти. Трудоемкость изготовления насосов с НБ на 8—12% выше, чем насосов
с НД (из-за усложнения изготовления поршневой группы и синхронизирую-
щих устройств).
Долговечность. Из-за меньшей нагруженности подшипников и возмож-
ности более широкого использования гидростатических опор более благо-
приятен тип насосов НД. Отметим, что в машинах с НБ нагрузка на подшип-
ники слабо зависит от угла наклона блока, а в машинах с НД она пропорци-
ональна тангенсу этого угла. Это обстоятельство, а также малая инерция
вращающихся деталей выгодно отличают гидромашины с НД при использо-
вании их в насосных установках переменной производительности с постоян-
ным давлением. Ресурс гидромашин с НБ составляет 10000 ч при давлении
32 МПа, ресурс насосов с НД при тех же давлениях — 13000 ч (ресурс ма-
шин определяют подшипниковые узлы).
Коэффициент полезного действия. Более приемлем тип насосов с НБ.
В гидромашинах с НД механические потери из-за больших радиальных сил,
действующих на поршни, больше. Одновременно из-за широкого примене-
ния гидростатических опор и больших линейных скоростей в парах трения
в них больше утечки. В целом эти факторы ведут к снижению КПД для оп-
тимальной зоны характеристики на 2—3%. Коэффициенты подач гидрома-
шин с НБ и НД при давлении 32 МПа составляют около 95%. КПД гидро-
машин с НД 88—90%, с НБ 90—92% (выше, так как зависит от условий ра-
боты поршневой группы, связанной с кинематикой качающего узла).
Частота вращения. Гидромашины с НБ позволяют выполнять систему
распределения с меньшими радиальными размерами. Это при ограниченно-
сти линейных скоростей допускает их использование при более высоких
частотах вращения, что в конечном итоге повышает энергоемкость.
Всасывающая способность. Более благоприятны гидромашины с НБ.
В них окружные скорости окон цилиндров меньше, а размеры окон Могут
быть выполнены большими, что уменьшает вероятность снижения подачи
из-за кавитации. Всасывающая способность насосов с НБ выше, так как
мертвые объемы рабочих камер у них минимальны. Кроме того, проточные
части насосов выполнены более короткими, что уменьшает потери.
Страгивание и минимальная частота вращения гидромотора. Более при-
емлем тип насосов с НБ. Из-за больших механических потерь и утечек у
гидромоторов с НД минимальная устойчивая частота вращения и давление4
страгивания больше, чем у гидромоторов с НБ. Это затрудняет использование
гидромоторов с НД при малых скоростях и перепадах давления.,У гидромо-
торов с НД момент инерции вращающихся масс значительно меньше, чем
у гидромоторов с НБ, что сокращает время разгона, торможения и реверса.
Вибростойкость. Благодаря отсутствию тяжелого отклоняемого на-
клонного блока, вмещающего блок цилиндров, более благоприятен тип на-
сосов с НД.
Требования к рабочей жидкости. Более благоприятен тип насосов с НБ:
Благодаря обилию тяжело нагруженных пар трения для гидромашин с НД
требуется рабочая жидкость более вязкая, стойкая к повышению темпера-
туры и мятию; кроме того, необходима более тонкая фильтрация жидко-
сти: для гидромашин с НД около 10—15 мкм, с НБ — 15—25 мкм.
С ростом давления долговечность насосов с НБ быстро снижается, а для
насосов с НД рост давления мало влияет на долговечность, так как под-
шипниками воспринимается только радиальная составляющая силы. В свя-
зи с этим насосы с НБ лучше использовать для переменных нагрузок, а на-
сосы с НД — для постоянных.
Насосы с НБ менее чувствительны к росту частоты вращения, чем
насосы с НД, у них лучше всасывающие характеристики, так как мерт-
вые объемы меньше. Благодаря этому насосы с НБ лучше применять
для открытых гидросистем, а насосы с НД —для замкнутых.
Таким образом, гидромашины с НД предпочтительны в гидроприводах
мобильных машин, где массовые и габаритные показатели важны для удоб-
ного встраивания. В гидроприводах общепромышленного применения,
рассчитанных на длительную эксплуатацию, предпочтительны гидромашины
с НБ. Перспективно использование гидроприводов, состоящих из насоса
с НД и гидромотора с НБ, поскольку такие гидромоторы мало отличаются
по массе и габаритам от гидромоторов с НД, превосходя их по эксплуата-
ционным показателям. Практика показывает, что в гидроприводах мобиль-
ных и стационарных машин находят применение как насосы с НБ, так й на-
сосы с НД. Примером могут служить насосы фирмы "Рексрот" (ФРГ) типа
А4 и А5 для мобильных машин. Насосы А4 с НД применяются при режимах
длительной нагрузки. Насосы А5 — для систем мобильных машин с более
легкими условиями по нагрузке, но допустима эксплуатация в сильно за-
пыленной среде. Конструктивная схема А5 — насос с НБ, шатунная кинема-
тика, бескарданный.
Радиально-поршневые насосы. В гидроприводах применяются ради-
ально-поршневые насосы с клапанным и осевым (с помощью цапфы) рас-
пределением. Положительные свойства этих насосов: при средних и высо-
ких давлениях имеют КПД выше, чем у пластинчатых насосов; высокая
скорость регулирования и реверса подачи (из-за коротких ходов регули-
рования, определяемых величиной эксцентриситета); высокая надежность
работы; низкий уровень шума; меньшая чувствительность к пикам давле-
ния; стоимость регулируемых радиально-поршневых насосов примерно
равна стоимости регулируемых аксиально-поршневых насосов, нерегули-
руемые радиально-поршневые насосы несколько дороже нерегулируемых
аксиально-поршневых; меньшая чувствительность к загрязнению рабочей
жидкости. Радиально-поршневые насосы с клапанным распределением ме-
нее чувствительны к кратковременным перегрузкам, нерегулируемые
радиально-поршневые насосы можно делать (без увеличения стоимости)
на две подачи и более (т.е. создавать гидроприводы со ступёнчатым регу-
лированием) , можно применять для систем синхронизации движения рабо-
чих органов машины. Недостатки радиально-поршневых насосов: большие
габариты и масса по сравнению с насосами других типов.
Радиально-поршневые насосы широко применяют для гидроприводов
стационарных машин, работающих при высоких давлениях (прессы, испы-
тательные машины и т.п.).
3. ТРЕБОВАНИЯ К МОНТАЖУ
И ОТЛАДКА НАСОСОВ И ГИДРОМОТОРОВ
При монтаже насосов и гидромоторов должен быть обеспечен удобный
доступ к ним. Замена насоса или гидромотора не должна вызывать демон-
тажа соседних узлов и элементов гидропривода.
Валы насоса и гидромотора соединяют с валом электродвигателя или
исполнительного механизма с помощью упругих муфт. Несоосность валов
не должна превышать 0,2 мм, а максимальный угол излома осей валов не
должен превышать 30'. Увеличение приведенных норм при соединении ва-
лов приводит к повышенному шуму и вибрациям в процессе работы, уско-
ренному изнашиванию подшипников насосов и гидромоторов, выходу из
строя уплотнительных узлов вала. В качестве эластичных муфт, не созда-
ющих осевых и радиальных нагрузок на вал, можно применять упругие
втулочно-пальцевые муфты (ГОСТ 21424—75), упругие муфты со звездоч-
кой (по ГОСТ 14084-76), кулачковые дисковые муфты (по МН 2801-61).
Особое внимание при монтаже насосов должно быть уделено всасыва-
ющей гидролинии. При размещении насосов на масляном баке расстояние
от насоса до уровня масла должно быть (не более): для шестеренных насо-
сов — 300 мм; для лопастных и аксиально-поршневых — 500 мм; для ради-
ально-поршневых — 400 мм. У насосов с подпиткой на всасывании должен
быть обеспечен необходимый подпор рабочей жидкости, величину которого
указывают в сопроводительной технической документации. Диаметр вса-
сывающего трубопровода должен быть равным (^ли больше) условному
проходу всасывающего (подводящего) отверстия насоса; не допускается
Рис. 19.' Схема расположения сливной
трубы относительно дна маслобака
Рис. 20. Схема расположения дренажного
трубопровода насоса (Д — верхняя точка
изгиба на дренажной трубке)
уменьшение диаметра всасывающего трубопровода в месте присоединения
всасывающего фильтра. Скорость течения рабочей жидкости во всасываю-
щем трубопроводе не должна превышать 1,2 м/с. Всасывающие трубопро-
воды следует проектировать с минимально возможными местными сопро-
тивлениями, так как они могут создавать вакуум при всасывании. Допусти-
мая величина вакуума при всасывании указывается в технической докумен-
тации. Его средняя величина — 0,02 МПа.
Для гидроприводов с разомкнутой циркуляцией сливной трубопровод
должен иметь размеры, обеспечивающие скорость движения рабочей жидко-
сти не выше, чем во всасывающем трубопроводе насоса. В противном случае
при сливе в маслобаке образуется масляная эмульсия (масло захватывает
воздух), что крайне отрицательно сказывается на долговечности насоса и на
его объемном КПД. Сливная труба должна быть погружена в масло, иметь
скос под углом 45°; минимальное расстояние от дна маслобака до трубы
должно быть равно 2,5 наружным диаметрам сливной трубы (см. рис. 19).
При наличии в насосе или гидродвигателе дренажных отверстий послед-
ние необходимо открыть, тщательно прочистить и подсоединить к ним тру-
бопроводы для отвода утечек. Диаметр дренажного трубопровода должен
быть равным (или больше) условному проходу дренажного отверстия в на-
сосе или гидромоторе. Если корпус насоса (гидродвигателя) должен быть
постоянно заполнен рабочей жидкостью (рис. 20), то верхняя точка изгиба
дренажного трубопровода должна всегда находиться выше самой высокой
части насоса (гидродвигателя). Если по условиям монтажа дренажный
трубопровод должен иметь значительную протяженность, его сечение долж-
но быть увеличено во избежание повышения давления в корпусе насоса
(гидродвигателя), что может привести к выдавливанию уплотнений вала.
В этом случае может потребоваться отсоединение дренажного трубопровода
от общей дренажной магистрали и подсоедйнение его непосредственно к
маслобаку. Давление внутри корпуса насоса (гидродвигателя), как прави-
ло, не должно превышать 0,02-0,03 МПа. Если в корпусе насоса (двигате-
ля) в процессе эксплуатации постоянно должно находиться масло, то дре-
нажный трубопровод должен быть погружен в рабочую жидкость, что
позволит избежать эффекта сифонирования, приводящего к удалению мас-
ла из корпуса насоса и замене его воздухом. При первом пуске таких насо-
сов надо тщательно следить за полным заполнением корпуса насоса рабочей
жидкостью; при эксплуатации после длительных перерывов в работе делать
это не требуется.
Насосы (гидродвигатели) следует предохранять от воздействия усилий,
возникающих от веса или упругой деформации присоединенных трубопро-
водов, что возможно при низком качестве монтажа гидропривода. Радиаль-
ные и осевые нагрузки от приводящего двигателя или от исполнительного
механизма машины на приводной вал насоса (гидродвигателя) не допуска-
ются, если это не оговорено в руководстве по эксплуатации. В этом случае
необходимо предусматривать промежуточные опоры. Для защиты насоса
(гидродвигателя) от перегрузок в гидроприводе устанавливают предохра-
нительный клапан, настройка которого не должна превышать номинальное
давление больше чем на 20%.
При работе насоса (гидромотора) в гидроприводе могут возникнуть
различные неполадки, вызывающие отклонения от нормальной работы. На-
иболее характерные неполадки, причины их возникновения и способы
устранения приведены в табл. 23 и 24.
При первом пуске насоса необходимо выполнить следующие работы:
проверить соосность установки вала насоса и приводного двигателя;
заполнить маслобак рабочей жидкостью до наивысшей метки указа-
теля уровня маслозаправочной станции; если маслозаправочной станции
нет, то рабочую жидкость заливают с помощью воронки с металлической
сеткой (тонкость фильтрации 100 мкм); перед заливкой рабочей жидко-
сти рекомендуется промыть маслобак чистым маслом для удаления за-
грязнений;
настроить предохранительный клапан на нулевое давление (полностью
ослабить регулировочную пружину клапана);
перекрыть запорные клапаны аккумуляторов;
открыть все воздухоспускные устройства для удаления воздуха из
гидросистемы; при отсутствии врздухоспускных устройств в самой высо-
кой точке расположения нагнетательного трубопровода отсоединить трубо-
провод (концевое или промежуточное соединение) и удалить воздух;
заполнить корпус насоса чистой рабочей жидкостью (например, через
дренажное отверстие);
у регулируемых насосов установить механизм регулирования подачи
в положение, обеспечивающее не менее 40—60% номинальной подачи;
кратковременными включениями электродвигателя привести в дейст-
вие насос; продолжительность одного включения - около 1 с (электродви-
гатель при этом должен достигать примерно 0,5 номинальной частоты вра-
щения), перерыв между включениями 2—3 с (электродвигатель должен
остановиться); при кратковременных включениях проверить правильность
направления вращения и всасывание рабочей жидкости; кратковременные
включения продолжать до* полного заполнения гидросистемы рабочей
жидкостью;
Неисправность Причина неисправности Способ устранения неисправности
1. Повышенный
шум при работе на-
соса
1. Кавитация во всасы-
вающем трубопроводе (не-
достаточное заполнение
рабочих полостей насоса
маслом)
1. Промыть всасывающий
фильтр
2. Проверить засорение (на-
личие посторонних предметов)
всасывающего трубопровода и
промыть его
3. Снизить частоту вращения
жидкости (при высокой вязко-
сти)
4. Нагреть рабочую жидкость
(при работе в условиях низких
температур)
5. Снизить частоту вращения
приводного двигателя (при по-
вышенной частоте вращения)
2. Несоосность и излом осей валов насоса и привод- ного двигателя 1. Проверить и установить соосность осей не более 0,2 мм и угол излома осей не более 30'
2. Насос подсасы- вает воздух, шум и вибрация при рабо- те насоса 1. Низкий уровень рабо- чей жидкости в маслобаке 2. Нарушена герметич- ность соединений на всасы- вающем трубопроводе 3. Повреждено уплотне- ние вала насоса 4. Пенообразование в маслобаке 1. Долить необходимое коли- чество рабочей жидкости в мас- лобак 2. Проверить всасывающий трубопровод, подтянуть все сое- динения 3. Заменить уплотнение 4. Устранить источник пено- образования или заменить гласно на другое с антипенной присад- кой. Погрузить сливные трубо- проводы в масло
3. Стук при рабо- . те наСЪса, шум и виб- рация 1. Износ или поврежде- ние качающих узлов насоса (поршневая группа, шестер- ни, пластины и т.д.) 2. Износ или поврежде- ние подшипников 3. Износ соединительной муфты 4. Ослаблены крепеж- ные винты 1. Заменить или отремонтиро- вать насос 2. Заменить подшипники 3. Заменить муфту 4. Подтянуть крепежные вин- ты насоса и приводного двига- теля
4. Насос развивает недостаточное'давле- ние 1. Загрязненность рабо- чей жидкости 2. Неисправность предо- хранительного клапана 3. Засорение предохра- нительного клапана, пре- пятствующее его полному закрытию Т. Заменить рабочую жидкость, предварительно про- мыв гидросистему 2. Заменить предохранитель- ный клапан 3. Промыть предохранитель- ный клапан
Неисправность Причина неисправности Способ устранения неисправности
4. Неправильная настрой- ка предохранительного кла- пана (часть расхода идет че- рез него на слив) 4. Настроить предохранитель- ный клапан на требуемую вели- чину давления
5. Насос не разви- вает давление 1. Слишком низкий уро- вень рабочей жидкости в маслобаке 2. Неправильное направ- ление вращения вала насоса 3. Не работает привод- ной двигатель 4. Сломан вал насоса 5. Предохранительный клапан заклинен в верхнем положении (вся подача идет через него на слив) 6. Неисправность гидро- аппаратов в гидроприводе (вся подача идет на слив через неисправный аппа- рат) 1. Долить необходимое коли- чество рабочей жидкости в мас- лобак 2. Установить направление вращения вала насоса в соответ- ствии с инструкцией по монтажу и эксплуатации или по стрелке, нанесенной на корпусе насоса 3. Выявить причину и запу- стить приводной двигатель 4. Заменить или отремонтиро- вать насос 5. Промыть предохранитель- ный клапан и настроить его на требуемое давление 6. Проследить за потоком ра- бочей жидкости путем демонта- жа (при необходимости) отдель- ных присоединений трубопрово- да к гидроаппаратам
Таблица 24
Характерные неисправности в работе гидромоторов
Неисправность Причина неисправности Способ устранения неисправности
1. Шум и стук в гидро- моторе 1. Наличие воздуха в гид- росистеме 2. Давление в сливной гидролинии (на выходе из гидромоторЬ) меньше ука- занного в технической до- кументации > 3. Вибрация трубопрово- дов 4. Некачественная под- гонка соединительной муфты 1. Удалить воздух из гид- росистемы 2. Установить нагрузоч- ным устройством (клапа- ном или дросселем) необхо- димое давление 3. Подтянуть крепежные болты, закрепить трубы 4. Подогнать детали муф- ты
2. Вал не вращается или вращается рывками 4-1536 1. Наличие воздуха в гид- росистеме 2. Давление на входе в гидромотор не соответству- ет установленному 3. Валы гидромотора и исполнительного органа соединены с большим пе- рекосом или биением 4. Выход из строя насоса* 1. Удалить воздух из сис- темы 2. Настроить предохрани- тельный клапан гидросисте- мы на необходимое давле- ние 3. Выставить гидромотор на установочной плоскости, устранив перекос и биение 4. Заменить или отремон- тировать насос 49
Неисправность
Причина
неисправности
Способ устранения
неисправности
5. Неправильно выбран типоразмер гидромотора или неправильно установ- лен рабочий объем в регу- лируемом гидромоторе 5. Заменить гидромотор на другой с большим рабо- чим объемом (установить необходимый рабочий объем)
3. Частота вращения гидромотора ниже уста- новленной 1. Недостаточная подача насоса 2. Неправильная настрой- ка расхода на входе в гидро- мотор 3. Засорение редукцион- ного клапана в дросселе с регулятором 4. Увеличенные потери рабочей жидкости в гидро- системе 1. Увеличить подачу насо- са или заменить насос на ти- поразмер с большей подачей 2. Отрегулировать дрос- сель расхода или заменить его 3. Разобрать, прочистить и промыть клапан, устано- вить необходимый расход 4. Определить место уте- чек (потерь), установить и устранить причину потерь (подтянуть соединения трубопроводов, заменить неисправные гидроаппа- раты)
5. Неправильная настрой- ка предохранительного кла- пана (часть подачи насоса идет через него на слив) 6. Нагрузочный крутя- щий момент на валу гидро- мотора выше крутящего момента, развиваемого гид- ромотором при установлен- ной частоте вращения 5. Установить необходи- мое давление в системе 6. Увеличить давление в системе или заменить гидро- мотор другим большего ти- поразмера (увеличить рабо- чий объем в регулируемом гидромоторе)
4, Гидромотор не разви- вает требуемый крутящий момент 1. Давление в системе ни- же необходимого 2. Нарушение герметич- ности магистралей в гидро- системе 1. Настроить предохрани- тельный клапан 2. Проверить и устранить неисправность
5. Неравномерность крутящего момента и час- тоты вращения 1. Наличие воздуха в сис- теме 2. Неисправность предо- хранительного клапана 3, Большой объем рабо- чей жидкости в гидролини- ях между гидромотором и аппаратурой управления 4. Неисправность систе- мы регулирования привода 5. Неправильно выбран типоразмер гидромотора 1. Удалить воздух из сис- темы 2. Клапан снять, прочис- тить, промыть, устранить не- исправность 3. Максимально прибли- зить аппаратуру к гидро мо- тору 4. Заменить неисправные детали, промыть и очистить систему регулирования от загрязнений 5. Установить гидромо- тор необходимого типораз- мера
6. Чрезмерный нагрев гидромотора 1, Неправильно отрегули- рована система охлаждения 1. Увеличить мощность или отрегулировать систему охлаждения
Неисправность Причина неисправности Спрсобустраныые неиспрадыкти
2. Неисправность систе- мы охлаждения 3. Вязкость рабочей жидкости ниже допустимой 4. Износ иди поломка де- талей гидромотора 2. Устранить неисправ- ность 3. Заменить рабочую жидкость 4. Устранить поломку или заменить гидромотор
7. Увеличенные внеш- ние утечки: по валу по стыкам и соедине- ниям из дренажного отвер- стия 1. Повреждено уплотне- ние вала 1. Ослабление затяжки крепежных деталей 1. Износ деталей в гидро- моторе 1. Заменить уплотнение 1. Подтянуть крепежные детали 1. Отремонтировать или заменить гидромотор
установить минимальное давление в гидросистеме и привести гидропри-
вод в действие на холостых режимах, следя при этом за удалением воздуха
из гидросистемы;
закрыть воздухоспускные устройства (или затянуть трубные соедине-
ния}, убедиться, что весь воздух из гидросистемы удален, и сделать не-
сколько рабочих циклов в замедленном темпе;
настроить на требуемое давление асе предохранительные клапаны
гидросистемы;
если обнаружатся утечки, устранить их, и весь пуск повторить сначала;
проверить уровень рабочей жидкости в маслобаке.
Если насос работает с замкнутой циркуляций гидропривода, то вначале
надо запустить подкачивающий насос (на 30-60 мин). Следует полностью
удалить воздух из гидросистемы. Если подкачивающий насос не может ра-
ботать отдельно от главного насоса, то все трубопроводы заполняют рабо-
чей жидкостью .вручную (или с помощью отдельного насоса), но дри этом
надо принять меры против загрязнения гидросистемы. После удаления воз-
духа из гидросистемы пуск основного насоса производят так, как описанр
выше.
При дальнейшей эксплуатации насосов .необходимо:
.после 2 ч работы насоса проверить уровень рабочей ЖИДКОСТИ
баке и все фильтры; при необходимости добавить рабочую жидкость в мас-
лобак и сменить фильтрующие элементы;
после 24 ч работы вновь проверить состояние фильтров и при пербхОАИ-
мости сменить фильтрующие элементы;
после 100 ч работы вновь проверить состояние фильтров;
не менее .одного раза в квартал проверять: уровень рабочей жидкости
в маслобаке; состояние фильтров; температуру рабочей жидкости; .на-
стройку предохранительных клапанов и регулировочных узлов .системы
управления насоса; уррвень шума при работе; величину вакуумагво,всасы-
вающем трубопроводе или величину давления подпитки; рабочую
жидкость (загрязнение, .наличиевоздуха и другие параметры).
Перед первым пуском гидромотора необходимо выполнить следующее:
убедиться в правильности монтажа всей системы; проверить уровень рабо-
чей жидкости в гидробаке; проверить наличие в гидросистеме контрольно-
измерительных приборов; через дренажное отверстие корпуса гидромотора
заполнить внутренние полости рабочей жидкостью (проворачивая вал вруч-
ную) ; выпустить из системы воздух; удалить все посторонние предметы и
инструмент; предупредить обслуживающий персонал о,пуске гидромотора.
Пробный пуск производится при полностью открытом предохранитель-
ном клапане, свободном сливе из гидромотора и отсоединенном от вала
гидромотора вале исполнительного (приводимого) механизма машины.
После включения насоса (насосной станции) следует постепенно увели-
чивать настройку предохранительного клапана до давления, при котором
начнёт вращаться вал гидромотора, а затем (если это оговорено техниче-
ской документацией) на выходе из гидромотора установить требуемое дав-
ление. Опробование производится при частоте* вращения гидромотора, рав-
ной 20—50% ее номинального значения, в течение 10—15 мин.
При пробном пуске проверяют правильность подключения к гидромо-
тору напорного и сливного трубопроводов (по соответствию направления
вращения вала требуемому). Во время пробного пуска гидромотора не до-
пускаются: стук в гидромоторе; вращение вала рывками или его останов-
ка; большой перепад давлений; утечки рабочей жидкости из-под пробок,
крышек, присоединительных поверхностей трубопровода; кроме того,
нельзя оставлять гидромотор незаполненным рабочей жидкостью.
Установив, что гидромотор работает без вибраций, стуков, резкого шу-
ма и пульсаций в напорной гидролинии (или устранив выявленные при
пробном пуске недостатки), производят опробование работы гидромотора
под нагрузкой. Останавливают гидромотор, выключают насос.
Вал гидромотора соединяют с валом исполнительного механизма маши-
ны и проверяют работу гидромотора при различных режимах в течение
30 мин. Если условия работы позволяют, целесообразно повышать нагруз-
ку постепенно.
В процессе эксплуатации гидромоторы ежедневно осматривают и про-
веряют уровень масла в гидросистеме; состояние мест разъемов корпусных
деталей, пробок, манометров, концевых соединений трубопроводов и т.п.;
состояние крепежных элементов гидромотора; утечки рабочей жидкости
через уплотнение вала.
4. ТРЕБОВАНИЯ К МОНТАЖУ И ОТЛАДКЕ ГИДРОЦИЛИНДРОВ
При монтдже гидроцилиндров необходимо обеспечить жесткую относи-
тельно гильзы фиксацию штока (плунжера) для предотвращения послед-
него от самопроизвольного выдвижения. Монтаж гидроцилиндров массой
до 30 кг осуществляют вручную, свыше 30 кг — с применением подъемно-
транспортных средств.
Основные правила монтажа гидроциЛиндров следующие:
радиальные нагрузки на шток (плунжер) должны быть минималь-
ными;
следует обеспечить соосность штока (плунжера) и соединяющегося с
ним вала ведомого механизма; для проверки соосности устанавливают
монтажные струны, отвесы и другие приспособления; непараллельность оси
штока и направления перемещения ведомых штоков узлов не должна пре-
вышать 0,1 мм на длине 150 мм;
крепление гидроцилиндров должно быть прочным и жестким (за ис-
ключением специальных случаев), а для сочленения штока (плунжера) с
приводом рекомендуется применять шарнирное соединение;
величину рабочего хода штока (плунжера) гидроцилиндра следует вы*
бирать несколько большей величины максимального хода ведомого меха*
низма во избежание ударов поршня о крышку;
должен быть обеспечен удобный доступ к гидроцилиндру для текущего
обслуживания и наблюдения за его работой.
Внутренние диаметры трубопроводов для подключения гидроцилиндра
к гидравлической системе должны быть приняты из условия обеспечения
необходимого времени срабатывания на основе расчетных или опытных
данных. Для уменьшения сопротивления потоку необходимо избегать боль*
шого числа изгибов и применять трубопроводы малой длины. Трубы перед
монтажом должы быть тщательно очищены от загрязнений.
При работе в запыленных условиях шток (плунжер) гидроцилиндра
следует защищать от попадания пыли и грязи, что предотвратит преждевре-
менный выход из строя уплотнений.
После монтажа гидроцилиндра и подключения его к гидравлической
системе нужно удалить воздух из гидроцилиндра и гидросистемы. Проверка
работы гидроцилиндра состоит из перемещения штока (плунжера) в режи-
ме рабочего хода и возврата вхолостую и под нагрузкой. Шток (плунжер)
должен передвигаться плавно, без вибраций и заеданий.
Техническое обслуживание гидроцилиндра заключается в своевремен-
ной замене уплотнений при появлении утечек. При быстром выходе уплот-
нений из строя следует найти и устранить причины их повышенного износа.
Такими причинами могут быть: попадание загрязнений в полость цилиндра;
работа на загрязненной рабочей жидкости; появление коррозии на штоке и
гильзе (при длительных остановках гидропривода); наличие царапин и за-
зубрин на штоке и гильзе. Правила замены уплотнений следующие: перед
установкой уплотнительных элементов очистить всю систему от загрязне-
ний; уплотнения не должны проходить над острыми кромками, выступами
штока, резьбой, посадочными канавками и т.п. (эти места перед монтажом
уплотнений должны быть закрыты в соответствии с рекомендациями по
монтажу уплотнений); уплотнения и детали уплотнительного узла должны
быть смазаны, отсутствие смазки или недостаточная смазка уплотнений и
прилегающих к ним деталей перед сборкой могут, несмотря на хорошие
монтажные условия и предосторожность, вызвать повреждение уплотне-
ний; для монтажа уплотнений необходимо использовать специальный ин-
струмент, изготовленный из пластмассового прямоугольного профиля с хо-
рошо закругленными кромками и оправками в соответствии с существую-
щими рекомендациями.
При отладке гидроцилиндров запрещается: производить работы на ци-
линдрах, находящихся под давлением; включать гидропривод со слабо за*
крепленным или-незакрепленным цилиндром; подтягивать штуцера, кре*
Характерные неисправности в работе гидроцилИнДров
и Способы их уст ранения
Неисправность Причина Способ устранения
: • - • - — - неисправности неисправности
Заменить уплотнения
Отсутствие рабочего
Давлений в поршневой
полости цилиндра
Медленное перемеще-
ние штока
Потёки масЛа по што-
ку (плунжеру)
Нагрев штока (плун-
жера) й его направляю-
щих, неравномерное с
вибрациями движение
штока, защемление
штока
Неравномерное с рыв-
каМй перемещение што-
кё; повышенный шум и
вибрация
Износ и разрушение уп-
лотнительных узлов
Износ уплотнений
Износ уплотнений
штока
Наличие недопусти-
мых боковых нагрузок,
ослабление крепления
гидроцилиндра
Наличие воздуха в по-
лостях цилиндра
Заменить изношенные
уплотнения
Заменить изношенные
уплотнения
Обеспечить соосность при*
водимого механизма и што-
ка (плунжера), проверить
надежность крепления и при
необходимости восстано-
вить его
Удалить воздух из полос-
тей, устранить возможность
подсоса воздуха по присое-
динениям трубопроводов и
уплотнению штока
пежные детали во время работы цилиндра; устанавливать детали о дефекта*
ми, влияющими на прочность конструкции; устанавливать цилиндр без
технического паспорта, подтверждающего его годность к эксплуатации.
Движение штока (плунжера) гидроцилиндра рывками указывает на
недостаточный размер или засорение лодводящих труб, падение давления
в гидросистеме, неправильно выбранный размер гидроцилиндра, нарушение
правил монтажа цилиндра или нарушение состояний трущихся поверхно-
стей Штока и гильзы. При отказе в работе гидроцйлиндра нужно проверить
правильность сборки и установки уплотнений поршня и штока, а также
состояние деталей. Наиболее характерные неисправности в работе гидроци-
линдров, причины их возникновения и способы устранения приведены в
табЛ. 25.
5. Требования к монтажу и отладке гидроаппаратуры
Промышленностью освоен выпуск гидроаппаратуры различного кон-
структивного исполнения — трубного, стыкового, модульного и встраива-
емого. Для каждого исполнения используется свой способ монтажа; для
Трубного исполнений ~ трубный (резьбовый) способ монтажа; для стыко-
вого — стыковой; для модульного — модульный; Для встраиваемого —
уставной и ввертный способы монтажа.
При Трубном (резьбовом) способе монтажа аппараты соединяют между
собой С помощью многочисленных трубных соединений (резьбовых и флан-
цевых) и трубопроводов. Недостатки способа: малая надежность трубных
соединений И Трубопроводов, которые подвержены частому выходу из
строй из-за пульсирующей нагрузки; трудности монтажа и демонтажа от*
дельных аппаратов; большие Габариты гидропривода, так как между еппа*
Ы
ратами должно быть значительное расстояние для размещения труб и труб-
ных соединений. Вместе с тем соединение гидроаппаратов, обусловленное
гидросхемой привода машин, с помощью трубопроводов вызывает трудно-
сти при эксплуатации из-за большого ассортимента применяемых труб, кон-
цевых, угловых и промежуточных соединений, резьб и т.п. Различные соеди-
нения являются местными сопротивлениями для протекания жидкости, ис-
точниками выделения теплоты, могут быть причиной внешних утечек рабо-
чей жидкости. Вибрации трубопроводов увеличивают шум, создаваемый на-
сосными установками. Кроме того, при большом числе трубопроводов
доступ к аппаратам привода может быть настолько затруднен, что для их
регулировки или замены потребуется демонтаж части трубопроводов, сое-
диняющих другие аппараты.
При стыковом способе монтажа гидравлические аппараты устанавли-
вают на панель или монтажную плиту. Расстояние между аппаратами опреде-
ляется удобством сверления (разводки) отверстий в панели или удобством
разводки труб с концевыми соединениями с противоположной стороны
монтажной плиты. Габариты привода в этом случае значительно меньше,
чем при трубном способе монтажа, проще монтаж и демонтаж аппаратов,
что облегчает эксплуатацию и ремонт оборудования. Количество трубопро-
водов сокращается на 80%, что резко повышает надежность привода. Недо-
статки способа: большие затраты времени на разработку панелей, трудоем-
кость изготовления и невозможность их стандартизации, непригодность па-
нелей к повторному использованию при модернизации или использовании
гидропривода для другого цикла работы, увеличенная металлоемкость при-
вода, сложность обнаружения и устранения ошибок, допущенных при раз-
работке или изготовлении панели. Около 90% гидроаппаратуры выпускает-
ся со стыковым присоединением, в основном с едиными международными
присоединительными размерами.
Результатом дальнейшего развития гидроаппаратуры стыкового испол-
нения является модульная аппаратура [24].
Каждый из аппаратов, входящих в комплекс модульной гидроаппарату-
ры, независимо от своего функционального назначения имеет две стыковые
полости, одинаковые (по размерам, числу и расположению отверстий для
прохода рабочей жидкости и крепежа) со стыковой плоскостью распредели-
теля соответствующего типоразмера. Благодаря этому обеспечивается мо-
дульный монтаж аппаратуры — аппараты различного функционального на-
значения устанавливаются один на другой (рис. 21) в последовательности,
определяемой схемой гидропривода машины, при этом образуется модуль-
ный блок. Замыкается блок, как правило, стыковым распределителем.
Установленный на плите с отверстиями для подвода и отвода рабочей
жидкости такой модульный блок представляет собой законченный простей-
ший типовой гидропривод либо часть гидропривода. В последнем случае
весь гидропривод может состоять либо из нескольких таких блоков, либо
из блоков и другой аппаратуры, монтируемой иначе.
Применение модульной гидроаппаратуры позволяет существенно упро-
стить и удешевить гидропривод машины. Это достигается благодаря тому,
что: 1) эта аппаратура дешевле и легче стыковой аппаратуры на 20—30%;
2) аппараты-модули, устанавливаемые один на другой под распределите-
лем, не занимают самостоятельной площади на панели машины; 3). энерге-
тические затраты снижаются почти на 1/3 за счет уменьшения потерь давле-
ния в аппаратах и обеспечения кратчайшего пути для потоков жидкости;
4) значительно уменьшено количество труб и арматуры, так как аппараты
соединяются непосредственной стыковкой; это обеспечивает легкий мон-
таж, демонтаж и переналадку гидравлической схемы машины, в связи с чем
расходы по монтажу (по сравнению, например, с трубным монтажом)
уменьшаются на 50—70%.
Гидроаппаратура встраиваемого исполнения, как и модульного, отно-
сится к аппаратуре с беструбным способом монтажа. Применяется для
гидросистем с высоким и сверхвысоким давлением и большими расхода-
ми рабочей жидкости. Встраиваемая гидроаппаратура выполняется Нсйбазе
обратного управляемого (гидравлическим или электрогидравлическим спо-
собом) клапана. Аппараты выполнены в виде патронов, которые либо ввин-
чиваются в соответствующие монтажные отверстия, либо вставляются в
монтажные отверстия панели и закрепляются с помощью фланцев и винтов.
В панели выполнены также соединяющие каналы в соответствии с гидрав-
лической схемой привода. Панели (моноблоки) устанавливаются на базе
гидростанций (или на несущей раме машины) и соединяются трубопровода-
ми с исполнительными механизмами машин.
Основные достоинства встраиваемой аппаратуры: простота конструк-
ции аппаратов, возможность поузловой и подетальной их унификации; воз-
можность создания клапанных распределителей, которые позволяют рабо-
тать на высоких и сверхвысоких давлениях и управлять большими и малы-
ми расходами без существенного изменения объемного КПД системы; ми-
нимальная металлоемкость привода, высокая жесткость панелей, возмож-
ность снижения шума и вибраций гидрофицированной машины; большая
пропускная способность аппаратов. Однако есть и недостатки: усложняется
технология изготовления корпусов под установку аппаратов по сравнению
со стыковой и модульной гидроаппаратурой; усложняются системы управ-
ления клапанным распределителем (необходимо в 1,5—2 раза больше элек-
тромагнитов, чем для золотникового распределителя, что снижает надеж-
ность работы привода; усложняется поиск погрешности или неисправности
гидропривода.
Допуски плоскостности для стыкуемых поверхностей при монтаже аппаратов
стыкового исполнения, (по данным ВНИИгидропрквода)
Номинальная длина большей стороны стыкуемой поверхности, мм
Св. 25 Св. 40 Св. 63 Св. 100 k Св. 160 Св. 250 Св. 400
Степень тпимплти до 40 до 63 до 100 ДО 160 до 250 до 400 до 630
1 WT nW 1 Fl мкм
7 8 10 12 16 20 25 30
8 12 16 20 25 30 40 50
Выполнение гидроприводов на базе только одного вида гидроаппарату*
ры (например, одной только встраиваемой или только модульной) не всег*
да возможно и оправдано. Рационально применить в конкретном гидропри*
воде те виды гидроаппаратуры или сочетание видов, которые позволят для
данного привода оптимально реализовать по всем его техническим парамет*
рам цикл работы гидрофицированной машины.
После предварительных стендовых испытаний гидроаппаратуру следует
монтировать так, чтобы был обеспечен легкий доступ для ее обслуживания,
регулирования и замены. Положение аппарата при монтаже должно строго
соответствовать требованиям руководства по эксплуатации для монтируе*
мого изделия, при этом необходимо предусматривать легкий доступ к от-
верстиям, используемым для присоединения манометров при отладке
гидропривода. Гидроаппаратуру трубного исполнения монтируют на соот-
ветствующих кронштейнах (полках) с таким расчетом, чтобы трубопрово-
ды не были нагружены весом аппаратов. Если в гидроаппарате несколько
отверстий имеют одно назначение, то в случае использования только одного
из них остальные отверстия следует заглушить. Дренажные отверстия долж-
ны быть открыты и соединены с маслобаком.
При монтаже аппаратов стыкового исполнения необходимо обратить
внимание на чистоту стыковых поверхностей и качество резиновых уплот-
нительных колец. При повреждении резиновых уплотнительных колец их
необходимо заменить новыми. Стыковые поверхности при их повреждении
следует притереть. Нормы точности на изготовление стыкуемых плоскостей
панели (монтажной плиты) и корпуса аппарата следует устанавливать с уче-
том следующих условий: допуски плоскостности должны соответствовать
7—8-й степени точности по СТ СЭВ 636—77 (табл. 26); параметры шерохо-
ватости Ra от 1,25 до 0,63 мкм и от 0,63 до 0,32 мкм; число пятен на квад-
рате 25x25 мм свыше 5 до 12.
При изготовлении панелей для монтажа стыковой аппаратуры необхо-
димо уделить особое внимание выполнению сверленых каналов, чтобы из-
бежать повышенных местных сопротивлений, завихрений потока, отложе-
ния загрязнений (рис. 22).
Для надежной работы гидропанелей, собранных на базе модульных эле-
ментов, необходимо соблюдение следующих условий:
предельные отклонения не должны превышать: для размеров между
осями отверстий ±0,2 мм; для диаметров отверстий +0,2 мм;
предельные отклонения размеров — по.5-му классу точности;
допускается неплоскостность стыковых поверхностей не более 0,01 мм
на длине 100 мм;
параметр шероховатости Ramax стыковых плоскостей не более
1,25 мкм;
параметр шероховатости Ramax наружного пояска заглушки и поверх*
костей отверстий под уплотнительные кольца не более 1,25 мкм;
материал для изготовления плит — конструкционная сталь по ГОСТ
1050-74;
болты для крепления аппаратов на плитах, а также болты и шпильки,
стягивающие монтажные плиты, должны быть изготовлены из сталей с
10 МПа;
уплотнительные кольца — по ГОСТ 9833—73.
При сборке гидропанелей из модульных блоков или отдельных мон-
тажных плит с установленными на них аппаратами последовательность рас-
положения блоков или элементов определяется гидросхемой привода; При
сборке гидропанелей следует учитывать, что плиты для условного прохода
Dy = 6 и 10 мм можно поворачивать вместе с установленными на них аппа-
ратами на 180°. Между монтажными плитами устанавливают уплотнитель-
ные плиты с резиновыми кольцами и при необходимости промежуточные
и переходные плиты. Каналы в плитах перекрывают заглушками. На концах
гидропанели устанавливают крепежные плиты. Собранную панель из мон-
тажных плит первого исполнения стягивают четырьмя сквозными шпилька-
ми, а из плит второго исполнения (с проушинами) — с помощью болтов или
коротких шпилек.
Максимальная монтажная длина гидропанелей из плит первого исполне-
ния по условиям герметичности стыков должна быть: для Dy = 6 мм 400—
600 мм; для Dy “ 10 мм 500-700 мм; для Dy = 20 мм 600^800 мм. При
использовании плит второго исполнения максимальную монтажную длину
гидропанелей можно увеличить на 20—30%.
Гидропанели необходимо расположить на гидроагрегате (или машине)
в местах, удобных для обслуживания, ббеспечивающих свободный доступ к
аппаратам и трубопроводам. Монтаж трубопроводов должен исключать на-
ружную течь масла и подсос воздуха, обеспечивать надежность закрепления
труб на опорных конструкциях. При прокладке коммуникации следует
иметь в виду, что большой радиус изгиба труб ухудшает условия монтажа и
приводит к увеличению габаритов, а слишком маленький — к чрезмерной
деформации трубы. Радиус изгиба труб должен быть при горячей гибке труб
не менее трех наружных диаметров, при холодной — не менее шести наруж-
ных диаметров.
При эксплуатации гидросистем, построенных с использованием модуль-
ных элементов, необходимы своевременное удаление загрязнений из резер-
вуаров рабочей жидкости, очистка или замена загрязненных фильтрующих
элементов, проверка герметичности соединений стыковых плоскостей мо-
дульных элементов, трубопроводов и уплотнительных устройств.
При отладке гидроаппаратуры узлы, регулирующие давление, должны
быть установлены на пониженное давление. Распределители, управляющие
работой гидравлических цилиндров, должны быть установлены в положе-
ние, соответствующее крайнему (втянутому) положению штока, что необ-
58
Характерные неисправности в работе гидроаппаратуры
Неисправность Причина неисправности Способ устранения неисправности
Гидроаппарвт не ра- ботает Насос не развивает дав- ления Не подведено питание к электроаппаратам Неисправность электро- магнитов, штепсельных разъемов, реле и др. Недостаточное давление управления Заблокированы испол- нительные органы машины Слишком низкое рабо- чее давление Неисправен или заклинен гидродвигатель См. табл. 23 Подключить питание к электроаппаратам согласно электросхеме Заменить неисправные электроаппараты или их эле- менты Установить требуемое давление управления Снять механическую бло-' Киров ку исполнительных органов См. табл. 23 См. табл. 24 и 25
Г и дроап парат сраба- тывает с замедлением, не соблюдается установ- ленный цикл работы Наличие воздуха в гидро- системе Низкий уровень рабочей жидкости в маслобаке Высокая вязкость рабо- чей жидкости Большие утечки рабо- чей жидкости в гидроаппа- ратах из-за их износа Повышенный износ на- соса Недостаточная частота вращения электродвигателя насоса Удалить воздух из гидро- системы, устранить подсос воздуха по присоединениям трубопроводов, насосом, гидродвигателем Долить необходимое ко- личество рабочей жидкости в маслобак Заменить рабочую жид- кость или нагреть ее до 40— 50° С Заменить изношенные гидроаппараты Заменить насос Установить требуемую частоту оборотов электро- двигателя
Гидроаппарат не обес- печивает требуемый рас- ход рабочей жидкости в гидросистеме Неисправен или забит трубопровод Наличие воздуха в ра- бочей жидкости Изношен или загрязнен регулятор расхода Устранить неисправность, прочистить трубопровод Удалить воздух из рабо- чей жидкости Заменить или промыть регулятор расхода
ходимо во избежание неконтролируемого движения исполнительных меха-
низмов при повышении давления в гидросистеме. Перед включением элек-
трических аппаратов (магнитов), управляющих работой распределителей,
необходимо убедиться в их соответствии требуемым электрическим пара-
метрам. В табл. 27 приведены характерные неполадки в работе гидравличе-
ской аппаратуры, причины их возникновения и способы устранения.
б. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МОНТАЖУ ТРУБОПРОВОДОВ
Приступая к монтажу трубопровода, следует проверить правильность
выбора его диаметра. При использовании труб с малым внутренним диамет*
ром из*за значительных потерь давления в них (особенно для трубопрово*
дов значительной протяженности) работа гидропривода может быть нару-
шена.
Трубопроводы перед монтажом следует тщательно очистить от окали*
ны, грязи и ржавчины. Внутренние поверхности должны быть протравлены
и промыть! в специальных промывочных ваннах, просушены сухим сжатым
воздухом и закупорены до начала установки на машину. Перед монтажом
трубопроводы должны быть опрессованы пробным давлением, превышаю*
щим максимальное рабочее давление в системе в 1,5 раза.
В подвижных механизмах применяют гибкие рукава высокого давле*
ния по ГОСТ 6286—73. Основные требования к монтажу гибких рукавов
Рис. 23. Монтаж гибких рукавов (а — неправильно; б — правильно)
Рис. 24. Снижение противодавления
сливном трубопроводе
следующие: рукав должен свободно
висеть и не перегибаться в месте задел-
ки; резкие изгибы и скручивания ру-
кава недопустимы; необходимо учиты-
вать возможную усадку в эксплуата-
ции (до 5% общей длины); необходи-
мо предусмотреть, чтобы при работе
не было трения рукавов один о другой
и о детали конструкции; длина прямо-
го участка рукава около арматуры
должна быть не менее шести наруж-
ных его диаметров. Монтаж гибких
рукавов показан на рис. 2.3.
Трубопроводы должны быть жест-
ко закреплены во избежание утечек
рабочей жидкости в трубных соедине-
ниях вследствие их ослабления из-за
вибраций. Кронштейны для крепления труб устанавливают на расстоянии не
более 1,5 м на прямых участках трубопровода, а при изгибах и у трубных
соединений — с двух сторон.
В самой высокой точке трубопровода устанавливают воздухоспускное
устройство. При отладке гидропривода иногда в сливном трубопроводе
возникает недопустимое противодавление (несмотря на правильно выбран-
ные размеры трубопровода), приводящее к сбою в работе распределителей
и других аппаратов. Для устранения этого явления сливной трубопровод со-
единяют с атмосферой путем установки в верхней части трубопровода воз-
душного фильтра (рис. 24).
7. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МОНТАЖУ
КОМПЛЕКТНОГО ГИДРОПРИВОДА
Монтаж гидропривода необходимо начинать с проверки наличия всех
комплектующих узлов и деталей и их исправности. Убедившись в исправно-
сти комплектующих узлов и деталей, приступают к монтажу гидросистемы,
гидропривода, насосной установки, гидромоторов, гидроцилиндров, гидро-
аппаратуры, контрольно-измерительных приборов. Затем монтируют систе-
мы управления, охлаждения и т.п. Перед установкой может быть проведен
входной контроль гидрооборудования в объеме приемо-сдаточных испы-
таний.
Насосные установки рекомендуется устанавливать на амортизаторах.
Всасывающие и дренажные трубы следует уплотнять резиновыми кольца-
ми или присоедйнять их через переходные приваренные к крышке бака
Рис, 25, Способы уплотнения трубопроводов
маслобака
муфты (рис. 25) во избежание попадания загрязнений в маслобак через за-
зор между трубой и крышкой бака.
Сварку трубопроводов и различных деталей, предназначенных для ра-
боты под давлением, должны производить сварщики, прошедшие аттеста-
цию в соответствии с "Правилами аттестации сварщиков", утвержденными
Госстандартом. Сварочные работы на деталях, присоединенных к системе,
не допускаются,
Установка трубопроводов, имеющих на развальцованной части трещи-
ны и разрывы, а также дефекты резьбы, не допускается. При затяжке на-
кидных гаек недопустимы повреждения развальцованной части трубы.
Особое внимание при сборке гидроприводов и гидрооборудования
следует уделить правильному монтажу уплотнительных устройств. На по-
верхностях, сопрягаемых с уплотнением, не допускаются риски, забоины,
сколы, заусеницы и другие дефекты. Размеры и чистота сопрягаемых по-
верхностей должны соответствовать требованиям нормативно-технической
документации на уплотнение.
Перед установкой уплотнение, а также поверхности деталей, сопрягае-
мых с уплотнением, для удаления загрязнений протирают безворсовым тж-
ионом, смоченным в бензине "Галоша" или бензине-растворителе, после
чего сушат при комнатной температуре до испарения бензина и смазывают
смазкой, инертной к материалу уплотнений (например, ЦИАТИМ-221 или
1-13), или рабочей жидкостью.
При монтаже уплотнительного узла не допускаются перекос, чрезмер-
ное растяжение, скручивание и механическое повреждение уплотнений. В
случае отсутствия заходных фасок на уплотняемых деталях или при монта-
же уплотнений на детали, имеющие неровности и ступенчатую форму, при-
меняют специальные монтажные оправки. Манжету следует устанавливать в
уплотнительном узле таким образом, чтобы под действием деления
жидкости уплотнение поджималось к герметизируемой поверхности. Уплот-
нения должны быть выдержаны при температуре 15-25рС в течение 24 ч.
8. НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В РАЗРАБОТКА И МОНТАЖЕ
МАСЛООХЛАДИТЕЛЕЙ
В современных гидравлических системах для охлаждения рабочей
жидкости используются теплообменные аппараты (маслоохладители), по-
верхность охлаждения которых представляет собой пучок металлических
трубок, закрепленных в металлическом кожухе. Пучок закрепляется в
трубной решетке развальцовкой с последующей пайкой мягким или твер-
62
Рис. 26. Теплообменные аппараты трубчатого (а) и пленочного (б) типов из пластмасс
дым припоем. Материалом трубок обычно служат медь или латунь, реже
алюминий и сталь.
В СССР и за рубежом стали проводить работы по созданию теплообмен-
ных аппаратов с поверхностью теплообмена из неметаллических материа
лов, в частности из пластмасс. Несмотря на то, что пластмассы в общем яв-
ляются теплоизоляционными материалами (например, теплопроводность
полиэтилена в несколько сот раз ниже теплопроводности меди) хорошо
спроектированный пластмассовый охладитель незначительно уступает ме-
таллическому. Как показывают расчеты и эксперименты, эта разница ком-
пенсируется малой толщиной стенок пластмассовых трубок, более развитой
поверхностью охлаждения и повышенной скоростью потока жидкости. Если
к тому же учесть, что полиэтилен в 10 раз легче металла и намного дешевле
меди, то некоторое увеличение габаритов маслоохладителя экономически
оправдывается.
Конструкции пластмассовых теплообменных аппаратов выполняются с
сильно развитой, тонкостенной, и одновременно жесткой и прочной поверх-
ностью охлаждения (рис. 26, а, б).
Созданы также теплообменные аппараты с эластичными трубками. На
рис. 27, а дана схема погружного теплообменника, у которого эластичные
пластмассовые трубки сплетены в ажурную конструкцию, легко проницае-
мую для охлаждающей или охлаждаемой жидкости [Пат. 3848660 (США) ].
Такие аппараты просты, имеют малую массу и нетрудоемки в изготовлении.
Однако в связи с плохо сформированным потоком в межтрубном про-
странстве они имеют низкий коэффициент теплопроводности.
Рис. 27. Теплообменные аппараты погружного й) и кожухотрубного (б) типов из
пластмасс:
/ — металлический корпус; 2 — перфорированный кожух; 3 — пластмассовые трубки;
4 — трубные решетки (перегородки); 5 — коллекторные проставки
Рис. 28. Способ получения зазоров между трубками с помощью эластичных лент
Большее распространение получили кожухотрубные конструкции, в ко-
торых поток охлаждаемой (охлаждающей) жидкости между трубками фор-
мируется с наибольшей эффективностью (рис. 27, б). [Пат. 3417812
(США) ]. Здесь соосно наружному металлическому корпусу 1 установлен
перфорированный кожух 2, внутри которого расположен пучок пластмас-
совых трубок 3. Каждая из перегородок 4 обеспечивает герметизацию отсе-
ков, расположение трубок с установленными зазорами и необходимое чис-
ло ходов охлаждающей жидкости.
Требуемые зазоры между трубками достигаются также посредством
эластичных лент. Расправленные ленты (рис. 28) укладывают на трубки,
а затем скручивают. Такие спиральные перегородки обеспечивают распре-
деление потока воды в межтрубном пространстве с минимальным перепа-
дом давления.
В УкрНИИхиммаше совместно с ВНИИгидроприводом разработан и
испытан маслоохладитель типа МОП для гидравлических приводов мощ-
ностью 25 кВт и более.
Маслоохладитель кожухотрубного типа состоит из эластичного корпу-
са 7 (рис. 29), пучка трубок 2 > укрепленных в пластмассовом фланце 4, и
заделки 3 с отверстиями 5 и 6 для подвода воды и охлаждаемого масла.
Пучок сплетен таким образом, что охлаждающая вода свободно и много-
кратно обтекает каждую трубку. Уплотнение между пучком трубок и внут-
ренней стенкой, корпуса обеспечивается натягом при сборке охладителя.
Герметичность пучка трубок со стороны подвода масла достигается предва-
рительной деформацией трубок до сотовой формы с последующим спека-
нием в вакууме при 120° С. В качестве корпуса маслоохладителя использо-
ван резиновый яапорно-всасывающий рукав диаметром 75x100 мм (ГОСТ
5398—76). Поверхность охлаждения площадью 6,3 м2
образована 160 трубками из полиэтилена П-206
диаметром 3,4x4,2 мм> длиной 3,8 м.
В результате испытания маслоохладителя типа
МОП получены следующие параметры:
Рис. 29. Схема маслоохладителя типа МОП
Рис. 30. Варианты исполнения маслоохладителей типа МОП и примеры их монтажа на
гидростанции типа СР:
а — спиральное исполнение; б — пример монтажа МОП спирального исполнения (7 —
МОП в сборе; 2 — станция типа СР; 3 — маслоохладитель производства Бериславского
машиностроительного завода)
коэффициент теплопередачи 150 и 190-240 Вт/(м2-К) для прямотока
и противотока соответственно при отводе 84 кДж/ч теплоты;
максимальный расход масла при 45 ± 5°С 87 л/мин;
номинальный расход воды, обеспечивающий теплоотвод 84 кДж/ч и
поддерживающий стабильную температуру масла 44°С, 20 л/мин;
максимальное давление по маслу и воде на входе 0,3 МПа;
среднелогарифмический температурный напор 12—18°С;
максимальная температура охлаждаемого масла 75° С;
масса незаполненного жидкостью маслоохладителя 20 кг (концевые
элементы выполнены из стали).
Как показали конструктивные проработки гидростанции типа СР, при*
менение маслоохладителя типа МОП позволяет существенно уменьшить га*
бариты и массу привода. Кроме того, наличие эластичного кожуха обеспечи*
вает возможность придания МОП любой удобной для монтажа формы.
5-1536 65
На рис. 30, а дана конструкция маслоохладителя типа МОП спирального
исполнения, а на рис. 30, б — вариант монтажа маслоохладителя на станции
СР в сопоставлении с маслоохладителем аналогичного типоразмера Бери*
славского машиностроительного завода (см. поз. 3).
Для сохранения заданной формы маслоохладитель типа МОП
(рис. 30, а) зафиксирован скобками 2, выполненными из стали, а его при*
соединительные элементы для подвода масла и воды выведены через отвер-
стия во фланце 3. Габаритные размеры станции типа СР, в сопоставлении с
маслоохладителем Бериславского машзавода, показаны на рис. 30, в.
Плоское исполнение МОП позволяет располагать его непосредственно под
масляным резервуаром, что не увеличивает габариты гидростанции. Масло-
охладитель с трубками из фторопласта ЧМБ для тепловоза типа 2ТЭ ЮЛ
создан УкрНИИхиммашем.
Характеристики этого маслоохладителя приведены ниже.
Диаметр трубок, м:
внутренний.............................;......3,5
наружный.......................................4,7
Толщина стенки трубок, мм.........................0,6
Рабочая длина трубок, мм .........................1500
Число трубок, шт..................................62
Диаметр кожуха, мм:
наружный.......................................76
внутренний...........................*.........70
Живое сечение для прохода воды (по трубкам), м2 ..0,000597
Живое сечение для прохода масла (межтрубное про-
странство) , м2 ............................ 0,00274
Поверхность теплообменника со стороны масла, м2 ..1,37
Рис. 31. Характеристики маслоохладителя с трубками из фторопласта:
а — зависимость коэффициента теплопередачи К для трубок с dBH / dH8p = 3,5/4,7 от
скорости воды в трубках; б — зависимость К для трубок того же размера от скорости
масла в межтрубном пространстве; в — зависимость К от скорости масла для трубок
разной толщины (vB = 0,875 м/с)
Общая длина маслоохладителя, мм................ 1615
Условный диаметр отверстий, мм:
входа и выхода воды...........................30
входа и выхода масла...........................25
В отличие от маслоохладителя типа МОП, охлаждаемое масло подводит-
ся не по трубкам, а по межтрубному пространству, в то время как вода по-
ступает по трубкам. Результаты испытаний, проведенных в ВФ ВНИТИ,
Приведены на рис. 31, а—в.
Коэффициент теплопередачи поверхности теплообмена (см. рис. 31,
а и б) в меньшей степени зависит от скорости воды в трубках, чем от ско-
рости масла в межтрубном пространстве. Так, при увеличении скорости
масла от 0,3 до 0,6 м/с коэффициент теплопередачи увеличивается на 19,2%,
в то время как при увеличении скорости воды от 0,3 до 1,0 м/с — только на
6,6%. Наибольшее увеличение коэффициента теплопередачи достигается при
уменьшении толщины стенок трубок (рис. 31, в).
Трудоемкость изготовления маслоохладителей типа МОП значительно
меньше, чем маслоохладителей из металлических трубок.
Помимо простоты конструкции и технологии изготовления, малой ма-
териалоемкости и стоимости маслоохладителей типа МОП, практически ис-
ключаются эксплуатационные затраты на очистку внутренних каналов от
загрязнений и отложений, поскольку пластмассы отличаются гидрофобно-
стью и химической инертностью. По данным УкрНИИхиммаша пластмассо-
вые трубки и другие элементы маслоохладителей, выполненные из полиэти-
лена и фторопласта, эксплуатирующиеся при 20—80° С в среде минерально-
го масла, могут обеспечивать безаварийную работу в течение 10 лет и более.
9. ПУСКОНАЛАДОЧНЫЕ РАБОТЫ
При пусконаладочных работах следует учитывать специфику работы
объемных гидроприводов, которая характеризуется наличием следующих
основных источников повышенной опасности: высокое давление в гидро-
системе, что может привести к травмам обслуживающего персонала оскол-
ками деталей или струей рабочей жидкости при разрушении элементов сис-
темы; применение в гидросистеме рабочих жидкостей, которые в жидком
виде или в виде паров могут оказывать токсическое действие на организм
человека, а также создавать опасность пожара; возможность утечек рабочей
жидкости, что может привести к травмам персонала; открытые движущи-
еся части привода; шум и вибрация при работе насосов и гидромоторов;
повышенная температура наружных поверхностей элементов гидропривода.
Заполнение гидросистемы рабочей жидкостью. После окончания мон-
тажных работ в гидросистему заливают рабочую жидкость. Перед заливкой
необходимо подготовить рабочую жидкость требуемой марки и в нужном
количестве, желательно одной партии и одного сертификата. При отсут-
ствии сертификата следует провести физико-химический анализ и убедиться
в том, что рабочая жидкость соответствует требованиям инструкции по
эксплуатации гидропривода по вязкости и содержанию механических при-
месей. Содержание воды в рабочей жидкости не допускается.
Рабочая жидкость заливается через специальную горловину в гидробаке
с помощью перекачивающих насосов станций обслуживания гидросистем
типа СОГ-903А или установки типа ЦМЦ-901А. При этом рабочая жидкость
должна быть отфильтрована с тонкостью фильтрации, равной или меньшей,
чем у самого "тонкого" фильтра, установленного в системе. Количество ра-
бочей жидкости, заливаемой в гидросистему, должно соответствовать ука-
занному в инструкций по эксплуатации.
Пробный пуск гидропривода. Перед пробным пуском необходимо про-
верить: уровень рабочей жидкости в гидробаке; заземление; правильность
вращения вала электродвигателя путем его кратковременного пуска; чет-
кость срабатывания электромагнитов гидрораспределителей согласно элек-
тросхеме гидропривода без включения насосов; установить предохрани-
тельный клапан на минимальное давление; проверить работу блокирующих
устройств. Пуск и остановку гидродвигателей следует производить без их
нагрузки.
Затем проводят пусконаладочные работы, объем которых определяется
особенностями гидросхемы привода: числом насосов (гидродвигателей),
исполнительных механизмов, циклом работы и т.д. Предварительно из
гидросистемы должен быть удален воздух через воздухоспускные устройст-
ва, а в случае их отсутствия - через слегка ослабленные резьбовые соедине-
ния при давлении в системе 0,3 МПа. Рекомендуется обеспечить при этом
работу насосов, гидродвигателей, силовых цилиндров. После удаления воз-
духа из гидросистемы необходимо долить в гидробак рабочую жидкость до
верхней отметки маслоуказателя.
Давление в гидросистеме устанавливается с помощью предохранитель-
ного клапана. При наличии в гидросхеме распределителей, обеспечивающих
разгрузку насосов при среднем положении золотника, настройка необходи-
мой величины давления производится при установке золотника в одном из
крайних положений. Скорость перемещения штоков цилиндров и частота
вращения валов гидродвигателей регулируются с помощью гидродроссе-
лей (регуляторов расхода).
По окончании отладки гидропривода в наладочном режиме проверяется
система в автоматическом цикле. При этом проверяется и отрабатывается
четкость работы аппаратов путевого контроля и контроля по давлению, ап-
паратов блокировки, окончательно регулируется и уточняется время каж-
дого перехода и время цикла.
Возможные неисправности в работе гидропривода и способы их устра-
нения приведены в табл. 28.
Контроль состояния и параметров работы гидроцилиндра при эксплу-
атации. Периодичность и порядок проведения технического обслуживания
гидропривода регламентируются руководством по эксплуатации гидрофи-
цированной машины, на которой установлен гидропривод. Ежедневно перед
началом работы следует проверить: уровень рабочей жидкости в гидро-
баке; рабочее давление в гидросистеме; длину хода выходных звеньев
гидроцилиндров; скорость перемещения выходных звеньев гидродвигате-
лей; состояние фильтров; герметичность соединений и уплотнений.
При наличии в гидроприводе соответствующих гидроустройств ежед-
невно перед началом работы следует проверить: настройку реле давления;
Характерные неисправности в работе гидропривода
Неисправность Причина неисправности Способ устранения неисправности
1. Насос не подает 1. Неправильное направ- 1. Изменить направление
рабочую жидкость ление вращения вала насоса 2. Недостаточен уровень рабочей жидкости в баке 3. Подсасывается воз- дух 4. Чрезмерно высокая вязкость рабочей жидкости вращения электродвигателя 2. Долить рабочую жидкость 3. Устранить места под- соса воздуха 4. Заменить рабочую жидкость или нагреть ее до 45-50° С
2. Насос работает с 1. Наличие воздуха в 1. Проверить герметич-
повышенным шумом, гидробак заполняется пе- ной, давление в системе резко колеблется. Нерав- гидросистеме ность мест соединений вса- сывающих и сливных трубо- проводов. Выпустить воз- дух из системы
номерное движение ра- 2. Пониженный уровень 2. Заполнить гидробак
бочих органов рабочей жидкости в гидро- баке 3. Вышла из строя ман- жета узла уплотнения вала 4. Поломка деталей на- гнетательного клапана на- соса 5. Нечеткая работа предо хранительного клапана в результате износа рабочей поверхности седла или за- грязнения рабочей жидко- сти 6. Заедание рабочих эле- ментов насоса (пластина, поршень) до нормального уровня 3. Заменить манжету 4. Заменить поломанные детали 5. Убрать риски и царапи- ны на рабочей поверхности седла клапана. Промыть клапан и сменить рабочую жидкость 6. Устранить причины за- едания, промыть насос
3. Повышенный шум,
внутренние удары, пере-
грев корпуса насоса
1. Вышли из строя под-
шипники насоса
2. Поломка вала насоса
3. Обрыв подпятника
поршня
4. Заклинились качающие
элементы
5. Засорение всасывающей
трубы или фильтра
6. Подсос воздуха по
всасывающей трубе или по
валу насоса
7. Чрезмерно высокая
вязкость рабочей жидкости
8. Рабочая жидкость на-
сыщена воздухом (наличие
пузырьков воздуха в заса-
сываемом масле)
1. Заменить подшипники
2. Произвести ремонт на-
соса
3. То же
4. -
5. Прочистить всасываю-
щую трубу и промыть
фильтр или заменить филь-
тро элементы
6. Увеличить погружение
трубопровода и заменить
уплотнение носка вала на-
соса
7. Нагреть рабочую
жидкость до 45—50 С
8. Установить в баке до-
бавочные перегородки, уве-
личивающие путь прохожде-
ния рабочей жидкости от
слива до всасывания
Продолжение табл. 28
Неисправность | i Причина । HeHCt .л; | Способ устранения неисправности
4. Нестабильное давле- ние в системе 1. Заедание или полом- ка пластин или поршней насоса, что вызывает повы- шенный шум 2. Засорено демпферное отверстие предохранитель- ного клапана или клапан за- клинен в открытом поло- жении 3. Повышенные утечки в системе 1. Заменить насос или ра- зобрать насос и притереть пластины или поршни до устранения заедания 2. Разобрать клапан, про- мыть и притереть 3. Устранить утечки
5. Неравномерное дви- жение выходных звеньев г идрод ви га телей 1. Наличие воздуха в гид- росистеме 2. Работа на давлении, близком к давлению, на ко- торое отрегулирован предо- хранительный клапан 3. Неравномерная пода- ча вследствие поломки или заедания одной или несколь- ких пластин или поршней 4. Перетянуты уплотне- ния штока цилиндра 5. Недостаточное проти- водавление в сливной поло- сти цилиндра или гидро- мотора 6. Изогнут шток цилинд- ра 7. Перетянуты клинья направляющих 1. Удалить воздух 2. Уменьшить рабочее давление или увеличить дав- ление настройки предохра- нительного клапана 3. Произвести ремонт или замену насоса 4. Отрегулировать затяж- ку уплотнений 5. Повысить противодав- ление 6. Исправить или заме; нить шток цилиндра 7. Отрегулировать зазо- ры в направляющих
6. Чрезмерный нагрев рабочей жидкости 1. Повышение давления в напорной гидро лини и 2 О гсу * ci буе г fjd3i рузка насоса 3. Неисправность термо- регулирующих устройств 4. Образование накипи в водяной полости или от- ложение смолы в масляной полости водяного маслоох- ладителя 5. Расходы рабочей жидкости не соответствуют технической характеристике маслоохладителя 1. Снизить давление 2. Предусмотреть раз- грузку насоса 3. Отремонтировать или заменить терморегулирую- щую аппаратуру 4. Протравить, промыть маслоохладитель 5. Установить больший или добавочный маслоохла- дитель
7. При включении электромагнитов распре- делителя не перемещает- ся золотник 1. Неисправность элек- тромагнита 2. Повышенное содержа- ние механических примесей в рабочей жидкости 1. Отремонтировать или заменить электромагнит 2. Промыть детали гид- рораспределителя
8. Повышенный на- грев катушки электро- магнита или повышен- ный шум 1. Попадание загрязнений 1. Удалить загрязнения на поверхности соприкосно- вения ярма и якоря 2. Поломка демпферно- 2 Заменить электромаг- го короткозамкнутого нит витка
рабочее давление в системе охлаждения; давление в газовой полости пнев-
могидроаккумулятора; давление в жидкостной полости пневмъгидроакку-
мулятора; состояние манометров в газовой и жидкостной полостях пнев-
могидроаккумуляторов.
Уровень рабочей жидкости проверяют при неработающем гидроприводе
в таком положении его рабочих органов, когда гидросистема имеет мини-
мальный объем.
Рабочее давление не должно превышать наибольшего значения, указан-
ного в руководстве по эксплуатации. После проверки давления манометры,
служащие для настройки, следует отключить от гидросистемы (стрелка
должна возвратиться на нулевую отметку). Не допускается эксплуатация
манометров, у которых имеются какие-либо повреждения.
Длина хода рабочих органов и скорость их перемещения должны соот-
ветствовать требованиям технологического процесса и не превышать значе-
ний, указанных в руководстве по эксплуатации.
Степень загрязненности фильтроэлементов, при которой требуется их
замена, определяют по показаниям индикатора. Щелевые фильтры очищают
двумя-тремя поворотами рукоятки (ГОСТ 21329—75).
Давление в газовой и в жидкостной полостях пневмогидроаккумулято-
ра не должно превышать значений, указанных в руководстве по эксплуа-
тации.
Все проверки рекомендуется проводить в наладочном режиме. При под-
текании рабочей жидкости следует подтянуть соединения и уплотнения.
Подтяжку производят только при неработающем гидроприводе.
Не реже чем через каждые три месяца эксплуатации гидропривода необ-
ходимо производить .отбор пробы рабочей жидкости (согласно ГОСТ
2517—80) для физико-химического анализа: определить кинематическую
вязкость при 50°С (ГОСТ 33—66), содержание воды (ГОСТ 2477—65),
класс чистоты (ГОСТ 17216—71) и кислотное число (ГОСТ 11362-76). Ра-
бочую жидкость следует заменить, если вязкость изменилась более чем на
±30% по сравнению с вязкостью рабочей жидкости в состоянии поставки;
содержание воды составляет около 0,2%; класс чистоты не соответствует
указанному в инструкции по эксплуатации; кислотное число увеличилось
более чем на 30% по сравнению с кислотным числом рабочей жидкости в
состоянии поставки.
При решении вопроса о сроке замены рабочей жидкости в гидросистеме
следует иметь в виду, что изменение (уменьшение) вязкости приводит к
ухудшению смазывающей способности рабочей жидкости (повышается из-
нос гидрооборудования), увеличиваются утечки рабочей жидкости. С уве-
личением кислотного числа образуется коричневая пленка на деталях, что
приводит к заклиниванию клапанов, золотников, особенно при Boicokhx
давлениях (из-за малого зазора). При увеличении содержания воды в рабо-
чей жидкости резко возрастают коррозионные явления в элементах гидро-
системы, снижается смазывающая способность,“уменьшается вязкость ра-
бочей жидкости, образуются химические соединения, покрывающие тонким
слоем поверхности деталей гидрооборудования. Повышение плотности ра-
бочей жидкости вызывает кавитационные явления в гидросистеме, приво-
дит к уменьшению объемного КПД насосов, а уменьшение плотности сни-
жает смазывающую способность у\ жесткость гидропривода, увеличивает
окислительную способность масла, способствует пенообразованию. Изме-
нение плотности рабочей жидкости допускается в пределах ±10% перво-
начального значения.
Очистку или замену фильтрующего элемента следует произвести при
достижении на фильтроэлементе перепада давления, указанного в руковод-
стве по эксплуатации фильтра. Перевод давления определяют манометрами
или индикатором загрязненности фильтра. При необходимости назначают
регламентные работы по промывке или замене фильтроэлемента. Рекомен-
дуются следующие сроки обслуживания фильтров: очистку и замену
фильтроэлементов производят первый раз через 1 ч после ввода системы
в эксплуатацию, затем дважды через 5 ч. В дальнейшем фильтры обслужи-
ваются через 100—200 ч, магнитные сепараторы - через 500-700 ч. Фильтры
с электрическим или визуальным индикатором (типа Ф7М, ФГ32, ФВСМ
и др.) обслуживают по сигналу индикатора загрязненности. Очистке под-
вергают сетчатые и магнитные элементы. Бумажные элементы восстановле-
нию не подлежат. Одновременно с очисткой или заменой элемента удаляют
осадок из стакана.
Регенерация рабочей жидкости и регистрация работы гидропривода. Ре-
генерация рабочих жидкостей производится отстаиванием с подогревом в
отстойнике с конусным дном. Отстоявшаяся рабочая жидкость пропускает-
ся через рамочный фильтр-пресс или центрифугируется. При отсутствии ста-
ционарных установок для регенерации рабочих жидкостей можно использо-
вать передвижные маслоочистительные установки ПСМ-1-3000, УР-1000,
СОГ-903А, УМЦ-901А. Если непосредственно на предприятии невозможно
произвести регенерацию, то следует передать'рабочую жидкость для регене-
рации на специализированное предприятие.
Допускаемые отклонения качества регенерированных масел указаны
ниже.
Кислотноечислоо%............................................ +10
Вязкость при 50°С, мм2/с ................................... +2,4
Зольность, %................................................ +0,01
Для каждого гидропривода в цехе следует вести журнал регистрации
работы гидропривода. Этот журнал может быть составной частью журнала
регистрации работы гидрофицированной машины. В журнале должны быть
указаны установленные на основе цеховых графиков и инструкций по
эксплуатации гидрооборудования сроки осмотра, технического обслужива-
ния и ремонта гидропривода в целом и, при необходимости, отдельных
гидроустройств.
В журнал вносят отметки о проведении осмотра, технического обслу-
живания и ремонта, о результатах осмотра, объеме обслуживания и ремон-
та; наблюдения за всеми гидроустройствами с обязательной регистрацией
неисправностей, причин, их вызвавших, способов устранения неисправно-
стей. Журнал заполняют инженерно-технические работники, отвечающие за
исправность гидропривода, или специально обученный наладчик.
10. МЕРЫ ПО СНИЖЕНИЮ ШУМА И ВИБРАЦИИ
Источниками вибрации и шума являются насосные установки, трубо-
проводы, контрольно-регулирующая и распределительная аппаратура. Ре-
зервуары рабочей жидкости, гидрошкафы, панели и другие устройства при-
вода с развитой поверхностью усиливают шум.
Различают три формы колебаний, образующих шум и вибрацию в при-
водах: механические, гидродинамические и аэродинамические. Механиче-
ские колебания в насосах обусловлены асимметричным нагружением меха-
низмов, давлением рабочей жидкости, дискретностью тактов нагнетания,
вибрацией подшипников, ударами затворов клапанов (в клапанных маши-
нах) , биением валов, дисбалансом роторных узлов. Причинами повышен-
ного шума от насосной установки является несоосность между роторами
насоса и электродвигателем, а также повышенный шум приводного элек-
тродвигателя.
Механические колебания создают конические запорные элементы регу-
ляторов расхода и давления, распределители и электромагниты в период
переключения, поршневые гидропневмоаккумуляторы при полной разряд-
ке, гидравлические цилиндры, не оснащенные демпфирующими устройст-
вами в конце хода, и т.д.
Гидродинамические колебания обусловлены волновыми процессами,
кавитацией и турбулизацией рабочей жидкости. Величина шума здесь зави-
сит от энергетических параметров насоса и гидросистемы, динамики приво-
да, правильности выбора и монтажа аппаратуры и трубопроводов, наличия
воздуха и воды в рабочей жидкости/
Источниками аэродинамических колебаний являются вентиляторы при-
водных электродвигателей и воздушных маслоохладителей.
К наиболее эффективным мерам, осуществление которых рационально
в условиях монтажа и эксплуатации различных гидрофицированных машин,
относятся: виброизоляция насосных установок и жестких трубопроводов
от металлических конструкций привода; применение соединительных муфт
с эластичными элементами, обладающими демпфирующими свойствами;
правильный подбор размеров и формы нагнетательных и сливных трубо-
проводов; устранение попадания в гидросистему воды и подсоса воз-
духа; установка акустических ограждений; использование гидроаппара-
туры с беструбным методом монтажа. Как показывает опыт, накопленный
отечественной и зарубежной практикой, комплексное осуществление пере-
численных мер может обеспечить снижение общего уровня звука гидросис-
темы до 10 дБА и более (по данным ВНИИ гидропривода).
Виброизоляция насосной установки. В идеальном случае насос и при-
водной электродвигатель собирают на общей плите, которую затем монти-
руют на крышке масляного резервуара с применением амортизаторов.
Применяют амортизаторы резиновые, резинометаллические, пластмас-
совые и комбинированные. На рис. 32, а показаны варианты резинометалли-
ческих амортизаторов.
Широкое распространение получили резинометаллические амортизато-
ры типа АКСС [34] (рис. 33, б). В случае разрушения резинового упругого
Рис. 32. Резинометаллические амортизаторы (а) и амортизатор типа АКСС-40 (б):
1 — лапы амортизируемого объекта; 2—4 — детали металлической арматуры, привул-
канизованной к резиновому массиву; 5 — накладка, приваренная к фундаменту;
6 — фундамент
элемента или его отслоения от металлических деталей амортизатор продол-
жает удерживать амортизируемый объект на несущем основании.
Исследования виброакустических характеристик насосной установки
с регулируемым насосом типа НА, проведенные во ВНИИгидроприводе,
показали, что ее виброизоляция от монтажной плиты с помощью амортиза-
торов АКСС позволяет демпфировать колебания с частотой 225 и 1500 Гц.
Демпфирование передачи вибраций монтажной плите и гидравлическому ре-
зервуару привело к снижению уровня звуковой мощности, создаваемого
гидросистемой на 2—3 дБА.
Значительное уменьшение уровня звуковой мощности обеспечивается
при установке между насосом и его опорой звукопоглощающего фланца,
представляющего собой пербутановое кольцо, привулканизированное к ме-
таллической втулке. Снижение уровня звуковой мощности в этом случае
составляет от 2 до 5 дБА [46].
Эффективность применения эластичных опор зависит от характеристик
упругого материала, типа опоры и, согласно работе [18], может быть опре-
делена как отношение амплитуды колебаний монтажной плиты насосной
установки при непосредственном креплении к ней насоса и электродвигате-
ля к амплитуде колебаний монтажной плиты при использовании эластичных
опор между насосной установкой и плитой. В том случае, когда насосная ус-
тановка и монтажная плита являются многорезона^сными конструкциями,
величину для оценки эффективности демпфирования передачи колебаний
предлагается определять по формулам
С к .,Zc+ZmZf и.
Е = ch v L + ——- chpL ;
zc 'zm + zr
Zm = + Zf = +
где Zm, Zf — входные импедансы насоса и монтажной плиты в точках креп-
ления к ним опор; Zc = рСфА — характеристический импеданс опоры;
p=a+j/?=;~- +j) — комплексная постоянная распространения вибра-
Рис. 33. Схема амортизатора с мягким демпфиру-
ющим элементом (а) и амплитуды вибрации кор-
пусных деталей насоса НА4М/320 в точках 1 и 2
(б) (сплошные линии — установка насоса на амор-
тизаторах, штриховые — жесткое крепление к
крышке резервуара)
Рис. 34. Зависимость уровня звуковой мощности,
создаваемой насосом НА...80/320, от типа и фор-
мы нагнетательного трубопровода:
1 — короткий нагнетательный трубопровод; 2 — резиновый шланг длиной 1 м; 3 —
прямой металлический трубопровод длиной 1 м; 4 — металлический трубопровод с
изгибом а=90 длиной 1 м
ций в опоре; р, Сф, A, L, т? — плотность, фазовая скорость, площадь попереч-
ного сечения, длина и коэффициент демпфирования опоры соответственно.
Как правило, резинометаллические виброопоры эффективно демп-
фируют колебания на средних и высоких частотах и исключают их «пере-
дачу и распространение на большие поверхности монтажных плит, баков
и т. п. Достигаемое снижение уровня звуковой мощности составляет
2—5 дБА.
В то же время эффективное снижение колебаний при установке насос-
ного агрегата на амортизаторах может быть достигнуто только при допусти-
мых величинах биения носка вала. В противном случае амплитуда вибрации
в силу снижения жесткости крепления насоса к установочной плоскости
значительно возрастет. Это условие иллюстрируется графиками на рис. 33.
В данном эксперименте аксиально-поршневой насос типа НА4М 63/320 был
установлен на амортизаторы, конструкция которых показана на рис. 33, а.
Несмотря на достигнутое снижение уровня звуковой мощности на
2—3 дБ А, амплитуда колебаний крышек и корпуса возросла в 8—12 раз (в
точках 1 и 2).
Выбор и монтаж трубопроводов. Диаметры трубопроводов должны
быть достаточно большими, чтобы скорости потока соответствовали приве-
денным ниже: для линий всасывания диаметром до 0,032 м — 0,6—1,2 м/с,
более 0,032 м-1,5 м/с; для линий нагнетания диаметром до 0,050 м-
3 м/с, более 0,050 м — 3,6 м/с.
Скорость протекания рабочей жидкости через клапаны управления и
другие короткие участки труб с меньшим сечением — 6,0 м/с, скорость в пе-
реливных и предохранительных клапанах — 30 м/с.
Рис. 35. Виброизоляция металлических трубопроводов упругими втулками и муфтами
при прохождении трубопровода через крышку резервуара (а) и промежуточными
кольцеобразными муфтами с демпфирующим элементом (б)
При изготовлении элементов гидропривода следует применять плавные
изгибы труб. Радиусы изгиба труб должны составлять пять-шесть диаметров
труб. По возможности следует избегать изгибов трубопроводов, поскольку
каждый из них повышает создаваемый гидроприводом шум. Для подавле-
ния вибрации трубопроводов, вызываемой пульсирующим потоком, целе-
сообразно применять массивные трубы с большой толщиной стенки.
Эффективной мерой для демпфирования колебаний служит применение в
линии нагнетания армированных гибких рукавов. С этой целью в отдельных
участках трубопроводов устанавливают гибкие рукава, которые ослабляют
передачу вибрации от одного участка трубопровода к другому. Лучшее
демпфирование достигается, когда гибкие шланги присоединяются к жест-
кому трубопроводу с обеих концов.
Тип всасывающего трубопровода влияет на создаваемый гидросисте-
мой уровень звуковой мощности. Рациональна замена металлического
трубопровода на пластмассовый.
На рис. 34 приведены результаты экспериментальных исследований
уровней шума, создаваемых гидроприводом с насосом типа НА...80/320.
На величину создаваемого шума влияют материал (жесткий или эластич-
ный) трубопровода (кривые 2 и 3 см. рис. 35), длина трубопровода (кри-
вые 1 иЗ) и наличие изгибов и углов поворота потока (кривые Зи 4). Разли-
чия в создаваемых уровнях звуковой мощности составляют от 2 до 4 дБА.
В целях изоляции вибрирующих труб от непосредственного контакта
с металлическими деталями гидропривода используют различные конструк-
тивные решения. Так, всасывающие, сливные и дренажные трубопроводы,
проходящие через крышку резервуара или другие металлические перего-
родки, уплотняют упругими втулками или манжетами, как это показано,
например, на рис. 35, а. По данным фирмы "Мицубиси дэнки" (Япония)
применение эластичных промежуточных соединений трубопроводов в соче-
тании с другими виброизолирующими элементами обеспечивает снижение
шума установки до 20%.
Напорные магистрали иногда выполняют из отдельных отрезков труб,
соединенных между собой промежуточной кольцеобразной муфтой с демп-
фирующим элементом (рис. 35, б).
Поперечная вибрация трубопровода может быть устранена с помощью
установки кронштейнов, зажимов или колодок таким образом, чтобы ос-
новная резонансная частота пролета незакрепленной части трубы была боль-
ше, чем самая высокая частота, создаваемая насосом. Для этого определяют
критическую длину пролета между опорами,исходя из ее собственной часто-
ты. Длину трубы между пролетами принимают несколько меньшей найден-
ной величины.
-1< I = Vo,O3638 -Д— 10,
Р mfo
где Е — модуль упругости материала трубы, МПа; I — момент инерции тру-
бы, см4; I — длина трубы, м; m — масса заполненной трубы; f0 — собствен-
ная частота колебаний полностью заполненной и зажатой с обоих концов
трубы, Гц.
Собственную частоту колебаний трубы, заполненной рабочей жидко-
стью и зажатой с обоих концов, можно определить по формуле
где К — коэффициент, зависящий от размерности.
Трубы должны устанавливаться с зазором, который обеспечивает удоб-
ство монтажа и отсутствие касаний при вибрации или перемещениях других
элементов конструкции.
Кронштейны для труб и зажимы должны быть облицованы эластичным
материалом и прикреплены к относительно массивным фундаментам или
стойкам. На рис. 36, а показаны варианты зажимов и кронштейнов, а на
рис. 36, б и в — конструкции колодок, используемых в отечественных при-
водах. В табл. 29 и 30 приведены размеры колодок (см. рис. 36, в) и рас-
стояния между узлами крепления труб на участках с пульсирующим дав-
лением.
Демпфирование роторных колебаний в насосных установках. Сложение
колебаний ротора насоса, вызванных пульсацией расхода и давления, с ко-
лебаниями ротора электродвигателя, являющимися следствием взаимодей-
ствия магнитных сил, образует гармоники, влияющие на уровень звука и
вибрацию насосной установки. Для демпфирования этих колебаний приме-
няют соединительные муфты с упругими элементами различной конструк-
ции. В гидроприводе преимущественное распространение получили муфты
с резиновыми элементами, отличающимися высокими компенсационными
свойствами и хорошей демпфирующей способностью при сравнительной
простоте конструкции и отсутствии специальных требований к уходу при
эксплуатации.
Для монтажа небольших насосных станций часто применяют муфты со
Рис. 36. Промежуточное крепление трубопроводов к жестким конструкциям гидро-
привода:
а — зажимы и кронштейны с гибкой вставкой; б, в — колодки
звездочкой (ГОСТ 14084-76), а для более крупных установок - втулочно-
пальцевые муфты (ГОСТ 21424—75).
На рис. 37 показаны конструкции муфт с упругими элементами. На
рис. 37, а резиновый демпфирующий элемент выполнен в форме восьми-
угольной втулки. При такой форме элемента обеспечивается сравнительно
большая поверхность контакта полумуфт, воспринимающих крутящий мо-
мент. Указанная муфта обеспечивает снижение уровня звуковой мощности
насосной установки на 6 дБА.
На рис. 37, б показана зубчатая муфта с эластичной оболочкой, изготов-
ленной из полиуретана или суперполиамида, обладающих высоким сопро-
тивлением изнашиванию и хорошими виброакустическими свойствами.
Муфты этого типа изготовляют для компенсации несбосности насосных
установок и агрегатов.
Испытания муфт разных конструкций, проведенные во ВНИИгидропри-
воде, показали недостаточные демпфирующие свойства оболочковой муф-
ты. К наиболее оптимальным с точки зрения снижения шума можно отнести
втулочно-пальцевые муфты (уровень звука снижается на 2—4 дБА).
Погружение насоса в рабочую жидкость. Во ВНИИгидроприводе прове-
Рекомендуемые размеры колодок для крепления трубопроводов, мм
h К m d Расстояние, мм между любыми соседними отверстиями d} и d2 при диаметре, мм
3 4 6 8 10 I I 12 I 14 15 I 16 I 18
9,5 6 3 5 6 7 9 10 11 13 13 14 15
10 7 10 4 6 7 8 10 11 12 14 14 15 16
11,5 9 6 7 9 9 11 12 13 15 16 16 17
12,5 10 8 9 11 11 12 13 14 16 17 17 18
13,5 11 12 10 10 12 12 13 14 15 17 18 18 19
14,5 12 14 12 11 13 13 14 15 16 18 19 19 20
V&5 Л* 13 ЧЬ ^6 17 18 19 20 20 21
16 14 15 15 16 17 18 19 20 20 21 22
16,5 15 16 14 16 / * 21
17,5 16 16 18 15 17 17 18 19 20 21 22 22 23
Примечания: 1. Размеры h , К и m принимают в зависимости от максимального диаметра d , в таблице соответствующего dt.
2. Размер d равняется наружному диаметру трубы.
3. Материал колодки — резина маслостойкая.
Рекомендуемые расстояния I между узлами крепления труб
на участках с пульсирующим давлением
D
мьР
стальных
I , мм для труб
из алюминиевых
,сплавов
6
8
10
12
15
20
25
400
450
500
580
650
700
800
340
380
400
500
560
600
660
дены экспериментальные исследования уровней звука и октавных уровней
звукового давления, создаваемых насосной установкой с насосом
НА...8/320М, при монтаже его на резервуаре и при монтаже того же насосаь
в погружном состоянии в составе гидроагрегата ГА5В. В последнем случае
уровень шума значительно ниже, что объясняется главным образом улучше-
нием условий всасывания и исключением подсоса воздуха.
При погружном исполнении в качестве элемента виброизоляции может
быть использован гибкий установочный фланец, который способен снизить
уровень звука на 2—4 дБА.
Меры по снижению уровня шума электродвигателей. Электродвигатель
занимает одно из первых мест по уровню создаваемого шума. Создаваемая
им звуковая энергия представляет собой результат взаимодействия различ-
ных факторов, в том числе: механического, магнитного и аэродинамическо-
го происхождения, что является следствием неудовлетворительной баланси-
ровки вращающихся элементов, трения, колебаний ротора и статора под
воздействием магнитных сил, циркуляции внутри машины охлаждающего
воздуха, нагнетаемого вентилятором.
Борьба с шумом ограничивается, как правило, пассивными методами;
наиболее эффективно акустическое ограждение, не препятствующее цирку-
ляции охлаждающего воздуха. На рис. 38, а приведены результаты измере-
ний октановых уровней звукового давления электродвигателя без акусти-
ческого ограждения и с использованием звукопоглощающего кожуха.
Снижение шума, создаваемого вентилятором, достигается установкой
глушителя на впуске охлаждающего воздуха и приданием лопастям венти-
лятора оптимальной геометрической формы. Это позволяет снизить уро-
вень звука на 5—7 дБА при 1500 об/мин.
Г л ушител ь аэродинамического
шума представляет собой металличес-
кую конструкцию с двойными стен-
ками, пространство между которыми
Рис. 37. Муфты с эластичными демпфиру-
ющими элементами
Рис. 38. Уровни звуковой мощности электродвигателей насосных установок без при-
менения акустического ограждения (1) и с использованием звукопоглощающего ко-
жуха {2} и вентиляторов без глушителя (Лис установкой глушителя (2)
заполнено звукопоглощающим материалом. Такое решение может понизить
уровень звука до 10 дБА и более (рис. 38, б).
Существенное снижение уровня звуковой мощности достигается также
при замене прямых лопастей вентилятора наклонными.
Электротехнической промышленностью выпускаются электромоторы с
пониженными шумовыми характеристиками. Они имеют уменьшенный воз-
душный зазор между статором и ротором, лопасти вентиляторов выполне-
ны из пластмассы или специальной синтетической резины, применены пре-
цизионные подшипники качения. В зарубежной практике для комплекта-
ции насосных гидроагрегатов используют электродвигатели с водяным ох-
лаждением.
Указанные меры по снижению шумовых характеристик приводных
электродвигателей приемлемы и для маслоохладителей с воздушным
охлаждением.
Звукоизолирующие ограждения. Посредством акустического огражде-
ния всей насосной установки можно достичь уровня звука до 25—45 дБА
[30]. Ограждение должно быть сплошным, выполненным из материалов
большой плотности при минимальном количестве пустот.
Наиболее эффективно трехслойное ограждение из тяжелых металличе-
ских стенок, оснащенных ребрами жесткости, а также слоев стекловолокна
и звукопоглощающей пасты (рис. 39). Насосный агрегат установлен на ре-
зиновые амортизаторы. Дверцы проемов для обслуживания и ухода за агре-
гатом уплотнены. Такое ограждение обеспечивает
снижение уровня звука 25—35 дБА.
Суммарное сечение вентиляционных отверстий
не должно превышать 10% общей площади ограж-
дающих стенок.
Рис. 39. Звукоизолирующее ограждение насосных станций
с трехслойной изоляцией:
1 — пористый звукопоглощающий материал; 2 — звукопо-
глощающая замазка (паста); 3 — металлические листы
На основании исследований, выполненных во ВНИИгидроприводе, уста-
новлено, что шумы в диапазоне 1000 Гц легче изолировать, чем в более низ-
ком диапазоне частот. По мнению специалистов, закрытие целых агрегатов
кожухами не всегда дает положительный эффект.
Вибропоглощающие покрытия. Снижение шума может быть достигнуто
демпфированием вибрирующей поверхности различными покрытиями. Ма-
териал покрытия должен плотно прилегать к колеблющейся поверхности.
Вибропоглощающие покрытия подразделяют на жесткие и мягкие: к жест-
ким относят твердые пластмассы с наполнителями (например, листы из спе-
ченного алюминия толщиной 2—3 мм); к мягким — мягкие резины и пласт-
массы, битуминизированный войлок, мастики с динамическим модулем уп-
ругости порядка 103 Н/см2. Поглощение энергии происходит в основном за
счет деформации вибропоглощающего сЛоя (особенно эффективно для вы-
соких звуковых частот).
Коэффициенты потерь (т?3) и модули упругости (Е) вибропоглощаю-
щих материалов приведены в табл. 31.
Применяется также мастика марки ВПМ-2ГИСИ, представляющая со-
бой водную композицию, состоящую из поливинилацетатной дисперсной
фазы и ряда добавок. Мастика не содержит токсичных летучих веществ,
маслостойка, выдерживает нагревание до 100°С, характеризуется хорошей
адгезией. Покрытие наносят слоем 1—2 мм на вибрирующие металлические
поверхности с помощью шпателя, кисти или механизированным путем (на-
пример, краскораспылителем, в электростатическом поле и др.). Пленка
светло-зеленого цвета имеет хорошие декоративные свойства и не нуждает-
ся в окрашивании.
Оценку эффективности нанесения покрытия проводим в следующем порядке.
1. Определяем отношение модулей упругости вибропоглощающего слояЕп к моду-
лю упругости металла вибрирующей поверхности (например, мастики ШВИМ-18 к
стали):
Еп/ Ем = 2-Ю4 / 2-10* = 0,01.
2. Вычисляем отношение толщины слоя мастики h п к толщине металла h к, на-
пример,
hn/hK = 4.
Таблица 31
Характеристика вибропоглощающих материалов
Материал Е, Па ^3 V*' Па Температурный диапазон, С
ГУ MX П-272-50 8-10’ 0,15 1,2-10’ 10*30
Линолеум 1,1-10’ 0,30 3,3-10’ -10*30
Пластик №378 8-10’ 0,45 3,6-10' 0*35
Мастика А-1 3-10’ 0,44 13-10’ 0*30
Мастика А-2 5-10’ 0,40 20-10’ 0*30
Пластик ПХС-4Н 3-10’ 0,40 1,2-10’ -30*10
Пластикат 485 4,5-10’ 0,18 8,1-10’ 10*70
Мастика ШВИМ-18 2-104 0,3 0,6-104 —
?таль 2-10* 0,01 2-10’ —
3. Определяем i?? (коэффициент потерь вибрирующей поверхности при наличии
вибропоглощающего слоя),используя формулу
(Еп/Ем) (hn/hM) = 16,
и далее, считая, что коэффициент потерь мастики i? з = 0,3 при Е = 2-104 Па, находим
= 0,3-0,01-16 = 0,048.
4. Вычисляем величину снижения уровня шума
△ L = 20 I g +1?2 /1?, ) дБ,
где т? i — коэффициент потерь вибрирующей поверхности до нанесения вибропоглоща-
ющего слоя,
Считая, что 1?! = 0,01,
Звукопоглощающие покрытия должны иметь большую величину зву-
копоглощения; хорошую газопроницаемость и теплоизолирующую способ-
ность и минимальную толщину; обладать такой же прочностью, как метал-
лы, хорошей обрабатываемостью, коррозионной стойкостью и негорю-
честью; не электризоваться; допускать применение воды и моющих раство-
ров при обслуживании; иметь невысокую стоимость.
Снижение шума гидроаппаратуры. Основными источниками шума
гидроаппаратуры являются: механические вибрации элементов управления
и регулирования (расхода, давления), вызванные воздействием гидродина-
мических сил потока; удары, связанные с переключением распределитель-
ных золотников и срабатыванием электромагнитов; турбулентность рабо-
чей жидкости при высоких скоростях потока, кавитация — при наличии в
жидкости незначительного количества воздуха и воды.
Снижение уровня звука достигается: правильным выбором диаметра
условного прохода гидроаппаратов, обеспечивающего рекомендуемые ско-
рости потока жидкости при максимальной подаче насосной установки; при-
менением гидроаппаратуры модульного монтажа (снижает шум установки
до 6 дБА), а также распределительной аппаратуры, оснащенной магнитами
с "мокрым" якорем.
При монтаже насосной установки целесообразно: предохранительный
клапан установить на некотором расстоянии от масляного резервуара, а
слив иэ него осуществить с помощью эластичного трубопровода; вместо од-
ного нерегулируемого дросселя, работающего при полном перепаде давле-
ния, установить последовательно два дросселя, каждый из которых будет
работать на перепаде Др=1/2рп; обеспечить абсолютную герметизацию
присоединений клапанов, устанавливаемых на сливной магистрали.
Дополнительные рекомендации по приводу в целом. Мощность привода
целесообразно формировать путем повышения давления насосного агрега-
та, а не расхода, поскольку при удвоенном давлении уровень звукового
давления увеличивается примерно на 4—5 дБ, а при удвоенной скорости по-
тока — примерно на 18 дБ.
С точки зрения снижения шума вместо одного насоса оольшой мощно-
сти выгоднее применять два насоса с N = 1/2 Nn. Уровень шума регулиру-
емых насосов примерно на 8 дБ выше, чем у нерегулируемых насосов той
же мощности. Поэтому целесообразно там, где это возможна, вместо одно-
го регулируемого насоса большой мощности применять два насоса половин-
ной мощности, из которых один регулируемый, а другой постоянной по-
дачи.
При увеличении температуры рабочей жидкости несколько увеличива-
ется уровень звукового давления. Для снижения температуры рационально
применение маслоохладителей. В то же время маслоохладители с воздуш-
ным охлаждением создают уровень звукового давления, намного превосхо-
дящий уровень звукового давления, являющийся результатом повышения
температуры масла. Поэтому применение маслоохладителя с водяным ох-
лаждением в условиях повышенных требований к уровню шума является
оправданным.
Насосные установки не рекомендуется располагать в углу помещения
или возле стен, если последние не изготовлены (облицованы) из звукопо-
глощающих материалов.
Стенд или пульт управления гидроприводом, у которого работает опе-
ратор, должен быть установлен как можно дальше от источника шума.
Вибрационные характеристики гидрооборудования. ВНИИгидроприво-
дом разработаны предельные нормы вибрационных характеристик гидро-
оборудования: собственной вибрации, виброустойчивости и вибропрочно-
сти. Собственная вибрация — вибрация оборудования при его работе. Виб-
роустойчивость — свойство объекта при заданной вибрации выполнять за-
данные функции и сохранять в пределах норм значения параметров. Вибро-
прочность — прочность при заданной вибрации.
Собственную вибрацию оценивают средним квадратическим значением
вибрационной скорости ve в точке измерения:
где v j — значение скорости i-ro измерения; п — число измерений.
Собственную вибрацию определяют при работе гидрооборудования на
номинальных параметрах и установившихся режимах. Предельная средняя
квадратическая виброскорость для частот 2г-150ОГц установлена
10"10“3 М'С~\ Выбор указанной виброскорости обусловлен следующим.
По ГОСТ 20815—75 для электрических вращающихся машин установлена
предельная средняя квадратическая виброскорость 4,5-10“3 м-с”1. Гидро-
оборудование с вращающимися элементами и без таковых характеризуется
тем, что при его работе возбуждаются собственные колебания из-за наличия
неуравновешенных подвижных частей (в большей степени, чем в электриче-
ских вращающихся машинах), а также гидравлических ударов при движе-
нии рабочей жидкости. В связи с этим предельная виброскорость для гидро-
оборудования выше, чем для электрических машин.
Исследованиями во ВНИИгидроприводе установлено, что средняя квад-
ратическая виброскорость насосов и гидромоторов в диапазоне частот 16-
84
Рмс. 40. Схема расположения точек измерения виброскорости насосов и гидромоторов,
установленных на лапах {а) и на фланце {б):
1 — испытуемый насос (гидррмотор); 2 - приводное (нагрузочное) устройство; 3 -
точка измерения
2000 Гц не превышала 6-10”3 мчГ1. Согласно ГОСТ 12.2.040-79 для гидро-
оборудования, устанавливаемого отдельно на фундаменты, полы и подоб-
ные основания, передающие вибрации на рабочее место, логарифмические
уровни средней квадратической виброскорости, взятые относительно опор-
ной виброскорости, равной 5-10“8 м-с”1, в октавных полосах в точках
крепления к основаниям должны быть для частот 2—8 Гц не более следу-
ющих значений:
Среднегеометрические частоты ок-
тавных полос, Гц....................... 2
Логарифмические уровни средних
квадратических значений виброско-
рости, дБ............................ 108
Средняя квадратическая вибро-
скорость, м с"1............Г. . . . . 12,6-1 О*3
4 8
99 93
4,5-10-3 2,2-10“3
В С’зязи с тем, что для гидроприводов и гидрооборудования техниче-
ские нормы собственной вибрации должны быть ниже гигиенических, при-
нято снижение значений виброскорости на 2 дБ.
Виброустойчивость и вибропрочность гидроприводов и гидрооборудо-
вания определяются степенями жесткости в зависимости от условий экс-
плуатации оборудования и места его размещения. Установлены пять степе-
ней жесткости в зависимости от условий эксплуатации (ГОСТ 16962—71):
I — непосредственно на фундаментах, в стационарных установках, колеблю-
щихся с частотой вибрации не более 35 Гц; на грузоподъемых устройствах
и передвижных установках, работающих на ходу; II — на металлорежущих
и деревообрабатывающих станках; III — на прессах, молотах; IV — на ли-
тейных машинах, автомобилях и прицепах, тракторах и сельскохозяйствен-
ных машинах, строительных и дорожных машинах, горных и подземных ма-
шинах; V — на железнодорожном транспорте.
Виброскорость измеряют в одной точке по трем осям X, Y и Z (рис. 40
и 41). Виброустойчивость гидрооборудования массой более 1000 кг (вклю-
чая массу оборудования, необходимого для проведения испытания) прове-
ряют в условиях эксплуатации. Вибропрочность гидрооборудования массой
более 1000 кг определяют расчетным путем. Средства измерения парамет-
Рис. 41. Схема расположения точек измерения
виброскорости гидроаппаратуры, установленной
на трубах (а), и гидроагрегатов (б):
1 — труба; 2 — гидроаппарат; 3 — точка изме-
рения
ров вибрации указаны в табл. 32, типы виб-
ростендов для испытаний — в табл. 33.
Рекомендуется следующая форма запи-
си вибрационных характеристик в норма-
тивно-технической, конструкторской и экс-
плуатационной документации.
В разделе "Технические характеристики" следует записывать:
Параметр Значения параметра
Вибрационные характеристики: собственная вибрация, м-с’1, не более виброустойчивость виброп рочность 1) 2) 2)
В разделе "Метод проверки" следует записывать:
Что проверяется Метод проверки < Результат проверки Примечания
Вибрационные характери- стики: собственная вибрация По ГОСТ 17108-79 ГОСТ 13781.0-79 ГОСТ 13781.1-79 ГОСТ 13781.2-77 ГОСТ 13781.3-79 ГОСТ 13781.4-76 3) 4)
виброустойчивость По ГОСТ 16962—71 (испытание 102-1) 3) 4)
вибропрочность По ГОСТ 16962-71 (испытание 103-1.1) 3) 4)
, В разделе "Средства измерений" следует записывать:
Измеряемые параметры Средства измерений (испытании)
Собственная вибрация Виброустойчивость Вибропрочность 5) 5) 5)
Пояснения к заполнению форм:
1) значение устанавливает разработчик системы и устройства, но не бо-
лее 10-1СГ3 м-с’1;
2) степень жесткости системы или устройства выбирают в зависимости
от условий эксплуатации;
3) указывают значение параметра (или ссылка на техническую характе-
ристику) , которому должны соответствовать результаты проверки;
4) указывают вид испытаний, при котором производят проверку виб-
рационных характеристик;
5) средства измерений (испытаний) выбирают по табл. 32 и 33.
Конструкционные материалы с повышенными демпфирующими свойст-
вами. Сплавы с высокими демпфирующими свойствами применяют для из-
готовления деталей гидрооборудования, подверженных значительным виб-
рациям. В настоящее время применяют сплавы на основе железа с магнито-
механическим демпфированием (стали 15ХВМФ, 15Х12ВМФ, 1Х12В2МФ,
1Х12В4МФ); сплавы на основе никеля и кобальта с магнитомеханическим
затуханием (сплавы НИВКО-10, никель с 2,5% окиси тория); упругодвой-
никующиеся сплавы на основе магния (сплавы магния с 0,4—0,6% цирко-
ния) ; у пру годвойни кующиеся марганцево-медные сплавы (сплавы с
содержанием до 60-80% марганца); сплавы с термоупругим мартенситом
(алюминиевые бронзы с содержанием 10—14% алюминия и 2—4% никеля,
Таблица 32
Средства измерения параметров вибрации
Средство измерения Частота, Гц Виброскорость Виброускоре- ние Погреш- ность из- мерений
Шумовибромет- рический комплекс типаШВК-Н (СССР) От 1,4 до 12500 85-170 дБ 34-130 дБ ±1 дБ
Шумовибромет- рический комплекс типа ШВК-1 (СССР) От 1,4 до 10000 40-150 дБ 20-130 дБ ±2 дБ
Виброметр образ- цовый типа ВО-1 (СССР) От 1 до 10000 1-10-’ - 1-Ю'1 м-с-1 1-Ю"3 - 1-10’ м-с'2 ±5%
Измеритель типа 00017 (ГДР) От 3 до 10000 З Ю-4 - 30 м-с"1 1-10-’ - 1 Ю“4 м-с"2 ±2%
Устройство типа ДМ-132 (ГДР) ОтЗдо 10000 З Ю“4 - 3,0 м-с;1 ЗЮ'1 - 1-10’ м-с"2 ±4%
Испытательные вибрационные стенды
Вибростенд Г рузоподъемность, кг ТУ
ВЭДС-10А 1,9 ТУ 25-06-528-69
ВЭДС-100Б 22 ТУ 25-06-530-69
ВЭДС-200А 45 ТУ 25-06-529-69
ВЭДС-400А 90 ТУ 25-06-605-70
ВЭДС-1500 300 ТУ 25-06-665-70
ЭГВ-10-100 1000 —
никель-титановые сплавы с содержанием 48,5—50% титана); сплавы с резко
выраженной гетерогенной структурой (чугуны, свинцовистые бронзы,
алюминиево-цинковые спЬавы).
Проведенные во ВНИИгидроприводе исследования сплавов на основе
марганца и меди (75% Мп и 25% Си) в насосах высокого давления типа
НА...80/320 показали возможность снижения уровня звукового давления
на 2—3 дБА.
Г лава Ш.
ОБСЛУЖИВАНИЕ ГИДРОСИСТЕМ
1. ЗАПРАВКА ГИДРОСИСТЕМ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТЬЮ
Надежная эксплуатация гидропривода находится в прямой зависимости
от чистоты рабочей жидкости. Применяется комплекс мер по предохране-
нию масел от загрязнения на различных технологических этапах — от произ-
водства до заливки в гидросистему.
В табл. 34 указаны инвентарь и оборудование для заливки и обслужива-
ния гидросистем.
Применение ручного заправочного инвентаря (вариант I ) характерно
для небольших промышленных предприятий. Однако при этом не достига-
ется требуемая чистота жидкости.
Преимуществами заправочных станций с ручным или механизирован-
ным приводом (вариант II ) является наличие защищенного от окружаю-
щей среды резервуара, предохраняющего масло от загрязнения в процессе
транспортирования, хранения и заливки, а также оснащенность насосами,
обеспечивающими необходимый напор. Помимо этого, станции типа СЗП-Р
имеют три бака от 2,5 до 16 л, позволяющих осуществлять слив, заправку и
доливку масла.
Наиболее распространены ручные и самоходные заправочные станции
с механизированной подачей жидкости (вариант III ) — переносные или пе-
редвижные насосные агрегаты (тележки). В большинстве случаев станции
оснащены приемными и напорными фильтрами тонкой очистки.
На рис. 42, а и б даны схемы передвижных насосных установок, смон-
тированных на ручных тележках. Эти станции предназначены для заправки
88
Инвентарь и оборудование для заливки и обслуживания гидросистем
^ва- риан- та Номенклатура инвентаря и оборудования для заливки и обслуживания гидросистем Краткая характеристика процесса заправки (обслуживания)
Инвентарь и оборудование Типы заправочного инвентаря и оборудования
I Ручной инвен- тарь Масленки с * Бидоны воронкой вмес- вместимостью тимостью 10 л до 10 л Воронки Масленки и шприцы вмес- тимостью до 1,6 л для доза- правки и отбора масла 1. Из-за низкой пропускной способности сеток заливных фильтров и воронок (при без- напорной заправке) тонкость очйстки ограничивается 80 — 125 мкм 2. Время заправки бака средней величины 15—20 мин
II । i Станции за- правочные пере- носные и пере- движные с руч- ным приводом Станции переносные типа СЗР-Р вместимостью 2,5 я 16 л Станции заправочные передвижные типа СЗП-Р с вместимостью баков 2,5 и * 16 л (по три бака) 1. То же, что и по вари- анту I 2. По сравнению с ручным заправочным инвентарем воз- можность загрязнения жидко- сти при переливании — мень- шая 3. Наличие на станциях СЗП-Р трех баков позволяет, кроме за- правки, осуществлять слив ста- рого масла и дозаправку гидро- системы
III Ручные и само- Погружные Мобильная насосная ус- Мобиль- Самоходная 1. Обеспечивается высоко-
ходные тележки (заправочные станции) с ме- ханизированной подачей жидко- сти в гидросис- тему переносные на- сосы с пневмо- или электро- приводом тановка на ручной тележке ная насос- ная уста- новка с транспорт- ной емко- стью заправочная станция типа СЗП производительная заправка гидросистем 2. Тонкость очистки заправ- ляемых жидкостей зависит от наличия 1и типа) фильтров, ус- танавливаемых на тележках 3. Станции СЗП, кроме того, обеспечивают выкачку старого
масла
8
Продолжение табл. 34
(Ава- риен- та Номенклатура инвентаря и оборудовании для заливки и обслуживания систем Краткая характеристика процесса заправки (обслуживания)
Инвентарь и оборудование Типы заправочного ийвентаря и оборудования
IV Передвижные станции обслу- живания гидро- систем Типе СОГС-33-И500 Стенд Малогабаритная установка тонкой очи- типа УМЦ стки типа * СОГ 1. Тонкость очистки при за- правке до 3 мкм 2. Производительность до 45 л/мин 3. При многократной цирку- ляции жидкости через СОГ или УМЦ — тонкость очистки до 1 мкм 4. Возможность качествен- ной промывки резервуаров 5. Объем бака 80 л (СОГ)
V Стационар- ные заправоч- ные установки Станции заправочные стаци- онарные типа СЗ-П Централизованные масло колонки 1. Обеспечивается раздача масел с требуемой тонкостью очистки независимо от степени загрязнения в процессе постав- ки и транспортирования 2. Стационарные станции часто требуют дополнительного заправочного оборудования, что может привести к сниже- нию чистоты масел
VI Централизо- ванное обслу- живание гидро- систем от еди- ной станции — - 1. Обеспечивает требуемые классы чистоты 2. Приемлемо для гидросис- тем машин с одинаковыми тех- ническими требованиями и жидкостями 3. Рационально применять для испытательных станций
№ ва- риан- та Номенклатура инвентаря и оборудования для заливки и обслуживания систем Краткая характеристика процесса заправки {обслуживания)
Инвентарь и оборудование Тилы заправочного инвентаря и оборудования
VII Поставка ма-
сел, расфасован-
ных в герметич-
ной антикорро-
зионной таре
1. Сохранение чистоты масел
на уровне поставки
2. Исключение операций
промежуточного перелива ма-
сел, сокращение инвентаря и
транспортных средств
G) б)
Рис. 42. Передвижные заправочные станции на ручных тележках:
а - конструкции УкрНИИхиммаша; б - станция фирмы "Виккерс" (США)
гидросистем из стандартных емкостей, предварительно доставленных к об-
служиваемому гидроприводу. На ручной тележке для обслуживания метал-
лорежущего и кузнечно-прессового оборудования (рис. 42, а) установлены
электродвигатель 1 и шестеренный насос 3, соединенные с помощью
муфты 2.
К насосу подсоединены два шланга длиной 10—15 м: всасывающий 4 с
фильтром 6 и сливной 5, по которому жидкость поступает в специальный
резервуар. Длинный кабель дает возможность подсоединить электродвига-
тель к источнику тока, находящемуся на расстоянии. Ручную тележку мож-
но использовать также для промывки гидросистем после слива отработан-
ной жидкости.
На рис. 42, б показана тележка фирмы "Виккерс” (США), на которой
установлены электродвигатель мощностью 55 кВт при 1400 об/мин, пла-
стинчатый насос подачей 23 л/мин, фильтры с тонкостью фильтрования
149 мкм на входе и 20 мкм на выходе. Оба фильтра — со сменными фильт-
рующими элементами. Фильтр на выходе снабжен указателем загрязненно-
сти. Жидкость можно очищать как в процессе заправки гидросистемы из от-
дельной емкости, так и непосредственно в системе за счет подсоединения ее
к резервуару гидропривода.
Этой же фирмой выпускаются заправочные станции на тележке, приспо-
собленной для перевозки стандартных емкостей с рабочей жидкостью
(рис. 43). Станция снабжена насосом подачей 20 л/мин и однофазным элек-
тродвигателем мощностью 0,55 кВт при 1440 об/мин. На тележке смонтиро-
ваны в вертикальном положении два фильтра: на выходе (тонкость фильт-
рования 15 мкм), снабжен индикатором загрязнения, на входе (тонкость
фильтрования 120 мкм). Тележка снабжена шлангами длиной по 3 м разно-
го цвета. На тележке можно перевозить бочки емкостью 150 и 165 л. Тележ-
ка легко перевозится одним рабочим.
Зарубежные фирмы, например фирмы ФРГ "Стеварт-Варнер", "Текале-
мит", "Рейхерт", выпускают переносные заправочные агрегаты с пневмати-
ческим и электрическим приводами, отличающиеся легкостью и простотой
конструкции (рис. 44, а и б). Они обеспечивают высокопроизводительную
заправку гидросистемы, не допускают загрязнения жидкости, не требуют
@2
Рис. 43. Заправочная станция на те-
лежке, приспособленной для перевоз-
ки стандартных емкостей с маслом
Рис. 44. Переносные заправочные агрегаты,
погружаемые в стандартные емкости:
а — с пневматическим приводом (фирма "Те-
калемит", ФРГ); б — с электрическим приво-
дом (фирма "Рейхерт”, ФРГ)
применения специальных емкостей. В зависимости от исполнения агрегаты
могут быть укомплектованы заправочными пистолетами, расходомерами
жидкости и фильтрами с различной тонкостью фильтрования.
Наилучшие результаты в поддержании чистоты рабочих жидкостей до-
стигаются при использовании передвижных станций обслуживания гидро-
систем (см. табл. 34, вариант IV). Такие станции обеспечивают полный
комплекс обслуживания: выкачку масла, отработавшего свой ресурс, ПР0’
мывку гидросистемы под давлением, заливку свежего масла с одновремен-
ной тонкой очисткой и очистку масел в резервуарах работающего обоРУД0'
вания посредством замкнутой циркуляции через станцию.
На рис. 45, а и б даны схемы станций обслуживания, в которых рабочая
жидкость фильтруется на входе и выходе из насоса. По такой же схеме, на-
пример, фирмой "PGH Механик" (ФРГ) выпускаются станции обслужива-
ния типа WGS, обеспечивающие удаление отработанной жидкости из гидро-
системы, промывку системы под давлением и заправку системы чистой ра-
бочей жидкостью. Кроме того, возможна заправка гидросистем из дрУгих
резервуаров.
Установка, смонтированная на шасси, имеет три шестеренных насоса с
электродвигателями, четыре магнитных фильтра (микро-S), три бака, а
также расходомер, указывающий количество перекачанной жидкости.
Технические данные установки
Габариты, мм...........................................1320x700x1250
Масса, кг..............................................120
Объем баков, л ........................................3x125
Подача каждого насоса, л/мин................... ........25
Напор насоса, МПа ................................. .0,63
Мощность каждого двигателя, кВт........................2,4
Рис. 45. Схемы станций обслуживания гидросистем с очисткой рабочей жидкости ме-
тодом фильтрования:
а - схема портативной установки типа "Тел л-Тэй л" фирмы "Розайн Фильтер" (США) •
б - схема передвижной установки фирмы "Рексрот" (ФРГ)
В табл. 35 приведены характеристики станций обслуживания типа СОГС
с фильтрацией рабочей жидкости.
Наиболее эффективные результаты по очистке жидкости в процессе
эксплуатации получены на стендах и установках типа СОГ и УМЦ, оснащен-
ных центрифугами-насосами ГЦН (рис. 46, а и б).
Стенд типа СОГ (рис. 46, а) состоит из следующих основных элемен-
тов: цельносварного каркаса 5; всасывающего и основного баков 2, 11;
гидроочистителя типа ГЦН 12; кранов 8, 10 и 13; приемного штуцера 6,
маслоохладителя 4, напорного шланга 7 и всасывающего 3, предназначенно-
го для перекачки жидкости из постороннего резервуара.
Центрифуга-насос 12 всасывает жидкость из собственного бака 11 или
из постороннего резервуара 1 (через дополнительный всасывающий бак 2)
в зависимости от положения крана 13. Очищенная жидкость краном 10 мо-
жет подаваться в резервуар гидросистемы по шлангу 7 или в собственный
бак 11. Стенд оснащен крышкой 9 для установки промываемых гидроагре-
гатов и краном 8 для отбора проб жидкости.
Технические характеристики стендов типа СОГ, выпускаемых в двух
исполнениях СОГ-903А и СОГ-904А, приведены в табл. 36.
При многократной циркуляции рабочей жидкости через стенд типа СОГ
обеспечивается удаление частиц размером менее 1 мкм.
Передвижная малогабаритная установка типа УМЦ для тонкой очистки
жидкостей (рис. 46, б) построена по аналогичному принципу. В состав уста-
новки входят: центрифуга ГЦН1; всасывающее устройство 2; бачок-нако-
Таблица 35
Характеристики станций типа СОГС (ВНИИгидролривод)
Показатели СОГС1 СОГС2 СОГСЗ
Объем баков для масла, л:
отработанного 63 125 250
чистого 63 125 250
Объем бака для промывочной
жидкости, л 32 63 125
Тонкость фильтрования масла, мкм 8-12 8-12 8-12
7
Рис. 46. Стенды и установки для тонкой очистки жидкостей:
а - стенд типа СО Г; б — передвижная малогабаритная установка типа УМЦ
Таблица 36
Технические характеристики стендов для тонкой очистки
гидравлических и промывочных жидкостей
Параметр СОГ-903А СО Г-904А
Тонкость очистки (мкм) по аб- разивному загрязнителю для жид- костей с вязкостью: до 5 мм1 /с до 15 мм3/с 1-1,5 1,5-3 Пропуск загрязнителя менее 10%
Расход жидкости в зависи- мости от вязкости, л/мин: из бака стенда из посторонней емкости 15-35 10-20 15-45 10-25
Развиваемое давление, МПа До 0,3
Грязеемкость очистителя, г До 300
Очищаемые жидкости Смазочные, гид- равлические масла и неагрессивные жидкости Топлива, смазочные и, гидравлические масла и неагрессивные жидкости
Вязкость очищаемых жидко- стей, мм3/с 1-50
Частота вращения ротора центрифуги, об/мин 7500
Масса ротора центрифуги, кг 4
Параметр СОГ-903А СО Г-904А
Тип очистителя ГЦН-907А ГЦН-908А
Исполнение панели управления и электродвигателя центрифуги Обычное Пожарозащищенное
Мощность (380 В, 50 Гц), кВт 2,2
Габариты стенда, мм 955x710x1060.
Масса стенда, кг 160 205
Занимаемая площадь, м2 0,7
Объем основного бака, л 80
питель 3; напорный 4 и всасывающие 5 и 7 маслопроводы; распределитель-
ный кран 8. Так же как и стенд СО Г, УМЦ обеспечивает заправку гидросис-
темы от посторонней емкости 6 или осуществляет очистку рабочей жидко-
сти в баке гидросистемы (при замкнутой циркуляции). Чтобы исключить
операцию, ручной дозаправки, в УМЦ предусмотрен бачок-накопитель 3. За-
полнение бачка жидкостью необходимо также для первоначального запуска
центрифуги. Небольшие габариты и высокая маневренность делают установ-
ку удобной в цеховых условиях.
Техническая характеристика установки УМЦ-901А
Производительность (в зависимости от вязкости
жидкости), л/мин .......................х............ До 35
Тонкость очистки от абразивного загрязнителя (с ко-
эффициентом пропуска загрязнителя не более 5% при
вязкости жидкости до 50 сПз) мПа-c, мкм............1—5
Допускаемая вязкость жидкостей, мПа-с...........До 200
Масса накапливаемого в роторе осадка, г........ До 3000
Приводная мощность электродвигателя (380 В), кВт . 2,2
Габариты установки (длина х ширина х высота), мм . . 750x505x1010
Масса, кг ......................................100
Очистка рабочей жидкости в описанных установках осуществляется
центрифугой-насосом.
Японская фирма "Клинтек" производит передвижные установки мод.
ELC, в которых очистка минеральных масел и других жидкостей осуществ-
ляется под действием электростатического поля.
Принципиальная схема установки показана на рис. 47. В табл. 37 приве-
дены основные технические данные установок модели ELC, в табл. 38 —
данные по очистке минерального масла "Мобил Гидраулик Флюиде" при
40—60°С на установке ELC-100LP.
Наряду с передвижными станциями в практике обслуживания гидро-
систем получили применение и стационарные установки (см. табл. 34, ва-
риант V).
Функции стационарных станций и маслоколонок ограничены главным
образом раздачей рабочей жидкости по промежуточным емкостям, за ис-
96
Рис. 47. Схема электростатического очистителя
мод. ELC:
1 — корпус очистительного устройства; 2 — ди-
электрическая среда; 3 — электроды; 4 — насосу
5 — приемный фильтр; 6 — бак с очищаемой
жидкостью
Рис. 48. Стационарная заправочная станция
типа СЗ
ключением установок небольшой емкости, которые допускается транспор-
тировать непосредственно к обслуживаемым объектам.
На рис. 48 дана схема стационарной заправочной станции типа
м 160-8 м „ 160-8 ' ,
СЗ - и СЗ-П- х с объемом резервуара 160 л (с электрическим и
0,63 0,93
пневматическим приводом соответственно). Оба исполнения предусматри-
вают возможность транспортирования станций к обслуживаемому гидро-
приводу.
Для предохранения рабочих жидкостей гидросистем, а также смазоч-
ных жидкостей от загрязнения целесообразно оснащать заводской склад
масел маслоколонками. Например, серийно изготовляемая фирмой "PGH
Механик" (ФРГ) колонка имеет резервуары для масла, насосы, фильтры,
необходимую арматуру, расходомеры для жидкостей. Количество жидко-
сти в баках контролируется электрическим указателем уровня. Техниче-
ские данные маслоколонки: габариты 100x630x1600 мм; масса 270 кг;
объем баков 2x220 л; мощность электродвигателя 0,8 кВт; подача насоса
16 л/мин.
Стационарные станции и маслоколонки целесообразно эксплуатировать
Таблица 37
Технические данные установок мод. ELC разных исполнений
Параметр 8Р 25А 50С 100Р
Электропита- ние 220 В; 150 Вт 220В; 200Вт 220В; 550 Вт 220 В; 600 Вт
Объем очисти- тельного бака, л 8 25 50 100
Размеры очи- стителя (ширинах х высота х длина), мм 430x350x525 320x540x570 420x510x720 580x870x800
Масса, кг 15 45 90 150
7 1536
Результаты по очистке минерального масла "Мобил Гидраулик Флюиде"
при 40—60° С на установке ELC-100LP
Размеры загрязняющих частиц, мкм Количество загрязняющих частиц1
до очистки через 4 сут через 10 сут через 15 сут
5-15 985265(12) 251292(10) 53291 (8) 15291 (6)
15-25 115233(12) 45551 (40) 4821 (7) 1052(5)
25-50 4651 (10) 1926 ( 8) 995(7) 223(5)
50-100 1040(10) 296 ( 8) 117(7) 44(5)
Более 100 99 ( 9) 31 ( 7) 14(6) 2.(3)
1 В скобках указаны классы чистоты жидкости по NAS 1638, согласно которому
классы 10—12 соответствуют маслу в состоянии поставки, классы 7—9 удовлетворя-
ют требованиям к гидросистемам станков с ЧПУ; классы 3—5 — требованиям ракет-
ной техники.
совместно с передвижными и переносными заправочными станциями
(с ручным или механизированным приводом), оборудованными резерву-
аром, защищенным от окружающей среды, и не требующими применения
ручного инвентаря.
Вариант VI (см. табл. 34) — централизованные системы маслоснабже-
ния — имеет преимущества по сравнению с вариантами I—V, однако не ли-
шен и недостатков. Преимущества централизованного маслоснабжения:
удобство и простота обеспечения гидросистем участка (цеха) маслом с за-
данными параметрами чистоты и температуры; сокращение числа индиви-
дуальных фильтров в гидросистемах, а также теплообменных аппаратов;
удобство проведения анализа проб и замены отработанных масел; удешев-
ление операций по обслуживанию гидросистем.
Вместе с тем централизованные системы маслоснабжения требуют
сложной и дорогостоящей (в основном подземной) прокладки трубопрово-
дов подачи и слива; не исключают установку и обслуживание фильтров тон-
кой очистки в гидросистемах с повышенными требованиями к чистоте ра-
бочей жидкости; рациональны лишь для комплекса гидроприводов, рабо-
тающих на минеральном масле одного сорта; затрудняют качественную
промывку гидросистем. По этим причинам метод применяется в лаборато-
риях по испытанию гидрооборудования на специализированных заводах,
а также на ряде автоматизированных производств.
Для предупреждения загрязнения необходимо исключить транспорти-
ровку потребителям рабочих жидкостей в железнодорожных цистернах,
автоцистернах и применять специальную тару из белой жести емкостью 20,
60,. 100 л с пробками, которые должны быть запаяны (см. табл. 34, вари-
ант VII). Опыт показывает, что это позволяет полностью исключить загряз-
нение рабочих жидкостей в процессе транспортирования и хранения.
Известны также станции обслуживания гидросистем, где помимо очист-
ки рабочих жидкостей осуществляется дозированный ввод свежих приса-
док в масла взамен выработанных компонентов; проводятся работы по
оснащению станций обслуживания устройствами для удаления накопивших-
ся в рабочей жидкости воздуха и воды.
Применение в заводских условиях станций и стендов обслуживания
98
Рис. 49. Зависимость относительного ресурса Р агрегатов от размера загрязняющих
частиц (а) [ 1 - по данным фирм; 2 - очистка УМЦ ] и относительных затрат 3 на
приобретение и эксплуатацию фильтров и УМЦ (б) от времени их окупаемости
(3 — фильтры тонкой очистки; 4 — УМЦ; 5 — первоначальная стоимость); А — затра-
ты на приобретение и эксплуатацию УМЦ в течение ряда лет, отнесенные к ее стоимо-
сти; В — то же для фильтров тонкой очистки соответствующей производительности
гидросистем технически рационально и экономически выгодно, так как
обеспечивает увеличение срока службы гидросистем и минеральных масел,
уменьшение затрат на приобретение фильтров. На рис. 49 приведены обоб-
щенные зависимости ресурса агрегатов от размеров загрязняющих частиц и
времени окупаемости первоначальных затрат на приобретение станций об-
служивания (в данном случае УМЦ) по сравнению с затратами на фильтры
тонкой очистки.
2. ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ГИДРООБОРУДОВАНИЯ
И РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ
ПУТЕМ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ
Срок службы масла зависит от условий работы привода: величины но-
минального и максимального давления, нагруженности гидросистемы (час-
тоты рабочих циклов), температуры, качества обслуживания (концентра-
ции механических примесей, наличия растворимых и диспергированных
воздуха и воды), длительности контакта с медью и оловом, оказывающи-
ми катализирующее воздействие, и т.д. При одинаковых условиях сроки
службы минерального масла различны, поэтому нормативные сроки замены
жидкостей, предусмотренные документацией на оборудование, следует рас-
сматривать как ориентировочные.
Фактические сроки замены масла можно определить только посред-
ством лабораторного анализа контролируемых параметров — кислотного
числа, вязкости и др.
Требования к экономии гидравлических масел как производного про-
дукта нефти послужили стимулом поиска технических решений по повыше-
нию эксплуатационного ресурса масел.
В отечественной и зарубежной практике используют регенерацию масел
непосредственно в действующих гидросистемах: отделение нефильтруемых
коллоидных продуктов старения масла ультрацентрифугированием, дози-
рованный ввод свежих присадок взамен выработанных, ультразвуковое
или гидродинамическое диспергирование механических примесей, содержа-
щихся в масле, вакуумное удаление воды. Комплексные лабораторные ис-
следования и промышленные испытания метода гидродинамического дис-
пергирования показали, что стабилизация свойств минерального масла в
процессе эксплуатации и снижение износа рабочих (прецизионных) пар гид-
рооборудования — взаимосвязанные процессы. При этом срок службы мас-
ла в 1,5—1,8 раза выше срока, установленного нормативно-технической
документацией.
Старение минерального масла в процессе эксплуатации. Старение мас-
ла — сложный и еще недостаточно изученный комплекс химических и физи-
ческих процессов. К основным свойствам масел, изменение которых отри-
цательно влияет на износ и эксплуатационные характеристики гидросистем,
относятся вязкость, стойкость к окислению, антикоррозионная и смазыва-
ющая способность, вспениваемость и др.
Длительное дросселирование масла при больших перепадах давления,
а также кавитационные явления приводят к возникновению высоких мест-
ных давлений и усилий сдвига и в итоге — к снижению вязкости. Нормами
предусмотрено изменение вязкости не более чем на 20% первоначальной
величины для специальных условий эксплуатации и на 30% — для гидропри-
водов общепромышленного назначения.
В результате взаимодействия масла с кислородом растворенного и не-
растворенного воздуха, а также контакта на поверхности раздела масло —
воздух в гидравлическом резервуаре происходит окисление масла. При
этом в нем накапливаются оксикислоты, смолы, асфальтены и прочие про-
дукты, способствующие образованию на поверхностях трения различных
отложений. Образующиеся при старении продукты забивают поры фильтро-
элементов и увеличивают абразивный износ. Продукты реакции масла с
воздухом обладают кислотными свойствами и вызывают снижение анти-
коррозионной способности рабочей жидкости. Интенсивность окисления
масла увеличивается с повышением температуры на поверхности его кон-
такта с воздухом. Установлено, что при повышении температуры на 10°С
интенсивность окисления удваивается.
Кислотные продукты разложения масла позволяют определить степень
окисления по результатам измерения количества (в мг) едкого кали
(КОН), необходимого для нейтрализации кислоты в 1 г масла. Гидравличе-
ские масла в состоянии поставки имеют кислотное число, равное 0,02—
0,2 мг КОН/г. Максимально допустимое кислотное число для рабочей
жидкости, находящейся в эксплуатации, не должно превышать более чем на
30% кислотное число в состоянии поставки. Если в масле присутствует во-
да, то максимально допустимое кислотное число следует уменьшить, так
как наличие воды даже в количестве 0,5—0,8% резко увеличивает скорость
коррозии металлов.
На окисление масла влияет также загрязненность рабочей жидкости.
Активно ускоряют окйслительный процесс частицы износа, а также детали
из материалов, в состав которых входят медь, свинец, олово, железо и их
сплавы. Нерастворимые примеси в масле образуются в результате накопле-
ния продуктов износа и веществ извне, а также продуктов окисления и тер-
мического разложения самого масла. Продукты износа частично растворя-
100
ются в масле, образуя соединения типа мыл, а частично остаются в виде не-
растворимых коллоидных частиц.
Процесс старения масла можно условно разделить на три этапа, В на-
чальный период, после заправки гидросистемы маслом (независимо от сте-
пени приработки пар трения), процессы окисления и накопления механиче-
ских примесей в рабочей жидкости протекают за короткое время (50—
200 ч)-. Это период "приработки" масла. Затем скорость процесса резко
падает, и наступает второй период — стабилизация, когда описанные процес-
сы протекают медленно, с постоянной скоростью.
Длительность второго периода и определяет срок службы масла. Его
продлению способствует качественное обслуживание гидросистемы (свое-
временная замена фильтроэлементов, поддержание температуры жидкости
в пределах допустимых норм, предупреждение насыщения масла воздухом
за счет Герметизации соединений и разъемов на участках гидросистемы с
пониженным давлением, защита резервуара от попадания воды, своевремен-
ное восстановление защитных покрытий внутренней полости резервуара
ит.д.).
Третий период — параметры масла резко ухудшаются, что приводит к
выходу из строя отдельных элементов гидросистемы.
Влияние размеров механических примесей на износ пар трения и свой-
ства минеральных масел. Экспериментальные и промышленные испытания
ряда смазочных и гидравлических систем, в маслах которых механические
примеси (не экстрагированные фильтрами) искусственно поддерживались
в мелкодисперсном состоянии, показали уменьшение скорости окисления
масла, накопления загрязнений и срабатывания легирующих присадок. Это
объясняется процессами механохимии и механоэмиссии, связанными со
значительным увеличением удельной поверхности механических частиц и
соответствующим ростом поверхностной энергии.
Выделяющееся при измельчении частиц тепло в совокупности с элек-
тромагнитными, ионными и другими излучениями сублимирует прилежа-
щие молекулы масла и продукты его окисления, в результате чего вновь
образованные мелкие частицы покрываются оболочкой, обладающей анти-
фрикционными свойствами. Мелкие частицы металла перестают быть хи-
мически агрессивными по отношению к маслу, а мелкие частицы кварца и
корунда, покрытые указанными оболочками, теряют абразивное свойство.
Попадая в зазоры рабочих пар, эти частицы заполняют микронеровности по-
верхностей трения, благодаря чему увеличивается площадь контакта, сни-
жается коэффициент трения, улучшается отвод тепла.
Полезность мелкодисперсных примесей неорганического и органиче-
ского происхождения подтверждается работами [9, 10, 14, 20]. Отметим,
что до недавнего времени основными объектами исследований являлись не
гидравлические приводы, а пары трения двигателей внутреннего сгорания.
Цель и методы диспергирования механических примесей. Диспергиро-
вание механических примесей осуществляется под действием ударных
волн, возникающих при захлопывании кавитационных полостей, и ударов о
наковальню частиц, движущихся с потоком масла. Классификация диспер-
гирующих устройств приведена на рис. 50.
Ультразвуковые диспергаторы по принципу образования ультразвуко-
Рис. 50. Классификация методов диспергирования и диспергирующих устройств
вых колебаний в жидкости подразделяют на гидродинамические излучатели
с резонансной колебательной системой, магнитострикционные и кавитиру-
ющие.
Гидродинамические излучатели по конструкции резонирующего эле-
мента могут быть пластинчатого, стержневого или мембранного исполне-
ний, а кавитирующие — с дискретным или непрерывным действием. На
рис. 51 дана схема ультразвукового гидродинамического излучателя с кон-
сольным креплением резонатора [15, 35]. Корпус 1 излучателя изготовлен
вместе с держателем 3, в котором закреплена пластинка-резонатор 2. Масло
под давлением поступает в сопло 4 и выходит из него в виде плоской струи.
При встрече струи с кромкой пластинки-резонатора образуются завихрения.
Колебания струи и циклически чередующиеся завихрения в определенных
условиях вступают в резонанс, вызывая кавитацию и дальнейшее захлопы-
вание пузырьков, сопровождающееся диспергированием механических при-
месей.
Излучатель обладает высокой устойчивостью резонансного режима и
при работе в моторных маслах генерирует спектр упругих колебаний с мак-
симумом интенсивности в пределах от 1 до 2 Вт/см2. Оптимальное давление
на входе в излучатель 0,45—0,5 МПа при размере выходной щели 10x1 мм.
Рис. 51. Схема ультразвукового гидродинамического излучателя:
1 — корпус; 2 — пластинка-резонатор; 3 — держатель; 4 — сопло
При испытаниях двигателя Д21А, в систему смазки которого был
встроен гидродинамический излучатель мод. ГИ-КЗ с расходом масла
7—8 л/мин, работающий с частотой 3—4 кГц в течение 120 ч, наблюдалось
увеличение эффективной мощности двигателя и механического КПД, а так-
же снижение расхода топлива. Кроме того, снизился износ деталей
цилиндропоршневой группы (в числителе - без ГИ-КЗ, в знаменателе —
с ГИ-КЗ) :
Износ цилиндров, мкм................
Уменьшение массы поршневых
колец, г...............................
Увеличение зазора в замке порш-
невых колец, мм........................
1-й цилиндр 2-й цилиндр
20/5 20/3,75
0,025/0,023 0,024/0,0213
0,015/0,012 0,014/0,010
Испытания тракторов Т16М, в систему смазки двигателей которых
были встроены ультразвуковые гидродинамические излучатели, показали,
что значения кислотного числа и щелочности, характеризующих степень
окисления масла и сработанность присадки, после 960 ч эксплуатации
примерно те же, что и у двигателей, работавших в течение 240 ч с серийной
системой смазки (рис. 52, а). Таким образом, срок службы масла возрос
в 4 раза. При этом концентрация железа в масле, характеризующая износ
трущихся пар, в 1,3 раза ниже, чем в контрольных двигателях (рис, 52, б).
Подобные результаты получены также и при диспергировании механиче-
ских примесей в смазочном масле непосредственно перед заливкой его в
картер двигателя [21].
Ультразвуковой излучатель стержневого типа (рис. 53), основные эле-
менты которого сопло 7, препятствие-отражатель 2 и резонансная колеба-
тельная система в виде стержней 3, расположенных вдоль оси сопло-отража-
тель, может быть изготовлен либо в виде набора скрепленных по краям
стержней, либо в виде пустотелого цилиндра с профрезерованными вдоль
мгКОН/г
Ч) д)
Рис. 52. Графики изменения физико-механических свойств масла в процессе эксплу-
атации двигателей тракторов Т16М:
1 — серийная смазочная система; 2 — смазочная система, снабженная ультразвуковым
гидродинамическим излучателем
Рис. 53. Схема ультразвукового излучателя стержневого типа
4
Рис. 54. Схема ультразвукового гидродинамического излучателя мембранного типа
Рис. 55. Схема ультразвукового диспергатора магнитострикционного типа
образующих цилиндра пазами. Отражающие поверхности могут быть вы-
пуклыми или вогнутыми.
Ультразвуковой гидродинамический излучатель мембранного типа
(рис. 54) работает следующим образом. Жидкость через входной патру-
бок 1 попадает в полость а, ограниченную мембраной 2, в центре которой
прорезана узкая прямоугольная щель. Между укрепленной консольно пла-
стиной 3 и кромками щели возбуждаются интенсивные колебания вибриру-
ющего элемента, в результате чего происходит процесс диспергирования
после чего жидкость через патрубок 4 поступает в систему.
Ультразвуковые диспергаторы магнитострикционного типа применяют
редко, так как для их работы необходимы дорогостоящие генераторы ко-
лебаний. Диспергатор (рис. 55) имеет корпус 2 с входным и выходным
патрубками 3 и 4 и сердечник 7, состоящий из нескольких стержней. Концы
стержней соединены прокладкой, образующей замкнутый магнитопровод.
Обмотка на стержне выполняется таким образом, чтобы в соседних стерж-
нях электромагнитное поле имело противоположное направление. Действие
диспергатора прямоточное, масло, проходя между стержнями, озвучивается
и направляется в систему.
На рис. 56, а—в даны схемы ультразвуковых диспергаторов кавитиру-
ющего типа. В диспергаторе дискового (роторного) исполнения с пульсиру-
ющим потоком жидкости рабочим органом является набор перфорирован-
ных неподвижных 5 (рис. 56, а) и вращающихся 4 дисков, расположенных
в цилиндрическом корпусе 7.
Рабочая жидкость через входной патрубок 2 поступает на вращающуюся
с большой частотой крыльчатку 3 и продвигается последовательно через
прорези в дисках всех ступеней ротора и статора. В результате быстрого сов-
мещения и перекрытия прорезей во вращающихся и неподвижных дисках
в жидкости возникают переменные поля скоростей и давлений, вызываю-
щие кавитацию, разрушающую взвешенные частицы загрязнений. Одновре-
менно с кавитацией на частицы действуют разнонаправленные ускорения,
104
вызывающие явления сдвига, разрыва и т.д. Обработанная жидкость посту-
пает на разгрузочную крыльчатку 6, способствующую удалени10 жидкости
из диспергатора через тангенциально расположенный выходной патрубок 7.
В диспергаторе диффузорного исполнения (рис. 56, 6} рабочая жидкость
под давлением 2 МПа подводится к входному патрубку 1 и преходит через
сопло 2, выполненное в форме усеченного конуса с расширяю1Йимсп выхо-
дом (конусность 8—14°). Расширение потока в таком сопле сопровождает-
ся интенсивными колебаниями давлений на ультразвуковых ч^стотах меж-
ду соплом 2 и резонатором 3. Кроме того, ударяясь о резонатсУР> жидкость
вызывает в нем интенсивные колебания, воздействующие на взвешенные
частицы.
По данным работы [19] частицы в таком диспергаторе изм^льчаются до
размера 1 мкм и менее. При этом частицы стального порошке размером
20—30 мкм измельчаются до размера 5 мкм за 30 циклов пР°х°ждения
жидкости через диспергатор.
В диспергаторе вихревого исполнения (рис. 56, в) жидкост* под давле-
нием поступает по тангенциально расположенным отверстиям б в вихревую
камеру 1, в результате чего поток закручивается. При пере/°Де потока
Рис. 56. Схемы диспергаторов дискового типа с пульсирующим потоком1 < Диффу-
зионного (б) и вихревого (в) исполнений (а - осевое отверсти*®)
Рис. 57. Схемы регулируемо-
го кавитирующего дисперга-
тора (а) и системы очистки
буровых станков СВБ-50Г,
СМШ-400 и "Руслан" (б)
Рис. 58. Схема гидродинами-
ческого диспергатора (1 —
вход масла; II — слив масла)
жидкости в коническую часть сопла 2 скорость вращения резко возрастает,
что сопровождается возникновением интенсивных упругих колебаний и ка-
витации в этой области.
Для обеспечения оптимальных и стабильных режимов диспергирования
механических примесей в системах с переменным потоком жидкости соз-
даны регулируемые устройства. В кавитирующем диспергаторе диффузион-
ного исполнения (рис. 57, а) регулирующим элементом служит клапан-зо-
лотник 4, настраиваемый с помощью пружины 7 и винта 3. Золотниковая
часть клапана (нижняя по рисунку) осуществляет регулирование рабочего
сечения диффузора 3, выполненного в корпусе 2, а клапан соответственно
величину сечения выходных каналов 5. Жидкость, поступая в диспергатор
через входной штуцер /, отжимает клапанную ступень золотника 4, и далее,
через выходной канал 5, коллектор 6 и выходной штуцер 9 поступал в oic-
тему. Аналогичный процесс диспергирования механических примесей проте-
кает в диспергаторе, показанном на рис. 57, б. В системе гидропривода бу-
ровых станков СВБ-50Г, СМШ-400 и "Руслан" в течение двух лет функцио-
нировала система очистки, представляющая собой сочетание центрифуги с
регулируемым диспергатором. Рабочая жидкость (минеральное масло),
поступая в осевой канал 1, делится на два потока. Первый подается в цен-
трифугу 2 с ротором 3, а второй — в диспергатор диффузорного типа 5. Де-
ление потока жидкости обеспечивается подпорными клапанами 4, установ-
ленными перед реактивными форсунками центрифуги и золотниковой
частью подпружиненного клапана-золотника 6 диспергатора. Отфильтрован-
ные частицы концентрируются в роторе 3 центрифуги.
По данным работы (41] в результате применения такого устройства
срок службы мотор-насосов типа МПА-64 увеличился в 2,5-3 раза, а слу-
чаи отказа распределителей и предохранительных клапанов из-за заедания
золотников значительно сократились. Наибольшее количество частиц в ра-
бочей жидкости имело размер 1 —3 мкм и меньше; класс чистоты рабочей
жидкости по ГОСТ 17216—71, определенный по числу частиц крупных раз-
меров, находился на уровне 3—7.
Гидродинамические диспергаторы, В гидродинамическом диспергаторе
(ГД) (рис. 58) поток жидкости со скоростью 30-40 м/с ударяется о твер-
дую, перпендикулярную оси потока стенку. Расчеты, а также наблюдения
под микроскопом, показали, что размельчаются частицы стали, чугуна,
бронзы, кварца и их окислов. Диспергатор выполнен в виде штуцера 1 с ка-
налом 2 формирования и разгона потока и наковальни 3, образованной с
помощью паза 4,
Для определения эффективности процесса диспергирования в действу-
ющем гидравлическом приводе были подобраны два токарных станка
ЧПУ мод. АТПР2М12 с одной датой выпуска и одинаковой степенью загруз-
ки. Перед началом испытаний обе гидросистемы были тщательно промыты
и заполнены свежим маслом Тп-22 одной партии. В один из станков был
встроен ГД, а другой оставался контрольным. В процессе испытаний из
обоих станков производился отбор проб масла согласно ГОСТ2517—69по
следующей схеме: проба №0 через 0 ч работы (свежее масло), проба ИР 1
через 30ч работы, проба № 2 через 100 ч работы, проба № 3 — 200 ч. Далее
отбор проб производился через каждые 300 ч работы гидросистем.
Каждую пробу масла подвергали физико-химическому и спектрально-
му анализам, при выполнении которых определяли кислотное число, содер-
жание механических примесей и железа. Кроме того, в пробах № 7 и 10 оп-
ределяли гранулометрический состав механических примесей по ГОСТ
17216-71.
После наработки обоими станками 2000 ч установлено, что эксплуата-
ционные свойства масла и состояние рабочих поверхностей пар трения (по
относительным показателям) в гидроприводе, оснащенном ГД, находятся
в лучшем состоянии по сравнению с контрольным:
1) более высокий класс чистоты по ГОСТ 17216—71;
2) меньшее кислотное число (к концу испытаний примерно 1,5 раза),
характеризующее степень окисленности масла и его противоокислительную
стабильность;
3) меньшая концентрация механических примесей (к концу испыта-
ний — примерно в 4 раза, при этом неорганического происхождения — в
5 раз, а органического — в 3 раза); кроме того, имеет место стабилизация
этих параметров, в то время как в масле с серийным гидроприводом на-
блюдается непрерывный рост концентрации механических примесей;
4) меньшая концентрация железа (к концу испытаний примерно в 2 ра-
за) , что свидетельствует о значительном снижении износа в парах трения.
В табл. 39 приведены данные по гранулометрическому составу механи-
ческих примесей в пробах масла, отобранных из гидросистем в процессе
эксплуатационных испытаний.
Повышение классов чистоты рабочей жидкости в приводе с ГД (при на-
личии одинаковых фильтров на обоих станках) свидетельствует о снижении
интенсивности изнашивания элементов гидрооборудования.
Монтаж диспергирующих устройств. Подвергать масло непрерывной об-
работке с помощью диспергатора нет необходимости. Этот процесс можно
осуществлять дискретно, что дает возможность присоединять диспергаторы
к участкам гидросистемы, функционирующим периодически. Чтобы дис-
пергаторы не влияли на выходные параметры гидропривода (увеличение
Таблица 39
Гранулометрический состав и класс чистоты по ГОСТ 17216—71
масла из гидроприводов станков АТПР12М12С
Г идропривод Количество частиц в 100 см3 при размере частиц, мкм Класс чистоты
5-10 10-25 25-50 50-100 100-200 200 Волокна Индекс за- грязненности
Серийный 677300 80000 2600 700 236 91 — 9056,2 15
С ГД 25600 6000 1200 101 50 101 — 526,5 11
Серийный 565200 65000 2100 450 145 — — 7403 14
С ГД 140000 7140 214 24 — — — 1597,9 12
подпора, снижение скорости исполнительного органа, усилия или развивае-
мого крутящего момента), их целесообразно подключать параллельно или
последовательно к гидроаппаратам, осуществляющим регулирование дав-
ления или расхода. При этом совмещение процессов диспергирования и
дросселирования жидкости на рабочих кромках гидроагрегатов исключает
дополнительную затрату мощности на диспергирование и, таким образом,
является энергетически выгодным. Такое подключение диспергаторов воз-
можно в основном в гидросистемах с умеренными динамическими характе-
ристиками, например в приводах вспомогательных технологических опера-
ций (зажима), подач и главного движения, не оснащенных следящими и
электрогидравлическими устройствами.
В приводах с высоким быстродействием и знакопеременными нагруз-
ками на исполнительном органе установку диспергаторов целесообразно
осуществлять вне основного контура гидросистемы — в линии разгрузки
насоса, в системе управления (подпитки), работающей от дополнительного
(сдвоенного) насоса или от индивидуального источника питания.
На рис. 59, а—д даны принципиальные схемы рациональной установки
ГД. В частности, на рис. 59, а приведены схемы приводов кузнечно-прессо-
вой и подъемно-транспортной машин, в которых диспергирование не связа-
но с дополнительными затратами мощности. В первом случае это достигает-
ся совмещением дросселирования масла через ГД 7 и регулируемый дрос-
сель 2 в период опускания плунжера гидроцилиндра 3, а во втором — парал-
лельным дросселированием масла через ГД 7 и предохранительный кла-
пан 2 в конце рабочего (или холостого) хода штока гидроцилиндра 3. Сов-
мещение функций поддержания заданного давления в системе и дисперги-
рования достигается за счет использования модернизированной конструк-
ции обратного клапана типа КО (М-КО) или обратного управляемого кла-
пана типа КУ. В этом случае при достижении в системе номинального давле-
ния рабочая жидкость, пройдя предохранительный клапан и переместив за-
порный элемент обратного клапана 4 в нижнее (по схеме) положение, сли-
вается в резервуар. Одновременно другая часть жидкости по линии 5 через
КО поступает в ГД 7 и в дальнейшем объединяется с жидкостью в сливной
линии. Параллельное подсоединение к предохранительному клапану дроссе-
ля (ГД) не изменяет давление в напорной магистрали, поскольку при этом
уменьшается только расход через предохранительный клапан.
В простейшем случае ГД 7 может быть установлен за предохранитель-
ным клапаном 2 (рис. 59, 6}, например в гидроприводе зажима детали, соз-
данного на базе нормализованной гидростанции типа СВ. Поскольку сум-
марное время зажима детали в общем технологическом цикле довольно
значительное, а объем масляного резервуара станций СВ сравнительно мал
(10—40 л), то следует применять ГД с минимальным перепадом давления
при данной подаче насоса, т.е. 0,5 МПа. При этом предохранительный кла-
пан 2 (или напорный золотник, выполняющий эту функцию) настраивается
на 0,5 МПа выше, чем номинальное давление гидросистемы.
Установку диспергаторов в сливной линии можно осуществлять при ус-
ловии, если это не приведет к образованию повышенного противодавления,
снижающего усилие или крутящий момент на исполнительном органе. Поэ-
тому при применении серийно выпускаемых распределителей 2 пятиходово-
Рис. 59. Варианты подсоединения ГД к гидросистемам:
а — параллельно дросселирующим устройствам — регулируемому дросселю и предохра-
нительному клапану или напорному золотнику; б — за предохранительным клапаном
в приводах зажима; в — к системе с распределителем пяти ходового исполнения;
г — к системе с распределителем четырехходового исполнения; д — индивидуальная
установка с ГД для централизованного обслуживания группы станков или испытатель-
ных стендов
го исполнения (рис. 59, в), ГД 1 целесообразно подсоединять к линии, яв-
ляющейся сливной в период совершения гидроцилиндром холостого хода, а
при применении распределителей четырехходового исполнения с открытым
центром ГД подсоединяется через дополнительный двухпозиционный рас-
пределитель 2 (рис. 59,г). Тогда диспергирование будет осуществляться
только при нейтральной позиции распределителя или при холостом ходе
цилиндра, в то время как при переключении распределителя в правую (по
схеме)позицию на слив рабочей жидкости из цилиндра окажется практиче-
ски беспрепятственным.
На рис. 59, д показана схема индивидуальной установки, включающей
в себя ГД 7 и насос 2. Такие комплектные установки могут быть использо-
ваны, например, для периодического диспергирования механических приме-
сей в группе станков или другого технологического оборудования, установ-
ленного на участке или в цехе (мобильное исполнение). При этом индиви-
дуальная установка с насосом небольшой подачи подсоединяется к масля-
ному резервуару и осуществляет диспергирование без остановки гидро-
систем.
Эффективное применение установки возможно в централизованных
системах маслоснабжения, например в стендах для приемо-сдаточных, типо-
вых или сравнительных испытаний гидрооборудования, оснащенных центра-
лизованным резервуаром большой вместимости.
Указанные установки также можно применять/1ри периодическом, об-
служивании гидроприводов мобильных машин (тракторов, сельскохозяйст-
венных, строительно-дорожных, горных и др.).
Следует, однако, отметить, что выбор мест встройки ГД в ту или иную
гидравлическую схему должен осуществляться только лишь после анализа
ее с учетом особенностей эксплуатации гидропривода в целом.
Лабораторные, стендовые и эксплуатационные испытания показали по-
ложительные результаты. В частности, при применении диспергирующих
устройств наблюдалось повышение электрической проводимости масляной
пленки, снижение коэффициентов трения, температуры масла и скорости
изнашивания контртел. Анализы проб масла указывают на существенное
снижение концентрации в них механических примесей, в том числе железа.
Применение в объемных гидроприводах диспергирующих устройств,
оказывающих вибрационное воздействие на жидкость, и устройств, осу-
ществляющих разрушение частиц за счет образования активной кавитацион-
ной зоны, может приводить к дополнительной механической деструкции и
термическому разложению масла.
В этой связи предпочтительнее использовать гидравлический дисперга-
тор ударного действия (ГД), не оказывающий вредных воздействий на ра-
бочую жидкость, а также отличающийся от других конструкций простотой,
технологичностью и надежностью.
Накопленный опыт дает право полагать, что использование процесса
диспергирования позволяет существенно повысить надежность гидрообору-
дования и приводов, а также продлить сроки эксплуатации минеральных
масел.
Сам ГД не требует особого внимания при его эксплуатации. Необходи-
мо лишь через 1000—1500 ч реботы проверять плоскостность наковальни,
которая может быть нарушена в результате абразивного изнашивания. В
этом случае допускается однократная зашлифовка наковальни 3 (см.
рис. 58). При повторении заметных признаков изнашивания ГД следует за-
ленить. Если межремонтные циклы технологического оборудования имеют
более длительный период, следует применять ГД с быстросъемной нако-
вальней, выполненной из твердого сплава.
Опасным с точки зрения надежности гидросистемы является засорение
проточного отверстия ГД посторонними предметами. Поэтому при установ-
ке ГД за предохранительным клапаном или в другом месте гидросистемы,
где засорение отверстия ГД может привести к нарушениям или выходу из
строя гидропривода, необходимо применять исполнение, в котором сам ГД
является запорным элементом обратного клапана. Тогда при возросшем
сопротивлении потоку ГД, поджимаемый к седлу корпуса пружиной, при-
поднимается над седлом, обеспечивая байпасирование жидкости в гидроли-
нию, соединенную с резервуаром.
Г лава IV.
СНИЖЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА И ВОДЫ
В РАБОЧИХ ЖИДКОСТЯХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Проблема снижения содержания воздуха и воды в рабочих жидкостях,
особенно в минеральных маслах, привлекает все большее внимание специ-
алистов в СССР и за рубежом.
Существенный вклад в решение этой проблемы внесли коллективы уче-
ных МВТУ им. Баумана и Московского института инженеров железнодо-
рожного транспорта, выполнившие совместно с В НИ И гидроприводом ряд
теоретических и экспериментальных исследований в объеме комплексной
программы. Значительный интерес представляют также работы, проведен-
ные в СибАДИ, НАТИ, КНИГА.
1. УСЛОВИЯ НАСЫЩЕНИЯ РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ
ВОЗДУХОМ И ВОДОЙ
В нормативно-технической документации на рабочие жидкости гидро-
систем, в частности минеральные масла, не приводятся данные по раствори-
мости газов (воздуха) и не лимитируется их содержание как в растворен-
ном, так и в нерастворенном (дисперсном) состоянии. Оговаривается толь-
ко отсутствие воды в состоянии поставки. На практике же, вследствие ис-
пользования негерметичной тары при транспортировании и хранении (осо-
бенно на. открытых площадях), многократного переливания из больших
емкостей в малые и т.п., в минеральных маслах присутствует воздух и вода,
которые, попадая в гидросистему, заметно снижают смазывающие свойства
и повышают сжимаемость минерального масла.
Предельное содержание растворенной воды обычно не превышает деся-
тых долей процента в зависимости от типа минерального масла. Однако при
повышении температуры растворимость воды увеличивается, и количество
ее может достичь нескольких процентов от общего объема.
Растворимость газа С характеризуется растворенным объемом Vr0 при
данных температуре Го и давлении р0, приведенным к нормальному давле-
нию р0,приходящемуся на единицу объема растворителя V, т.е.
vro р
C=~V"' причем Vr0 = Vr-£- ,
где V — объем растворенного газа при давлении р и температуре Г.
Коэффициент растворимости газа характеризуется объемом растворен-
ного газа при данных температуре и давлении, приходящимся на единицу
растворителя:
a = vr/v = vr/vro=po/p.
Связь между С и а определяется соотношением давлений:
причем С = cf (р), а а не зависит от давления. При данной температур#
a = const.
Коэффициент растворимости а зависит от типа рабочей жидкости и е#
физико-химических характеристик. По результатам измерений, проведен'
ных во ВНИИгидроприводе, значения а для масел И-20А, ВНИИ НП-403 И
Тп-22 составили 0,71; 0,61 и 0,68.
Согласно закону Генри количество растворенного в жидкости газа пря-
мо пропорционально абсолютному давлению на поверхности контакта:
Vrn = CV = a— V.
го Ро
Многими исследователями экспериментально подтверждена справедли-
вость закона Генри для минеральных масел до давлений порядка 5 МПа.
На рис. 60, а приведены данные ВНИИгидропривода о. количественном
содержании растворенного воздуха (фазаР) в свежих минеральных маслах
Тп-22, И-20А и ВНИИ НП-403 при 20°С. Такая температура принята из усло-
вия холодного пуска стационарного гидропривода, когда выделение раство-
ренного воздуха в зонах пониженного давления особенно интенсивно.
Коэффициент выделения 5 представляет отношение объема выделив-
шегося воздуха (приведенного к атмосферному давлению и температуре
Рис. 60. Зависимость содержания растворенного воздуха в минеральных маслах от
давления над поверхностью раздела (а) и времени насыщения (б):
1 - Тп-22; 2 - И-20А; 3 - ВНИИ НП-403
Рис. 62. Усредненная интегральная кри^
вая распределения пузырьков воздуха
по размерам 6 = f(d); / N - отноше-
ние суммарного числа пузырьков средне-
го диаметра dj к общему количеству
пузырьков
Рис. 61. Характер фазового перехода
воздуха при изменяющемся давлении
20° С) к объему жидкости. С увеличением температуры растворимость воз-
духа в минеральном масле практически сохраняется постоянной.
Время, в течение которого происходит насыщение рабочей жидкости
воздухом, зависит от площади поверхности раздела, приходящейся на еди-
ницу объема, степени возмущенности жидкости на этой поверхности, давле-
ния (константы Генри), коэффициента диффузии, коэффициента поверх-
ностного натяжения на границе газ — жидкость и от чистоты поверхностей
деталей гидрооборудования. При спокойном состоянии поверхности масла,
находящегося под атмосферным давлением, время насыщения составило
около 200 ч (рис. 60, б), а при интенсивном перемешивании — доли се-
кунды.
Характер фазового перехода воздуха в проточной части гидропривода
в зависимости от давления условно показан на рис. 61. На участке гидрав-
лической схемы I—II из-за пониженного давления в линии всасывания насо-
са 1 растворенный воздух (фазы Р) начинает интенсивно выделяться и пере-
ходить в нерастворенное состояние (газообразную фазу Г). В результате
этого общий объем фазы Г увеличится. /
В линии нагнетания перед дросселем 2 (на участке П—IV) фаза Г, вклю-
чающая и воздух из фазы Р, под действием гидростатического давления
быстро уменьшается в объеме и, например, в сечении III может полностью
перейти в фазу Р. Аналогичное соотношение объемов фаз Г и Я и на участ-
ках IV -VI между дросселем и гидромотором 5. На участке VI—VII перво-
начальный объем фаз восстановится, если в гидросистему дополнительно не
поступил воздух из атмосферы.
Указанное равновесие фаз может быть нарушено, например, при значи-
тельном изменении температуры. Так, в зимнее время года рабочая
жидкость, насыщенная воздухом при температуре хранения — 20°С, при по-
вышении температуры в гидросистеме до 80—90°С окажется перенасыщен-
ной до 25—30% объема жидкости. В результате выделения воздуха, проис-
ходящего до установления нового равновесного состояния для данной тем-
пературы, в гидросистеме образуется пена. Это может наблюдаться в тупи-
ковых линиях гидросистем или в* системах с одной рабочей линией.
Основными показателями, характеризующими дисперсную фазу рабо-
чей жидкости (фазу Г), являются газосодержание и дисперсный состав га-
зовой фазы. В подвижной жидкой среде фаза Г практически никогда не бы-
вает монодисперсной. Типичная интегральная кривая распределения пу-
зырьков воздуха по размерам приведена на рис. 62 [33].
Данные об объемном содержании нерастворенного воздуха пока что
неоднозначны. Принято считать, что в масле действующей гидросистемы со-
держится от 0,5 до 5%, а в отдельных случаях до 10% нерастворенного воз-
духа от общего объема жидкости. В то же время исследованиями, например
[25], показано, что масло И-20А, отстоявшееся в течение суток после рабо-
ты в гидроприводе, содержит 0,02—0,03% фазы Г. Измерения газосодержа-
ния в гидросистемах промышленного робота УМ-1 и электрогидравличе-
ского следящего привода подач станка с ЧПУ на масле Тп-22 в сливных ма-
гистралях показалй наличие до 1% и 3,3% соответственно нерастворенного
воздуха после стабилизации работы приводов в течение 20—30 мин [31] •
Содержание нерастворенного воздуха в резервуарах металлорежущих стан-
ков и литейных машин при установившемся режиме составляло от 4 до 6%.
Такое существенное различие можно объяснить, по-видимому, тем, что этот
параметр рабочей жидкости зависит от конструкции гидропривода, качест-
ва его сборки, износа уплотнительных элементов, режимов эксплуатации и
других факторов.
Проникновение воздуха в гидросистему с последующим образованием
фазы Г может происходить как в процессе монтажа и ремонта гидроприво-
да, так и в период его эксплуатации. Наиболее интенсивный подсос воздуха
происходит в зонах пониженного давления, т.е. на линии всасывания насоса.
Подсос воздуха происходит при недостаточном заглублении приемного пат-
рубка или в случае значительного понижения уровня жидкости в резер-
вуаре.
В период всасывания, когда в рабочих камерах насоса создается макси-
мальное разряжение (особенно в конце цикла), воздух может проникать по
зазорам плунжерных пар и через уплотнительные пояски торцового распре-
делителя насоса. Этому способствует износ уплотнения носка вала, а также
воздушная область в осевой части корпуса, образуемая вследствие переме-
щения рабочей жидкости (утечек) на периферию под действием центробеж-
ных сил. Более того, в процессе барботажа проникающий в корпус воздух
диспергируется на мелкие пузырьки и по дренажному трубопроводу вместе
с рабочей жидкостью попадает в резервуар.
У поршневых, пластинчатых шестеренных и других насосов, у которых
всасывание рабочей жидкости осуществляется через корпус, подсос воздуха
возможен по плоскостям разъема корпусных деталей (крышек) и по Уп‘
лотнению вала.
Интенсивное насыщение жидкости диспергированным воздухом имеет
место, когда сливной и дренажный трубопроводы вследствие недопустимо-
го понижения уровня жидкости в резервуаре оказываются над ее поверх-
ностью. Известны случаи подсоса воздуха через неплотности корпусных Де-
талей подпорных клапанов, установленных в сливных магистралях, а также
по резьбе арматуры, соединяющей каналы под прямым углом.
В периоды колебаний уровня жидкости в резервуаре происходит мно-
гократное обновление атмосферного воздуха. Это приводит, с одной сторо-
ны, к усилению процесса диффузионного насыщения поверхностного слоя
жидкости воздухом (и кислородом), а с другой — к пдпаданию воды в
виде конденсата.
Снижение параметров гидрооборудования и гидросистем. Наличие в
жидкости нерастворенного воздуха приводит к недозаполнению рабочих ка-
мер и к снижению коэффициента подачи насоса. Подсчитано, например, что
при 5%-ном содержании фазы Г объемный КПД насоса при давлении 20 МПа
уменьшается примерно на 10%. Поскольку даже незначительное количество
воздуха резко снижает объемный модуль упругости рабочей жидкости, су-
щественно уменьшается подача насоса.
Воздух интенсифицирует кавитацию в дроссельных элементах гидро-
оборудования, что снижает их расходные характеристики. Фундаменталь-
ные исследования по определению "критических" (срывных) режимов ра-
боты дросселирующих устройств (на макетах насадок и моделях золотника
и клапана с коническим запорным элементом) на минеральных маслах, со-
держащих воздух, Проведены в МВТУ им. Н.Э. Баумана.
При небольших сечениях трубопроводов (особенно в местах промежу-
точных соединений) вследствие указанных выше причин могут образовы-
ваться воздушные пробки, и тогда движение газожидкостной фазы при-
обретает прерывистый (импульсный) характер.
Выделяющиеся в зонах пониженного давления воздушные пузырьки не
полностью растворяются и поглощаются жидкостью в мастах повышения
давления. Некоторая их часть продолжает двигаться по гидросистеме с
жидкостью. Таким образом, в процессе работы гидропривода газосодержа-
ние постоянно возрастает до некоторого равновесного состояния, определя-
емого свойствами и условиями эксплуатации привода. Последнее обсто-
ятельство понижает жесткость, гидравлических систем, приводит к преры-
вистому движению выходных звеньев, может вызвать нарушение устойчи-
вости против автоколебаний и ухудшает динамические характеристики
гидравлических следящих систем.
Сжимаемость жидкости, заполняющей рабочий объем исполнительного
механизма, вызывает дополнительные затраты мощности, необходимой на
ее сжатие. С увеличением рабочего объема гидродвигателя и скорости его
срабатывания потери мощности увеличиваются. Например, при использова-
нии рабочей жидкости с объемным модулем упругости Еж = 1406,4 МПа
в приводе с частотой срабатывания 100 Гц и гидроцилиндром с ходом
240 мм потеря мощности составит примерно 5 кВт на каждые 5,8 см2 пло-
щади поршня.
Воздух усиливает . высокочастотные колебания давления в каналах
гидрооборудования и трубопроводах, что способствует повышению уровня
звукового давления гидросистемы. Наличие 2—3% нерастворенного воздуха
может повысить этот уровень на величину до 10 дБА.
Исследования, проведенные с насосной установкой на базе насоса с кла-
панным распределением, показали, что уровень звукового давления после
Рис. 63. Октавные уровни звукового давле-
ния, создаваемые установкой с насосом
НА...80/320 при различном содержании не-
растворенного воздуха в масле (при номи-
нальных давлении и подаче) :
1 — без воздуха; 2 — до 1% воздуха, tM =
= 25° С; 3 - до 5% воздуха, tM = 60°С
дегазации жидкости может быть сни-
жен на 3 дБА (рис. 63). Общий уровень
звукового давления насоса типа НА...80/320М при подсосе воздуха через
манжеты, уплотняющие носок вала, повышается на 1—2 дБА.
Высокочастотные колебания давления, вызванные кавитационными
процессами, вносят возмущения в поток жидкости, турбулизируя его, что,
в свою очередь, приводит к вибрации трубопроводов и дополнительному
повышению уровня шума. Изгибы и местные сопротивления усиливают тур-
булентность и шум.
2. СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА И ВОДЫ
В РАБОЧИХ ЖИДКОСТЯХ ГИДРОСИСТЕМ
Выделение воздушной фазы из жидкости может осуществляться как
естественным путем — за счет архимедовой силы, так и дегазацией жидко-
сти, предусматривающей интенсификацию процесса удаления воздуха
(а в ряде случаев и воды) за счет устройств, оказывающих дополнительное
воздействие на жидкость.
1. Условия естественного выделения воздуха. Естественное уменьшение
газосодержания происходит в масляном резервуаре (сообщенном с атмос-
ферой) преимущественно при ламинарном течении жидкости от сливного к
всасывающему трубопроводу или при отстое жидкости после остановки
гидропривода. При этом пузырьки нерастворенного воздуха всплывают на
поверхность раздела масло — воздух и разрушаются. Эффективность этого
процесса зависит от размера пузырьков, времени их пребывания в резерву-
аре, глубины погружения, вязкости жидкости и других факторов.
Если исходить из идеальных условий удаления воздуха этим путем, то
скорости пузырька (вертикальная составляющая) в потоке масла по сече-
нию резервуара
где g — ускорение свободного падения; v — коэффициент кинематической
вязкости жидкости; R - радиус пузырька воздуха. Конструктивно резер-
вуар должен быть относительно длинным, низким и широким.
Для лучшего всплытия пузырьков на пути течения жидкости в резерву-
аре устанавливают лабиринтные и поперечные перегородки. Этим достигает-
ся увеличение пути и времени пребывания пузырьков в резервуаре, а также
уменьшение глубины их погружения за счет перетекания жидкости через
край высокой перегородки» При повышении температуры и, как следствие,
понижении вязкости масла процесс всплытия пузырьков нерастворенного
воздуха интенсифицируется.
Выделение растворенных газов зависит от многих факторов: физиче-
ских свойств жидкости, величины поверхностного раздела, приходящейся
на единицу объема масла, степени возмущения этой поверхности, наличия
устойчивых включений нерастворенного газа и неконденсированного пара,
механических загрязнений. Образованию пузырьков способствуют микро-
неровности на внутренних поверхностях гидрооборудования и трубопро-
водов, на которых пузырьки достигают размера до десятых долей милли-
метра, после чего отрываются в поток.
По указанным причинам в разных гидросистемах содержание обеих фаз
воздуха может существенно различаться.
2. Способы и устройства дегазации жидкости. Удаление пузырьков не-
растворенного воздуха, как и устойчивых пузырьков, выделившихся из
растворенной фазы, значительно интенсифицируется фильтрованием. При
этом надежно удаляется до 90% пузырьков разных размеров (по данным
зарубежных исследований).
На рис. 64, а показан резервуар, в котором фильтровальная перегород-
ка установлена по сечению Потока жидкости, движущейся в направлении от
сливной магистрали к всасывающему патрубку насоса. Наклон перего-
родки облегчает всплытие отфильтрованных пузырьков и одновременно
предупреждает заращивание ими живого сечения фильтра. Как правило,
процесс фильтрования сопровождается коалесценцией пузырьков, в резуль-
тате чего эффективность очистки повышается. Перегородку изготовляют из
металлической сетки и закрепляют на жесткой раме. Для периодической
очистки сетки от загрязнений перегородку делают съемной.
Эффективность процесса фильтрования пузырьков зависит от размеров
ячеек сетки и угла наклона перегородки (рис. 64, б). Установка ее под уг-
лом 30° обеспечивает максимальный эффект фильтрования. Однако соблю-
дение этого условия на практике не всегда возможно. Во-первых, большое
отношение высоты резервуара к его длине не позволяет установить перего-
родку так, чтобы ее верхний край не оказался погруженным, в жидкость.
И, во-вторых, имеющиеся в резервуаре погружной насос, всасывающий
фильтр, сливной и дренажный трубопроводы (в серийных станциях) в том
или другом месте пересекают условную плоскость перегородки.
Принимая во внимание указанные обстоятельства, а также тенденцию
к дальнейшему повышению компактности гидростанций, в практике стали
применять фильтровальные устройства автономного типа. На рис. 64, в по-
казано фильтрующее устройство автономного типа. Рабочая жидкость по
каналу 7 поступает в диффузор 2, вдоль оси которого последовательно
установлены конусообразные фильтровальные перегородки 3. Расширяясь
в диффузоре, поток переходит в ламинарный режим течения, что способ-
ствует улучшению процессов седиментации, коалесценции и фильтрования.
Пройдя через сетки, очищенная жидкость по каналу 4 отводится в резерву-
ар, в то время как пузырьки, оттесненные потоком на периферию сеток,
всплывают в верхнюю часть корпуса 5, где и разрушаются. Когда в верхней
части корпуса скопится значительное количество воздуха и уровень жидко-
Рис.64. Устройства для фильтрования пузырьков воздуха:
а — схема резервуара с фильтровальной перегородкой; б — зависимость количества
воздуха, поступающего в насос (%), от размеров ячеек и угла наклона сетки (1 —
16 отв/см2; 2 — 9 отв/см2; 3 — 64 отв/см2; в — фильтрующее устройство автоном-
ного исполнения с конусными сетками; г — комбинированный дегазатор
сти под его воздействием понизится, поплавковый клапан 6 откроет возду-
хоспускное отверстие 7. При этом часть воздуха под воздействием неболь-
шого гидростатического давления жидкости вытеснится в атмосферу. Пос-
ле некоторого подъема уровня жидкости в корпусе клапан 6 вновь закро-
ется, и цикл повторится.
Недостатком этого устройства является наличие избыточного давления
в его корпусе. Это заметно снижает эффективность дегазации из-за повыше-
ния диффузионного растворения воздушной фазы.
В дегазаторе, показанном на рис. 64, г, пузырьки под действием центро-
бежной силы концентрируются вдоль оси цилиндрического корпуса 7, за-
тем проникают в перфорированную трубку 2 и по ней выводятся наружу.
Конусообразная сетка 3 с развитой поверхностью служит для фильтрования
самых мелких .пузырьков. С целью "закрутки" жидкость в дегазатор под-
водится и отводится по тангенциально установленным патрубкам.
На рис. 65 приведена конструкция дегазатора 2 циклонного типа, встро-
енного в схему тракторного гидроагрегата с полузамкнутым контуром.
Масловоздушная смесь подается из резервуара в гидроциклон подпиточным
ки" рабочая жидкость, содержащая
Рис. 65. Дегазатор циклонного типа
насосом 1 через щелевой канал, выпол-
ненный касательно к внутренней по-
верхности цилиндрической полости
(сечение Д— А). В результате "закрут-
воздух, через соосно установленную
трубку отводится обратно в резервуар. Дегазированная часть потока через
кольцевую щель, образованную внутренней поверхностью цилиндра и круг-
лой заслонкой, поступает во всасывающий патрубок основого насоса 3 и
далее через распределитель 4 к исполнительному механизму 5.
На рис. 66, а показана конструкция вихревого дегазатора с двухступен-
чатой сепарацией пузырьков, предназначенного для гидравлических систем
замкнутого типа и испытательного оборудования. Устройство состоит из
завихрительной камеры 2 с тангенциальным подводом жидкости через
патрубок 7, гильзы 3, в которой соосно расположена трубка 4, направлен-
ная навстречу потоку жидкости. За трубкой последовательно установлены
струевыпрямитель 5 и эжектор 6 с перепускной трубкой 7. Трубка 4 соеди-
нена с верхней частью цилиндрического резервуара 8, а перепускная труб-
ка 7 — с его нижней частью. Резервуар снабжен воздухоспускным краном 9
и указателем уровня 10. Рабочая жидкость после закрутки в камере 1 по-
ступает в гильзу 3. Из-за разницы в плотностях воздуха и жидкости воздух
вместе с частью жидкости по трубке 4 попадает тангенциально в резер-
вуар 8, где под действием центробежной силы окончательно сепарируется
и скапливается вверху. Основная же часть потока, пройдя дегазацию в ка-
мере 7, по гильзе поступает в гидросистему. При этом за счет падения дав-
ления в зауженном сечении гильзы через трубку 7 осуществляется подсос
жидкости из нижней части резервуара. Для регулирования подачи жидкости
через эжектор, в случае изменения расхода через дегазатор, на трубке 7
установлено дроссельное устройство 10.
Для определения эффективности дегазации минеральных масел дегаза-
торами подобного типа была испытана вихревая камера [43], конструкция
которой приведена на рис. 66, б. Устройство состоит из корпуса 7, в кото-
ром выполнены входная камера 2 (дегазирующая) и выходная 3, сообщен-
ные между собой осевым отверстием а. В камере 2 установлено кольцо 4,
образующее совместно с корпусом коллектор 5. Пазы 6 в кольце предназ-
начены для "закрутки" жидкости во входной камере.
Испытания показали, что сравнительно устойчивая зона низкого давле-
ния вдоль оси камеры 2, при котором происходит рост пузырьков нераст-
воренного воздуха и выделение нерастворенной фазы, образуется при тем-
пературе масла не ниже 32—35°С. При расходе 86 л/мин установлено, что
эффективность дегазации при давлений рх = 0,2 МПа повышается с увели-
чением числа пазов 6. Если устройство работает в режиме, при котором
вдоль оси вихревой камеры устанавливается небольшое избыточное давле-
ние (0,003-0,005 МПа), то становится возможным отводить пузырьки не-
растворенного воздуха через отверстие б без применения дополнительных
технических средств (например, вакуумирования, эжектирования и др.).
9
Рис. 66. Вихревой дегазатор с двухступенчатой сепарацией нерастворенного воздуха
(а) и экспериментальная вихревая камера (б)
При дегазации с использованием действия центробежных сил неизбежно
происходит растворение части мелких пузырьков и уменьшение диаметра
крупных, что является следствием пересыщения слоя жидкости периферий-
ной части циклона, подверженной наибольшему давлению. Для повышения
эффективности дегазации центробежные силы стали использовать для обра-
зования тонкого слоя жидкости с развитой поверхностью. В этих условиях,
скорость выхода пузырьков, несмотря на повышенное давление, превышает
скорость их растворения.
В дегазаторах тонкая пленка создается центробежной силой или расте-
канием масла по плоскости под действием силы тяжести. Если над поверх-
ностью минерального масла с температурой 55—60° С создать некоторое раз-
ряжение, то параллельно с интенсивной дегазацией растворенного и нераст-
воренного воздуха будет происходить и его обезвоживание:.
Давлю ие
р-10 , Па 0,0267 0,0668 0,1335 0,267 0,668 0,96 0,986 1,0 1,02
Темпера-
тура, С 22,1 38,1 51,6 66,4 88,7 98,5 99,3 99,6 100,0
Пример такого комплексного решения — конструкция дегазационной
камеры, приведенная на рис. 67, б (Пат. 4015369 (США) ]. Это решение мо-
жет быть применено в металлообрабатывающих станках и в другом обору-
довании, работающем с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей
(СОЖ).
Гидравлическая схема станка с дегазацией жидкости в тонком слое раз-
витой поверхности (рис. 67, а) состоит из масляного насоса 9, эжекторов 2,
насоса 1 подачи СОЖ, гидропривода 6 металлорежущего станка с комплек-
том распределительной и контрольно-регулирующей аппаратуры (на рис.
не показан), дегазационной камеры 11 и соединяющих гидролиний 3, 4, 5,
7,8, 10, 12.
Дегазационная камера (рис. 67, б) представляет собой цилиндрическую
емкость 1, внутри которой установлена подпружиненная стойка 4 с цент-
ральным 2 и радиальными 3 каналами для
подвода рабочей жидкости. На стойке по-
очередно закреплены гладкие диски 6 и
перфорированные 5 (с наружной отбортов-
кой) . В верхней крышке камеры выполне-
но отверстие а для отвода воздуха и паров
воды, а в нижней — отверстие б для вывода
дегазированной и обезвоженной жидкости.
Отверстия а и б линиями 12 и 3 соединены
масляным и эмульсионным эжекторами 2,
а центральный канал 2 через гидролинию
10 - с резервуаром (см. рис. 67, а и б).
3
Рис. 67. Гидравлическая схема металлорежущего
станка, оснащенного системой СОЖ (а) и кон-
струкция дегазационной камеры (б)
aSSXSS
SESESS^
циа/ibHbiM поршнем
а)
Рис. 68. Принципиальная схема подсоеди-
нения дегазатора к гидросистеме с избы-
точным давлением в масляном резерву-
аре (а) и конструкция дегазатора (б)
При подаче насосом 9 рабочей
жидкости в гидросистему 6 часть по-
тока по линии 8 отводится в резерву-
ар, создавая на эжекторе 2 и в линии
12 определенное разряжение. Это
обеспечивает циркуляцию жидкости
через дегазационную камеру 11 за
счет отсасывания ее через отверстие б
(см. рис. 67, б) при одновременном
восполнении утраченного объема из
резервуара, находящегося под атмос-
ферным давлением, по линии 10 (см.
рис. 67,а). Поступив в камеру 1, жид-
кость растекается тонким слоем по
верхнему гладкому диску 6 в направлении от центра к периферии, а затем,
слившись на отбортованный диск 5, движется в обратном направлении с
одновременным истечением через перфорацию на следующий гладкий диск
и т.д. Благодаря' большому числу дисков жидкость приобретает развитую
поверхность тонких пленок. Для регулирования расхода жидкости через
дегазационную камеру в линии 10 установлен дроссельный кран.
Оригинальная конструкция дегазатора приведена на рис. 68. Такие уст-
ройства применяются в гидросистемах с избыточным давлением в резерву*
аре и рассчитаны на работу при номинальном давлении в напорной маги-
страли до 21 МПа. Подсоединение дегазатора 1 (рис. 68, а) осуществляется
одновременно к напорной 2 и сливной 3 магистралям. Рабочая жидкость от
насоса подводится к эжектору 1 (рис. 68, б), встроенному в нижнюю
крышку 4 дегазационной камеры 10. Сливная магистраль по линии 4 (см.
рис. 68, а) через штуцер 14 с дроссельным отверстием а соединена с рас-
пылительной насадкой 15, установленной в верхней крышке 11 (см.
рис. 68, б). В крышке 4 выполнен также механизм автоматического вы-
пуска дегазированной жидкости, содержащий два концентрично установ-
ленных подпружиненных клапана 3 и 5, перфорированный стакан 9 и ша-
рик 8 с плотностью, меньшей плотности рабочей жидкости. В клапане 5 вы-
полнены седло 6 для запирающего пояска клапана 3 и седло 7 — для шари-
ка. Клапан 3 имеет возможность перемещаться на стержне 2, у которого
верхняя часть служит выталкивателем шарика, а нижняя с отверстиями б
для отвода жидкости служит опорой для пружины. В крышке 11 располо-
жены также устройства для отвода воздуха, включающие обратный шари-
ковый клапан 12 и подпружиненный воздухоспускной клапан 13. Посколь-
ку эжектор 1 обеспечивает больший расход жидкости, чем дроссельное от-
верстие а, в дегазационной камере 10 создается разряжение, способствую-
щее интенсивному выделению воздуха из распыленной жидкости в верхней
части камеры. По мере заполнения камеры выделившийся воздух вытесня-
ется жидкостью через клапаны 12 и 13 в атмосферу. В момент пуска систе-
мы клапан 5 закрыт и камера наполняется жидкостью под действием избы-
точного давления в сливной магистрали 3 (см. рис. 68, а). После наполне-
ния камеры и последующего возрастания давления клапан 5 опускается
(см. рис. 68, б), увлекая за собой и клапан. При этом шарик 8 отрывается
от седла 7 и всплывает в верхнюю часть перфорированного стакана 9. С по-
следующим ростом давления в камере 10 открывается клапан 3, что обеспе-
чивает гидростатическую разгрузку клапана 5, и он под действием пружины
поднимается до упора, сообщая камеру 10 через отверстия б с эжектором.
Одновременно клапан 3 под действием пружины поднимается до положе-
ния,, ограниченного стопорным кольцом 16, что, однако, не препятствует
прохождению жидкости в эжектор. После того как уровень дегазирован-
ной жидкости понизится и шарик 8 опустится на седло, цикл возобновляет-
ся. В зависимости от настройки устройства продолжительность цикла от
30 до 3 мин.
В дегазаторе фирмы "Лукас" (Ангдия) воздух отделяется сразу же пос-
ле прохождения жидкостью эжектора. Дегазатор имеет отстойник 1
(рис. 69) и камеру газовыделения 3, разделенные сферической перегород-
кой, на которой укреплена диффузорная камера 4 газожидкостного эжек-
тора 5. Насосом 10 жидкость из нижней части отстойника подается в гидро-
систему. Одновременно часть жидкости по линии 9 поступает к соплу эжек-
Рис. 69. Дегазатор фирмы "Лукас'
(Англия)
Рис. 70. Схема устройства для дегазации
в ультразвуковом поле:
1 — вакуум-насос; 2 — магнитострикто-
ры; 3 — ультразвуковой генератор
тора 8. Из гидросистемы жидкость по магистрали 7 возвращается в камеру
газовыделения 3, снабженную клапаном 6 для стравливания воздуха. Ниж-
няя часть этой камеры через дроссель 2 соединена со всасывающим боко-
вым каналом отстойника, одно отверстие которого выходит в кольцевую
эжекторную полость, через которую насыщенная воздухом жидкость всасы-
вается в диффузионную камеру. Выделяющийся под давлением воздух от-
водится через клапан 6.
Для интенсификации процесса дегазации применяют ультразвуковую
обработку жидкости, обеспечивающую образование зон пониженного дав-
ления. Диффузионные процессы существенно ускоряются вследствие коа-
лесценции пузырьков под действием акустического поля (рис. 70).
3. МЕРЫ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ГАЗОНАСЫЩЕНИЯ
И СНИЖЕНИЮ ЕГО ВЛИЯНИЯ НА РАБОТУ ГИДРОСИСТЕМЫ
Применение эластичных диафрагм (разделителей). Насыщение воздухом
рабочих жидкостей зависит от величины поверхности раздела, приходящей-
ся на единицу объема масла, а также от состояния этой поверхности. Для
ликвидации контакта жидкости с окружающей атмосферой в гидравличе-
ских резервуарах мобильных и стационарных машин стали применять эла-
стичные диафрагмы (разделители) и баллоны. Такие устройства снижают
газосодержание, исключают конденсацию воды и попадание механических
загрязнений из атмосферы.
На рис. 71, а разделительный элемент выполнен для всего объема рабо-
чей жидкости (по данным фирмы "Ангст унд Пфистер", Швейцария). Кон-
струкция сравнительно дорогая, однако не требует герметичного резерву-
ара и применима в гидросистемах с большими колебаниями объема жидко-
сти. Разделители внутреннего и наружного исполнений (рис. 71,6 и в)
присоединяются к резервуару вместо воздушного фильтра и не требуют
Рис. 71. Схемы резервуаров с эластичными разделителями "складывающегося" ти-
па (а), внутреннего и наружного исполнений (б, в) и способ монтажа разделителей
внутреннего и наружного исполнений (г)
какой-либо переделки станции. Вместе с тем при наружной установке раз-
делителя возможны механические или тепловые повреждения оболочки,
вследствие чего рекомендуется использовать легкий защитный кожух. При
установке разделителя внутри резервуара для предохранения всасывающе-
го отверстия от попадания случайных предметов на резьбовый штуцер мон-
тируется загнутая труба (рис. 71, г).
В Англии эластичными разделителями и баллонами комплектуются
гидроприводы, эксплуатируемые на сталелитейных, химических, цемент-
ных, кирпичных заводах, при производстве абразивного инструмента, а так-
же в горных и литейных машинах, в термопластавтоматах. Фирма "Пронол"
(Англия) поставляет 17 типоразмеров разделителей вместимостью от 0,96
до 70 л, а по индивидуальным заказам — до 1200 л. Разделители изготовле-
ны из резины, армированной тканевыми прокладками из нейлона и поли-
эстера.
Выбор необходимого типоразмера разделителя проводится как мини-
мум с 25%-ным запасом по отношению к изменяющемуся (маневровому)
объему резервуара. При этом допустимо вместо одного большого раздели-
теля использовать два или более меньшего типоразмера.
При аварийном падении уровня жидкости в резервуаре может резко
понизиться давление, что приведет к кавитационному режиму работы насо-
са. Рекомендуется поэтому устанавливать сигнализацию с автоматическим
отключением привода насоса при минимальном уровне масла или клапан
разряжения для сообщения внутренней полости резервуара с атмосферой.
Разделители позволяют существенно увеличить срок службы минераль-
ных масел и снизить износ пар трения.
Создание подпора на всасывающей линии. Существенно снизить кавита-
ционные процессы во всасывающих полостях насоса, а также уменьшить ко-
личество воздуха, проникающего при этом в зоны разряжения, можно из-
быточным давлением в резервуаре или непосредственно во всасывающем
патрубке насоса. Это обеспечивается: верхней подачей рабочей жидкости,
т.е. расположением резервуара над насосом; подпиткой основного насоса
вспомогательным; эжектированием во всасывающий патрубок объемного
насоса жидкости, поступающей в резервуар по сливной магистрали.
На рис. 72 показаны способы создания подпора с помощью аккумуля-
торов. Требуемый эффект достигается посредством погружения в герметич-
ный резервуар эластичного баллона, заполненного азотом (рис. 72,а). Та-
кие элементы рекомендуется применять в приводах с постоянным балан-
сом расхода жидкости в напорных и сливных магистралях. Размеры балло-
на выбирают из расчета компенсации температурного расширения замкну-
того объема жидкости, а также некоторого количества внешних утечек.
На рис. 72, б и в даны схемы резервуаров с подпружиненным и диффе-
ренциальным поршнями.
В оригинальной конструкции, созданной в Сибирском автомобильно-
дорожном институте, использован эффект тепловой трубы (рис. 72, г).
Рабочая жидкость, поступая в' резервуар, нагревает легко испаряющийся
теплоноситель, например ацетон, которым частично заполнена испаритель-
ная камера 2. Пары давят на поршень 7, в результате чего обеспечивается
подпор на линии всасывания насоса. При перемещении поршня вверх давле-
ние в испарителе понижается, вследствие чего жидкость оказывается пере-
гретой. Это приводит к испарению теплоносителя и интенсивному отбору
теплбты рабочей жидкости. При перемещении поршня вниз давление в
порщневой части тепловой трубы повышается, вызывая дополнительную
Рис. 72. Способы создания повышенного давления на входе в насос
конденсацию пара. Таким образом, за счет отбора теплоты совершается по-
лезная работа.
В целях создания подпора, частичного отделения от потока нерастворен-
ного воздуха и сглаживания пульсаций давлений со стороны всасывающей
полости насоса предложен гидравлический демпфер (рис. 72, д) с установ-
ленной в нем эластичной емкостью 7, заполненной газом. При перетекании
жидкости через перегородку 3 часть нерастворенного воздуха отделяется
от потока и периодически удаляется из верхней части резервуара через
клапан 2.
К мероприятиям, направленным на повышение давления во всасываю-
щих полостях объемных насосов, можно отнести применение струйных на-
сосов. Конструкция этих устройств проста, не содержит трущихся и под-
вижных деталей, и для ее питания используется главным образом жидкость
с низким напором. Более того, вопросы расчета и конструирования струй-
ных насосов достаточно полно разработаны и представлены в отечественной
литературе.
Подвод рабочей жидкости к струйному насосу при установке его на
всасывании объемного насоса может быть осуществлен из сливной магист-
рали гидросистемы, от основного насоса, от вспомогательного насоса.
Согласно исследованиям, проведенным во ВНИИгидроприводе, исполь-
зование струйных насосов для подавления режимов кавитации во всасыва-
ющих полостях объемных насосов и повышения коэффициента расхода на-
сосов при наличии нерастворенного воздуха может быть рекомендовано
для практического использования в гидроприводах.
Удаление накапливающегося воздуха. Как указано выше, в тупиковых
каналах и в верхних точках гидросистемы (включая полости гидроцилинд-
ров) могут скапливаться сравнительно большие объемы воздуха, наличие
которого приводит к запаздыванию срабатывания и нарушает плавность пе-
ремещения исполнительных органов гидромашины. Правда, в гидросисте-
мах, спроектированных с учетом этого фактора, скапливающийся воздух
после пуска насоса за короткое время выносится потоком жидкости в ре-
зервуар, откуда через сапун выходит в атмосферу. Однако в промышленно-
сти эксплуатируются гидросистемы, у которых соответствующие меры не
предусмотрены. Поэтому для достижения устойчивой работы машины,
особенно в период пуска после сборки, ремонта или длительной остановки,
необходимо удалить накопившийся воздух. Для этой цели в верхних точках
магистральных трубопроводов, в гидроцилиндрах, у которых присоедини-
тельные штуцера установлены не в верхних точках, а также в тупиковых
каналах монтажных блоков, целесообразно применять устройства для уда-
ления воздуха.
На рис. 73 показаны некоторые конструкции воздухопропускных про-
бок и клапанов. Как правило, все конструкции этих устройств включают
герметичный запорный элемент в форме шарикачили конуса и резьбовую
пару, которая кроме функции фиксирующего узла выполняет роль вяз-
костного дросселя. При отвинчивании пробки на 3/4 оборота или на один
оборот воздух под небольшим давлением рабочей жидкости свободно вы-
тесняется в атмосферу (рис. 73, а—в). Если вслед за воздухом по резьбе,
по плунжеру или через отверстие просачивается масло, пробку затягивают.
Клапан, обеспечивающий автоматический выпуск воздуха из гидро-
системы, показан на рис. 73, г (предприятие " Барк ас-Вер к е”, ГДР). Кор-
пус 3 навернут на резьбовый патрубок 2 промежуточного соединения 7.
Подпружиненный поршневой затвор 5, оснащенный уплотнительным коль-
цом 7, образует с корпусом 3 кольцевую дросселирующую щель 6. В про-
цессе заполнения гидросистемы клапан выпускает в атмосферу воздух и
незначительное количество рабочей жидкости, после чего под действием
возросшего перепада давления на затворе перекрывает выходной канал 4.
Кроме того, устройство препятствует подсосу воздуха из атмосферы, дейст-
вуя в качестве Обратного клапана.
Клапан (рис. 73, д) содержит корпус 7 и затвор 3 с коническим запор-
ным элементом, поджатым к уплотнительному пояску корпуса пружиной.
К верхнему участку гидросистемы клапан подсоединяется штуцером 7. При
запуске гидросистемы пузырьки воздуха, поднимаясь, проходят канал 8,
шлицевой паз 7, выполненный на конической поверхности 2 затвора 3,
кольцевую щель 6 между затвором и внутренней расточкой штуцера 7 и от-
водятся в атмосферу через отверстие в крышке 4. После того как воздух
окажется полностью вытесненным и по трубопроводу 8 начнет поступать ра-
бочая жидкость, перепад давления на затворе возрастет, последний подни-
мется до уплотнительного кольца 5, осуществляя отсечку магистрали от
атмосферы.
Другой клапан (рис. 73, е) имеет корпус 2, внутри которого установ-
лен дифференциальный золотник 1. При закрытом клапане золотник своим
малым поршнем с уплотнительным кольцом 3 и конической пружиной 4
прижат к ограничительному пружинному кольцу 6. При этом большой пор-
шень 5 золотника 1 находится в расширенной части внутренней расточки
корпуса 2, соединяя полость а с гидросистемой. Пузырьки воздуха скапли-
ваются в полости а, обходя большой поршень. При определенном давлении
в гидросистеме большой поршень входит в расточку с и отсекает полость а
от гидросистемы. Давление в этом случае начинает действовать на большой
поршень, в результате чего золотник 1 скачком перемещается вверх до упо-
ра. При этом полость а соединяется с выходным отверстием б, и предвари-
тельно сжатый воздух вытесняется в атмосферу через эластичный колпачок,
выполняющий функцию обратного клапана. В случае проникновения в по-
лость а рабочей жидкости соединение полости а с выходным отверстием б
становится невозможным из-за несжимаемости жидкости.
Заполнение гидросистемы предварительно дегазированной (вакуумиро-
ванной) жидкостью. Для удаления воздушных полостей (мешков) из кана-
лов гидросистемы при ее заполнении рабочей жидкостью помимо использо-
вания воздухоспускных каналов применяют следующий способ. Из жидко-
сти, подлежащей заливке в систему, с помощью вакуумного насоса отбира-
ется растворенный воздух. После заполнения гидросистемы эта жидкость
растворяет в себе воздушные мешки.
Известен и другой способ: залитую в гидросистему жидкость подверга-
ют многократной циркуляции через мобильную установку, включающую
вакуумную камеру. При этом давление в подключаемых дегазаторах под-
держивается на уровне 0,267 Па-105. Поскольку давление водяного пара,
например, при 65°С то же, то одновременно с дегазацией частично удаля-
ется вода. Способ не приемлем для некоторых негорючих рабочих жидко-
стей на водной основе, а также жидкостей, включающих эфирные компо-
ненты, поскольку этот процесс может повлечь за собой изменение их
свойств.
Очистка (десорбция) минеральных масел оттазов. На основании анали-
за состава газов, выделенных из минерального масла при вакуумировании,
и с учетом того, что ряд хладагентов, используемых в холодильной технике,
практически не поглощается маслом, в Сибирском Звтомобильно-дорож-
ном институте предложен способ очистки рабочих жидкостей гидросистем
от растворенных газов посредством продувки (барботирования) труднопо-
глощаемыми газами [38]. С учетом зависимостей между интенсивностью
поглощения газа и температурой, вытекающих из теории абсорбционных
процессов, установлено, что такую очистку целесообразней всего проводить
аммиаком NH3 или двуокисью углерода СО2 при температурах, максималь-
но допустимых для минеральных масел.
Герметизация мест подсоса воздуха. Подсос воздуха на линии всасыва-
ния в определенной мере является следствием негерметичности плоских
и резьбовых соединений корпусных деталей насоса, всасывающего (непо-
гружного) фильтра и трубопроводов. На линии слива подсос воздуха может
происходить через неплотности разъемных соединений регулирующей
гидроаппаратуры. Метод герметизации этих мест посредством колец круг-
лого сечения и прокладок не всегда надежен, что объясняется суммарной
погрешностью геометрических форм стандартных уплотнений и посадочных
мест под них.
За рубежом для герметизации неподвижных соединений гидро* и пнев-
мооборудования широко применяют уплотняющие составы, наносимые в
процессе изготовления и после ремонта. В частности, фирмы "Локтайт”
(США) и "Трай-Бонд" (Япония) производят герметизирующие составы,
обеспечивающие абсолютную воздухонепроницаемость.
В СССР выпускаются уплотняющие составы аналогичного назначения.
Анаэробные уплотняющие составы (герметики) — жидкие композиции,
не требующие дополнительных добавок и смешения и обладающие способ-
ностью отвердевать в зазорах и микронеровностях. Эти составы предназна-
чены главным образом для герметизации резьбовых и фланцевых поверх-
ностей.
Полисульфидные герметики типов УТ-32, У-30М30, У-ЗОМ30-70 и
У-ЗОМ получают смешением компонентов непосредственно перед нанесе-
нием на уплотняемые поверхности. Герметизация обеспечивается при рабо-
те оборудования в интервале температур от 60 до 100° С.
Жидкие уплотняющие прокладки обладают текучестью при нанесении
на уплотняемые поверхности при обычной температуре. Эти вещества, не
высыхающие длительное время, образуют эластичную пленку, которая
не корродирует с металлом и обеспечивает масловодо- и воздухонепроница-
емость соединения. Жидкие уплотняющие прокладки марок ГИПК-24ПК
и ГИПК-244 применяются в устройствах, работающих на давлениях поряд-
ка 10—20 МПа и являются стойкими к минеральному маслу. Допустимый
зазор между уплотняющими поверхностями 0,1—0,2 мм, средний темпера-
турный интервал 60—150° С, срок действия - не менее одного года.
Автогерметик-прокладку с аналогичными свойствами применяют для
замены резиновых, пробковых или картонных прокладок, а также для гер-
метизации неплотностей. После нанесения пригодна к эксплуатации через
8—10ч.
В зависимости от типа эти герметики выдерживают различное рабочее
давление: жидкие герметизирующие прокладки 0,1—6 МПа; полисульфид-
ный герметик УТ-32-1 2,5—4,0 МПа; автогерметик-прокладка 20—40 МПа;
анаэробные уплотняющие составы 5—10 МПа.
Для всех уплотняющих составов характерны общие условия, повыша-
ющие предельное значение герметизируемого давления: увеличение шерохо-
ватости уплотняемых поверхностей; уменьшение зазора между сопряга-
емыми поверхностями; выполнение на уплотняемых плоскостях кана-
вок-накопителей герметика; использование промежуточных прокладок.
Контроль гидрооборудования на газонепроницаемость. Методы провер-
ки уплотнительных соединений гидрооборудования на герметичность разно-
образны, однако с точки зрения определения возможного подсоса воздуха
через уплотнения наибольший интере(ГТфедставляют методы определения
герметичности с помощью газообразных сред. Наиболее отработаны техно-
логически и все более широко применяются "галоидный" метод с использо-
ванием фреона и метод "аквариума".
При "галоидном" методе испытуемое изделие заполняется контроль-
ным газом (фреоном), который, проникая через микронеплотности, улав-
ливается с помощью вентилятора или вакуумного насоса чувствительным
к галогенам датчиком. Контроль испытуемого изделия сводится к обследо-
ванию наружной поверхности изделия галоидным течеискателем (рис. 74,а)
Применение этого метода ограничено необходимостью использования спе-
циального электронного оборудования и сложностью работы с изделиями
малых габаритов.
Рис. 74. Схемы определения негерметичности "галоидным" методом (а) и методом
"аквариума" (б):
1 — манометр; 2 — вентиль; 3 — щуп; 4 — изделие; 5 — течеискатель; 6 — ванна
Метод "аквариума" прост, не требует применения сложного оборудова-
ния, его существенное преимущество — возможность визуально определять
места негерметичности (рис. 74, 6}. Испытуемое изделие 7, предварительно
наполненное газом (обычно воздухом), при небольшом избыточном давле-
нии (10—20% испытательного) погружается в ванну 2 с жидкостью на глу-
бину 50—100 мм. После этого давление увеличивается до испытательного,
определяемого для каждого изделия индивидуально в зависимости от усло-
вий его эксплуатации и применяемых уплотнительных соединений. Время, в
течение которого изделие выдерживается под давлением, должно быть до-
статочным для визуального осмотра наружной поверхности изделия, но не
менее 3 мин. В ванну заливают специальную жидкость, достаточно прозрач-
ную для обнаружения даже мелкодисперсных пузырьков воздуха, выделя-
ющихся из мест негерметичности, и обладающую антикоррозионными свой-
ствами. Рекомендуется жидкость состава: 5 г моноэтаноламина на 1 л воды,
либо 10 г триэтаноламина на 1 л воды.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА
В РАБОЧИХ ЖИДКОСТЯХ ГИДРОСИСТЕМ
Количество растворенного воздуха (газа) определяют в основном пу-
тем его выделения под вакуумом при встряхивании. Методика замера осно-
вана на полной или частичной дегазации рабочей жидкости с последующим
измерением давления выделившегося воздуха.
Прибор (рис. 75, а) состоит из трех стеклянных баллонов 7—3, соеди-
ненных эластичными трубками, водяного манометра 4, кранов 5—9, резер-
вуара 10 с исследуемой жидкостью и вакуумных зажимов 11—17. Чтобы
достичь герметизации элементов системы, в баллон 3 заливают предвари-
тельно дегазированную жидкость небольшого объема, а краны смазывают
вакуумным маслом.
Порядок измерения следующий: с помощью зажимов 13, 14 баллон 7
заполняется минеральным маслом из резервуара 10 поднятием последнего
выше уровня баллона. После заполнения краны 5, 6 перекрываются, а труб-
ки перекрываются зажимами 71, 12. Через кран 8 с помощью насоса Комов-
ского вакуумируются баллоны 2, 3 и дифференциальный манометр 4 при
снятом зажиме 15. Затем зажим 15 устанавливают на место, а зажимы 13,
14 снимают. Дегазация жидкости происходит при переливе ее из баллона 7 в
баллон 2 при поочередном встряхивании баллонов.
Отношение объема воздуха, выделившегося из жидкости и приведенно-
Рис. 75. Приборы для определения
количества растворенного воздуха
Й) и нерастворенного (б—г) по
разности объемов жидкости до и
после растворения газовой фазы
го к нормальным условиям (давление 1-105 Па при 20°С), к объему жидко»
сти составит
6= Vr/V-100%,
где 5 — коэффициент выделения; Vr — объем выделившегося воздуха;
V — объем жидкости, из которой выделился воздух, или
6 = _р_Уа_ ioo%,
pv,
где р — давление выделившегося воздуха; р0-атмосферное давление; Vt и
V2 — объемы баллонов 7 и2 (Vx =V2).
Используя закон Бойля—Мариотта, объем выделившегося воздуха
можно привести к нормальным условиям
Р v2 = р0 vr , откуда Vr = р V2 / р0 .
Если =V2 и жидкостью в манометре служит вода, то при р0 =
= 1*105 Па каждому 1% выделившегося воздуха соответствует перепад дав»
лений на манометре h =1 • 103 Па.
Минимальная погрешность измерения
4,25%.
Количество нерастворенного воздуха определяют в основном тремя
методами: измерением разности объемов, занимаемых жидкостью до и пос»
132
ле отделения газовой фазы; измерением разности объемов, занимаемых
жидкостью до и после растворения в ней газовой фазы под некоторым из-
быточным давлением; измерением некоторых параметров жидкости, изме-
няющихся в зависимости от концентрации воздушной фазы (плотности,
модуля упругости, способности поглощать акустические волны и др.).
Метод измерения разности объемов жидкости до и после отделения га-
зовой фазы был использован, например, при определении эффективности
дегазатора циклонного типа в системе тракторного гидроагрегата с полу-
замкнутым контуром. Для исключения влияния на результаты замера объе-
ма воздуха, выделяющегося в процессе взятия пробы, рабочая жидкость
(минеральное масло МГ-10) отстаивалась непосредственно в вертикально
установленном сливном трубопроводе, запираемом в нижней части гидрав-
лическим распределителем. После отстоя замеряли фактический объем мас-
ла и сравнивали его с геометрическим объемом трубопровода. Метод не
требует специального оборудования и приборов. Для повышения точности
измерения рекомендуется использовать градуированные сосуды большой
емкости.
На рис. 75, б—г показаны приборы, обеспечивающие измерение по мето-
ду разности объемов жидкости до и после растворения в ней газовой фазы.
В первом случае (см. рис. 75, б) анализируемой жидкостью наполняется
измерительный сосуд 1 до уровня, несколько превышающего нулевую от-
метку. После термостатирования и фиксации начального уровня по бюрет-
ке 2 сосуд помещают в камеру 3, куда через отверстие в корпусе подают
сжатый воздух. Пузырьки диспергированного газа растворяются в жидко-
сти, и уровень в бюретке понижается пропорционально количеству газа в
объеме пробы. Продолжительность воздействия давления определяется ви-
зуально по прекращении измерения уровня жидкости. Время растворения
пузырьков составляет примерно 20—30 мин. Недостаток прибора - возмож-
ность выделения части воздуха в атмосферу в период отбора пробы и при
ее термостатировании.
Этот недостаток исключен в приборе, созданном лабораторией гидрав-
лических систем Сибирского автодорожного института (рис. 75, в). Масло
через дроссельный кран 5 поступает в камеру сжатия 4 (внештоковую по-
лость гидроцилиндра) непосредственно из гидросистемы. После наполнения
камеры (при атмосферном давлении) дроссельные краны 7 и 5 закрывают-
ся, и в поршневой полости цилиндра с помощью насоса 6 с ручным приво-
дом создается давление 2,5 МПа. По мере растворения воздуха поршень
гидроцилиндра перемещается, занимая его объем, при этом его ход фикси-
руется индикатором 3. По истечении времени выдержки открывается дрос-
сельный кран 2, и только после этого снимают показания с индикатора. При
последней операции давление в полостях цилиндра снижается до атмосфер-
ного, и погрешности, связанные с деформацией стенок цилиндра и манжет
уплотнения поршня, устраняются.
Удобным и надежным является прибор с применением прецизионных
плунжерных пар, разработанный во ВНИИгидроприводе (рис. 75, г). При-
бор подключается к гидросистеме в точках А и Б параллельно исследуемо-
му участку магистрали. За счет гидравлического сопротивления магистрали
часть потока идет через прибор, проходя первую плунжерную пару 2, реси-
вер 3 и вторую плунжерную пару 2. Под действием давления, создаваемого
насосом 5, поршень нажимного привода 4 перемещает плунжеры 7, вслед-
ствие чего перекрываются проходные окна в стенках, расположенные в на-
чале хода, и жидкость, находящаяся в ресивере 3, сжимается. Перемещение
при соответствующих давлениях контролируется индикатором 6, и по пока-
заниям манометра, умноженным на коэффициент пересчета площадей порш-
ня пресса и плунжеров, находят величину сжимаемости жидкости: Е = Kh/P.
Во время замера весь поток жидкости, минуя прибор, движется по парал-
лельной магистрали.
При изменении концентрации диспергированного воздуха заметно из-
меняются некоторые физические параметры жидкости (степень рассеяния
света, скорость прохождения и величина поглощения акустических волн),
понижается или повышается плотность, электроемкость. Это послужило
условием создания ряда приборов, выходные сигналы которых прямо
(в случае предварительной тарировки) и косвенно (с помощью переводных
таблиц) показывают содержание воздушной фазы.
Оптические методы практически не используют для определения газо-
содержания минеральных масел гидросистем, поскольку наличие загрязня-
ющих частиц искажает результаты измерений. Из-за невысокой точности
редко используют и приборы типа ареометров (газосодержание определяют
по глубине погружения в жидкость градуированного сосуда со свинцовым
грузом).
Электроемкостный метод требует установки в трубопроводе сложных
чувствительных элементов.
В последнее время получают распространение акустические методы
определения содержания нерастворенного воздуха. Установлено, что при
озвучивании двухфазной среды колебаниями с частотами ниже резонансных
частот пузырьков скорость распространения звуковых колебаний в среде
уменьшается пропорционально концентрации пузырьков воздуха. На этой
основе разработан способ измерения малых концентраций диспергирован-
ного газа в жидкостях, основанный на измерении сдвига фазы звуковой
волны при прохождении ею жидкости с пузырьками и без пузырьков.
Глава V.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ НОРМАЛИЗОВАННОГО ГИДРООБОРУДОВАНИЯ
В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ
К особым условиям эксплуатации нормализованного гидравлического
оборудования следует отнести его эксплуатацию при низких температурах
окружающей среды (в условиях холодного климата), во взрывных, взры-
во-пожарных и пожарных условиях, а также при работе в условиях повы-
шенной запыленности окружающей среды.
1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ В УСЛОВИЯХ ХОЛОДНОГО КЛИМАТА
Общие положения. Гидрооборудование, предназначенное для эксплу-
атации в макроклиматическом районе с холодным климатом, изготовляет-
ся в климатическом исполнении ХЛ (ГОСТ 15150—69). Нижнее значение
температуры воздуха при эксплуатации для исполнения гидрооборудования
ХЛ составляет —60° С.
В зависимости от места размещения гидравлического оборудования,
предназначенного для эксплуатации в условиях холодного климата, оно
может изготовляться по различным категориям размещения изделий. Ка-
тегория 1 предусматривает эксплуатацию гидравлического оборудования на
открытом воздухе; категория 2 — эксплуатацию гидравлического оборудо-
вания под навесом или в помещениях (объемах), где колебания температу-
ры несущественно отличаются от колебаний температуры на открытом воз-
духе; категория 3 — эксплуатацию гидравлического оборудования в закры-
тых помещениях (объемах) без искусственного регулирования темпера-
туры, но где колебания температуры существенно меньше, чем на откры-
том воздухе. В технической документации указывается категория размеще-
ния изделий. Например, клапан предохранительный типа МПГ35-32 для экс-
плуатации в районах с холодным климатом для категории 2 имеет обозна-
чение МГП55-32ХЛ2.
Эксплуатационная надежность гидропривода и гидравлического обору-
дования в условиях холодного климата (климатическое исполнение ХЛ)
обеспечивается комплексом дополнительных мероприятий:
применением соответствующих конструкционных материалов (сталей)
и их дополнительной термообработкой для повышения прочности и износо-
стойкости;
повышением чистоты обработки основных деталей, соответствующим
выбором допусков и посадок, уменьшением концентрации напряжений;
предотвращением хрупких разрушений сварных узлов и соединений с
использованием специальных методов их конструирования и технологии
изготовления;
применением более стойких защитных лакокрасочных и других по-
крытий;
использованием для уплотнительных узлов соответствующих резин и
применением пластмасс определенной номенклатуры;
применением соответствующих рабочих жидкостей с улучшенными
низкотемпературными свойствами;
осуществлением конструкторских мероприятий.
Стали для гидроприводов и гидрооборудования в исполнении ХЛ. При
выборе марок стали для изготовления (ремонта) гидроприводов и гидро-
оборудования в исполнении ХЛ необходимо учитывать не только климати-
ческие условия, но и конфигурацию деталей, способ их изготовления, а так-
же характер рабочих нагрузок. Одним из основных факторов, ограничива-
ющих применение сталей для работы в условиях холодного климата, явля-
ется их хладноломкость. Из-за внутренних структурных изменений при
низких температурах появляются дополнительные местные напряжения,
приводящие к хрупкому разрушению. Стали с мелкозернистой структурой
менее склонны к хрупкому разрушению, чем с крупнозернистой. Мелко-
зернистая структура стали может быть обеспечена модифицированием ее
при выплавке, снижением температуры конца прокатки, термической обра-
боткой (нормализация, закалка + отпуск). Для завершения процесса пере-
кристаллизации в металле, стабилизации размеров рекомендуется детали
(в первую очередь сложной конфигурации) подвергать обработке холодом.
Для изготовления ответственных узлов и деталей следует применять
металл, ударная вязкость которого при —60° С не ниже 0,3 МПа, а для изго-
товления литых деталей — не ниже 0,2 МПа (после соответствующей тер-
мической обработки). Применение легированных и низколегированных ста-
лей без соответствующей термической обработки снижает качества легиро-
ванного металла.
В соответствии с приложением 2 к ГОСТ 14892—69 и опытом, накоп-
ленным во ВНИИгидроприводе, для изготовления деталей и узлов гидро-
приводов и гидрооборудования рекомендуются следующие стали.
Стали ВСтЗ и ВСтб по ГОСТ 380—71 применяют для изготовления
слабонагруженных элементов конструкций (гидробаков, защитных кожу-
хов и шкафов, колпаков, несиловых кронштейнов и подставок, рычагов
управления и т.п.). Указанные стали должны иметь гарантированную стан-
дартом ударную вязкость при температуре -20° С.
Для малонагруженных сварных кронштейнов (кронштейны для уста-
новки насосов, гидродвигателей, аппаратов и т.п.), фланцев насосных ус-
тановок применяют сталь М16С (ГОСТ 6713—75). Допускается применение
стали ВСт5 (ГОСТ 380—71). Для изготовления несущих сварных кронштей-
нов, фланцев и других деталей гидравлического оборудования рекоменду-
ются низколегированные стали 09Г2С и 1012С1. Гарантированная стандар-
том ударная вязкость стали 09Г2С должна обеспечиваться при —70° С, а ста-
ли 10Г2С1 - при -40° С.
Для нагруженных литых кронштейнов рекомендуется применять сталь
20Л-Ш (ГОСТ 977—75) (группа отливок III — отливки для деталей, рассчи-
тываемых на прочность и работающих при динамических ударных нагруз-
ках) с обязательным последующим отжигом или нормализацией отливок
на твердость НВ 115—145. Для стальных отливок предпочтительной являет-
ся выплавка стали в мартеновских или электрических печах, обеспечиваю-
щих минимальное содержание серы и фосфора. Рекомендуется выбирать
отливки с более низким содержанием углерода.
Для малонагруженных литых кронштейнов, фланцев, крышек и тому
подобных деталей допускается применение отливок из серого чугуна с
пластинчатым графитом марки С421-40 (ГОСТ 1412-79). Для снятия внут-
ренних напряжений и улучшения свойств отливок рекомендуется подвер-
гать их термической обработке.
Для изготовления различных деталей гидравлического оборудования
применяются сортовой прокат из углеродистой качественной стали по
ГОСТ 1050—74 и все виды проката из легированной качественной конструк-
ционной стали по ГОСТ 4543—71. В табл. 40 приведены некоторые рекомен-
дации по применению стального проката для изготовления гидрооборудова-
ния в исполнении ХЛ. При применении других марок сталей (не приведен-
ных в табл. 56 и в приложении 2 к ГОСТ 14892—69) их необходимо согла-
совать с Центральным научно-исследовательским институтом черной метал-
лургии.
Для изготовления трубопроводов рекомендуется применять бесшов-
ные холоднодеформируемые трубы по ГОСТ 8734—75 из конструкционных
сталей марок 20, 35, 40 по ГОСТ 1050—74 и из качественных легированных
конструкционных сталей марок 20Г, 40Г по ГОСТ 4543—71.
Применение кипящей и полуспокойной сталей для деталей гидроприво-
дов, передающих силовые нагрузки, не допускается; не рекомендуется
также применение горячекатаных углеродистых, низколегированных и ле-
гированных сталей без термоулучшения, которое является предпочтитель-
ным видом термической обработки для этих сталей.
Шероховатость поверхности, допуски и посадки, уменьшение концен-
трации напряжений деталей гидрооборудования в исполнении ХЛ. Требо-
вания к качеству поверхности деталей гидрооборудования, работающе-
го в условиях холодного климата, должны быть повышены не менее чем на
один класс. Во избежание возникновения натягов в подвижных соедине-
ниях и уменьшения натягов в прессовых соединениях необходимо произво-
дить корректировку (перерасчет) исходных допусков и посадок сопрягае-
мых деталей по методике, изложенной в приложении 1 к ГОСТ 14892—69.
Исходной считается посадка, обеспечивающая работу соединения при нор-
мальной температуре (20° С).
Применение стального проката
для изготовления гидрооборудования в исполнзнмм ХЛ
Характеристика деталей и 'характерные детали- представители Марка сталц Температура применения, °C, не ниже Толщина проката, мм не более
1. Основные детали, опре- деляющие долговечность из- 18Х2Н4ВД (18Х2НЧМА) -100 200
делий, выход из строя кото- рых оценивается как дости- 38XMFqa (38Х2МЮА) -80 60
жение изделиями предельно- 40Х -60 25
го состояния (диски прижим- ные, диски опорные, роторы, плунжеры, поршни, клапаны, золотники, шатуны, валы и т.п.) 45 -50 20
2. Детали, выход из строя которых оценивается как 40ХН2МА (40ХНМА) -80 70
отказ и которые в процессе 40Х -60 25
работы ремонтируются или заменяются (валы, седла, втулки, пальцы, рычаги, ста- каны, винты, полукольца, корпуса и т.п.) 45 -50 20
3. Детали, которые непо- 20Х -40 15
средственно определяют на- 20Г -70 10
дежность работы гидрообо- 40Х -60 25
рудования 40Г -40 20
35 -60 15
’45 -50 20
Рекомендуемые параметры шероховатости (мкм) поверхностей основ-
ных деталей гидрооборудования в исполнении ХЛ приведены ниже:
Наружные поверхности......................... Rz от 40 до 20
Неподвижные соединения....................... Ra от 2,5 до 0,63
Подвижные соединения......................... Ra от 0,160 до 0,040
Примечание. Rz — высота неровностей профиля по десяти точкам;
Ra — среднее арифметическое отклонение п^офИЛЯе
Коэффициенты коррекции для сопрягаемых деталей гидрооборудова-
ния приведены в табл. 41.
Пользуясь указанным коэффициентом коррекции, можно определить
величину зазора или натяга при температуре —40°С по формуле
$-40°С = К 5 +20°С '
где 8_40о с — зазор или натяг, необходимый в соединении при температуре
Таблица 41
Коэффиценты коррекции зазора и натяга д^я деталей
гидрооборудования, работающего в условиям холодного климата
Пара Коэффициент коррекции К
охватывающая
охватываемая для зазора для натяга
Сталь Сталь «I Сталь Бронза Q61 Сталь Чугун 1'15 1 1,64 0,87
-40° С; К — коэффициент коррекции зазора или натяга; 620о с — исходный
зазор или натяг при 20°С.
При конструировании и изготовлении деталей гидравлического обору-
дования в исполнении ХЛ необходимо принимать меры для уменьшения
концентрации напряжений, создаваемых отверстиями после их сверления,
выточками, резкими переходами сечений профиля, шпоночными пазами
и т.п. Детали следует выполнять с плавными переходами от одной поверх-
ности к другой, радиусы переходов должны полироваться. При изготовле-
нии деталей следует предусмотреть меры, исключающие появление на обра-
ботанных поверхностях рисок, забоин и других дефектов. Малейшая риска
на поверхности может являться концентратором напряжений, что при низ-
кой температуре приведет к появлению трещины и разрушению детали.
Сварные узлы и детали гидрооборудования в исполнении ХЛ. Проекти-
рование и изготовление сварных узлов и деталей гидрооборудования, пред-
назначенных для работы в условиях холодного климата, выполняется со-
гласно приложению 3 к ГОСТ 14892—69. При изготовлении сварных узлов
и деталей рекомендуется применять по возможности автоматическую и
полуавтоматическую сварку под слоем флюса при положительной (t >0°С)
температуре воздуха, что обеспечивает более высокое качество сварных
соединений по сравнению с ручной сваркой.
Для сварки узлов и деталей гидравлического оборудования следует
применять следующие сварочные материалы:
при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом — сва-
рочную проволоку Св-08А (для углеродистой стали), Св-08ГА, Св-10НМ
(для углеродистой и низколегированной горячекатаной стали) по ГОСТ
2246—70; флюсы ОСЦ-45, АН-348-А (для углеродистой и низколегирован-
ной горячекатаной стали) по ГОСТ 9087—81, АН-22 (для низколегирован-
ной термообработанной стали) по ТУ ИЭС 7Ф—65;
при ручной сварке - электроды УОН И 13/45 и УОН И 13/55 (тип
Э42А-Ф) по ГОСТ 9467-75.
В сварных конструкциях не следует допускать резких изменений сече-
ний, вызывающих концентрацию напряжений. Необходимо выбирать соеди-
нения с наименьшей концентрацией напряжений: стыковые, крепления
встык с плавным переходом, нахлесточные соединения с обваркой по кон-
туру и т.п.
При необходимости следует применять специальные меры, повышаю-
щие выносливость соединения: механическую обработку швов, местное
пластическое обжатие металла вблизи соединения, обкатку его роликами.
К увеличению сечения элементов (с целью снижения напряжений в соедине-
нии) следует прибегать в крайних случаях.
Для получения заданной структуры металла все детали и узлы после
сварки, правки, гибки и вытяжки следует подвергать закалке с высоким
отпуском. При отсутствии возможности проведения термической обработ-
ки готовых сварных конструкций термической обработке должны подвер-
гаться отдельные их детали или части до сборочной сварки. Для всех узлов
и деталей рекомендуются следующие режимы термической обработки: для
сталей углеродистых и низколегированных — закалка с последующим высо-
ким отпуском или нормализация; для стального фасонного литья -* высо-
котемпературная нормализация при температуре, несколько превышающей
температуру рекристаллизации аустенита (1000—1050° С), с последующей
закалкой и высоким отпуском или нормализацией. Для узлов и деталей,
которые из-за сложной конфигурации или технологических трудностей не
могут быть подвергнуты закалке, рекомендуется нормализация.
При предъявлении повышенных требований к геометрии сварных узлов,
исключающих изменение размеров под влиянием остаточных напряжений,
сварные узлы и детали подвергаются высокому отпуску. При наличии в
сварных швах концентраторов напряжений конструктивного характера
применение термообработки (высокий отпуск или нормализация) повы-
шает сопротивляемость сварных узлов и деталей хрупким разрушениям.
Размеры сварных швов должны быть следующими: максимальные
катеты угловых швов ^шв^Т25св, где SCB — наименьшая толщина сва-
риваемых элементов; расчетная длина лобового или флангового шва долж-
на быть не менее 40 мм и не менее четырехкратного размера катета шва
Ьшв; величина напуска в соединениях внахлестку должна быть не менее
пяти толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов; прерывистый
шов должен быть таким, чтобы крайние швы находились на расстоянии
не менее чем 100—150 мм от торцов детали. Применение точечной сварки
при изготовлении кожухов, щитков и т.п. не рекомендуется.
Стыки элементов стыкового шва выполнять: при толщине сварива-.
емого металла до 6 мм — без скоса кромок; при толщине свариваемого
металла от 6 до 12 мм — с V-образной разделкой; при толщине свариваемо-
го металла более 12 мм — с Х-образной разделкой. Стыковые швы следует
заваривать с двух сторон; допускается применять одностороннюю сварку
встык при условии обеспечения полного провара корня шва.
Защитные покрытия узлов и деталей гидрооборудования в исполне-
нии ХЛ. Окраску узлов и деталей гидрооборудования, предназначенного
для работы в условиях холодного климата, следует выполнять согласно
приложению 6 к ГОСТ 14892—69. При выборе эмалей и цвета покрытий ре-
комендуется пользоваться данными, приведенными в табл. 42.
Ориентировочные схемы окраски гидравлического оборудования при-
ведены в табл. 43.
Болты, винты, гайки, шайбы и другие детали должны иметь защитное
покрытие (цинкование или кадмирование).
Уплотнительные устройства для гидрооборудования в исполнении ХЛ.
Для герметизации разъемных соединений гидрооборудования применяют,
как правило, резиновые уплотнения. При пониженных температурах теря-
ются упругие свойства резины, резко уменьшается контактное давление
(давление уплотнительной кромки на контактную поверхность), которое
создавалось предварительным натягом уплотнительных манжет и колец.
Данный процесс носит обратимый характер, т.е. с повышением температуры
упругие свойства и контактное давление уплотнений восстанавливаются.
Для гидрооборудования и гидроприводов, работающих в условиях хо-
лодного климата, рекомендуется применять уплотнения из морозостойкой
резины марок В-14-1 и ИРП-1353, изготовленных на основе каучука типа
СКН-18. Как показал опыт применения указанных резин, они сохраняют
свойства при температуре рабочей жидкости гидросистем до —60°С. Пра-
вильный выбор материала уплотнительных устройств является залогом без-
отказной работы гидроприводов и его узлов. Выбор материалов, а также
изготовление и поставку уплотнительных деталей и узлов осуществляют
согласно нормативному документу ИРП-РМ-19-23—65 и приложению 4 к
ГОСТ 14892-69..
Для увеличения ресурса резиновых уплотнений целесообразно приме-
нять защитные шайбы из фторопласта-4, работающего в диапазоне темпера-
тур от —195°С до 250°С. При возможности следует применять бесконтакт-
ные (лабиринтные) схемы герметизации. Применение шевронных уплотне-
Рекомендации по выбору эмалей и цвета покрытия
для окраски узлов и деталей гидрооборудования
Лакокрасочный материал Цвет Назначение покрытия Краткая характеристика покрытия
Перхлорвинило- вая эмаль ХВ-113 (ГОСТ 18374-79) Г олубой, серый, салат- ный, кремовый красный Окраска на- , ружной поверх- ности насосов, гидромоторов, гидроаппарату- Стойко к периодическому воздействию рабочей жидко- сти гидросистем. По морозо- стойкости уступает покрытию эмалью ХВ-124. Покрытие по- луглянцевое
Перхлорвинило- вая эмаль ХВ-110 (ГОСТ 10144—74) Серый, свет- ло-серый, са- латный ры, цилиндров, гидростанций Стойко к периодическому воздействию рабочей жидко- сти гидросистем. Покрытие полуматовое, склонно к гря^ зеудержанию
Перхлорвинило- вая эмаль ХВ-110 (ГОСТ 18374-79) Салатный, светло-серый, кремовый, красный
Пентафталевая эмаль ПФ-115 (ГОСТ 6465-76) Серый, свет- ло-серый, кре- мовый, черный, темно-зеленый и др. Окраска на- ружной поверх- ности насосов, гидромоторов, гидроаппарату- ры, цилиндров, гидростанций Стойко к периодическому воздействию рабочей жидко- сти гидросистем
Пентафталевая эмаль ПФ-188 (ТУ 6-10-1584-76) Серый, свет- ло-дымчатый и др.
Поливинилбути- ральная эмаль ВЛ-515 (ТУ 6-10-1052-75) Красно-ко- ричневый Окраска внутренней по- верхности гид- робаков, внут- ренних поверх- ностей гидро- оборудования Стойко к длительному воздействию рабочей жидко- сти гидросистем
Схемы лакокрасочных покрытии гидравлического оборудования из черных металлов Таблица 43
Операция Применяемые лакокрасочные материалы Режим сушки Примечание
Время сушки при температуре 18—22° С Температура и время искусствен- ной сушки (конвектив- ный)
Подготовка
поверхности по ГОСТ 9.402-80 Первый слой — грунтов- ка Второй — грунтовка Третий — эмаль Четвертый — эмаль ХС-010 1 ч ХС-010 1 Ч ХВ-114 1ч ХВ-113 Зч (выдерж- Выдержка ка 5 сут) при 60° С 5-6 ч
Операция Подготовк Применяемые лакокрасочные материалы а Режим сушки Примечание
Время сушки при температуре 18-22° С Температура и время искусствен- ной сушки (конвектив- ный)
поверхности по
ГОСТ 9.402-80
Первый ХС-010 1 ч
слой — грун-
товка
Второй — ХС-010 1 ч
грунтовка Ориентиро-
Третий — ХВ-124 1 ч вочная толщина
эмаль всего покрытия
Четвертый — ХВ-124 1 ч 50—60 мкм
эмаль
Пятый — ХВ-124 2 ч (выдерж- Выдержка
эмаль ка 5 сут) при 60° С,
5—6 ч
Подготовка
поверхности по
ГОСТ 9.402-80
Первый ВЛ-02 или 15 мин
слой — грун- ВЛ-08
товка
Второй — ГФ-017 — 125-130° С
грунтовка 25—30 мин
Т ретий — ПФ-115 — 100°С, 2 ч
эмаль
Четвертый — ПФ-115 — 100° С, 2 ч
эмаль
Подготовка Ориентиро-
поверхности по вочная толщина
ГОСТ 9.402-80 всего покрытия
Два слоя — ВЛ-515 Каждого слоя Затем каж- 30—40 мкм
эмаль 1 ч дый слой при
120°С 1.ч
или четыре ВЛ-515 Каждого слоя
слоя — эмаль 1 ч
ний (ГОСТ 22704—77) для работы при низких температурах не рекомен-
дуется.
В неподвижных соединениях для герметизации пробок, резьбовых сое-
динений, крышек баков, люков, фланцев и т.п. рекомендуется применять
фторопласт-4, резину техническую листовую (ГОСТ 7338—77), медь М3
(ГОСТ 859—78), алюминий. Для герметизации конических резьб следует
применять ленту ФУМ марки 1.
Параметр шероховатости поверхностей, соприкасающихся с уплотнени-
ями: для подвижных уплотнений Ra от 0,16 до 0,04 мкм, для неподвиж-
ных - Ra от 2,5 до 0,63 мкм. На всех резиновых уплотнениях, предназна-
ченных для использования в гидрооборудовании исполнения ХЛ, должна
быть нанесена несмываемой краской зеленая точка или полоса. Применение
резиновых уплотнительных деталей в гидроприводах, предназначенных для
работы в условиях холодного климата, без зеленой точки или полосы запре-
щается.
Для комплектации гидрооборудования, предназначенного для эксплу-
атации при низких температурах, разрешается Применять (по согласованию
с заказчиком) уплотнения, изготовленные из обычных резин, но при этом
гидрооборудование перед началом работы должно нагреваться до положи-
тельных температур и в процессе работы не охлаждаться ниже температур,
для которых предназначены эти резины.
Рабочие жидкости для гидроприводов в исполнении ХЛ. В связи с по-
вышенными требованиями к качеству рабочих жидкостей для гидроприво-
дов, работающих при низких температурах, разработано гидравлическое
масло ВМГЗ, применяемое в объемных гидроприводах различных машин и
механизмов при рабочей температуре жидкости до —55°С. Применяется
также гидравлическое масло АМ Г-10. Кинематическую вязкость рабочей
жидкости для гидросистем выбирают согласно следующим данным: допу-
стимый диапазон вязкости от 10 до 1500 мм2/с; минимальный диапазон
вязкости при включении (пуске) от 400 до 1500мм2/с; диапазон вязкости
при режиме длительной эксплуатации от 10 до 400 мм2/с.
Рабочие жидкости ВМГЗ и АМГ-10 являются основными для гидро-
систем, работающих при низких температурах. В качестве заменителей ука-
занных рабочих жидкостей могут быть рекомендованы масла на нефтяной
основе: масло Р, веретенное АУ, ЭШ-406-5, АГМ, ГМ-50И. Основные свойст-
ва перечисленных рабочих жидкостей приведены в табл. 44.
В общем случае рабочие жидкости для гидроприводов в исполнении ХЛ
должны иметь следующие физико-химические показатели: кинематическая
вязкость при температуре 50°С — не менее 10 мм2/с; вязкость при темпе-
ратуре —40°С — не более 2300 мм2/с; температура застывания — не выше
-60° С
Конструкторские мероприятия при разработке и эксплуатации гидро-
приводов в исполнении ХЛ. Необходимо учитывать следующие особенности
работы гидрооборудования: снижение объемного и общего КПД насосов,
возрастание потерь давления в трубопроводах, увеличение времени для до-
стижения установившегося теплового режима.
Понижение объемного и общего КПД насосов связано в основном с не-
дозаполнением в цикле всасывания рабочих полостей насоса. Например, при
работе аксиально-поршневого насоса НПА-64 (частота вращения
1500 об/мин, давление 7,5 МПа) на рабочей жидкости ВМГЗ (ТУ
38-1-196 — 68) при нижнем температурном пределе общий КПД составил
0,60-0,63, а при верхнем температурном пределе — 0,93. Отношение мощно-
сти при нижнем температурном пределе рабочей жидкости к мощности при
верхнем температурном пределе в данном случае составило 1,32.
При эксплуатации насосов следует обратить особое внимание на всасы-
вающую магистраль. Желательно обеспечивать принудительную подпитку
насоса или устанавливать насос непосредственно в маслобаке. С этой целью
рекомендуется также устанавливать насосы под заливом рабочей жидкости,
при этом всасывающее отверстие насоса должно быть расположено ниже
минимального уровня масла в баке на величину не менее 500 мм. При рабо-
те насоса на самовсасывании рабочей жидкости следует всасывающую ма-
гистраль делать как можно короче; устанавливать на ней фильтры и другие
элементы, способствующие увеличению сопротивления проходу рабочей
жидкости, запрещается. Необходимо тщательно следить за герметичностью
всасывающей магистрали.
Мощность, необходимую для привода насосов, следует выбирать с за-
пасом по отношению к номинальной в зависимости от типа насоса: для
142
шестеренных и пластинчатых — в 1,15—1,25; для аксиально-поршневых —
в 1,3—1,4 раза больше. При запуске насосов допускается падение подачи
насоса на 20—30% по отношению к номинальной при установившемся теп-
ловом режиме и уменьшение скорости срабатывания механизма управления
насоса на 30—40% по отношению к скорости при установившемся тепло-
вом режиме.
Для облегчения запуска приводного двигателя и во избежание выхода
из строя насосов привод их рекомендуется осуществлять через разъедини-
тельные муфты (желательно фрикционные). В случае конструктивной не-
возможности применения разъединительных муфт необходимо при запуске
ограничивать частоту вращения для аксиально-поршневых насосов до
1000 об/мин; пластинчатых — до 1200; шестеренных — до 1500 об/мин.
Пуск насосов в условиях низких температур должен производиться
без нагрузки с постепенным повышением давления до номинального с вы-
держкой при давлении 10 МПа в течение 1—2 мин.
В гидроприводах, работающих в условиях холодного климата, при
пуске и в начальный период работы значительно возрастают потери давле-
ния в трубопроводах. При -50— 60°С потери давления рабочей жидкости
в гидромагистралях привода могут возрасти в 15—20 раз по сравнению с
потерями давления при 50°С. Для уменьшения потерь давления в трубопро-
водах гидросистем необходимо:
обеспечить минимальную протяженность трубопроводов; емкость тру-
бопроводов не должна превышать емкости гидравлических цилиндров сис-
темы; сократить до минимума число изгибов, соединений, переходов и т.п.
на трубопроводах;
допустимые скорости рабочей жидкости в трубопроводах: во всасыва-
ющем — 0,85 м/с, сливном — 1,4 м/с, в нагнетательном при РНом=®^ МПа
2,2 м/с, 10 МПа - 2,7 м/с, 16 МПа - 3,5 м/с, 25 МПа - 4,2 м/с,
32 МПа — 5 м/с. Целесообразно увеличить на 20% диаметры всасывающих
и напорных магистралей, при этом Dy магистрали всасывания должен быть
на 25—50% больше Dy магистрали нагнетания. Дренажные линии, линии
системы управления и другие вспомогательные трубопроводы должны
иметь внутренний диаметр не менее 12 мм. Для сокращения времени выхо-
да на установившийся тепловой режим целесообразно предусматривать теп-
лоизоляцию маслобаков и трубопроводов, а гидрооборудование размещать
в закрытых шкафах, применять кожухи, навесы, козырьки и другие защит-
ные устройства от попадания снега, дождя и т.п. С этой же целью в гидро-
приводах можно применять устройства для подогрева рабочей жидкости
в период пуска; рекомендуется подогревать рабочую жидкость до 5— 10°С
в течение 20—30 мин, например, с помощью электрических подогревателей.
Гидравлической схемой привода необходимо предусматривать нагрев рабо-
чей жидкости в период пуска путем полного пропускания подачи насоса
через предохранительный клапан системы при номинальном рабочем дав-
лении.
Особое внимание в гидроприводах должно быть уделено очистке рабо-
чих жидкостей от загрязнений. Номинальную тонкость фильтрации для
гидравлического оборудования следует выбирать по табл. 45.
Фильтры рекомендуется устанавливать на сливе. Пропускная способ-
ность фильтров должна быть увеличена в 2 раза для фильтров тонкой очист-
ки и в 1,4-1,6 раза — для фильтров грубой очистки. Применение фильтров
в пластмассовых корпусах не рекомендуется. Для защиты фильтров и пере-
пуска масла в момент пуска холодного гидропривода необходимо преду-
Основные свойства рабочих жидкостей для гидросистем,
работающих при низких температурах
Рабочая жидкость ГОСТ или ТУ Вязкость, мм’/с при Температура вспышки, °C, не менее Темпера- тура засты- вания, °C, не выше Плотность кг/м3 Температурные пределы применения, °C Способ получения и состав
+50° С - 50° С
при пуске при уста- новившем- ся режиме*
ВМГЗ ТУ 38-1-196-68 10 2300 (при -40° С) 135 -60 865 От -50 до +55 От -35 до +50 Маловязкая фракция дизельно- го топлива с при- садками: вязкост- ной, противоизнос- ной, антиокисли- тельной
АМГ-10 ГОСТ 6794-75 10 1250 +92 -70 850 От -60 до +50 От-48 до +45 Дистиллятное с вязкостной при- садкой
Мас- ло Р ТУ 38-1-110-67 12-14 1300 (при -20° С +163 -45 886-896 От -30 до +55 От -25 до +60 Масло АУ с при- садками: HACK, ДФ-11, ПМС-200А
Вере- тенное АУ ГОСТ 1642-75 12-14 5000 (при -40° С) +163 -45 886-896 От -30 до +55 От-15 до +75 Дистиллятное сернокислотной очистки
? СЛ О' ЭШ-406-5 ВТУ 431-52 20 2500 (при —40° С) +150
АГМ МРТУ 38-1-193-66 9 4000 +110
ГМ-50И МРТУ 38-1-192-66 8-9 1400 +98
145
-50
886-896
От -35
до +55
От —20 Масло АУ с вяз-
до +75 костной присадкой
-60 880
От-40
до +60
От —30 Дистиллятное
до +50 с вязкостной при-
садкой
-60 885
От -50
до +55
От —35 Дистиллятное с
до+50 присадками: ВБ-2
МНИ-5, ионол
Номинальная тонкость фильтрации
Вид гидрооборудования Номинальная тонкость фильтрации, мкм
10 25 40 63
Насосы и моторы шестеренные +* +
Насосы пластинчатые + +
Насосы и моторы аксиально- + +
поршневые
Насосы радиально-поршневые + +
Насосы винтовые + +
Насосы-дозаторы + + +
Цилиндры + +
Распределители + + + +
Клапаны потока +** +♦* + +
Клапаны обратные + +
Клапаны давления + 4- + +
Реле давления +
*Для шестеренных насосов с автоматическим регулированием торцовых зазоров.
** Для регуляторов потока и для делителей потока.
сматривать в системе перепускные клапаны (при их отсутствии в фильт-
рах) .
Особо тщательно следует подходить к вопросам обеспечения нормаль-
ной работы гидроаппаратуры при отрицательных температурах окружаю-
щей среды. Необходимо учитывать, что надежность и стабильность работ
гидроаппаратуры находится в прямой зависимости от вязкости рабочей
жидкости и ее постоянства.
Рекомендуемый диапазон вязкости рабочей жидкости для нормальной
работы гидроаппаратов составляет 10МОО мм2/с. С целью обеспечения син-
хронной работы различных звеньев гидропривода машины в процессе изме-
нения температуры (вязкости) рабочей жидкости необходимо, где это воз-
можно, предусматривать перенастройку (подстройку) гидроаппаратов. При
работе на рабочей жидкости высокой вязкости (выше 400 мм2/с) не реко-
мендуется применять в гидроприводе нерегулируемые дроссели, дроссели
с регулятором, редукционные клапаны, делители потока, реле времени, а
также реле давления, если важны его чувствительность и время срабаты-
вания.
Гидропривод машины рекомендуется комплектовать регулируемыми
аппаратами. По возможности следует применять гидроаппараты стыкового,
модульного и вставного исполнений, гидрораспределители с ручным управ-
лением. Гидроаппараты следует выбирать с условным проходом на 20—25%
больше по сравнению с гидроаппаратурой для работы в нормальных усло-
виях. Необходимо учитывать, что при работе гидропривода машины при
низких температурах может возникнуть необходимость увеличения мини-
мального давления управления в 3-5 раз по сравнению сдавлением при ра-
боте в условиях положительных температур. Размещение гидравлического
оборудования должно обеспечивать удобство осмотров и проведение про-
филактических ремонтов и регулировочных работ. Конструкция гидропри-
вода должна предусматривать возможность быстрой и удобной замены лю-
бого гидроаппарата.
Гидравлическая система, гидрооборудование должны быть герметичны-
ми. Течь рабочей жидкости через неподвижные соединения и уплотнения,
сварные и резьбовые соединения в диапазоне давлений от нулевого до на-
ибольшего и подсос воздуха не допускаются. Конструкция гидроприводов
и гидрооборудования не должна иметь открытых пазов, щелей и других
мест, в которых может скапливаться снег, лед, вода, грязь.
Манометры должны быть снабжены кранами-демпферами игольчатого
типа (например, В-4/320 и В-4/500). Применение резьбовых, щелевых демп-
феров не' рекомендуется.
Гидробаки должны иметь отстойники для сбора воды и устройства для
слива конденсата. Во избежание попадания конденсата в гидросистему гид-
ропривод желательно выполнять полностью маслозаполненным с установ-
кой эластичных компенсаторов для компенсации объемных изменений
жидкости в процессе работы привода. При отсутствии возможности созда-
ния такого маслозаполненного привода сообщение его гидробака с атмос-
ферой должно быть выполнено через устройства, полностью исключающие
попадание воды в рабочую жидкость.
Гидропровод должен быть спроектирован так, чтобы была возможность
обеспечить получение номинальных рабочих параметров машины при давле-
ниях ниже номинальных для примененного гидрооборудования на 10—15%.
В связи с увеличением при низких температурах времени срабатывания ме-
ханизмов использование в оборудовании и машинах систем управления с
применением временных команд не рекомендуется.
Для контроля температуры рабочей жидкости в гидросистеме необхо-
димо предусматривать термоизмерительные приборы, которые следует
устанавливать в баке либо в сливном коллекторе таким образом, чтобы
чувствительный элемент постоянно омывался рабочей жидкостью. Примене-
ние для этой цели ртутных термометров не допускается.
Обеспечение взрывной, взрыво-пожарной и пожарной безопасности пу-
тем применения в гидроприводах негорючих рабочих жидкостей. Негорючие
рабочие жидкости для гидравлических систем подразделяются на четыре ос-
новных класса: водные эмульсии типа "масло в воде", инвертированные
эмульсии типа "вода в масле", водногликолевые и синтетические жидкости.
Водные эмульсии типа "масло в воде" находят широкое применение в
гидроприводах. В этих эмульсиях вода является дисперсионной средой, а
масло, присутствующее в ней в небольших количествах, образует дисперс-
ную фазу. Рабочая жидкость этого типа имеет следующие недостатки: высо-
кую коррозионную активность, недостаточную смазывающую способность,
невозможность использования при отрицательных температурах, низкую
стабильность физико-химических свойств в процессе хранения и эксплуата-
ции, требует применения гидрооборудования, изготовленного с использова-
нием дефицитных сталей и цветных металлов. К положительным свойствам
водных эмульсий типа "масло в воде" следует отнести их низкую стоимость.
Эмульсию приготовляют из промышленной воды и эмульсола марок
Э-1 или Э-2. По внешнему виду эмульсолы представляют собой прозрачную
однородную жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета.
Эмульсолы улучшают смазочные и антикоррозионные свойства рабочих
жидкостей на основе воды.
Концентрация эмульсола в рабочей жидкости (эмульсии) устанавлива-
ется примерно 2—3% (по объему), т.е. 2—3 л эмульсола на каждые 98—97 л
воды. Эмульсию приготовляют в специальной установке с перемешиванием
с помощью сжатого воздуха, пара или ультразвука. Перед изготовлением
эмульсии эмульсол должен быть нейтрализован кальцинированной содой
или тринатрийфосфатом.
Вода для приготовления эмульсии должна быть соответствующим об-
разом подготовлена. На каждые 100 л воды необходимо 3—6 г СаО. Более
мягкая вода будет вызывать пенообразные эмульсии, а более жесткая будет
давать малостабильную эмульсию, подверженную расслоению. После умяг-
чения воды из нее необходимо удалить весь осадок; реакция воды должна
быть нейтральной или слабощелочной.
При первоначальном заполнении гидросистемы необходимо применять
эмульсию с максимальной концентрацией эмульсола (3%), так как эмуль-
сол в начальный период адсорбируется металлическими поверхностями и
его концентрация в эмульсии уменьшается.
Если эмульсия предназначена для применения в гидросистемах, работа-
ющих при пониженных температурах (не ниже 0QC), то в нее добавляют
2—3% глицерина.
Широкое применение в горнорудном машиностроении получили эмуль-
сии с присадкой ВНИИ НП-117. Присадка ВНИИ НП-117 является водораст-
воримым маслом, обеспечивающим при добавлении в небольших количест-
вах к воде образование мелкодисперсных,- стабильных эмульсий. Ниже
приведен состав присадки (% по массе):
Нафтенат калия ......................................................15—20
Сульфат натрия.......................................................6—10
Двухатомный спирт..................................... ..............1
Стеарат хрома ...................................................... 0,3
Каптакс .........................................................0,5
Основа (экстракт масла)..............................................До 100
По внешнему виду эмульсия с присадкой ВНИИ НП-117 представляет
собой однородную жидкость молочного цвета. Присадка в значительной ме-
ре улучшает смазочные и антикоррозионные свойства воды. Гидравличе-
ские системы, состоящие из высокооборотных поршневых насосов, слож-
ной аппаратуры, удовлетворительно работают на эмульсиях с присадкой
ВНИИ НП-117 длительное время.
" Концентрация присадки в рабочей жидкости (эмульсии) устанавливает-
ся 1,5% от массы. При приготовлении эмульсии в небольшое количество
нагретой до 60—70° С воды добавляют необходимое количество присадки
и тщательно перемешивают ее до полного растворения. Полученный кон-
центрат эмульсии заливают в емкость, в которую добавляют воду в коли-
честве, соответствующем 1,5% присадки, после чего содержимое емкости
перемешивают путем циркуляции эмульсии насосом (10—15 раз).
К рабочим жидкостям данного класса относятся также эмульсии типа
Аквал-3 и Укринол.
Более перспективны для применения в гидросистемах эмульсии типа
"вода в масле". В этих эмульсиях дисперсной средой является масло, а вода
является дисперсной фазой. Эмульсии обладают удовлетворительной сма-
зывающей способностью (уступают минеральным маслам), стабильны к
окислению, имеют удовлетворительные антикоррозионные свойства, высо-
кий индекс вязкости, низкую стоимость, совместимы с уплотнениями из
резин на основе нитрильных каучуков.
Инвертированные эмульсии типа "вода в масле" в качестве одной из
важнейших присадок содержат эмульгатор, который позволяет маслу охва-
тывать мельчайшие частицы воды, т.е. вода находится внутри масляных ка-
пелек. Ввиду того, что эмульсии типа "вода в масле" по смазочной способ-
ности уступают минеральным маслам, их использование в гидроприводах
рекомендуется при давлениях не выше 7—14 МПа.
Водногликолевые рабочие жидкости содержат 30—60% воды, гликоль,
Характеристика жидкостей ПГВ и "Промгидрол"
в состоянии поставки
Показатели ПГВ "Промгидрол"
П-20 П-20М-1 П-20М-2
Цвет Желтый
Плотность при 20° С, г/см 8 Вязкость кинематиче- ская, мм’ /с: 1,151-1,154 1,145-1,155 1,125-1,140 1,145-1,165
при +20° С 44-49 62-85 59-77 80-105
при +50° С 12-14 17-22 18-24 21-27
при —30° С 4000 — — —
Температура застыва- ния, °C, не выше -50 -10 -30 -45
Содержание механиче- ских примесей — — — —
растворимый в воде загуститель для получения необходимых вязкостных
свойств и различные присадки (антикоррозионные, противоизносные, анти-
пенные). Они имеют хорошие вязкостные свойства , (индекс вязкости 140—
160), совместимы с большинством материалов, применяемых в гидропри-
водах, обладают хорошими смазывающими свойствами. Благодаря перечис-
ленным положительным качествам водногликолевые рабочие жидкости
нашли широкое применение в гидросистемах.
В Советском Союзе для гидроприводов выпускаются жидкости ПГВ
и "Промгидрол", представляющие собой водный раствор глицерина и гли-
коля с антикоррозионной, противоизносной и антипенной присадками. Эти
жидкости имеют желтый цвет (в эксплуатации до темно-желтого), пожаро-
безопасны, нетоксичны. Характеристика жидкостей ПГВ (ТУ 6-02-761—78)
и "Промгидрол" (ТУ 6-02-1140—78) приведена в табл. 46.
Гарантийный срок работы жидкости ПГВ в гидросистемах составляет
1,5 года, гарантийный срок хранения 5 лет. В табл. 47 приведены данные по
вязкости и плотности жидкости ПГВ.
Жидкости ПГВ и "Промгидрол" совместимы со следующими конструк-
тивными материалами: углеродистыми сталями, легированными сталями,
чугунами, цветными металлами (никель, медь, алюминий, титан и их спла-
вы) , пластмассами (полиэтилен, фторопласты, текстолит, стеклопластик,
паронит, полиамид, капрон и др.), резинами (В-14, ИРП-1118, ИРП-1175,
ИРП-3002, ИРП-2026, ИРП-1136 и др.).
Таблица 47
Зависимость плотности и вязкости жидкости ПГВ
от содержания воды
Содержание воды % (по массе) Плотность при 20° С, г/см® Вязкость кинематическая, мм’/с
+70° С +50° +20° С -30° С
34,0 32,4 1,150 1,158 7,2 7,6 12,3 13,0 43,9 47,3 3316 3625
29,0 1,160 9,2 19,6 67,2 7380
26,0 1,166 10,8 20,5 85,0 9630
20,0 1,178 16,1 32,2 159,0 —
18,0 1,182 — 37,1 199,5 —
Использование водно-гл и колевых жидкостей в гидросистемах не Тре-
бует замены уплотнений, конструкционных материалов, комплектующего
гидрооборудования; необходимо произвести только несущественную кон-
структивную доработку гидропривода.
В гидросистемах могут использоваться серийно выпускаемые для мине-
ральных масел пластинчатые насосы типа Г12-2 (номинальное рабочее дав-
ление 6,3 МПа) и БГ-12-2 (номинальное рабочее давление 12,5 МПа), а так-
же аксиально-плунжерные насосы НА.../200 и FMHA.../200 (номинальное
давление 20 МПа, торцовое распределение жидкости) и НА.../320 (но-
минальное рабочее давление 32 МПа, клапанно-щелевое распределение
жидкости).
Как показали стендовые и промышленные испытания насосов, при
эксплуатации на жидкости "Промгидрол" марки П-20М1 ресурс насосов
типа Г12-2 при работе на номинальных рабочих давлениях должен быть
уменьшен на 10%; для насосов типа БГ12-2 — на 20%. Аксиально-плунжер-
ные насосы типа НА.../200 могут эксплуатироваться при рабочем давлении,
сниженном до 12—14 МПа, при этом их ресурс снижается на 30—40%. При
необходимости создания гидросистем с рабочими давлениями 14—20 МПа
следует применять насосы типа НА.../320 со снижением ресурса их работы
до 1500—2000ч. Насосы могут работать с частотой вращения вала до
1500 об/мин, однако рекомендуемая частота 1000 об/мин. На жидкости
"Промгидрол" могут эксплуатироваться и шестеренные насосы. Насосы вы-
сокого давления с игольчатыми подшипниками применять не рекоменду-
ется. Ресурс шариковых и роликовых подшипников качения, установлен-
ных в насосах при эксплуатации на жидкости "Промгидрол", также снижа-
ется, а требования к центровке валов насосов и электродвигателей повыша-
ются.
Снижение ресурса работы и рабочих давлений в насосах объясняется
условиями эксплуатации высоконагруженных узлов трения в реальных
гидромашинах, где пары трения работают в условиях, отличающихся от тех,
которые имитируются на машинах трения. Поэтому, несмотря на высокие
смазывающие показатели жидкости "Промгидрол", определенные на маши-
нах трения, стендовые и лабораторные испытания их не подтвердили. Сле-
дует предусмотреть установку на насосы разгрузочных устройств, обеспечи-
вающих запуск насосов без нагрузки.
Жидкость "Промгидрол" может быть рекомендована для всей серийно
выпускаемой гидроаппаратуры, за исключением элементов минигидрав-
лики и следящих дроссельных золотников. Из распределительной аппара-
туры желательно использовать золотники с герметичными электромагнита-
ми серии Р. При компоновке гидроаппаратуры необходимо предусматри-
вать мероприятия по защите электромагнитов от попадания на них жидко-
сти "Промгидрол".
При расчете теплового баланса гидросистемы необходимо учитывать
теплофизические характеристики жидкости "Промгидрол". Рекоменду-
емый диапазон температур 35—45°С. Ограничение нижнего предела рабочей
температуры связано с тем, что снижается деаэрирующая способность рабо-
чей жидкости, которая у жидкости "Промгидрол" значительно ниже, чем
у масел. Недостаточная деаэрация рабочей жидкости резко снижает динами-
ческие характеристики гидропривода. Верхний предел рабочей температуры
ограничен процессом испарения воды, что сказывается на повышении вяз-
кости рабочей жидкости. В качестве теплообменников могут применяться
стандартные конструкции, используемые для минеральных масел с повы-
шенным расходом воды. Гидробак необходимо оборудовать устройством
150
для нагрева рабочей жидкости перед началом работы и термостатирования
ее в процессе эксплуатации.
Нагрев жидкостей перед работой осуществляется либо маслоохлади-
телем подачей через него горячей воды, либо погруженными в жидкость
нагревателями мощностью 1 Вт/см2 (циркуляция жидкости в баке при
этом осуществляется насосами через клапаны разгрузки). В качестве регу-
ляторов температуры не рекомендуется применение регуляторов прямого
действия типа РТ. Датчиками температуры могут быть термометры сопро-
тивления, термопары, электроконтактные термометры и т.п. Система термо-
статирования должна обеспечивать надежную работу в режиме охлаждения
и нагрева.
Применение жидкости "Промгидрол" предъявляет ряд дополнительных
требований к конструкции гидробака, к компоновке насосов. Для улуч-
шения условий деаэрации жидкости необходимо максимально удалить слив-
ные магистрали гидросистемы от линии всасывания. При этом меж^у ними
рекомендуется установить ряд сетчатых перегородок. Угол наклона пере-
городок по ходу должен составлять 120°. Рекомендуется использовать сет-
ки марок С160-С200.
В гидробаках с мощностью насосной установки свыше 20 кВт рекомен-
дуется использовать независимые системы фильтрации и термостатирова-
ния на базе шестеренных насосов. Гидробак оборудуется при полной герме-
тичности заливными фильтрами и датчиками контроля уровня с электри-
ческой сигнализацией.
Ввиду повышенной плотности жидкости "Промгидрол" по сравнению
с минеральными маслами необходимо обеспечить в линиях всасывания ско-
рости рабочей жидкости 0,5—1,0 м/с, в нагнетательных магистралях 2,5—
3,0 м/с.
Для улучшения условий работы насосы рекомендуется устанавливать
ниже уровня жидкости в баке (под заливом), так чтобы минимальная вы-
сота уровня жидкости относительно всасывающего патрубка была не менее
150 мм. При этом компоновка насосной установки может быть выполнена
как с погружением насоса непосредственно в жидкость, так и с расположе-
нием насоса рядом с баком (рис. 76, а и б). При расположении насоса вне
бака всасывающая магистраль выполняется короткой, без местных сопро-
тивлений, с диаметром проходного сечения, равным или больше диаметра
всасывающего отверстия насоса. При эксплуатации насоса, установленного
над уровнем жидкости, необходимо контролировать расстояние между
осью насоса и уровнем жидкости в баке, не допуская его увеличения более
300 мм. Нижний конец всасывающего патрубка должен быть погружен в
жидкость не менее чем на 150 мм.
а) 6) 8)
Рис. 76. Схемы установки насосов {1 — всасывание; 2 — нагнетание)
Следует отметить, что при условии невозможности установки насоса
на баке всасывающий трубопровод следует выполнять согласно рис. 76, в
так, чтобы при неработающем насосе жидкость не могла слиться из него
в бак. Радиус изгиба возле ниппеля должен быть в пределах трех - пяти ди-
аметров трубопровода и не иметь резких переходов. Трубопровод не дол-
жен быть выше корпуса насоса более, чем на 100 мм.
Для уменьшения разрежения в зоне всасывания не рекомендуется уста-
навливать на линии всасывания приемные фильтры. При эксплуатации насо-
са, установленного выше уровня жидкости, снижается давление в зоне вса-
сывания, а также усложняется пуск пластинчатых насосов после их длитель-
ной остановки.
Для гидроприводов с высокими динамическими режимами работы
установленная мощность электродвигателя должна бытьловышена на 15-
25%, так как плотность жидкости "Промгидрол" на 20% выше плотности
минеральных масел.
С учетом повышенных требований к чистоте рабочей жидкости "Пром-
гидрол" система фильтрации должна обеспечивать очистку жидкости с тон-
костью фильтрации не менее 25 мкм. Для этого может быть использована
следующая схема фильтрации: в баке устанавливаются магнитные патроны
типа Г42-1, а на сливной магистрали последовательно включенные магнит-
ный фильтр типа ФМ,а за ним — фильтр тонкой очистки типа ФП-7.
Бумажные фильтроэлементы, используемые в фильтрах типа ФП-7, не-
обходимо пропитать в 10—15%-ном спиртовом растворе бакелитового лака
с последующей полимеризацией с целью повышения их влагостойкости при
работе на жидкости типа "Промгидрол". Бакелитовый лак марки А (ГОСТ
901—78) поставляется в виде 50%-ного раствора смолы. Для приготовления
10—15%-ного раствора лак разбавляется спиртом из расчета 1 л лака на
4,5—5 л этилового технического спирта (ГОСТ 18300—72). Пропитка произ-
водится методом окунания на 2—3 мин. Извлеченный из ванны элемент вы-
держивается над ванной 5—10 мин для удаления избытка раствора и сушит-
ся при комнатной температуре 30 мин. Затем фильтроэлемент выдержива-
ется в сушильном шкафу в следующем режиме: при t =604-80°С 30 мин;
при t = 1204-150°С 30 мин; при t = 1404-160°С 90 мин. По окончании суш-
ки фильтроэлемент охлаждается до комнатной температуры. Сушильный
шкаф должен быть оборудован вытяжной вентиляцией.
Система должна быть полностью изолирована от внешней среды путем
герметизации всех крышек, люков и т.д. резиновыми прокладками. Для
компенсации колебания уровня рабочей жидкости гидробаки оборудуют
воздушными фильтрами (сапунами).
Для защиты электрических аппаратов, особенно электромагнитов рас-
пределителей, от попадания жидкости "Промгидрол" необходимо преду-
смотреть экраны, козырьки или замену вертикальной компоновки гидро-
аппаратуры на горизонтальную.
Необходимо исключить-из элементов гидросистемы уплотнения резино-
тканевые, из кожи, паранита, заменив их резиновыми на основе нитриль-
ных каучуков (В-14 для неподвижных и В14-1 - для подвижных соеди-
нений) .
После проведения конструкторской доработки гидросистемы реко-
мендуется проконтролировать состояние основных элементов гидро-
приводов.
Гидроцилиндры разбирают, детали промывают в керосине и протирают
насухо хлопчатобумажными салфетками с обработанными краями (во из-
152
бежание попадания в гидросистему ворса); при сборке гидроцилиндров
заменяют уплотнения.
Производят очистку бака, удаляют с внутренней пдверхности нитро-
эмаль. Окраска внутренней поверхности бака производится эмалями
ХС717 ТУ 6-10-961—76 (изготовитель — Рижский лакокрасочный завод)
или ХС791 ТУ 6-10-100-77 (изготовитель - ЛНПО "Пигмент").
Для первого пуска гидросистемы в гидробак заливается жидкость
"Промгидрол" до минимально допустимого уровня, контролируемого
указателем уровня. Для удаления воздуха из жидкости после заливки сле-
дует дать ей отстояться в течение 3—4 ч. Рекомендуется перед пуском насо-
са вручную повернуть вал на несколько оборотов для заполнения всасыва-
ющей полости насоса рабочей жидкостью и удаления воздуха. Насос запуска-
ется при минимальном давлении, разгрузка осуществляется с помощью
предохранительного клапана. В случае повышенного шума насос необходи-
мо отключить и дать дополнительное время на деаэрацию жидкости. При
нормальной работе следует медленно нагружать насос до рабочего давления
в гидросистеме, одновременно контролируя уровень жидкости в баке.
В связи с тем, что часть жидкости поступит из бака в систему, при пониже-
нии уровня жидкости ниже минимального необходимо долить требуемое
количество жидкости. При нормальной работе насоса в рабочем режиме
в течение 1,5—2 ч производится настройка рабочих режимов гидрооборудо-
вания на холостом ходу машины. Затем в течение двух-трех рабочих смен
периодически включается гидропривод машины без нагрузки для проверки
его функционирования.
После работы в гидросистеме в течение трех-четырех суток жидкость
"Промгидрол" необходимо подвергнуть дросселированию через предохра-
нительный клапан, нагрев до 40—45°С, и слить в резервную емкость. После
этого залить свежую жидкость "Промгидрол" и проверить работу гидропри-
вода. При нормальном функционировании механизмов машина пригодна к
дальнейшей эксплуатации на жидкости "Промгидрол".
Жидкость "Промгидрол", которая использовалась для промывки, пос-
ле ее отстаивания и удаления с поверхности минерального масла может
быть использована для дальнейших промывок. Для очистки этой жидкости
от загрязнений при последующей заливке необходимо использовать фильт-
ры ФП-7 или аналогичные им, для чего удобно не заливать, а закачивать
жидкость с помощью насоса, оставляя нижний слой жидкости высотой 50—
70 мм в емкости не тронутым. В оставшейся жидкости содержится большое
количество загрязнений, поэтому для дальнейшей эксплуатации она не при-’
годна.
В процессе эксплуатации следует контролировать содержание воды в
жидкости "Промгидрол" через каждые
250 ч работы гидросистемы. Контроль
за содержанием воды производится путем
измерения вязкости и плотности жидкос-
ти "Промгидрол" по ГОСТ 33—66 и
ГОСТ 18995.1-73 - ГОСТ 18995. 7-73.
График зависимости вязкости и плот-
ности от содержания воды в жидкости
"Промгидрол" П-20М1 приведен на рис. 77
Рис. 7/. Зависимость вязкости (7) и плотности
(2) от содержания воды в жидкости "Промгид-
рол" П-20М1
(вязкость жидкости в процессе эксплуатации должна поддерживаться в
пределах 60—90 мм2/с).
При повышении вязкости и плотности выше допустимых пределов не-
обходимо произвести корректировку состава жидкости "Промгидрол" до-
бавлением дистиллированной воды. В гидросистему можно добавлять толь-
ко дистиллированную воду в необходимом для снижения вязкости коли-
честве. Добавление технической воды может вызвать выпадение в осадок
определенных присадок. При добавлении воды сверх допустимых пределов
снижается вязкость жидкости, что приведет к преждевременному выходу
из строя насосов. Воду рекомендуется доливать при температуре 30-40° С в
неработающую гидросистему, после чего в течение 48 ч ее эксплуатация не
рекомендуется. Дистиллированную воду следует добавлять в бак малыми
порциями (2—5 л) при перемешивании жидкости.
В процессе эксплуатации жидкости следует контролировать ее чистоту
путем определения содержания механических примесей через каждые 250-
300 ч работы. Допускается содержание примесей не более 0,03%, после чего
жидкость подлежит сливу или дополнительной фильтрации.
2. ЭКСПЛУАТАЦИЯ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ЗАПЫЛЕННОСТИ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
При эксплуатации гидравлического оборудования в условиях повышен-
ной запыленности окружающей среды следует применять для его комплек-
тации электрооборудование соответствующего исполнения: маслонаполнен-
ное, пыленепроницаемое, закрытое или закрытое обдуваемое. Допускается
также применение электроаппаратов и приборов в открытом и защищенном
исполнении при условии установки их в шкафах закрытого (уплотненного)
исполнения.
Гидравлическая система должна быть полностью изолирована от окру-
жающей среды путем герметизации всех крышек, люков, входов и выходов
трубопроводов и т.п. резиновыми прокладками и уплотнениями. В связи
с колебаниями уровня рабочей жидкости в гидробаке во время работы гид-
ропривода >ia нем должы быть установлены воздушные фильтры (сапуны).
Рекомендуется устанавливать воздушные фильтры по ОСТ 2Г45-2—74
(рис. 78), которые предназначёны для очистки от пыли воздуха, циркули-
рующего в пространстве над уровнем масла в резервуарах гидравлических
и смазочных систем.
Фильтр состоит из колпачка 4 и полого корпуса Зс намотанной на него
фильтрующей шторой 2, края которой крепятся к корпусу с помощью ко-
лец 5. Колпачок крепится к корпусу винтом 1. Воздух, поступая под колпа-
чок, проходит через фильтрующий материал, очищается от находящихся на
нем во взвешенном состоянии твердых частиц и через присоединительное
отверстие в корпусе фильтра попадает в резервуар.
Фильтр устанавливается на специальном резьбовом патрубке, выпол-
ненном на крышке резервуара. Необходимость осмотра фильтра определя-
ется по возросшему шуму насоса.
Гидробак должен быть оборудован заливным фильтром. Рекомендует-
ся применять заливные фильтры типа Г42-12Ф, которые предназначены для
очистки от механических примесей масла на минеральной основе вязкостью
до 150 мм2/с, заливаемого в резервуар, а также для очистки циркулиру-
ющего в пространстве над уровнем масла воздуха от частиц пыли, находя-
щихся в нем во взвешенном состоянии.
Фильтр заливной (рис. 79) состоит из пластмассового корпуса 7 с за-
/тьтрации масла,
я заливки масла,
#. Верхняя часть
Рис. 78. Фильтр воздушный (сапун)
Рис. 79. Фильтр заливной типа Г42-12Ф
прессованной в него сеткой для 4
крышки 2, имеющей горловину д/
донышка 9 и магнитного патрона
корпуса представляет собой воздушный фильтр, ~
фильтрующим элементом которого служит нетканая ткань 4, прикреплен-
ная к корпусу резиновыми кольцами 5. Крышка к корпусу крепится с по-
мощью гаек 1 и уплотняется резиновой прокладкой 3. Для герметичного
уплотнения между фильтром и крышкой бака служит резиновое круглое
кольцо 6. Магнитный патрон предназначен для задержания магнитных час-
тиц, содержащихся в заливаемом масле.
Масло, заливаемое в фильтр, омывает магнитный патрон и, очищаясь
от металлических частиц, попадает на сетку корпуса фильтра. Проходя че-
рез ячейки сетки и очищаясь от загрязнений, масло поступает в бак. Вытес-
няемый из бака воздух через воздушный фильтр поступает в атмосферу.
Фильтр устанавливается на крышке бака в специально обработанные отвер-
стия в вертикальном положении.
По мере засорения фильтра и магнитного патрона необходимо снять
фильтр, отвернуть гайки 7, снять крышку2, вынуть патрон# и очистить
его от металлических частиц. Корпус 7 промыть в чистом керосине или
бензине и продуть чистым воздухом.
Глава VI.
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РЕМОНТА ГИДРООБОРУДОВАНИЯ
В табл. 48 приведены данные, характеризующие предельное состояние
отдельных видов гидрооборудования, нормированные в действующих
технических условиях.
В значительно меньшем масштабе имеют место и разрушения основных
деталей, вызывающих внезапно полную потерю работоспособности изделий
гидрооборудования, например разрыв корпуса насосов и аппаратуры,
отрыв подпятника, поломка реактивного кольца, приводных валов насосов
или гидромоторов, штока гидроцилиндра и т.п. Такие события при анализе
надежности также следует считать достижением предельного состояния.
Параметры, характеризующие предельное состояние
отдельных видов гидрооборудования в процессе эксплуатации
(по действующим техническим условиям/
Наименование изделия Тип изделия Предельное состояние параметров Основные факторы, обусловливающие предельное состояние
Г идрома- шины 2Г13-56 Падение коэффициента Изнашивание рас- подачи (К) при номиналы пределительных уст- ных параметрах на 15% ройств насосов и гид- определение К по ГОСТ ромоторов, в том чис- 14658—75) ле: поверхностей, раз-
РНАС * Падение К до 75%, а ’ также появление первых признаков усталости ма- териала подшипника или тела вращения HGJintUUiriA wrxna DUaUDI вания и нагнетания и уплотнительных пояс- ков; поверхностей торца ротора; порш- невой группы (шар- нирные соединения и опорные поверхности подпятников, цилинд- рические поверхности поршней и цилиндров)
НА; НС Снижение К более чем на 20%, а также па- дение КПД более чем на 15%
Н-Ч...Е; НР-Ф; БГ12-2М Снижение К более чем на 15%
МР-Ф Падение полного КПД на 15%
Гидроаппа- ратура: распреде- лители Вб; В10; В16; Р Увеличение утечек более чем в 1,5 раза для распределителей, рабо- тающих при давлении 32 МПа, и более чем в 3 раза для распреде- лителей, работающих при давлении 20 МПа В золотниковой гидроаппаратуре изна- шивание сопрягаемых поверхностей корпуса (втулки) и золотни- ка, а также гидроэро- зионное изнашивание отсечных кромок зо- лотника и корпуса
дроссели ДО, ДД Увеличение утечек более чем в 2 раза. Из- менение линейности в 1,5 раза
регулято- ры пото- ка МП Г-55-1 Увеличение минималь- ного расхода, отклонение установленного расхода и утечек в 2 раза В клапанной гидро- аппаратуре, кроме то- го, изнашивание по- верхностей в местах контакта" седла и кла- пана
клапаны предохра- нитель- ные КПМ, КА Увеличение измене- ния давления настройки при изменении величины потока от номинального до минимального более чем на 1 МПа
МПКПД Увеличение параметра линейности в 1,5 раза, утечек — в 2 раза
Продолжение табл. 48
Наименование изделия Тип изделия Предельное состояние параметров Основные факторы, обусловливающие предельное состояние
клапаны редукци- онные М-КР Увеличение расхода жидкости через вспомо- гательный клапан более чем в 1,5 раза КРМ Изменение редуциро- ванного давления (при изменении расхода) от номинального до макси- мального более чем на 1,5 МПа
клапаны (ГОСТ 21464—76) Увеличение утечек бо-
обратные КО-С лее чем в 3 раза
Г идроци- линдры По ОСТ КП28-2—73 Увеличение внутренних Изнашивание рабо- утечек, которые нельзя чих поверхностей: што- устранить заменой уплот- ка, поршня, гильзы, на- нений, более чем в 2 раза правляющей втулки
По ОСТ КП28-1 —73 Появление утечек по
По ОСТ КП28-3—73 плунжеру, которые нельзя
устранить при замене уп-
лотнения
Детали и узлы, заменяемые после первого отказа, составляют группу
невосстанавливаемых изделий; к ним относятся все виды уплотнений, пру-
жины, прокладки, шариковые и игольчатые клапаны, фильтрующие элемен-
ты, подшипники качения, шестерни (шестеренных насосов) и др.
К восстанавливаемой группе деталей и узлов гидрооборудования отно-
сятся золотники, наклонные диски, торцовые распределители, подпятники,
роторы, клапаны и седла с конической формой рабочих кромок, все детали
гидроцилиндров и т.п.
Типовая характеристика интенсивности отказов Л(т) в функции време-
ни работы гидросистемы дана на рис. 80 [13] . Кривая интенсивности отка-
зов имеет три характерных участка. На участке I частота отказов наиболь-
шая. По мере эксплуатации частота отказов уменьшается, так как основные
причины — скрытые неисправности (ошибки производства и эксплуатации)
ликвидируются выбраковкой (заменой отдельных деталей), доводочными
и регулировочными работами или естественной приработкой. На участ-
ке II, являющемся основным, происходит нормальная работа гидросистемы-
Интенсивность отказов на этом участке имеет практически постоянное зна-
чение. Вероятность отказов на участке II можно уменьшить правильной ор-
ганизацией диагностики и ППР. На участ-
ке III опасность отказов возрастает,
так как начинают сказываться износ
и старение отдельных деталей гидро-
Рис. 80. Типовая характеристика интенсивности
отказов Х(т) в функции времени работы гидро-
системы
оборудования. Наличие на Х-характеристике участка III определяет техниче-
ски обоснованный срок службы гидросистемы it или т2 в зависимости от
крутизны нарастания кривой интенсивности отказов.
На участке I в начале эксплуатации длительность межремонтного цикла
наименьшая. На участке II она имеет максимальную величину и постоянна.
На участке III длительность межремонтного цикла снова уменьшается. Что
касается структуры ремонтного цикла, то на участке I производят обычно
текущий и средний ремонт, а также замену неработоспособных узлов и эле-
ментов более надежными; на участке II — мелкий и средний ремонт; на
участке III выполняются ремонтные работы всех видов, включая капиталь-
ный ремонт.
Периодичность и порядок проверки технического состояния гидропри-
вода или его конкретного элемента определяются руководством по эксплу-
атации. Технический осмотр рекомендуется проводить ежедневно перед на-
чалом работы. Ремонтные работы гидропривода целесообразно совмещать
со временем ремонта гидрофицированной машины.
Как свидетельствует статистика, наибольшее число неисправностей гид-
равлического оборудования (после отказов уплотнительных устройств и
пружин) связано с нарушением работоспособности прецизионных пар. Это
обусловлено многими причинами: резко изменяющимися нагрузками на от-
дельные элементы, недопустимым загрязнением рабочей жидкости или ее
недостаточными смазывающими свойствами, кавитационной эрозией, виб-
рацией и др.
Согласно исследованиям В.Н. Лозовского [27, 28] все золотниковые,
плунжерные и другие прецизионные пары гидравлических агрегатов имеют
характерные признаки, позволяющие разделить их на типы по условиям на-
гружения. Данные о характере изнашивания рабочих поверхностей различ-
ных типов прецизионных пар трения приведены в табл. 49.
Таблица 49
Характер изнашивания рабочих поверхностей пар трения
Тип прецизионных пар трения Рабочие поверхности Характер изнашивания рабочих поверхностей
Плунжерные пары а) сферические по- верхности Усталостное разрушение материала с образованием осповидных углублений, а также микро- и макротрещин
б) цилиндрические поверхности Схватывание трущихся поверхностей. Внешние признаки: задиры, грубые цара- пины, перенос металла с одной детали на другую
Распределитель- ные золотники Цилиндрические поверхности и кромки Гидроэрозионное разрушение вблизи кромок поясков золотника и проточек корпуса (гильзы). Повреждения, образу- емые твердыми частицами
Пластинчатые пары Сопряжение поверх- ности пластин и статора Задиры, вырыв и налипание матери- ала, локальные срезы материала на реб- рах пластин
Клапанные пары Сопряжение сфери- ческих, конических и плоских образующих поверхностей клапана и седла Гидроэрозионное разрушение кромок; повреждения, образуемые твердыми час- тицами; контактная усталость материала
Восстановление и замена прецизионных пар является наиболее слож-
ным и ответственным этапом ремонтных работ. При этом на надежность
восстановленных элементов влияет множество технологических факторов:
выбор материалов и методов термической обработки; методы формообра-
зования деталей; методы нанесения упрочняющих покрытий; контроль ка-
чества на всех этапах изготовления.
Выбор марок стали и видов термического упрочнения для ответствен-
ных деталей гидрооборудования должен производиться исходя из конкрет-
ных условий работы детали.
При ремонте гидрооборудования определенные трудности представляет
эскизирование деталей с назначением допусков и параметров шероховато-
сти для различных прецизионных поверхностей. При этом обращает на себя
внимание разнообразие в установлении технических требований к рабочим
поверхностям. На многих ремонтных чертежах технические требования и
допуски на обработку вообще отсутствуют, что не позволяет изготовить де-
тали необходимого качества.
В последнее время, в целях унификации норм точности на прецизион-
ные пары и другие ответственные узлы в отраслях, занятых специализиро-
ванным производством гидрооборудования, издаются руководящие техни-
ческие материалы с учетом СТ СЭВ 636—77 [40]
Применение единых норм точности при ремонте гидрооборудования
позволит значительно повысить качество гидроприводов. Однако в настоя-
щее время в эксплуатации находится значительное количество гидрообоРУ*
дования, прецизионные пары которого изготовлены по различным техниче-
ским требованиям.
В табл. 50 даны предельные значения величин зазоров основных сопря-
женных поверхностей пластинчатых машин, разработанные ВНИИгидропри-
водом с учетом СТ СЭВ 636—77.
В скобках указаны внутризаводские приемо-сдаточные нормы точно-
сти, которые направлены на обеспечение более высокого уровня качестве и
долговечности гидрооборудования.
Для достижения заданных параметров точности и шероховатости по-
верхности прецизионных пар следует использовать процессы и оснастКУ,
рекомендованные специальной литературой [3, 6, 8, 22, 28] и др. В по-
следнее время в зарубежной практике получил распространение новый Ме-
тод обработки прецизионных пар — микрофиниш.
По характеру взаимных перемещений обрабатываемой детали и инстру-
мента (абразивного бруска) этот метод аналогичен широко известному
суперфинишированию (рис. 81, а). В то же время его особенностью являК>т-
ся: двухскоростной режим вращения обрабатываемой детали, бесступенча-
тое автоматическое изменение усилия, с которым брусок прижимается* к
обрабатываемой поверхности, и возможность осуществления полного цик-
ла обработки детали (начиная с заготовки) при однократной фиксации
установочной базы.
В первой фазе микрофиниш осуществляется при низких окружных
скоростях, в результате чего устраняются отклонения размеров детали
от заданной геометрии и удаляется мягкий поверхностный слой, образо-
ванный в процессе предварительного шлифования (рис. 81,6). Во второй
фазе процесса обеспечиваются высокие скорости и небольшие давления
абразивного бруска, чем достигается требуемое качество поверхности
(рис. 81, е). Оба режима осуществляются с применением СОЖ.
По данным фирмы "Эрнст Ти лен хауз" (ФРГ) микрофиниш обеспе-
чивает точность заданной геометрии по 0,1 мкм и поверхность контакте
159
Предельные зазоры (мм) основных сопряженных поверхностей пластинчатых насосов и гидромоторов
зазор Пластинчатые машины двойного действия Пластинчатые машины однократного действия
с жестким прижимом распределительных дисков с одним плавающим распределительным диском с двумя пла- вающими распредели- тельными дисками
I габарит II габарит III габарит I габарит II габарит III габарит
Между торца- ми ротора и распределитель* ных дисков 0,02-0,03 (0,02-0.025) 0,03-0,045 (0,03-0,04) 0,045-0,06 (0,045-0,055) 0,01-0,02 (0,01-0,015) 0,02-0,03 (0,02-0,025) 0,03-0,04 (0,03-0,035) 0,008-0,015 0,01-0,03 (0,008-0,012) (0,01-0,025)
Между торца- ми лопаток и распредел ител ь- ных дисков 0,02-0,04 (0,02-0,035) 0,03-0,055 (0,03—0,05) 0,045-0,07 (0,045-0,065) 0,01-0,03 (0,01-0,025) 0,02-0,04 (0,02-0,035) 0,03-0,05 (0,03-0,045) 0,008-0,025 0,01-0,04 (0,008-0,020) (0,01-0,035)
Между наруж- ным диаметром статора и сопря- женным отвер- стием Н8 f7 Н7 е8 Н7 е8 Н7 f7 Н8 f7 Н8 f7 Н8 Н7 f7 h6 Н7 <7
Между лопат- ками и пазами ротора: а) для насо- сов с нераз- груженными лопатками б) для насо- сов с разгру- женными ло- патками 0,01-0,03 (0,01-0,025) 0,01-0,04 (0,01-0,035)
Рис. 81. Микрофинишная обработка прецизионных пар гидрооборудования:
а — кинематическая схема процесса микрофиниша (Z — направление вращения детали;
2 — подача; 3 — осцилляция; 4 — прижимное усилие); б — первая фаза — предвари-
тельное финиширование; в — вторая фаза — окончательная обработка при повышен-
ных скоростях; г — круглограммы поршневого пальца до и после микрофинишной
обработки; д — продольные диаграммы того же изделия
с сопрягаемой деталью — до 90%. В качестве примера на рис. 81, г и д
приведены круговая и продольная диаграммы поверхности поршневого
пальца до и после микрофинишной обработки.
Применение этого процесса исключает необходимость селективной
сборки и обеспечивает высокую производительность доводки прецизион-
ных поверхностей. Так, время двустороннего микрофиниша торцовых
поверхностей статора и ротора пластинчатого насоса составляет 15 с. При
этом достигается отклонение от плоскостности в пределах 1 мкм, от па-
раллельности торцов 2 мкм; параметр шероховатости Ra = 0,5-М мкм.
Одной из основных технологических операций, обеспечивающих на-
дежность гидравлических насосов и гидромоторов, является обкатка —
приработка в едином комплексе всех вновь изготовленных и восстанов-
ленных пар трения, входящих в состав машины.
Под приработкой понимают процесс изменения геометрии поверх-
ностей трения и физико-механических свойств поверхностных слоев мате-
риала в начальный период трения, обычно проявляющийся при постоянных
внешних условиях в уменьшении работы трения, температуры и интенсив-
ности изнашивания. При этом происходит изнашивание поверхностей на
участках, где исходные технологические неточности, силовые и тепловые
деформации препятствуют распространению площади контакта поверхно-
стей трения (макроприработки).
В конце процесса обкатки достигается стабилизация характера изна-
шивания поверхностей, КПД, потерь на трение, температуры, степени шеро-
ховатости, уровня звукового давления и т.д.
Длительность обкатки определяется начальной шероховатостью поверх-
ностей трения, точностью изготовления и сборки, материалом деталей и за-
висит от режима обкатки и свойств смазки.
Обкатку насосов и гидромоторов с восстановленными плунжерными
парами, распределительными устройствами и другими прецизионными эле*
ментами следует проводить по регламентам, соответствующим режимам
обкатки на заводах-изготовителях данных изделий. Такие данные приве-
дены в табл. 51.
В соответствии с требованиями единой системы технического обслу-
живания и ремонта техники (ГОСТ 2.602—68; ГОСТ 20831—75; ГОСТ
19504-74) показатели отремонтированного гидрооборудования оценивают
проведением приемочных (контрольных) испытаний. Методы и средства ис-
пытаний должны обеспечивать возможность получения значений показате-
лей качества, установленных технической документацией. При проведении
испытаний необходимо руководствоваться стандартами на правила прием-
ки и методы испытаний, в том числе, ГОСТ 14658—75 Насосы объемные
гидроприводов; ГОСТ 20719-75 Гидромоторы; ГОСТ 18464—80 Гидро-
цилиндры и ГОСТ 20245—74 Гидроаппаратура.
Для получения объективных данных при испытаниях все стенды сле-
дует оснащать кондиционерами рабочей жидкости: фильтровальной уста-
новкой и системой терморегулирования. Испытания гидроцилиндров и
гидроаппаратуры проводятся на стендах, гидравлические схемы которых
практически не отличаются от типовых схем, рекомендованных соответ-
ствующими стандаотами. При испытании насосов и гидромоторов, в силу
конструктивных и функциональных отличий этих изделий друг от друга,
схемы и оборудование стендов могут быть определенны^ образом изме-
нены.
На рис. 82 приведены схемы стендов для приемо-сдаточных испытаний
нерегулируемых насосов.
Испытуемый насос 1 нагружается регулируемым дросселем 5. Для из-
мерения подачи установлен расходомер 9 с преобразователем частоты вра-
щения 3, Стенд оснащен фильтровальной установкой 12 и теплообменным
аппаратом 13 с термометром 11.
В зависимости от характера нагружения испытуемого насоса рабочим
давлением применяют дроссели или предохранительные клапаны. Дроссели
целесообразно использовать для
обеспечения статической нагрузки
при постоянной подаче. Клапаны в
большей части случаев применяют
при испытании насосов в цикличес-
ком режиме.
На рис. 83, а—г показаны схе-
мы стендов для испытания регули-
руемых насосов с постоянным и ре-
версируемым направлением потока.
Рис. 82. Типовая гидравлическая схема
стенда для испытания насосов по ГОСТ
14658—75:
1 — испытуемый насос; 2 — мотор-весы;
3 — преобразователь частоты вращения;
4 - счетчик импульсов; 5 - манометр;
6 — кран; 7 — предохранительный кла-
П«Н; & ~ дроссель; 9 — расходомер;
10 - резервуар; 11 - термометр; 12 -
фильтровальная установка; 13 - тепло-
обменный аппарат; 14 - вакуумметр;
насос
г)
Рис.83? Гидравлические схемы стендов для испытания насосов с постоянной и регули-
руемой подачей: у
а - принципиальная схема испытания насосов типа 2Г15-4; б - часть схемы стенда для
испытания насосов 2Г13-56; е - схема испытания насосов типа Г13-35 и НРМ; г - схе-
ма стенда для испытания насосов типа РНА; / — испытуемый насос; 2 — ком ан доап па-
рат; з — обратные клапаны; 4 — распределители с электрическим управлением; 5 —
гидромотор-расходомер; 6 — распределители с ручным управлением; 7 — вакуумметр;
о дроссель; 9 — золотники включения манометров; 10 — градуированный сосуд для
замера утечек
Схема испытания регулируемого насоса типа 2Г15-4 с постоянным на*
правлением потока в целом подобна приведенной на рис. 82 типовой схеме.
Однако дополнительными элементами схемы (рис. 83, а) являются подпи-
точный насос и командоаппарат 2, которым задаются режимы нагружения
напорной магистрали испытуемого насоса 7.
При испытаниях реверсивных насосов нагрузочные устройства, как
правило, устанавливаются на каждой магистрали. Наиболее простой вариант
такой схемы показан на рис. 83, б, где дросселирование потоков испыту-
емого насоса типа 2Г13-56 (поз. 7) осуществляется предохранительными
клапанами 2, свободный пропуск масла — через обратные клапаны 3.
В стендах для испытаний насосов типа Г13-35 и НРМ (см. рис. 83, в) на-
грузка напорных магистралей обеспечивается предохранительными клапа-
нами с дистанционным управлением золотниками 4. С помощью такого
решения достигается одновременно возможность создания циклического
режима испытания и свободного пропуска рабочей жидкости во всасыва-
ющую полость испытуемого насоса 7. Последовательно измерение подачи
насоса при реверсировании производится гидромотором 5 при переключе-
нии распределителей 6 в соответствующие позиции.
С тем чтобы исключить дублирование нагрузочных устройств, в гидро-
схеме стенда для испытания насосов типа РНА (см. рис. 83, г) применен
мост из обратных клапанов 3. В этом случае независимо от направления
потока от насоса 7 нагрузочный и предохранительный клапаны, распреде-
Режимы обкатки гидромашин, используемые в процессе приемо-сдаточных испытаний
Наименова- ние и тип гидро- машин Время обкатки при различных давлениях нагружения, мин Суммар- ное вре- мя обкат- ки, мин
Холос- той ход. Давление нагружения, МПа
0,5 го 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 6,3 7,5 8,0 10 12,5 13 14 15 16 20 25 32 35 40 50 70
Насосы: пластинчатые БГ12-2М (од- но- и двухпо- точные) 4 5 20 30 1 60
НОрШнеВые: НА.../320 и нс..73?0 ...63 5 5 5 5 5 5 30 5 2 67
НА...74 (вспо- могательный шестеренный) 10 10 10 30 2 62
ТМ...74 (вспо- могательный поршневой) 10 10 10 10 201 2 62
Г 13-3(5 JI период) 15 15 20 25 75
(II период) 20 20 30 М
ЖА 20 20 10 5
’il0.20...210.25; 223.251 5 5 3 2-3 Три включе- ния 15-16
HP, регули- руемые, Р=20МПа 10 5 5 5 30’ 2 3 60
HP, регули- руемые, Р=10МПа 15 5 30’ 2 57
НР-Ф 10 10 10 5 5 5 15 0,5 6U.6
PBi'g зо зо 30 30 30 30 30 30 5 245
Я-ДООЕ 10 5 5 1 5 10 2 37
Н-401Е;
Н-403Е
Мотор*
насосы:
РМНА (левое
и правое вра-
щение)
МН 250/100 5
10
Гидро-
моторы :
Г15-2...М
МР=0,25/10;
МР=0,16/10
МР-Ф (V =
о
= 400 см3 )
20
5
15
5
10
Примечания: 1. Из них 5 мин в циклическом
2. Из них 25 мин в циклическом режиме.
3. В режиме реверса (шесть реверсов в минуту).
режиме.
1 5 1 i 5 10 1 2 1 32
10 20 19,5 0,5 20 10 5 55 60
16’ 10 5 5 10 5 45 30 60
литель, гидромотор-расходомер и другая аппаратура оказываются всегда
подключенными к напорной магистрали.
При испытаниях насос-мотора и гидромоторов следует руководство-
ваться типовыми гидравлическими схемами стендов ГОСТ 20719-75, при-
ложение 1. Ниже приведены лишь отдельные схемы стендов, дополняющие
или детализирующие известные решения.
в частности, на рис. 84 приведена схема стенда для одновременного ис-
пытания двух насос-моторов типа РМНА в режиме рекуперации энергии.
Одним из путей улучшения качества и снижения стоимости ремонта
машин является многократное восстановление формы деталей металло-
покрытиями и обеспечение их взаимозаменяемости.
Стоимость восстановленных деталей составляет 25—40% стоимости но-
вых. При этом обеспечивается экономия металла, трудовых затрат и произ-
водственных мощностей. К наиболее распространенным в ремонтной прак-
тике способам восстановления деталей металлопокрытиями относятся:
электродуговая наплавка, наплавка под слоем флюса, виброконтактная на-
плавка, электродуговая металлизация, хромирование и ряд других.
В ремонтной практике наибольшее распространение получила наплавка,
характеризующаяся высоким коэффициентом использования металла. На-
плавленный слой прочно сваривается с материалом детали и обладает высо-
кой твердостью. Однако наплавке присущ и ряд недостатков: из-за высо-
кой температуры в зоне контакта электрода с поверхностью детали, нерав-
номерного ее распределения и значительных напряжений имеет место ко-
робление детали. Вследствие высокой температуры происходят нежелатель-
ные структурные превращения и окисление металла.
Наплавка под слоем флюса обладает некоторым преимуществом. На
плавленный слой характеризуется высокой твердостью (HRC354—58) и ма-
лым ее разбросом. Недостатками этого способа наплавки являются дефи
цитность легирующих элементов, склонность к образованию трещин, боль
шая глубина термического воздействия, трудность наплавки металла на де-
тали диаметром < 40 мм, так как флюс осыпается с детали.
Вибродуговая наплавка в струе охлаждающей жидкости позволяет на-
плавлять детали диаметром от 8 мм твердостью HRC3 32—61, при этом зона
термического воздействия в несколько раз меньше по сравнению с наплав-
кой под слоем флюса. Наплавляемый слой характеризуется пористостью,
неоднородностью структуры и значи-
тельным разбросом твердости.
За рубежом широко применяют
металлизационные покрытия, получа-
емые газоплазменным и электродуго-
вым напылением. Поскольку при на-
пылении поверхность детали разогре-
вается лишь на 150-200° С, этот ме-
тод позволяет устранить недостатки,
присущие наплавке.
Рис. 84. Схема испытания мотор-насосов
типа РМНА:
1 — нерегулируемый подпиточный насос и
регулируемый насос высокого давления;
2 — обратные (запирающие) клапаны;
3 — реверсивные распределители; 4 — ис-
пытуемые мотор-насосы; 5 — преобразо-
ватель импульсов; 6 — регулируемый
дроссель
В последние годы разработаны и внедряются в промышленность мето-
ды напыления металлов, при которых в качестве теплоносителя использова-
на плазменная струя. Более высокая температура (8000—15000°С против
3000° С в газоплазменной и 5000—6000° С — в электродуговой струе) позво-
ляет наплавлять практически любые материалы. Плазменная струя обеспе-
чивает высокие (сверхзвуковые) скорости полета частиц напыляемого ме-
талла. В качестве плазмообразующих используются инертные газы, в основ-
ном аргон и азот. Эти особенности метода позволяют получить более проч-
ные, менее окисленные, лучше связанные с деталью покрытия.
В ремонтном производстве в качестве напыляемых материалов при на-
несении плазменных покрытий на изношенные детали используют проволо-
ку из низкоуглеродистых сталей (для восстановления посадочных мест)
и высокоуглеродистых сталей (для ремонта нагруженных пар трения).
Поскольку покрытия являются пористыми, они обладают высокими
антифрикционными и износостойкими свойствами, хорошей прирабатыва-
емостью, восприимчивостью к изменению нагрузки в процессе работы.
На стандартной отечественной установке У ПТ-3 можно за час распылить
до 10 кг проволоки и 2—3 кг порошка, что сопоставимо с производительно-
стью некоторых видов наплавки.
Перед напылением поверхность детали предварительно обезжиривают
5%-ным раствором каустической соды, промывают и подвергают дробе-
струйной обработке.
Для восстановления нормально изношенных деталей применяют элек-
тромеханический способ, при котором достигается значительное повыше-
ние физико-механических свойств поверхностного слоя без изменения его
химической характеристики. Процесс основан на перераспределении мате-
риала восстанавливаемой детали и состоит из двух операций: высадки ме-
талла и сглаживания посадочной поверхности до определенного размера.
Первая операция производится пластиной 2 (рис. 85, а) из твердого сплава,
ширина поверхности контакта которой меньше подачи в 3 раза. Вторая опе-
рация производится твердосплавной пластиной 3, ширина контакта которой
значительно превышает подачу. В случае впадин на контактной поверхности
образуется винтовой выступ, в случае сглаживания этот выступ уменьшает-
ся до требуемого размера.
Рис. 85. Схемы восстановления изношенных поверхностей электромеханическим спо-
собом:
а — схема высадки и сглаживания металла (7 — деталь; 2 — высаживающая пластина;
3- сглаживающая пластина; — диаметр до высадки; Da — диаметр после сглажи-
вания; s — шаг высадки; 1 — ширина высадки); б — схема восстановления деталей
введением дополнительного металла (7 — деталь; 2 — высаживающая пластина; 3 —
проволока; 4 — сглаживающая пластина; Do — начальный диаметр; D — диаметр после
высадки; — диаметр после сглаживания; d — диаметр проволоки)
При обработке детали через место контакта инструмента с деталью про-
ходит ток большой силы и низкого напряжения, приводящий к сильному
нагреву неровностей поверхности, что обеспечивает деформацию и сглажи-
вание детали под действием пластин 2 и 3.
При восстановлении подвижных сопряжений коэффициент полноты
контакта должен быть высоким (К — 0,8). Для этого высадка (превы-
шение диаметра вала после высадки) должна быть на 35% больше, чем в не-
подвижных соединениях при одинаковом износе ADj (AD^4,2ADJ.
Наличие канавок улучшает условия смазки и охлаждения восстановлен-
ных деталей, вследствие чего температура в зоне трения на 6-8° С ниже, чем
при сглаженных поверхностях. Кроме того, снижается коэффициент трения
в паре.
Поскольку в практике ремонта имеются детали, на которых наличие
спиральных канавок нежелательно,, представляет интерес и введение в ка-
навки добавочного материала при восстановлении пар трения электромеха-
ническим способом (рис. 85, б). Здесь, так же как и при восстановлении
подвижных соединений производится глубокая высадка изношенной по-
верхности пластиной 2, затем для лучшего направления проволоки (доба-
вочного металла) делается небольшое сминание вершин выступов, после
чего в канавку вставляется конец проволоки 3 и производится электроме-
ханическое рглаживание пластиной 4 с подачей при малой окружной ско-
рости. При этом вводимая проволока увеличивает объем активного поверх-
ностного слоя. Поскольку в поверхность детали может быть введена прово-
лока из различных износостойких металлов, этот способ можно рассматри-
вать как своеобразное механическое легирование изнашиваемого слоя.
Детали, имеющие небольшой износ (от нескольких микрометров до
1 мм), можно восстанавливать гальванопокрытием, повторной цементацией,
азотированием и обработкой холодом.
В ремонтном производстве из всех способов гальванопокрытий наи-
большее распространение получило осталивание [8] . При этом методе про-
изводительность получения электролитических осадков в десятки раз выше,
чем при хромировании, и кроме того, процесс осуществляется с примене-
нием дешевых материалов (серная и соляная кислота, низкоуглеродистая
сталь). Недостатком метода является снижение поверхностной прочности
детали, а также необходимость тщательной очистки восстанавливаемых по-
верхностей.
Хромированные покрытия обладают высокой коррозионной стойко-
стью и износостойкостью, что важно для деталей прецизионных пар. Хро-
мирование плунжеров, согласно рекомендациям [6] , можно осуществлять
в сверхсульфатном электролите. Состав электролита (г/л): 240—260 хро-
мового ангидрида; 9—11 серной кислоты плотностью 1,84; 22—28 трехва-
лентного хрома.
Процесс хромирования проводится при плотности тока 50—100 А/дм2
и температуре электролита 50—70°С. При плотности тока 60 А/дм2 и тем-
пературе электролита 50°С за 1 ч получают покрытие толщиной 50—55 мкм.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод / В.Н. Прокофьев, Ю.А. Дани-
лов, А.А. Кондаков и др. М.: Машиностроение, 1969. 495 с.
2. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обра-
боткой. Л.: Машиностроение, 1977. 183 с.
3. Бабаев С.Г., Садычев П.П. Притирка и доводка поверхности деталей машин*
М.: Машиностроение, 1976. 192 с.
4. Бакакин Г.Н., Венцель Е.С. Влияние диспергирования механических примесей
в масле на его противоизносные свойства и состояние поверхностных слоев пар тре-
ния. — В кн.: Проблемы трения и изнашивания. Вып. 4. Киев: Техника, 1973, с. 101"
107.
5. Барабаш М.Д. Исследование износостойкости металлов в присутствии органозо*
лей железа. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Киев, 1955. 18 с*.
6. Бахтиаров Н.И., Логинов В.Е. Производство и эксплуатация прецизионных пар*
М.: Машиностроение, 1979. 203 с.
7. Башкиров В.С., Каштанов О.К. Экспериментальное исследование влияния кави-
тации на содержание газовой фазы в рабочей жидкости рулевого управления автогрей-
дера ДЗ-93. — В кн.: Гидропривод и системы управления землеройно-транспортных
машин. Труды СИБАДИ, вып. 50, 1978, с. 142—147.
8. Башков Г.П. Выглаживание восстановленных деталей. М.: Машиностроение,
1979. 78 с.
9. Большаков Б.В., Гинзбург Л.Г. Подготовка топлив и масел в судовых двигатель-
ных установках. Л.: Судостроение, 1978. 123 с.
10. Борисов М.В., Павлов И.А., Постников В.И. Ускоренные испытания машин не
износостойкость как основа повышения их качества. М.: Изд-во стандартов, 1976*
349 с.
11. Бутенко А.Н., Потапенко А.Ч., Чистяков Е.С. Акустический метод измерения
концентрации газовой фазы в двухфазных средах. — Заводская лаборатория, 197*7,
№ 4, с. 462—463.
12. Бутенко А.Н., Татьков В.В., Чистяков Е.С. Способ определения газосодержания
жидкости гидросистемы и устройства для его выполнения. — Информационный листов
по межотраслевой информации № 180—80, серия № 6. Харьков: ХЦНТИ, 1980. 3 с.
13. Васильев Г.Н. Ремонт насосов и гидроаппаратуры. М.: Машиностроение,
1973. 128 с.
14. Венцель Е.С. Исследование гидродинамического диспергирования механических
примесей и влияния его на эксплуатационные свойства масел в двигателях внутренне-
го сгорания. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Харьков, 1973. 26 с
15. Венцель С.В. Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания*
М.: Химия, 1979.210 с.
16. Влияние обработанной гидродинамическим излучателем регенерированной
смазки П-28 на износостойкость материала / Г.Н. Бакакин, В.А. Лелюк, Н.И. Осейко,
Н.М. Сорокин. — В кн.: Проблемы трения и изнашивания. Вып. 12, Киев: Техника,
1977, с. 74-76.
17. ВНИИгидропривод. Гидравлическое оборудование. Каталог. М.: НИИМАШ,
1979. 600 с.
18. ВНИИгидропривод. Проектирование и изготовление гидроприводов машин с
учетом обеспечения минимального шума. Методические рекомендации. М.: НИИМА1Н,
1979. 55 с.
19. Гельцер А.К. Исследование, процесса очистки гидросистем экскаваторов. Авто-
реф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Л., 1975. 21 с.
20. Григорьев М.А., Пономарев Н.Н. Износ и долговечность автомобильных двига-
телей. М.: Машиностроение, 1976. 248 с.
21. Жосан А.А. Применение ультразвука для улучшения свойств моторных масал
с целью повышения долговечности тракторных двигателей. Автореф. дис. на соисК*
учен, степени канд. техн. наук. Кишинев, 1978. 23 с.
22. Кабаков М.Г., Стасин С.П. Технология производства гидроприводов. М.: Маши-
ностроение, 1974. 292 с.
23. Коновалов В.М., Скрицкий В.Я., Рокшевский В.А. Очистка рабочих жидкостей
в гидроприводах станков. М.: Машиностроение, 1976. 288 с.
24. Ладензон Б.Я., Филатов Р.А., Дехтярь И.Н. Миниатюрная гидроаппаратура за ру-
бежом. М.: НИИМАШ, 1974. 79 с.
25. Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным уп-
равлением. М.: Машиностроение, 1975. 288 с.
26. Литье под давлением / Под ред. А.К. Белопухова. М.: Машиностроение, 1971.
168 с.
27.. Лозовский В.Н. Надежность гидравлических агрегатов. М.: Машиностроение,
1974.319 с.
28. Лозовский В.Н. Надежность и долговечность золотниковых и плунжерных пар.
М.: Машиностроение, 1971.231 с.
29. Музыкин Ю.Д., Попова И.М., Погребной Ю.И. Определение скорости роста воз-
душных пузырьков в минеральных маслах. — Вестник машиностроения, 1979, № 10,
с. 40-42.
30. Оксененко А.Я., Скворчевский Е.А., Подкуйко Л.А. Снижение шума комплект-
ных гидроприводов металлообрабатывающего оборудования. М.: НИИМАШ, 1980. 35 с.
31. О содержании газов в минеральном масле гидросистем / И.С. Кольцова, В.А. Ле-
щенко, И.Г. Михайлов, И.И. Фрулин. — Вестник машиностроения, 1980, № 7, с. 29—32.
32. Перельмитер В.И., Флир Ф.Е. Эффективность применения гидроциклонного воз-
духоотделителя в тракторном гидроприводе. — В кн.: Гидропривод и автоматика в
тракторостроении. М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1980, с. 27—31.
33. Перепелкин К.Н., Матвеев В.С. Газовые эмульсии. Л.: Химия, 1979. 197 с.
34. Поляков В.С., Барабаш ИЛБ., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. Л.: Маши-
ностроение, 1978. 343 с.
35. Пономарева М.А. Исследование возможности улучшения смазки двигателей
внутреннего сгорания с помощью озвучивания картерного масла при использовании
гидродинамических излучателей. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн,
наук. Харьков, 1973. 19 с.
36. Потехин Ю.Г., Чистяков Е.С. Акустический метод экспресс-анализа концентра-
ции свободного газа в жидкости. — Акустический журнал, 1978, т. XXIV, вып. 2,
с. 243-248.
37. Проектирование и эксплуатация гидроприводов литейных машин, работающих
на огнестойкой гидравлической жидкости Промгидрол / Г.Ф. Л и вада, Л.В. Зарецкая,
Ю.Е. Краснянский и др. Методические рекомендации. М.: НИИМАШ, 1979. 43 с.
38. Рамизович Ю.В. О разработке мероприятий по удалению газов из рабочей жидко-
сти гидросистем дорожно-строительных машин. — В кн.: Гидропривод и системы уп-
равления. Новосибирск: изд. Новосибирского инженерно-строительного института,
1977, с. 142-145.
39. РТМ2-МТ11-2—78. Номенклатура марок термически обрабатываемых сталей
для деталей гидропневмосмазочного оборудования. М.: НИИМАШ, 1979. 37 с.
40. РТМ2-Г00-3—80. Оборудование гидроприводов, пневмоприводов и смазочных
систем. Нормы точности. Харьков: ВНИИгидропривод, 1981. 57 с.
41. Рывкин Ю.П. Исследование процесса очистки рабочей жидкости гидрофициро-
ванных буровых станков. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Л.,
1979. 23 с.
42. Син М.А., Процессы всасывания аксиально-поршневого насоса с эжектором гид-
росистем строи тел ьно-дорожных машин. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд.
техн. наук. М., 1976. 22 с.
43. Снижение содержания воздуха и воды в рабочих жидкостях гидравлических
систем / В.А. Рокшевский, В.В. Татьков, Г.Ф. Ливада, В.М. Рябошапка. М.: НИИМАШ,
1981.57 с.
44. Таршиш М.С., Воротиков В.Ю. Контроль газосодержания жидкости на стендах
для гидравлических испытаний. — Вестник машиностроения, 1978, № 12, с. 36—38.
45. Чедд, Грэхэм. Звук. М.: Мир, 1975. 205 с.
46. Luigi Balocco. Il rumore negii impianti idrauli'ci e pneu matici (I). Fluid app., N. 185,
settembre 1979, p. 85—92.
47. Feicht F. Einflussgrossen und Ausfallursachen fur die Lebensdauer von Hydraulikge-
raten. —.OlhydrauJik und Pneumatik, 1976, 20, N. 12. S. 804.
48. Junemann H., Mang T. Hydraulikole auf Mi neralol basis - Anforderungen, Eigenschaf-
ten und Bevertung. — Olhydraulik und Pneumatik, 1975, 19, N. 5, S. 415—418.
49. L'erosione cavitationale nei sistem idraulici. — Fluid app., 1978, N. 165, p. 81—83.
50. Lipphardt, Thoenes H.W. Industrie—Anzeiger, 1976, 98, v. 25, N. 51. S. 803.
51. Thoenes H.W. Industrie-Anzeiger, 1976, 98, v. 25, N. 51, S. 881.
52. Ways of challenging Crises at American Works. — Hydraulics and Pneumatics, 1975,
N. 19, p. 608-610.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава I. Консервация и подготовка гидрооборудования общемашиностро-
ительного применения к монтажу......................................... 3
1. Консервация................................................... 3
2. Расконсервация ....................«........................8
3. Входной контроль............................................ «IQ
1. Номенклатура гидрооборудования и параметры, подлежащие
проверке................................................... 22
2. Типовые схемы испытания гидрооборудования.............. 23
3. Основные методы и средства измерений................... 22
4. Условия экономической целесообразности организации вход-
ного контроля гидрооборудования............................ 36
Глава II. Монтаж гидрооборудования и комплектных гидроприводов. Пуско-
наладочные работы .................................................. 38
1. Основные показатели надежности гидрооборудования........... 38
2. Выбор насоса для гидропривода.............................. 41
3. Требования к монтажу и отладка насосов и гидромоторов....... . 45
4. Требования к монтажу и отладке гидроцилиндров.............. 52
5. Требования к монтажу и отладке гидроаппаратуры............. 54
6. Общие требования к монтажу трубопроводов .................. gg
7. Общие требования к монтажу комплектного гидропривода....... 61
8. Новые направления в разработке и монтаже маслоохладителей..
9. Пусконаладочные работы..................................... 62
10. Меры по снижению шума и вибрации.......................... §7
73
Глава III. Обслуживание гидросистем................................. 88
1. Заправка гидросистем рабочей жидкостью......................88
2. Повышение долговечности гидрооборудования и рабочих жидкостей
путем диспергирования механических примесей.....................дд
Глава IV. Снижение содержания воздуха и воды в рабочих жидкостях гидрав-
лических систем ................................................... 112
1. Условия насыщения рабочих жидкостей воздухом и водой ...... ^2
2. Способы снижения содержания воздуха и воды в рабочих жидкостях
гидросистем................................................... 117
3. Меры по предупреждению газонасыщения и снижению его влияния на
работу гидросистемы .......................................... 125
4. Определение содержания воздуха в рабочих жидкостях гидросистем . <jgi
Глава V. Эксплуатация нормализованного гидрооборудования в особых
условиях............................................................ 134
1. Эксплуатация в условиях холодного климата.................. 134
2. Эксплуатация в условиях повышенной запыленности окружающей
среды...........................................................
Глава VI. Некоторые вопросы ремонта гидрооборудования ..............155
Список литературы.....................................................1gg
Владимир Яковлевич Скрицкий
Вадим Анатольевич Рокшевский
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГИДРОПРИВОДОВ
Редактор Н.П. О ш е р о в а
Художественный редактор И.К. Капралова
Технический редактор Н. В. Петрова
Корректор Н. В. Д а в ы д о в а
И Б №3581
Сдано в набор 23.02.83. Подписано в печать 30.63.84. Т—07731, Формат 60x^0 1/16.
Бумага типографская № 2. Гарнитура Универсальная. Ротапринт
Усл. печ. л. 11,0. Усл. кр.-отт. 11,25. Уч.-изд. л. 13,8.
Тираж 11000 экз. ЗаказЦЗ^ Цена 70 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство "Машиностроение"
107076, Москва, Стромынский пер., 4
Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном
комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,
Хохловский пер., 7.
Керимов 3. Г, Багиров С, А. Автоматизированное проектирование кон-
струкций. — М.: Машиностроение, 1985 (IV кв. ). — 15 л., —60 к. ЮОООэкз.
2109000000
Рассмотрены вопросы создания систем автоматизированного проекти-
рования, включая их информационное, техническое и математическое обес
печение. Описаны системы машинного проектирования и принципы их по-
строения. Поставлен ряд задач синтеза оптимальных механизмов, приведе-
ны методы их решения.
Особое внимание построению и исследованию математических моделей
и примерам решения задач проектирования оптимальных конструкций.
Для проектировщиков и инженеров-механиков, специализирующихся
по автоматическому проектированию.
•'у.а оюро и на-
нгм промышленности.
По всем вопросам приобретения новых книг, а также оформления
предварительных заказов и подписки Вам следует обратиться в местный
книжный магазин, распространяющий техническую литературу.