ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПУТЕМ СОХРАНЕНИЯ ЕЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ

 

 

В процессе эксплуатации строительных и дорожных машин до 70 % отказов происходит за счет поломок гидроприводов. Это является следствием быстрого износа их пар трения из-за высокой концентрации загрязнений в (РЖ). Так вследствие износных процессов в объеме РЖ количество продуктов износа может достигать 1012 штук в 1см3 [1]. До 80 % размерного ряда частиц загрязнений составляют частицы соизмеримые с зазором в парах трения. Загрязнители РЖ имеют различную природу (окислы металлов, кварц, краска, резина и прочие), поэтому реальная РЖ представляет собой многокомпонентную среду, основными компонентами которой являются базовое масло, присадки и загрязнители металлического и неметаллического происхождения. Все эти компоненты вносят свой вклад в процесс износа трибосопряжений элементов гидроприводов. Эффективность

 

очистки РЖ от загрязнителей в значительной мере определяет надежность и долговечность гидроприводов строительных и дорожных машин. Суть процесса очистки РЖ от загрязнителей состоит в разделении ее на несколько составляющих: твердая фаза; смолы; РЖ в состоянии пригодном для эксплуатации. Наиболее распространенными в строительных и дорожных машинах является очистка фильтрами и центробежными очистителями.

Данный метод основан на использовании центробежной силы для удаления загрязнений из рабочей жидкости. Центробежная сила (Gц) перемещает частицу на периферию поля, и осаждает ёё на стенке ротора. На частицу, в этом случае, действует сила сопротивления ее перемещению в вязкой жидкости (R), направленная противоположно центробежной силе [2]

 

, (1)

 

где соб – коэффициент объема, учитывающий форму загрязнителя и отклонение ее формы от сферической;

сп – коэффициент поверхности, учитывающий форму загрязнителя и характеризующий соотношение между ее поверхностью и поверхностью равнообъемного шара;

l – характерный линейный размер загрязнителя;

rж – плотность жидкости;

rт – плотность загрязнителя;

nж – кинематическая вязкость жидкости;

v – скорость движения загрязнителя в жидкости;

r – радиус вращения частицы.

На частицу действует также гравитационная сила, но она значительно меньше, чем центробежная и поэтому при расчете процессов очистки в центробежном поле ею обычно пренебрегают [1, 2]. Силовой анализ работы

 

центробежного очистителя (1) показывает, что эффективность работы очистителя при прочих равных условиях определяется величиной характерного линейного размера загрязнителя (l), его плотностью (rт) и коэффициентом поверхности (сп).

Известно, что загрязнители обладают относительно высокой удельной свободной поверхностной энергией, в результате чего на его поверхности адсорбируется значительное количество поверхностно-активных веществ (ПАВ) из состава рабочей жидкости рис.1 [3].

Плотность такого агрегата можно определить из выражения

 

, (2)

где тПАВ и VПАВ – масса и объем адсорбированных на поверхности загрязнителя ПАВ;

тт и Vт – масса и объем загрязнителя.


 

1 – ПАВ; 2 – частица загрязнения

Рисунок 1 – Структура загрязнителя

 

Это вызывает увеличение линейного размера загрязнителя (l) и коэффициента поверхности (сп) при одновременном уменьшении плотности загрязнителя ( ). Такого рода изменения приводят к резкому росту силы

 

сопротивления перемещению частицы в вязкой жидкости (R), а значит к снижению эффективности разделения загрязнителя и РЖ.

Удаления загрязнителя с ПАВ очистителем неизбежно сопровождается уменьшением концентрации ПАВ в объеме РЖ, что приводит к уменьшению толщины адсорбированной пленки на поверхностях пар трения гидропривода. Это приводит к увеличению количества зон непосредственного контакта поверхностей трения, а значит к повышению интенсивности их износа.

Фильтрация рабочей жидкости осуществляется за счет искусственного задержания абразивных загрязнителей при прохождении РЖ через пористую среду (фильтр) и последующего его вынесения.

Количественная оценка эффективности разделения загрязнителя от РЖ выражается коэффициентом фильтрации (Кф)

 

, (3)

 

где dк – диаметр капилляра поры;

n – количество пор на единицу поверхности;

μ – динамическая вязкость жидкости.

Анализ работы пористого очистителя показывает, что эффективность работы очистителя при прочих равных условиях определяется величиной диаметр капилляра поры (dк), а значит величиной характерного линейного размера загрязнителя (l).

Адсорбционные процессы на поверхности загрязнителя, также как и в центробежных очистителях, приводят к процессу выноса ПАВ из состава РЖ. Чем выше темп поступления загрязнителя в гидросистему машины и чем эффективнее работа фильтра, тем быстрее протекает процесс выноса ПАВ из состава РЖ., тем выше скорость износа трибосопряжений.

 

Поскольку силы связи в молекулярных агрегатах “загрязнитель - ПАВ” имеют электростатический характер (Ван-дер-Ваальсовые силы), то возможно разделение загрязнителя и ПАВ путем воздействия на агрегаты “загрязнитель - ПАВ” полями той же природы. Исследования, проведенные в ХНАДУ показали, что приобработке внешним электростатическим полем РЖ, содержащую агрегаты “загрязнитель - ПАВ” (15 класс чистоты), с последующей ее очисткой противоизносные свойства РЖ не ухудшаются.

Обработка РЖ в процессе эксплуатации экскаватора внешним электростатическим полем привела к увеличению ресурса аксиально-поршневых гидронасосов до 1,6 раза.


Рисунок 2 – График изменения КПД насоса при обработке РЖ внешним электростатическим полем

 

Выводы

Существующие технологии удаления загрязнителей из состава РЖ неизбежно сопровождается ухудшением ее противоизносных качеств и сокращением срока службы

Возможно сохранение адсорбционной способности РЖ при ее обработке внешним электростатическим полем перед процессом очистки.

Обработка РЖ внешним электростатическим полем позволяет значительно увеличить срок службы РЖ








Дата добавления: 2015-05-28; просмотров: 705; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2022 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.