ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ИЗНОСОМ
Строительные машины, в своем большинстве, оснащены гидравлическим приводом. Его работа в значительной степени определяет эффективность эксплуатации, как отдельной машины, так и всего парка, состоящего, как правило, из новых и старых машин [1]. Эффективность гидрофицированных машин обеспечивается при их конструировании, изготовлении, а также эксплуатации, где важную роль играют параметры рабочей жидкости: степень её загрязнения и температура (вязкость) [3]. Влияние температуры рабочей жидкости на эффективность работы гидропривода и возможность управления работоспособностью гидропривода при помощи температуры исследованы недостаточно.
Для исследования этого влияния цепочка последовательно соединённых агрегатов гидропривода экскаватора ЭО-4125 , а именно: насос – распределитель – гидродвигатель (гидроцилиндр) – распределитель –фільтр – бак была разделена на линейные участки и местные сопротивления. Для определения мощности , подводимой к гидродвигателю, в зависимости от температуры (вязкости) рабочей жидкости и общего объёмного КПД гидропривода использовалась следующая математическая модель
(1)
где – гидравлическая мощность насоса в зависимости от температуры рабочей жидкости и коэффициента подачи;
, – соответственно потери давления и расход на і-тых участках в зависимости от температуры рабочей жидкости и коэффициента подачи.
Предельные значения внутренних перетечек в насосе приблизительно в 50 раз превосходит значение внутренних перетечек в распределителе и в сотни раз в гидроцилиндре [2], и определяют, в основном, объёмный КПД всего гидропривода. Общее допустимое снижение объемного КПД гидропривода определяется возможностью выполнения функционального назначения, экономической целесообразностью использования или обеспечением безопасности [2]. Руководствуясь этими положениями рассмотрены насосы с = 0,98; 0,8 и 0,65 (новый, предельное состояние по экономическому критерию и предельное состояние вследствие потери работоспособности) в интервале температур от 10 до 70 °С.
Влияние температуры рабочей жидкости на внутренние перетечки гидроагрегатов гидропривода определялись по следующей зависимости [3]
, (2)
где Qн, Qp, Qгм– соответственно внутренние перетечки в насосе, распределителе и гидроцилиндре;
Dр = р1 - р2 – разность давлений на входе и выходе насоса;
Sn, Sр– соответственно зазоры в поршневом и в распределительном блоках насоса;
N – количество поршней в насосе;
Uср, dn – средняя скорость движения и диаметр поршня насоса;
R, r – соответственно расстоянию от оси к внешней и внутренней кромкам распределительного отверстия насоса;
L – длина уплотняющей части поршня насоса;
m – показатель степени, зависимый от свойств рабочей жидкости;
m – динамическая вязкость рабочей жидкости.
Гидрораспределители, фильтры гидропривода являются сложными гидравлическими сопротивлениями и не поддаются аналитическому расчёту. Поэтому гидравлические характеристики этих гидроагрегатов определяются экспериментальным путем и указываются в технической документации (паспортных данных агрегата). При расходах и вязкости, отличающихся от указанных в паспортных данных, потери давления равны [1]
(3)
где – потери давления в гидроагрегате при номинальном расходе и номинальной вязкости ;
– потери давления в гидроагрегате при расчётном расходе и при расчётной вязкости .
При этом для ламинарного режима показатели степени m = 1, n = 1, а при турбулентном режиме – m = 2, n = 0. Вследствие большого числа местных сопротивлений, в этих гидроагрегатах возникает неустойчивый переходной режим движения рабочей жидкости. Поэтому принимают m = 1,75…1,85; n = 0,15…0,25.
Потери гидравлической мощности на отдельных участках гидропривода равны
(4)
С увеличением температуры рабочей жидкости её вязкость уменьшается и уменьшаются потери давления и мощности в магистралях гидропривода. Однако при этом увеличиваются внутренние перетечки гидроагрегатов , что ведёт к увеличению потерь мощности.
Новые насосы ( η = 0,98), действительно, наибольшую мощность подают к гидродвигателю при температуре 50°С (кривая 1, рис 1). Однако по мере износа насоса и уменьшения его коэффициента подачи уменьшается и температура, при которой наибольшая мощность поступает к гидродвигателю. Для насосов, имеющих коэффициент подачи η = 0,8, эта температура равна 30…35 °С (кривая 2, рис. 1), а для насосов, имеющих η = 0,65 – 10…20 °С (кривая 3, рис. 1).
Таким образом, проведенные исследования показали, что новые насосы и имеющие определённый износ, имеют разную рациональную температуру рабочей жидкости. При рациональных значениях температуры к
гидродвигателю изношенными насосами может быть подана почти вдвое большая мощность, чем при 50°С, рекомендованной для новых насосов (кривая 1, 2 и 3, рис. 1). Приводная мощность насоса, при этом, практически не меняется.
Рисунок 1 – Влияние температуры рабочей жидкости на мощность, поступающую к гидродвигателю
Дата добавления: 2015-05-28; просмотров: 850;