Классификация рабочих жидкостей и требования к ним

Рабочая жидкость является рабочим телом объемного гидропривода, которое в насосе увеличивает свою внутреннюю гидравлическую энергию, а в двигателях - уменьшает ее за счет превращения во внешнюю механическую энергию. Одновременно рабочая жидкость обеспечивает смазку и защиту от коррозии деталей проточной части гидроприводов, а также выполняет функцию теплоносителя при принудительном соблюдении необходимого температурного режима и жидкостного потока, который удаляет продукты абразивного износа из рабочих зон подвижных элементов машин и механизмов.

Рабочие жидкости в подавляющем количестве случаев являются основными факторами, которые определяют срок службы и надежность работы объемных гидроприводов.

Условия использования рабочих жидкостей гидроприводов достаточно сложны – они поддаются действию высоких перепадов давлений, скоростей, температур и внешних загрязнителей – твердых (пыль, продукты абразивного износа и др.), жидких (вода) и газообразных (воздух).

Традиционными рабочими жидкостями гидроприводов считаются минеральные масла нефтяного происхождения, качества которых улучшаются антиокислительными, антикоррозийными, антипенными и другими присадками.

В последнее время давления в объемных гидросистемах достигают 32 МПа и даже 40 МПа, при которых в качестве рабочих жидкостей используются водяные эмульсии – смеси воды с маслянистой или синтетической жидкостью, добавка которых составляет от 1-2% до 60% количества воды. Качество водяных эмульсий по смазочным, антиокислительным, антикоррозийным, антибактериальным и другим свойствам часто не уступает качества минеральных масел при снижении стоимости в 30-50 раз.

Применяются также рабочие жидкости в виде действительных растворов гликолей и глицеринов, синтетические рабочие жидкости и специальные жидкости.

Все рабочие жидкости подразделяются на легковоспламеняющиеся, горючие, трудногорючие и негорючие, области использования которых определяются требованиями условий работы гидроприводов.

Качество рабочей жидкости определяется стабильностью ее физико-химических свойств, которые, в свою очередь, должны обеспечивать:

- температурную стабильность, то есть минимально возможное изменение вязкости жидкости в рабочем диапазоне температур;

- высокую температуру кипения жидкости при низком давлении насыщенных паров;

- совместимость (нейтральность) с материалами элементов гидропривода, в частности с материалами уплотнений, покраски и др., а также с материалами, на которые может попасть рабочая жидкость при внешних утечках (электропроводка, внешние конструктивные элементы машин и механизмов);

- незначительное поглощение и содержание нерастворенного воздуха, а также способность к быстрому его выделению;

- незначительные коэффициенты объемного сжатия (высокий модуль объемной упругости) и температурного расширения при возможно высоких плотностях;

- высокую стойкость к механической и химической деструкции в условиях рабочих температур, а также длительный срок службы;

- высокие антикоррозийные качества;

- негигроскопичность (малое поглощение воды) и малое пенообразование;

- высокие коэффициенты теплопроводности и теплоемкости;

- возобновление вязкости при „сдвиге” (например, дросселировании) рабочей жидкости;

- высокие изолирующие и диэлектрические качества, огнестойкость;

- хорошую фильтруемость, легкое оперативное обслуживание;

- совместимость и взаимозаменяемость с другими рабочими жидкостями;

- экологическую приемлемость;

- низкую стоимость и бездефицитность.

Основные области техники, где используются объемные гидроприводы, можно разделить на 11 групп, а виды рабочих жидкостей, которые применяются в этих гидроприводах, – на 5 групп (табл. 2.1) [1].

Таблица 2.1

Области использования объемных гидроприводов и виды рабочих жидкостей гидросистем

*Рабочие жидкости гидроприводов: 1- минеральные масла; 2 – вода и водяные суспензии (прямые и обратные эмульсии); 3 – экологически чистые рабочие жидкости, обычно действительные растворы гликолей и глицеринов; 4 – синтетические рабочие жидкости; 5 – специальные жидкости.

Выбор рабочих жидкостей для применения в условиях конкретных объемных гидроприводов должен выполняться на основе технико-экономических сравнений возможных вариантов.