Влияние загрязнения рабочих жидкостей на интенсивность изнашивания элементов гидроприводов

Загрязнители рабочих жидкостей могут быть в виде твердых, жидких или газообразных включений, очистка рабочей среды от которых осуществляется с помощью гидроочистителей – отделителей твердых частиц, влагоотделителей и осушителей.

Твердые частицы могут попадать в рабочую жидкость как из окружающего среды, например, при замене фильтроэлементов, заливке и доливке жидкости, так и в результате абразивного износа контактирующих подвижных и неподвижных деталей. Особенно опасные твердые загрязнители, которые остаются в проточных частях гидравлических машин и аппаратов после изготовления деталей, сбора узлов и проведения испытаний гидросистем.

Наличие твердых частиц разной крупности в рабочей жидкости приводит к так называемому постепенному отказу в работе гидромашин и гидроапаратов. В гидромашинах постепенный отказ обусловливает снижение их КПД (объемного, гидравлического, механического) к недопустимо низкому уровню.

В результате загрязнения рабочих жидкостей твердыми частицами выходят из строя до 75% гидроприводов станков, половина аварий в авиации возникает из-за загрязнения рабочих жидкостей гидросистем управления, до 70% отказов в работе систем гидроприводов мобильной техники обусловленны этой же причиной. Можно считать, что в 50÷80% случаев причиной выхода из строя гидроприводов машин и механизмов во всех отраслях промышленности является повышенное загрязнение рабочих жидкостей твердыми загрязнителями. Очистка рабочих жидкостей от твердых частиц обеспечивается с помощью отделителей разного принципа действия [37]

Под жидкими загрязнителями рабочих жидкостей понимают нерастворенную в минеральных маслах воду. Растворена вода, которая всегда присутствует в маслах, не ухудшает качество рабочей жидкости. Но избыточное (что превышает уровень насыщения растворимости) количество воды находится в масле в виде мелких капель, что значительно ухудшает смазочную способность и антикоррозийные качества минеральной жидкости. Особенно вредная в масле мелкодиспергированная вода, которая образует масловодяну эмульсию с размерами глобул 1÷10 мкм, так как ее удаление затрудненно даже при долговременном отстаивании. При работе на таких рабочих жидкостях „залегают”, а затем и заклиниваются клапаны гидромашин и гидроаппаратов, а также быстро выходят из строя игольчатые подшипники гидромоторов.

Доказано, что содержание больше 0,05% воды в минеральном масле приводит к значительной интенсификации износа гидросистем. Одним из путей попадания воды в масло является его окислением при работе на высоких давлениях, температурах, и в результате старения, которое может ускоряться разложением загущающих присадок в легированных минеральных маслах.

Наличие в масле воды с растворенными в ней солями способствует его микробиологическому заражению. Продукты жизнедеятельности бактерий не только значительно ухудшают антикоррозийные качества и убыстряют старение масла, но и в виде сгустков заклинивают золотники и клапаны, приводя к внезапному отказу в работе гидросистем.

Газообразные загрязнители имеют место в рабочих жидкостях в виде, преимущественно, пузырьков нерастворенного воздуха. Это приводит не только к уменьшению модуля объемной упругости жидкости с возможностью пульсаций давлений и расходов в гидросистеме при переходе из зоны низкого давления в зону высокого давления, но значительно ухудшает эффективность ингибиторов коррозии и повышает кислотность минерального масла, которое свидетельствует о его старении.

Быстрое повышение давления масла, загрязненного газообразными включениями, с достаточно высокой начальной температурой (сверх ) может привести к повышению температуры сжимаемых пузырьков воздуха до даже при рабочем давлении в гидросистеме, которое равняется 4 МПа. При такой температуре происходит самовозгорание паров масла в пузырьке и микровзрыв – то есть имеет место так называемый дизель-эффект, который сопровождается шумовыми эффектами и повышением температуры всей рабочей жидкости.