Очистка масел в гидравлических системах на примере КИ-28286.50

В современных конструкциях самоходных сельскохозяйственных машин и тракторов применяемых в АПК для привода рабочих органов широкое распространение получил гидропривод. Проведённый анализ, показывает, что надежность гидравлических систем зависят от целого ряда факторов:

класс чистоты рабочей жидкости; режимов и условий эксплуатации гидросистемы; своевременного и качественного проведения технического обслуживания гидроагрегатов.

Практика показывает, что повышение надежности гидроагрегатов на 70...90 % зависит от степени очистки рабочей жидкости. Наличие механических примесей в рабочих жидкостях гидросистем интенсифицирует снижение ресурса гидроагрегатов и приводит к внезапным отказам. На процесс износа гидроагрегатов оказывает влияние, как общее количество, так и размер частиц механических примесей. Наибольшее негативное влияние оказывают частицы: с размером 7...10 мкм на золотниковые пары распределителя, (способствующие износу и заклиниванию золотниковых устройств, нарушению герметичности клапанов); а частицы размером 10...25 мкм  на  шестерённые насосы.

При эксплуатации гидросистем в рабочих жидкостях основную часть механических примесей составляют частицы кварца – 70...85 %, окиси алюминия -10...15 %, окиси железа – 5...10 %. По данным ГОСНИТИ гранулометрический состав частиц находящихся в рабочей жидкости: от 5 до 10 мкм – 30 %; от 10 до 25 мкм – 60 %; от 25 до 50 мкм – 10 %.

Наличие загрязнений в рабочей жидкости нарушает гидравлические характеристики предохранительных и регулирующих клапанов, что способствует возникновению резких перегрузок и вызывает значительное снижение надёжности гидропривода.    Неоспорим и тот факт, что при  заправке гидросистемы свежим маслом непосредственно из бочки или цистерны загрязненность может в 50 раз превышать допустимую с точки зрения нормальной эксплуатации  степень очистки (по данным фирмы « Pall »).

Решение важной технико-экономической задачи по обеспечению чистоты рабочей жидкости должно вестись поэтапно. Основными этапами попадания загрязнений  рабочую жидкость являются:

- неправильная транспортировка рабочей жидкости и заправка гидросистемы в процессе эксплуатации;

-  некачественная фильтрация рабочей жидкости в гидравлической системе машины;

-  загрязнение гидроагрегатов и гидросистемы в производственных условиях металлической пылью и частицами притирочных паст на заводе-изготовителе гидроагрегатов и ремонтных мастерских при обкатке и испытании гидроагрегатов;

- загрязнение при установке гидроагрегатов в производственных условиях заводов-изготовителей и ремонтных мастерских.

В реальных условиях эксплуатации гидропривода  тракторов и сельскохозяйственных машин мерами по поддержанию чистоты рабочей жидкости пренебрегают под предлогом того, что рабочую чистоту рабочей жидкости обеспечивает фильтр. Отсутствие индикации о состоянии  фильтра гидросистемы не позволяет механизатору оперативно реагировать на изменение состояния чистоты рабочей жидкости. Оценку состояния фильтра возможно получить только путем подключения к сливной магистрали гидросистемы специального приспособления и манометра.

Выбраковка и слив масел производиться в большинстве случаев  из-за несоответствия класса чистоты масла (рабочей жидкости) требованиям  ОСТ 23.1.92-88 и требованиям заводов-производителей гидрооборудования, согласно которым рабочая жидкость применяемая в гидросистемах строительно-дорожных и сельскохозяйственных машин эксплуатирующихся при давлении 8...14 МПа должна соответствовать 14...17 классу чистоты рабочей жидкости по ГОСТ 17216-2001, и если гидросистемы машин эксплуатируются при давлении 16...25 МПа,  то соответственно,  рабочая жидкость должна иметь  12...16 класс чистоты. В свою очередь это влечёт за собой повышенную потребность в дорогостоящих гидравлических маслах, величина которых может достигать 50...60 % от общего количества закупаемых масел. При этом необходимо отметить следующее, что выбракованные рабочие жидкости при этом имеют большой  запас работоспособности и по основным физико-химическим показателям (вязкость, температура застывания, температура вспышки, кислотное число КОН, коррозионное действие на металлы) находятся в допустимых пределах.

Приборы определения класса чистоты масла 

Техническое обслуживание гидросистем в большинстве случаев производиться без учёта специфики режима их работы в условиях эксплуатации: сельскохозяйственный режим работы характеризуется кратковременной  работой (до  6 % общего времени) гидросистемы под нагрузкой с низкой частотой чередования рабочих циклов (5 – 45 циклов в час); промышленный режим  - время работы гидросистемы под нагрузкой значительно увеличивается  (до 70 % общего времени) при высокой частоте чередования рабочих циклов (20 – 200 циклов в час). Графическая интерпретация влияния режима нагрузки и класса чистоты рабочей жидкости согласно ГОСТ 28028-89 на ресурс насоса приведен на рисунке 1  для  насоса с коэффициентами загрузки (Кз) 15% и 10 %  при использовании рабочей жидкости с классом промышленной чистоты 14 и 17 соответственно.

Рисунок 1. Теоретическая зависимость ресурса насосов гидропривода
от режима загрузки и класса чистоты рабочей жидкости,
где точка А – ключ номограммы

Как видно из рис.1 ресурс гидравлических насосов может отличаться более чем в 1,5 раза. Так,  прогнозируемый ресурс насоса составляет более 5 000 мото-ч при Кз равным 15% и использовании рабочей жидкости класса 14, а использование рабочей жидкости класса чистоты 17 и Кз равным 10% ресурс насоса составляет около 2 500 мото-ч. Однако на практике ресурс насоса в лучшем случае составляет  до 1000 часов, что свидетельствует о эксплуатации гидравлических насосов на рабочей жидкости не соответствующей требованиям  заводов изготовителей по параметру промышленный класс чистоты.

Для повышения надежности гидропривода и экономного расходования гидравлических масел за счет своевременного проведения очистки и заправки рабочей жидкости при проведении  технического обслуживания тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин на предприятиях АПК необходимо иметь оборудование  и технологию очистки гидравлических масел отвечающие следующим критериям:

- обеспечения минимальных издержек при проведении процесса очистки (фильтрации) рабочих гидравлических жидкостей в процесс ремонта и технического обслуживания.

- обеспечение очистки масла до 14-17 класса чистоты за счет использования фильтров с номинальной тонкостью фильтрации 5, 10, 35 мкм;

- обеспечение очистки гидравлических баков и ёмкостей тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин с интенсификацией процесса за счет пульсации гидродинамических струй;

- обеспечение заправки гидросистем с предварительной фильтрацией рабочей жидкости с целью уменьшения нагрузки на штатную систему фильтрации масла;

- возможность проведения технологического процесса очистки и заправки гидравлического масла в стационарных и полевых условиях;

- обеспечение норм охраны труда, пожарной безопасности и производственной санитарии при проведении работ.

В настоящее время  в лаборатории №14 ГОСНИТИ разработана установка КИ-28286.50 для механизированной  заправки и фильтрации рабочей жидкости гидросистем (гидравлического, моторного масла) автомобилей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных, дорожно-строительных, коммунальных машин при техническом обслуживании и экспресс-ремонте гидросистем в полевых и стационарных условиях. Насос установки приводиться в работу от сжатого воздуха  штатного компрессора ДВС (от компрессора передвижной ремонтной мастерской) - в полевых условиях или от пневмосети предприятия – в стационарных условиях. Установка может применяться: для перекачки масла из ёмкости в ёмкость; очистки стенок гидравлических баков,  циркуляционной очистке РВД при их ремонте; фильтрации масла при проведении испытаний и обкатке КПП, ДВС, гидроагрегатов на специализированных стендах. Областью применения установки могут быть: передвижные ремонтные мастерские;

предприятия по  ремонту и техническому обслуживанию КПП, ДВС и гидроагрегатов; сервисные и дилерские центры.

Техническая характеристика и внешний вид разработанной мобильная установки для  заправки и фильтрации гидравлического и моторного масла КИ-28286.50 представлены  в табл. 1 и рис. 2.

Таблица 1. Техническая характеристика установки

Рисунок 2. Мобильная установка для  заправки и фильтрации
гидравлического и моторного масла КИ- 28286.50 ГОСНИТИ:

панель управления -1, индикаторы загрязненности фильтров -2,  краны для управления потоков очищаемой рабочей жидкости -3, фильтр-редуктор -4,  мембранный насос -5,  фильтры -6,  термометр -7,  напорные и всасывающие рукава установки -8, сменная ёмкость для гидравлического масла -9,  пыльники  насадков  -10, пневматические колёса -11,  ремень с замком для крепления ёмкости -12.

Выводы:

1. Отсутствие у эксплуатационных и ремонтных предприятий установки для очистки рабочей жидкости ведет к низкому ресурсу гидроагрегатов и финансовым затратам на поддержание надёжности тракторов и машин в период их эксплуатации.
2. Для обеспечения бесперебойной и надежной работы гидросистем тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин необходимо обеспечивать 12...17 класс чистоты рабочей жидкости и  осуществлять заправку гидравлического масла закрытым способом.
3. Разработанный технологический процесс  и установка  для фильтрации позволяет поддерживать требуемый уровень чистоты рабочей жидкости гидросистем тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин в условиях рядовой эксплуатации при проведении сезонного технического обслуживания, ТО-2 и после проведения текущего или капитального ремонта.

 Купить установку для заправки и фильтрации гидравлического масла КИ-28286.50