7.ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ЖИДКОСТИ

7.1.Гидравлические жидкости

Вкачестве рабочих жидкостей в гидравлическом приводе применяют минеральные масла, водомасляные эмульсии, смеси и синтетические жидкости. Выбор типа и марки рабочей жидкости определяется назначением, степенью надежности и условиями эксплуатации гидроприводов машин.

Минеральные масла получают в результате переработки высококачественных сортов нефти с введением в них присадок, улучшающих их физические свойства. Присадки добавляют в количестве

0,05–10 %. Присадки могут быть многофункциональными, т.е. влиять на несколько физических свойств сразу. РазличаютИприсадки антиокислительные, вязкостные, противоизносные, снижающие температуру застывания жидкости, антипенныеДи т.д. [20].

Водомасляные эмульсии представляют собой смеси воды и ми-

нерального масла в соотношениях 100:1, 50:1 и т.д. Минеральные масла в эмульсиях служат дляАуменьшения коррозионного воздействия рабочей жидкости и увеличения смазывающей способности. Эмульсии применяют в гидросистемахб машин, работающих в пожароопасных условиях и в машинах, где требуется большое количество рабочей жидкости (инапр мер, в гидравлических прессах). Применение ограничено отр цательными и высокими (до 60 °С) температурами. С

Смеси различных сортов минеральных масел между собой, с керосином, глицерином и т.д. применяют в гидросистемах высокой точности, а также в гидросистемах, работающих в условиях низких температур.

Синтетические жидкости на основе силиконов, хлор- и фторуглеродистых соединений, полифеноловых эфиров и т.д. негорючи, стойки к воздействию химических элементов, обладают стабильностью вязкостных характеристик в широком диапазоне температур. В последнее время, несмотря на высокую стоимость синтетических жидкостей, они находят все большее применение в гидроприводах машин общего назначения.

Выбор рабочих жидкостей для гидросистемы машины определяется:

– диапазоном рабочих температур;

136

–давлением в гидросистеме;

–скоростями движения исполнительных механизмов;

–конструкционными материалами и материалами уплотнений;

–особенностями эксплуатации машины (на открытом воздухе или в помещении, условиями хранения машины, возможностями засорения и т.д.).

Таблица 7.1

Значения вязкости при крайних температурных пределах

ный предел для выбранной ра очей жидкости определяется допустимым увеличением утечекии снижением объемного КПД, а также прочностью пленки ра очей ж дкости.

Нижний Стемпературный предел определяется работоспособностью насоса, характер зующейся полным заполнением его рабочих камер или пределом прокачиваемости жидкости насосом. При безгаражном хранении машин в зимнее время вязкость жидкостей становится настолько высокой, что в периоды пуска и разогрева гидросистемы насос некоторое время не прокачивает рабочую жидкость. В результате возникает «сухое» трение подвижных частей насоса, кавитация, интенсивный износ и выход насоса из строя. Таким образом, при применении рабочих жидкостей в условиях отрицательных температур пуску гидропривода в работу должен непременно предшествовать подогрев рабочей жидкости.

Маркировка.

В соответствии с ГОСТ 17479.3-85 («Масла гидравлические. Классификация и обозначение») обозначение отечественных гидравлических масел состоит из групп знаков, первая из которых обознача-

137

ется буквами «МГ» (минеральное гидравлическое), вторая – цифрами и характеризует класс кинематической вязкости, третья – буквами и указывает на принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам [20].

ВзависимостиСибАДИот эксплуатационных свойств и состава (наличия соответствующих функциональных присадок) гидравлические масла делят на группы А, Б и В.

Группа А (группа НН по ISO) – нефтяные масла без присадок, применяемые в малонагруженных гидросистемах с шестеренными или поршневыми насосами, ра отающими при давлении до 15 МПа и максимальной температуре масла в объеме до 80 °С.

Группа Б (группа HL по ISO) – масла с антиокислительными и антикоррозионными пр садками. Предназначены для средненапряженных гидросистем с различными насосами, работающими при давлениях до 2,5 МПа и температуре масла в объеме свыше 80 °С.

Группа В (группа HM по ISO) – хорошо очищенные масла с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками. Предназначены для гидросистем, работающих при давлении свыше 25 МПа и температуре масла в объеме свыше 90 °С.

Вмасла всех указанных групп могут быть введены загущающие (вязкостные) и антипенные присадки.

Загущенные вязкостными полимерными присадками гидравлические масла соответствуют группе HV по ISO 6743/4.

Втабл. 7.3 приведено обозначение гидравлических масел существующего ассортимента в соответствии с классификацией по ГОСТ

17479.3-85.

138

Втаблице кроме чисто гидравлических масел включены масла

марок А, Р, МГТ, отнесенные к категории трансмиссионных масел для гидромеханическихСибАДИпередач. Однако благодаря высокому индексу вязкости, хорошим низкотемпературным и эксплуатационным свойствам и из-за отсутствия гидравлических масел такого уровня вязкости они также используются в гидрообъемных передачах и гидросистемах навесного оборудования наземной техники.

Некоторые давно разработанные и выпускаемые гидравлические масла по значению вязкости нестрого соответствуют классу по классификации, обозначенной ГОСТ 17479.3-85, а занимают промежуточ-

ное положение. Например, масло ГТ-50, имеющее вязкость при 40 °С 17-18 мм2/с, наход тся в ряду классификации между 15 и 22 классами вязкости.

По вязкостным свойствам гидравлические масла условно делятся на следующие:

– маловязкие – классы вязкости с 5 по 15;

– средневязкие – классы вязкости 22 и 32;

– вязкие – классы вязкости с 46 по 150. Категории гидравлических масел по ISO и DIN.

Вданном стандарте приведены свойства следующих масел, описываемых в стандарте ИСО 6743 (табл. 7.4):

HH = масла без присадок; HL = масла HH с антикоррозионными

иантиокислительными свойствами; HM = масла HL с улучшенными противоизносными свойствами; HR = масла HL с улучшенными вяз- костно-температурными свойствами; HV = масла HM с улучшенными вязкостно-температурными свойствами (обычно для строительной и

139

морской техники); HG = масла HM с повышенной скользкостью и антизаедающими свойствами.

Таблица 7.4

140

Синтетические и полусинтетические гидравлические масла.

Наряду с широко распространенными рабочими жидкостями на нефтяной основе все большее применение находят синтетические и полусинтетические продукты, выгодно отличающиеся от нефтяных по комплексу эксплуатационных свойств, а также огнестойкостью и большей пожаробезопасностью. Такие рабочие жидкости используют в авиационной технике, в гидравлических приводах шахтного оборудования, в гидравлических системах «горячих» цехов металлургических заводов и ряде других областей [20].

Масла 132-10 и 132-10Д (ГОСТ 18613-88) – полусинтетические гидравлические жидкости – представляют собой смесь полиэтилсилоксановой жидкости и нефтяного маловязкого низкозастывающего

масла МВП. Указанные жидкости выпускают под индексом ВПС. Масло 132-10 предназначено для работы в гидравлическихИ системах в интервале температур от –70 до +100 °С, масло 132-1 ОД – для работы в электрически изолированных системахДтакже в том же интервале температур.

Рабочая жидкость 7-50С-3 (ГОСТ 20734-75) – синтетическая жидкость, применяют в гидравлическихАагрегатах и гидравлических системах летательных аппаратов в диапазоне температур от –60 до +175 °С длительно, с перегревамиб до 200 °С; рабочие давления до 21 МПа. Жидкость изготавливают из смеси полисилоксановой жидкости и органическогоиэф ра с до авлением противоизносной присадки и ингибиторов ок слен я.

Рабочая жидкостьСНГЖ-4у (ТУ38.101740-80, изменения № 4-6)

– синтетическая взрывопожаробезопасная жидкость на основе эфиров фосфорной кислоты. НГЖ-4у является эрозионностойкой, содержит присадки, улучшающие ее вязкостные, антиэрозионные, антиокислительные свойства. Работоспособна в интервале температур от –55 до 125 °С при рабочих давлениях до 21 МПа. Имеет температуру самовоспламенения 650–670 °С. Является хорошим пластификатором и растворителем для многих неметаллических материалов, поэтому при использовании последних в контакте с жидкостью НГЖ-4у следует тщательно проверять их совместимость или пользоваться только теми материалами, которые специально подобраны и рекомендованы для жидкостей типа НГЖ.

Рабочая жидкость НГЖ-5у (ТУ38.401-58-57-93) – синтетическая взрывопожаробезопасная, эрозионностойкая жидкость на основе смеси эфиров фосфорной кислоты, содержащая пакет присадок, улуч-

141

шающих вязкостные, антигидролизные, антиокислительные, антикоррозионные и антиэрозионные свойства.

Используют в гидросистемах самолетов ИЛ-86, ИЛ-96, ТУ-204 и др. Температурный интервал использования жидкости НГЖ-5у составляет от –60 до +150 °С при номинальных давлениях до 21 МПа.

Жидкость имеет температуру самовоспламенения 595–630 °С, медленно горит в пламени, не поддерживает горения и не распространяет пламя. Жидкость НГЖ-5у полностью совмещается с жидкостями НГЖ-4 и НГЖ-4у.

Расшифровка буквенного кода и геометрических символов в соответствии со стандартом DIN 51502 представлена в табл. 7.5.

Таблица 7.5

142

Продолжение табл. 7.5

143

Окончание табл. 7.5

Примечания:

1. L – для обозначения смазочного масла может быть опущено.

2. ISO/TR 3498: с 1986 г. существуют и другие символы, например CB вместо

CL, CC вместо CLP, G вместо CGG, HL, HMV вместо HLP, HV вместо HVLP. 3. Данная спецификация имеет соответствие с ISO 6743-4 и включена в отчет ЕЕС No 2786/9/80.

4. В настоящее время не существует стандартных требований для HFAS.

Буквенный код для о означения присадки (пакета присадок), содержащихся в смазочных материалах (за исключением моторных, трансмиссионных масел, а также пожаробезопасных гидравлических жидкостей) представлен в табл. 7.6 [20].

144

Окончание табл. 7.6

gefahriche Arbeitsstoffe (Немецкое законодательство по опасным продуктам).

движения жидкости, м/с; – внутренний диаметр трубопровода, м

для (7.1) и мм для (7.2).

Таблица 7.7

Рекомендуемые значения скорости рабочей жидкости

145

Скорость течения жидкости в трубопроводах зависит в основном от давления в гидросистеме.

Рекомендуемые значения скорости рабочей жидкости представлены в табл. 7.7.

Потеря давления на преодоление гидравлических сопротивлений по длине каждого участка трубопровода определяется по формуле

Если на пути движения рабочей жидкости встречаются местные сопротивления, то потеря давления в местных сопротивлениях определяется по формуле Вейсбаха

дов местных сопрот влен й принимают следующими: для штуцеров и переходников для труб =0,1–0,15; для угольников с поворотом под углом 90° =1,5–2,0;Сдля прямоугольных тройников для разделения и объединения потоков =0,9–2,5; для плавных изгибов труб на угол 90 ° с радиусом изгиба, равным (3–5) =0,12–0,15; для входа в трубу =0,5; для выхода из трубы в бак или в цилиндр =1.

При ламинарном режиме Т. М. Башта для определения коэффициента гидравлического трения λ рекомендует при Re<2300 применять формулу

= 75,

а при турбулентном режиме течения жидкости в диапазоне Re=2300– 100000 коэффициент λ определяется по полуэмпирической формуле Блазиуса

146

Т = 0,3164, ,

если

> 10∆э,

где ∆э – эквивалентная шероховатость труб (для новых бесшовных стальных труб ∆э=0,05 мм, для латунных – ∆э = 0,02 мм, для медных – 0,01, для труб из сплавов из алюминия – 0,06, для резиновых шлангов

– 0,03), то коэффициент гидравлического трения определяется по формуле А. Д. Альтшуля

нической характеристике после выбора гидроаппаратуры. После это-

где – расстояние от оси насоса до уровня рабочей жидкости в баке;тр – потери напора на преодоление всех гидравлических сопротивлений во всасывающей гидролинии; – скорость движения жидкости во всасывающей гидролинии; – коэффициент Кориолиса.

бопровода или расположить бак выше оси насоса. При этом считает-

147