Глава 14

РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ, ГИДРОЛИНИИ, ГИДРОЕМКОСТИ, ФИЛЬТРЫ И ТЕПЛООБМЕННИКИ

14.1. Рабочие жидкости объемных гидроприводов

Рабочая жидкость, использующаяся в гидроприводе, прежде всего является энергоносителем, или рабочим телом, т.е. обеспечивает передачу механической энергии от насоса к гидродвигателю.

Кроме того, рабочая жидкость выполняет и другие важные функции: обеспечивает смазывание трущихся поверхностей деталей, отводит теплоту от элементов гидравлических устройств, уносит продукты износа и другие частицы загрязнения, защищает детали гидравлических устройств от коррозии.

Перечисленные функции рабочей жидкости играют важную роль в обеспечении работоспособности гидропривода, его надежности и увеличения срока службы гидравлических устройств, поэтому при эксплуатации гидропривода необходимо обеспечить постоянство ее рабочих свойств. На эти свойства влияют диапазон рабочих температур, наличие примесей, скорость движения, давление и т.д. Например, температура рабочей жидкости в гидроприводах может колебаться от – 60 до +90°С, скорость жидкости при дросселировании достигает 50 м/с, а давление – 32 МПа и более.

Рабочие жидкости, применяемые в гидроприводах, подразделяют на четыре типа: нефтяные, синтетические, водополимерные и эмульсионные.

Нефтяные жидкости получают из нефти обычными методами переработки. Они имеют сравнительно низкую верхнюю границу температурного диапазона. Наиболее часто в гидроприводах применяют следующие нефтяные рабочие жидкости (ГОСТ 26191 – 84): масло гидравлическое единое МГЕ – 10А; авиационное гидравлическое масло АМГ- 10; всесезонное гидравлическое масло ВМГЗ и др.

Синтетические жидкости – это жидкости, основу которых составляют продукты, полученные в результате химических реакций (диэфиры, силоксаны, фосфаты и др.). Как правило, они негорючие, стойки к окислению, имеют низкую температуру застывания, обладают стабильностью вязкостных характеристик в течение длительного срока работы и в широком диапазоне температур. Однако каждая из синтетических жидкостей имеет тот или иной недостаток (несовместимость с резиновыми уплотнителями, высокая текучесть, плохая смазывающая способность, токсичность и т.д.).

Водополимерные растворы – рабочие жидкости, представляющие собой водный раствор различных полимеров (содержат до 35 % воды). Так, жидкость ПГВ (ГОСТ 25821 – 83) представляет собой водный раствор глицерина и полиэтиленгликоля с различными присадками. Жидкость ПГВ относится к негорючим жидкостям. Она нетоксична, инертна к большинству конструкционных материалов (в том числе, к резиновым уплотнителям).

Эмульсионные рабочие жидкости разделяют на водомасляные и масловодяные. Водомасляные эмульсии – это эмульсии типа «масло в воде», представляющие собой смеси воды и нефтяных жидкостей (не более 20 %). Их применяют в гидроприводах, работающих в пожароопасной обстановке и в условиях необходимости использования большого количества рабочей жидкости. Недостатки водомасляной эмульсии: плохая смазывающая способность, малый диапазон рабочих температур (от 5 до 55 °С). Масловодяные эмульсии – это эмульсии типа «вода в масле», представляющие собой смеси нефтяных жидкостей и воды (не более 40 %).

Рабочие жидкости, применяемые в гидроприводах, характеризуются многими эксплуатационными свойствами и показателями. Эти свойства рабочих жидкостей неравноценны, поэтому при вы – боре необходимо обращать внимание на наиболее важные из них. К ним в первую очередь относятся вязкость, температура вспышки, температура застывания и окисляемость.

Вязкость рабочей жидкости зависят от ее температуры (см. подразд. 1.3.2). При использовании рабочей жидкости с малой вязкостью увеличиваются внешние и внутренние утечка в гидромашинах и других гидравлических устройствах, ухудшается смазывающая способность. В то же время, чем больше вязкость у выбранной жидкости, тем больше потери давления в трубопроводах.

Температурой вспышки называется минимальная температура, при которой происходит кратковременное воспламенение паров жидкости от пламени в условиях испытания (в открытом тигле). Температура вспышки является показателем, характеризующим пожаро- и взрывоопасность смеси паров жидкости с воздухом. Маловязкие жидкости обычно имеют более низкую температуру вспышки. Максимальная температура нагрева рабочей жидкости при работе гидропривода должна быть на 10…15°С ниже температуры вспышки.

Температурой застывания называется температура, при которой рабочая жидкость теряет подвижность. Температуру застывания определяют по ГОСТ 20287 – 74. для нефтяной рабочей жидкости она должна быть на 10…17°С ниже наименьшей температуры гидропривода при его работе.

Окисляемость рабочей жидкости характеризуется кислотным числом, под которым понимается количество гидрата оксида калия (КОН) в миллиграммах, необходимое для нейтрализации 1 г жидкости (например, кислотное число КОН жидкости АМГ-10 должно быть не более 0,05).