Технические науки/4. Транспорт

к.т.н. Рылякин Е.Г.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Изменение надежности гидроагрегатов мобильных машин

Работа гидросистем мобильных машин происходит в сложных эксплуатационных условиях, например, в излишне запыленном окружающем воздухе. Твердые частицы коагулянтов, в результате попадания в неплотности и зазоры прецизионных соединений, приводят к изнашиванию сопрягаемых деталей, а также заклинивают детали распределительной и регулирующей аппаратуры в виду появления повышенных сил трения.

Работа гидравлических систем мобильных машин с высокой степенью надежности во многом зависит от качества рабочей жидкости. Существенно влияют на изменение свойств рабочей жидкости, особенно, физико-химических, следующие параметры гидросистемы: степень вентиляции и аэрации бака, силовой и температурный режим работы гидросистемы.

С вентиляцией и аэрацией бака связаны: диффузия воздуха и увеличение его притока в рабочую жидкость. Что улучшает его растворимость в рабочей жидкости, усиливает засорение ее частицами пыли, находящимися в воздухе и интенсифицирует окислительные процессы. За семь часов рабочего дня, при пахоте, в гидробак трактора класса 1,4…3,0 кН может поступить 0,1-2,4 г/м³ воздуха, содержащего 0,2-3,4 г/м³ пыли [1,2,3].

Установлено, что при работе на тракторах с навесными, полунавесными и прицепными гидрофицированными машинами через сапун в гидробак трактора поступает до 0,3-0,35 м³/ч воздуха, в одном кубическом метре которого содержится 0,16-160 г пыли [4].

Многие исследователи считают, что загрязнение рабочей жидкости абразивом – наиболее вредное явление процесса эксплуатации гидросистем мобильных машин. Есть мнение, что по распространенности и отрицательному воздействию на эффективность и ресурс работы машины изнашивание абразивом – одна из основных причин, сдерживающих технический прогресс.

Абразивное изнашивание – это механическое изнашивание материала в результате режущего или царапающего действия твердых тел или твердых частиц [1,3]. В условиях абразивного изнашивания сроки службы машин сокращаются от 2 до 10 раз.

Абразивное изнашивание подшипников колесных тракторов класса МТЗ-80/82 составляет: шариковых – 52,6%, роликов – 71%; гусеничных тракторов класса ДТ-75 – соответственно 62,9 и 47,5% (согласно данным НАТИ) [5]. Характер износа подшипников – абразивный и объясняется низкой герметичностью агрегатов машин. В интервале между заменой масла в трансмиссии новой машины накапливается до 0,25% абразивных частиц от массы всего тела (допустимый – 0,1%).

Схожие показатели имеют и гидросистемы. Ттрактор Т-150К, с наработкой в 600 мото-ч., имеет в гидробаке 5,526 г пылевидной массы [5]. В естественных условиях эксплуатации реальное содержание загрязнений может быть и больше.

На различных работах мобильных машин велика степень насыщения воздуха пылью вокруг них. При пахоте она составляет 0,05…1,1 г/м³; при севе – 0,2…2,5 г/м³; культивации – 0,9…2,2 г/м³; на транспортных работах – до 2,1 г/м³; при планировании земель – до 3,15 г/м³ [2,6]. Основу ее составляет (62…63%) окись кремния – наиболее агрессивный абразивный компонент, с твердостью в 2…3 раза выше твердости многих сталей [6].

Средняя концентрация загрязнения по массе составляет 0,071% [7]. Концентрацию загрязнения рабочей жидкости 0,06-0,08% имеет 31% гидросистем; 0,05-0,09 – 57,6% и 0,04-0,1 – 78%.

Дисперсный состав частиц коагулянтов показал, что около 95% частиц имеют размер до 10 мкм; около 3-5% – размер 10-25 мкм; около 2% – размер 25…50 мкм [4].

Рассмотренные результаты исследований дают основание полагать, что в процессе изнашивания детали агрегатов гидросистем мобильных машин изменяют свои начальные геометрическую форму и размеры, а также нарушаются их регулировки. Взаимное расположение деталей, а также посадки в соединениях, могут быть нарушены из-за износов сопрягаемых поверхностей, что приводит к изменению режимов работы гидроагрегатов, дополнительным потерям рабочей жидкости и снижению КПД агрегатов.

В период эксплуатации происходит наибольшее загрязнение. Однако степень загрязнения для различных конструкций и типов гидросистем неодинаковый.

Различный уровень загрязнения объясняется различными условиями эксплуатации, техническим состоянием агрегатов, чувствительностью к загрязнению гидросистемы, вызванной ее конструктивными особенностями, условиями технического обслуживания, хранения техники и ее ремонта [1,4,6].

Таким образом, абразивное изнашивание является основным видом изнашивания деталей агрегатов гидросистем. Такому виду изнашивания подвержены втулки, корпуса и цапфы шестеренных насосов, уплотнения, штоки гидроцилиндров, прецизионные детали распределительных устройств и др. Абразивное изнашивание вызвано, в первую очередь, посторонними примесями, содержащимися в рабочей жидкости, гидроемкостях, агрегатах и т.д. Примеси различаются по своим физико-химическим свойствам. Их главные физические характеристики – размер частиц и твердость, которые в основном состоят из кварца, полевого шпата и окисидов металлов.

Литература:

1. Рылякин, Е.Г. Повышение работоспособности тракторных гидросистем терморегулированием рабочей жидкости: Дис. … канд. техн. наук / Е.Г. Рылякин. – Пенза, 2007. – 149 с.

2. Ефимов, В.В. Обеспечение эксплуатационной надежности гидросистем сельскохозяйственной техники при альтернативном использовании рапсового масла в качестве рабочей жидкости: Дис….канд. техн. наук / В.В. Ефимов. – Самара, 2000. – 177 с.

3. ГОСТ 27674-88. Трение, изнашивание и смазка. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 20 с.

4. Черкун, В.Е. Ремонт тракторных гидравлических систем / В.Е. Черкун. – М.: Колос.–1984. – 253 с.

5. Власов, П.А. Надежность сельскохозяйственной техники / П.А. Власов. – Пенза: РИО ПГСХА, 2001. – 124 с.

6. Орехов, А.А.Снижение интенсивности изнашивания зубчатых тракторных трансмиссий применением рациональных температур трансмиссионных масел: Дис. … канд. техн. наук / А.А. Орехов. – Пенза, 2001. – 162 с.

7. Дидур, В.А. Диагностика и обеспечение надежности гидроприводов сельскохозяйственных машин / В.А. Дидур, В.Я. Ефремов. – Киев: Техника, 1986. – 128 с.