Файл: lektsia_2_ispravlennaya_-_kopia.docx

. (2.12)

Продифференцировав (2.12) по давлению и предположив, что закон сжатия смеси имеет тот же характер, что и для чистой жидкости , а закон сжатия воздуха подчиняется закону Бойля-Мариотта имеем

, (2.13)

где модули объемной смеси и чистой жидкости ; объем давления . При изотермическом процессе сжатия n=1. Из (2.13) и (2.12) получим

(2.14)

Разделив правую часть (2.14) на начальный объем жидкости в смеси положив и подставив , имеем

. (2.15)

В реальных системах содержание воздуха может меняться в широких пределах (). Зависимость модуля объемной упругости от давления рабочей жидкости при различном содержании воздуха представлена на рис

Как видно из рисунка, влияние давления проявляется в большей степени при малых его значениях. Для устранения этой зоны в сливных гидролиниях гидрипроводов должны быть установлены напорные клапаны, создающие подпор порядка 0,5-1 МПА. Благодаря этому уменьшается сжимаемость рабочей жидкости в сливных полостях гидродвигателей и повышается плавность движения рабочих органов машин, особенно при использовании гидроцилиндров . При давлении более 15 МПа влияние воздуха на сжимаемость практически не сказывается, так как оно переходит в растворенное состояние. Это обстоятельство также обусловливает полезность перехода на более высокие давления рабочей жидкости в напорных гидролиниях приводов. Для снижения количества нерастворенного воздуха необходимо знать основные пути его проникновения в гидросистему . Наиболее интенсивно подсос воздуха происходит на линии всасывания через неплотности в местах крепления фланцев насоса и приемных фильтров, через уплотнения валов и т.п. Подсос воздуха происходит также при понижении уровня жидкости в гидробаке по отношению к всасывающему патрубку . Нерастворенный воздух может образовываться из растворенного на участках с пониженным давлением. При этом обратный процесс протекает значительно медленнее .

---

Измерение количества нерастворенного воздуха проводится либо путем измерения объемов жидкости до и после его отделения, либо путем измерения некоторых свойств рабочей жидкости (плотности, модуля упругости и т.п.), зависящих от его количества.

Количество воздуха в гидросистеме может быть понижено путем применения эластичных диафрагм, исключающих контакт с жидкостью в гидробаках или путем создания подпора во всасывающей гидролинии. Удаление воздуха в тупиковых гидросистемах и в верхних точках гидроустройств проводят с помощью воздухоспускных пробок (сапунов) или клапанов .

Теплове свойства. Наибольший интерес представляют удельная теплоемкость и теплопроводность. Удельная теплоемкость характеризует интенсивность повышения температуры рабочей жидкости в гидросистеме. По сравнению с водой удельная теплоемкость минеральных масел вдвое меньше. Теплопроводность характеризует количество теплоты, переданное за единицу времени через единицу поверхности при разности температур между жидкостью и стенкой в один градус. Для лучшего отвода тепла рабочие жидкости должны иметь высокие тепловые свойства.

Температурный диапазон использования рабочих жидкостей связан с температурами вспышки и застывания. Температура вспышки есть температура, при которой пары жидкости образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении открытого пламени. Температура вспышки позволяет судить о пожарной безопасности гидросистем. Температура застывания – температура, при которой рабочая жидкость загустевает настолько, что при наклоне пробирки на 45 ее уровень в течение 1 мин остается неизменным. Для наиболее распространенных индустриальных масел температура вспышки составляет 160 – 200 С, а температура застывания – 30 – 15 С .

Электрические свойства имеют значение для рабочих жидкостей, применяемых в электрогидравлических устройствах гидроприводов. Чтобы избежать замыкания электрических цепей, нарушения изоляции или искрения в результате возможного попадания рабочей жидкости, ее электрическая проводимость должна быть минимальной.

---

2.3. Характеристика рабочих жидкостей

Основным видом рабочих жидкостей, получивших наибольшее применение, являются минеральные масла. В гидроприводах общепромышленного назначения, работающих в отапливаемых помещениях при температуре воздуха от 0 до +35 С применяются индустриальные масла И12А, И20А, И30А, И40А, И50А. Цифра в обозначении масла указывает на его вязкость в сантистоксах при t =50 С. Индустриальные масла самые дешевые, нетоксичны, так как не содержат присадок. Однако, с другой стороны, они имеют повышенную склонность к окислению и выделению смол, в силу чего срок их службы сильно ограничен. Индустриальные масла применяют в гидросистема, работающих при температуре жидкости не выше 60 С.

В гидроприводах, работающих при температуре свыше 60 С, применяются турбинные масла Тп-22, Тп-30, Тп-46, отличающиеся от индустриальных более высокими эксплуатационными свойствами (антиокислительная и смазывающая способности, противопенная стойкость, повшенный срок службы ). Такие свойства обеспечиваются в введением различного вида присадок ()фенолов, жирных кислот, полисилоксанов и др.).

Гидроприводы, работающие при давлении 16-35 МПа, рекомендуется эксплуатировать на маслах серии ИГП, имеющих еще более высокие эксплуатационные свойства.

В гидроприводах, установленных на машинах, работающих в полевых условиях, применяются масла, имеющие меньшую зависимость вязкости от температуры. Среди них всесезонное масло МГЕ-10А, рассчитанное на эксплуатацию без замены в течение 10-ти лет при температуре окружающей среды от – 55 до +55 С. Масло ВМГЗ является основным видом рабочей жидкости для гидроприводов строительно - дорожных машин, работающих в условиях Крайнего севера, а также используется как зимний сорт в районах умеренного климата. Масло МГ-30 используется в анологичных приводах в качестве летнего масла.

В авиационных гидросистемах дозвуковых самолетов применяется авиационное масло АМГ-10, которое легко отличить по красному цвету.

Минеральные масла имеют ограниченный температурный диапазон применения. Верхний предел обычно не превышает 80-90 С. Кроме того, они пожароопасны. Эти недостатки в меньшей степени проявляются у синтетических рабочих жидкостей. Они имеют более пологую вязкостную характеристику, обладают большей огнестойкостью. К ним относятся диэфиры, фосфаты, силоксаны, водно-гликолевые и водно-глицериновые жидкости. Из этого класса рабочих жидкостей можно назвать жидкость 7-50С-3, применяемую в авиационных гидросистемах, работающих в диапазоне температур от -60 до +175С. Недостатки синтетических жидкостей являются высокая стоимость, плохие смазывающие свойства и необходимость перехода на специальные материалы для уплотнений.

---

Другим видом рабочих жидкостей являются водосдерживающие эмульсии. Они имеют низкую стоимость, более высокую теплоемкость, пожаростойки. В гидроприводах кузнечно-прессовых машин используются имульсии «масло в воде», в которых 2-5% эмульсола, содержащего минеральное масло, и 95-98% воды. Эмульсол находится в воде в дисперсной фазе. Недостатками таких жидкостей являютс низкая смазывающая способность, высокая коррозионная активность и невозможность использования при отрицательных температурах. Более перспективна эмульсия «вода в масле», содержание воды в которой около 40%. Она сочетает положительные свойства эмульсий «масло в воде» и минеральных масел. Но пока широкого применения водосодержащие рабочие жидкости не получили, так как переход на них приводит к увеличению примерно в 1,5-5 раз стоимости отдельных гидроустрйств и увеличению потребляемой насосами мощности примерно в 1,5 раза. В настоящее время они применяются в гидросистемах, для которых вопросы пожаробезопастности особо важны, например в шахтном и металлургическом оборудовании.

---