Влияние эксплуатационных факторов на изменение надежности гидроагрегатов мобильных машин | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (63) апрель 2014 г.

Дата публикации: 24.03.2014

Статья просмотрена: 577 раз

Библиографическое описание:

Рылякин Е. Г., Курылев А. В. Влияние эксплуатационных факторов на изменение надежности гидроагрегатов мобильных машин // Молодой ученый. — 2014. — №4. — С. 247-249. — URL https://moluch.ru/archive/63/9888/ (дата обращения: 15.08.2018).

Изложены основные причины, ухудшающие работоспособность и определяющие особенности функционирования гидроагрегатов мобильных машин в условиях эксплуатации. Анализируются наиболее агрессивные эксплуатационные процессы, отрицательно влияющие на техническое состояние деталей гидропривода машин.

Ключевые слова:терморегулирование, рабочая жидкость, надежность, ресурс, изнашивание, гидросистема.

Одной из основных характеристик качества транспортно-технологических машин и их агрегатов является надежность, которая отражает служебные свойства указанных объектов, закладывающихся при проектировании и производстве машин, реализующихся в эксплуатации и возобновляющихся с помощью ремонта [1].

Важным условием улучшения эксплуатационных и технико-экономических характеристик транспортно-технологических машин является применение гидропривода. Сфера применения гидропривода постоянно увеличивается. Сейчас он применяется в основном на всех моделях транспортно-технологических машин.

Большое распространение гидравлического привода обусловлено целым рядом его преимуществ по сравнению с другими приводами: малый вес, небольшие размеры, возможность бесступенчатой регулировки скорости технологического оборудования, независимое расположение элементов гидропривода, надежная защита от перегрузок, легкость обслуживания и управления, простота автоматизации процессов и др. [2]

Главное назначение гидропривода — приведение в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением, или преобразование энергии потока рабочей жидкости и передачи ее на расстояние с преобразованием в энергию движителя выходного звена.

Долговечность гидропривода транспортно-технологических машин обуславливается сроком службы его агрегатов. В эксплуатационных условиях срок службы гидропривода значительно зависит от технического состояния наиболее сложных и ответственных составных частей — насоса, распределителя, гидроцилиндров.

Наиболее частые отказы в гидроприводах делятся на отказы, определяющиеся недопустимыми количественными изменениями некоторых параметров гидроагрегата, и другие, определяющиеся в системе изменением структурных связей.

Даже с учетом постоянного совершенствования конструкций гидропривода транспортно-технологических машин, его надежность на сегодняшний день остается достаточно низкой. Так, ресурс гидравлических распределителей в условиях эксплуатации в некоторых случаях не достигает 2000 моточасов, в то время как нормативный — 6000…8000 моточасов [3,4].

Согласно проведенным исследованиям [5] ресурс шестеренных насосов соответствует 45…50 % от номинального.

Потеря функциональности гидравлических передач может происходить из-за выхода какого-то параметра за рамки допустимой величины или в связи с нарушением работоспособности агрегатов гидропривода. Функциональные отказы гидропривода занимают 60 % от общего числа отказов, параметрические — 40 %.

Анализ происходящих отказов дал следующие значения: 42 % отказов связано с внешней негерметичностью, 16 % — несоответствием параметров, нормативам технической документации, 13 % — выходом из строя агрегата или его частей, 12 % — нарушением динамической устойчивости, 10 % — нарушением и повреждением механических элементов гидропередачи, 4 % — поломкой фильтров [3,4,5].

Неисправности, которые чаще всего наблюдаются среди элементов гидропривода, выглядят следующим образом:

-          гидронасосы 11…20 %;

-          распределители 15…30 %;

-          гидроцилиндры 7…9 %.

Эти данные практически подтверждаются проведенными исследованиями [6]. Отказы элементов привода:

-          гидронасосов 15 %;

-          распределительных устройств 20 %;

-          силовых элементов 10 %.

Так, можно отметить, что одними из основных и наиболее ответственных агрегатов, снижающих показатели надежности гидросистем, являются шестеренные насосы. Основными причинами отказа этих гидромашин являются износ торцовых поверхностей сопряжения опорных втулок с шестернями, шестерен и шеек вала, износ и потеря эластичности резиновых уплотнений, износ и повреждения манжетного уплотнения. В некоторых случаях наблюдается разрыв корпуса [7].

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 [4,6,7].

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 [9].

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 [7,8]. 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) [10]. 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 [10]. 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 [1,4]. Основу ее составляет (62…63 %) окись кремния — наиболее агрессивный абразивный компонент, с твердостью в 2…3 раза выше твердости многих сталей [1].

Средняя концентрация загрязнения по массе составляет 0,071 % [9]. 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 [9].

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 [4,7].

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.         Орехов, А. А. Снижение интенсивности изнашивания зубчатых тракторных трансмиссий применением рациональных температур трансмиссионных масел: Автореф. дис. … канд. техн. наук / А. А. Орехов. — Пенза, 2001. — 20 с.

2.         Ловкис, З. В. Гидроприводы сельскохозяйственной техники: конструкция и расчет / З. В. Ловкис. — М.: Агропромиздат, 1990. — 239 с.

3.         Ионов, П. А. Выбор оптимальных режимов восстановления изношенных деталей электроискровой наплавкой: Автореф. дис. … канд. техн. наук / П. А. Ионов. — Саранск, 1999. — 18 с.

4.         Ефимов, В. В. Обеспечение эксплуатационной надежности гидросистем сельскохозяйственной техники при альтернативном использовании рапсового масла в качестве рабочей жидкости: Автореф. дис….канд. техн. наук / В. В. Ефимов. — Самара, 2000. — 18 с.

5.         Величко, С. А. Восстановление и упрочнение электроискровой наплавкой изношенных отверстий чугунных корпусов гидрораспределителей: Автореф. дис.…канд. техн. наук / С. А. Величко С. А.. — Саранск, 2000. — 16 с.

6.         Сырицын, Т. А. Эксплуатация и надежность гидро- и пневмоприводов / Т. А. Сырицын. — М.: Машиностроение, 1990. — 248 с.

7.         Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности тракторных гидросистем терморегулированием рабочей жидкости: Автореф. дис. … канд. техн. наук / Е. Г. Рылякин. — Пенза, 2007. — 22 с.

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

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

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

Основные термины (генерируются автоматически): рабочая жидкость, абразивное изнашивание, машина, аэрация бака, концентрация загрязнения, условие эксплуатации.


Похожие статьи

Влияние воды на изнашивание топливной аппаратуры

В статье приводится информация об особенностях загрязнений системы питания дизельных двигателей, а также о количестве накоплений этих загрязнений в полостях и баках топливной аппаратуры в условиях эксплуатации.

Особенности изнашивания механизмов машин в зазоре пары...

Абразивные частицы могут попасть в рабочие полости машин и на поверхности трения из воздуха

Наибольшему абразивному изнашиванию подвергаются цилиндры и поршневые кольца.

Износ цапфы также находится в линейной зависимости от концентрации абразива.

Исследование пожаровзрывоопасности гидроабразивноструйной...

Количество ударов абразивных частиц колеблется в зависимости от условий обработки от

Моделируя физическое явление, при котором происходит изнашивание материала (сталь)

Для того чтобы эффективно очистить швы нефтяных резервуаров от смазки и загрязнений при...

Повышение эффективности технического обслуживания легковых...

Эксплуатация автомобилей в таких условиях приводит к отказам узлов трения.

В условиях отсутствия смазки шарниры наполняются абразивными материалами, в состав которых входят кислоты и соли.

Анализ металлоплакирующих присадок и магнитных смазочных жидкостей...

Размер абразивных частиц в масле агрегатов машин...

Предлагаются результаты исследования по определению размера абразивных частиц, участвующих в процессе изнашивания деталей, работающих в запыленных условиях эксплуатации.

Исследование интенсивности изнашивания... | Молодой ученый

Установлено также, что с уменьшением концентрации абразивных примесей в масле

надежность, терморегулирование, рабочая жидкость, трение, износ, гидропривод.

Размер абразивных частиц в масле агрегатов машин, участвующих в процессе изнашивания деталей.

Методы защиты авиационных ГТД от вредных воздействий...

Концентрация и фракционный состав частиц естественной пыли в атмосфере зависят от характера

Работа газотурбинного двигателя характеризуется большими расходами рабочего тела

Особую опасность представляет то, что места абразивного изнашивания лопаток...

Устройство для уменьшения загрязнения окружающей среды при...

Однако применение химических препаратов защиты растений в условиях интенсивных технологий требует особого подхода.

Достижения монодисперсного распыла с требуемыми диаметрами капель рабочей жидкости способствует уменьшению загрязнения окружающей...

Влияние кавитационно-абразивного износа на шнековые насосы

При наличии абразивных частиц в рабочей среде наблюдается так же абразивное изнашивание рабочих органов насосного агрегата.

На рис. 1 линии , , относят к условиям, когда кавитационный износ протекает с значительным «инкубационным» периодом.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Влияние воды на изнашивание топливной аппаратуры

В статье приводится информация об особенностях загрязнений системы питания дизельных двигателей, а также о количестве накоплений этих загрязнений в полостях и баках топливной аппаратуры в условиях эксплуатации.

Особенности изнашивания механизмов машин в зазоре пары...

Абразивные частицы могут попасть в рабочие полости машин и на поверхности трения из воздуха

Наибольшему абразивному изнашиванию подвергаются цилиндры и поршневые кольца.

Износ цапфы также находится в линейной зависимости от концентрации абразива.

Исследование пожаровзрывоопасности гидроабразивноструйной...

Количество ударов абразивных частиц колеблется в зависимости от условий обработки от

Моделируя физическое явление, при котором происходит изнашивание материала (сталь)

Для того чтобы эффективно очистить швы нефтяных резервуаров от смазки и загрязнений при...

Повышение эффективности технического обслуживания легковых...

Эксплуатация автомобилей в таких условиях приводит к отказам узлов трения.

В условиях отсутствия смазки шарниры наполняются абразивными материалами, в состав которых входят кислоты и соли.

Анализ металлоплакирующих присадок и магнитных смазочных жидкостей...

Размер абразивных частиц в масле агрегатов машин...

Предлагаются результаты исследования по определению размера абразивных частиц, участвующих в процессе изнашивания деталей, работающих в запыленных условиях эксплуатации.

Исследование интенсивности изнашивания... | Молодой ученый

Установлено также, что с уменьшением концентрации абразивных примесей в масле

надежность, терморегулирование, рабочая жидкость, трение, износ, гидропривод.

Размер абразивных частиц в масле агрегатов машин, участвующих в процессе изнашивания деталей.

Методы защиты авиационных ГТД от вредных воздействий...

Концентрация и фракционный состав частиц естественной пыли в атмосфере зависят от характера

Работа газотурбинного двигателя характеризуется большими расходами рабочего тела

Особую опасность представляет то, что места абразивного изнашивания лопаток...

Устройство для уменьшения загрязнения окружающей среды при...

Однако применение химических препаратов защиты растений в условиях интенсивных технологий требует особого подхода.

Достижения монодисперсного распыла с требуемыми диаметрами капель рабочей жидкости способствует уменьшению загрязнения окружающей...

Влияние кавитационно-абразивного износа на шнековые насосы

При наличии абразивных частиц в рабочей среде наблюдается так же абразивное изнашивание рабочих органов насосного агрегата.

На рис. 1 линии , , относят к условиям, когда кавитационный износ протекает с значительным «инкубационным» периодом.

Задать вопрос