Влияние климатических условий на эксплуатационную производительность гидрофицированных машин

Применение гидрофицированных самоходных машин в северных районах сдерживается исключительно низкой эффективностью гидравлического привода в зимний период. Например, бульдозер не мог осуществлять планировку снега при температуре воздуха минус 24 °С, даже через час с момента пуска машины. Причинами этого явились неуправляемое движение отвала при действии внешней нагрузки и недостаточное усилие резания. Аналогичная картина наблюдается и при работе других машин. На практике в Восточной Сибири, Якутии на дальнем Востоке часто для поддержания работоспособности гидропривода на определенном уровне в суровых климатических условиях двигатели машин не глушат с ноября по март месяц. Это ведет к перерасходу топлива, преждевременному износу двигателя и гидронасоса, загрязнению окружающей среды. Из всех факторов, определяющих климатические условия, наибольшее влияние на технико-экономические показатели оказывает температура. Остальные факторы влияют опосредованно через температуру. Например, при увеличении скорости ветра, существенно изменяются условия теплообмена гидропривода с окружающей средой и уменьшается температура рабочей жидкости. При увеличении прочности разрабатываемого грунта, ухудшении состояния дорог или повышении глубины снежного покрова ухудшается режим работы гидропривода, т. к. возрастают нагрузки на гидродвигатель, что в свою очередь, приводит к повышению давления в гидросистеме и увеличению температуры рабочей жидкости.

Таким образом, температура окружающей среды и рабочей жидкости является главным фактором, определяющим технико-экономические показатели гидрофицированных машин.

Нами выделено три основных направления, по которым температура воздействует на гидравлический привод. Под влиянием температуры (в диапазоне от минус 50 °С до плюс 80 °С) значительно изменяется состояние рабочей жидкости: в сотни и тысячи раз повышается вязкость, увеличивается плотность, повышаются загрязненность и содержание влаги. За счет насыщения жидкости газо-воздушной фазой, уменьшаются модуль объемной упругости и скорость распространения импульса, увеличиваются динамическая податливость и коэффициент объемного расширения. При изменении температуры происходит изменение величины зазоров в подвижных соединениях и натягов в неподвижных. За счет деформации и изменения размеров деталей происходит повышение сил трения или защемления подвижных элементов в направляющей и регулирующей гидроаппаратуре, подсос воздуха во всасывающей гидролинии и насыщение рабочей жидкости воздухом. Все это вызывает ухудшение динамики гидропривода и металлоконструкции, заклинивание гидроаппаратуры, разрушение гидрооборудования.

Изменение температуры оказывает отрицательное влияние на физико-механическое свойство материалов гидрооборудования, особенно полимеров. Изменяется характер контакта поверхностей трения, повышается сила трения и износ деталей гидрооборудования.

Методы повышения эффективности работы гидропривода

Проблема повышения эффективности гидравлического привода решается на стадии его проектирования, изготовления и эксплуатации.

Применение материалов повышенной прочности для изготовления ответственных деталей гидрооборудования

В качестве примера этого направления повышения работоспособности можно отметить применение более стойких металлов в насосах, регулирующей и направляющей гидроаппаратуре для изготовления деталей, подверженных кавитационной эрозии. Применение хладностойких сталей для изготовления штоков и проушин гидроцилиндров, валов насосов и гидромоторов, применение прочных и морозостойких полиуретановых и резинотканевых уплотнений гидрооборудования, которые имеют высокую прочность, сохраняют достаточную эластичность в широком диапазоне температуры и не подвержены интенсивному старению и вулканизации.

Применение новых, более совершенных конструкций гидрооборудования

Даже небольшие изменения конструкции существующего гидрооборудования позволяют повысить их работоспособность при экстремальных температурах. Например, применение эластичных прокладок и изменение посадок в соединении штуцер-корпус распределителя позволяет уменьшить низкотемпературное разрушение последнего. Уменьшение концентраторов напряжений на валу насосов и гидромоторов также позволяет сократить их поломки в период пуска при прецизионных соединениях направляющей и регулирующей аппаратуры. Применение соответствующих посадок в гидроаппаратуре исключает случаи низкотемпературного защемления подвижных элементов в зазорах и тем самым предотвращает возможные аварийные ситуации.

Разработка современных гидравлических систем

Применение рациональной разводки гидравлической системы, уменьшение протяженности и изгибов всасывающей, напорной и сливной гидролиний за счет рационального расположения гидрооборудования на машине, использования электрогидравлического способа управления и объединения функций двух-трех гидроаппаратов в одном позволяет уменьшить потери энергии в гидролиниях и увеличить полезные усилия на гидродвигателях при низких температурах окружающей среды и рабочей жидкости. К этому методу следует отнести, например, использование гидрозамков или дросселей с обратными клапанами, предназначенных для исключения быстрого самопроизвольного опускания рабочего оборудования, применения вторичных предохранительных клапанов, а также клапанов с различными логическими функциями. Кроме того, существенно повысить работоспособность гидрофицированных машин можно применением регулируемых аксиально-поршневых насосов с так называемым ноль-установителем, который при пуске насоса автоматически уменьшает угол наклона блока цилиндров и тем самым обеспечивает минимальную подачу жидкости.

Популярное на сайте:

Масляная система
При работе дизеля горячее масло, прошедшее через узлы дизеля, стекает в поддон, вваренный в поддизельную раму 18. Шестеренчатый масляный насос 23, соединенный через редуктор с коленчатым валом дизеля, засасывает горячее масло из поддона и нагнетает его в фильтр грубой очистки 2 и полнопоточный филь ...

Транспортно-экспедиционные операции на всём пути следования от грузоотправителя до грузополучателя
Схема транспортно-экспедиционных операций для ТТС на условиях поставки DAF Польша (Варшава) ТЭО при отправлении груза железнодорожным транспортом: 1- договор на ТЭО; 2- заявка на перевозку груза (3 экземпляра заявки); 3- заявка на перевозку с отметкой об её принятии, либо об её отказе; 4- уточнение ...

Человеческий фактор и безопасность мореплавания
Человеческие ошибки являются основной причиной большинства аварий и других инцидентов на море. По проведенным исследованиям, ошибки человека вызвали от 60 до 80% аварийных случаев, в то время как конструктивные недостатки оборудования дали лишь немногим более 10%. Нарушение правил безопасности море ...