1.4.2 Выбор кондиционеров рабочей жидкости

Кондиционеры предназначены для получения необходимых качественных показателей состояния рабочей жидкости. К ним относятся гидроочистители и теплообменные аппараты.

Гидроочистители предназначены для очистки рабочей жидкости от твердых частиц, которые ухудшают смазку трущихся деталей, приводя к интенсивному износу и заклиниванию перемещающихся пар, засоряют проходные отверстия гидроаппаратов, способствуют окислению и разрушению масел, Поэтому от чистоты рабочей жидкости зависит срок службы и надежность работы гидропривода.

Жидкость загрязняется как за счет попадания в нее посторонних тел из вне, так и за счет продуктов разрушения и износа трущихся поверхностей. так как загрязнение жидкости в процессе работы идет непрерывно, то для очистки необходимо ставить постоянно действующие очистители.

Очистка жидкости от твердых частиц может осуществляться либо в силовом поле (центробежном, гравитационном, магнитном) сепараторами, либо в пористом материале фильтрами.

Фильтры обеспечивают в процессе эксплуатации гидропривода необходимую чистоту масла, работая в режимах полнопоточной или пропорциональной (частичной) фильтрации во всасывающей, напорной или сливной линиях гидросистемы. На практике для выбора фильтра обычно пользуются показателем номинальной тонкости фильтрации, характеризующейся размером частиц, задерживаемых на 90%. Степень очистки оценивается по наименьшему размеру частиц , задерживаемых фильтром. По степени очистки условно различают фильтры грубой очистки ( 0,1 мм), нормальной очистки ( 0,01 мм), тонкой очистки ( 0,005 мм).

Для грубой очистки применяют сетчатые фильтры типа С 42-5 (ТУ2-053-1614-82Е) и фильтры щелевые по ГОСТ 21329-75. Эти фильтры являются напорными и обеспечивают полнопоточную фильтрацию в случае их установки перед предохранительным клапаном. Их применение целесообразно для защиты высокочувствительных к засорению элементов гидросистемы, но они являются металлоемкими и сравнительно дорогими, поскольку требуется обеспечить достаточную прочность корпуса.

Сетчатые фильтры типа ФВСМ по ОСТ С41-2-80 монтируются непосредственно на нижнем конце всасывающей трубы насоса и работают, как правило, в режима полнопоточной фильтрации, предотвращая попадания в насос сравнительно крупных частиц, а в остальные элементы гидросистемы - более мелких частиц, являющихся продуктами разрушения частиц в насосе или в других узлах гидропривода. Поскольку приемные (всасывающие) фильтры ухудшают условия всасывания насосов, перепад давлений на фильтроэлементе не должен превышать 0,018 - 0,02 .МПа.

Для обеспечения безкавитационной работы нacoca необходимо соблюдать условие:

МПа, (25)

где - потери давления на прямых участках всасывающей линии, МПа;

- потери давления в местных сопротивлениях, МПа;

- потери давления на фильтре, МПа;

- плотность рабочей жидкости, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

h - высота всасывания, м (знак +, если насос расположен над баком).

Тонкую фильтрацию рабочей жидкости позволяют обеспечить сливные фильтры типа ФС (ТУ2-053-1641-83Е); они достаточно компактны, могут встраиваться в баки, однако в ряде случаев создают нежелательное повышение давления подпора в сливной линии.

Для предохранения от загрязнений баков используются воздушные фильтры 20 ОСТ2 Г45-2-80 и типа Г45-25 (ТУ2-053-1541-80Е) и заливной фильтр Г42-12Ф. Воздушные фильтры (сапуны) с тонкостью фильтрации не хуже основного фильтра гидросистемы служат для предохранения масла oт попадания пыли и других загрязнений извне при изменении уровня масла в баках в результате функционирования гидродвигателей с различными рабочими объемами, аккумуляторов и т п. Заливные фильтры используются для заливки масла и в процессе эксплуатации заглушаются пробками. Воздушные и заливные фильтры устанавливаются на крышке бака.

Магнитные фильтры типов ФМ и ФМП (ТУ2-053-1577-81Е) применяются для задержания металлических частиц (обычно это продукты изнашивания гидроагрегатов) и устанавливаются обычно в сливных линиях. Патроны магнитные по ОСТ 2 Г42-1-73 и уловители магнитные (ТУ2-053-1788-86) устанавливаются, как правило, в проемах перегородок баков, разделяющих всасывающий и сливной отсеки, где скорость течения масла невелика (< 1 см/с) .

При выборе схемы установки фильтров целесообразно пользоваться типовыми схемами Технические характеристики фильтров приведены в справочной литературе. Если невозможно подобрать нужный фильтр из выпускаемых, то необходимо выполнить расчет, на основании которого можно спроектировать фильтр для данного привода. Подбирается фильтрующий материал, обеспечивающий нужную точность очистки, задается сопротивление фильтра ( МПа) и определяется полезная площадь фильтрующей поверхности

, (26)

где Q - расход масла через фильтрующую поверхность, м³/с;

q - удельный расход масла через материал фильтра, представляющий собой пропускную способность единицы площади поверхности фильтрующего материала при перепаде давления в 1 Па и вязкости жидкости в 1 , ( );

- перепад давлений на фильтре, Па;

- коэффициент динамической вязкости масла, .

Теплообменные аппараты - устройства, предназначенные для обеспечения заданной температуры рабочей жидкости гидропривода. Теплообменные аппараты по назначению подразделяют па охладители и нагреватели жидкости. Устанавливаются они, как правило, в гидробаках. Иногда в баке устанавливают сразу оба аппарата. В качестве нагревателя обычно используется электрический нагреватель, а в качестве охладителя - водяной теплообменник, выполненный в виде змеевика. Однако использование водяных теплообменников требует прокладывания к гидробаку линий водопровода и канализации, а утечки воды могут привести к вспениванию масла и необходимости его замены. Поэтому целесообразно использовать воздушное охлаждение рабочей жидкости, проходящей через трубки выносного теплообменника. Иногда на стенки гидробака устанавливаются ребра, увеличивающие площадь поверхности теплоотдачи со стороны теплоносителя с меньшим коэффициентом теплоотдачи (воздуха). Для увеличения скорости охлаждения масла (интенсификации процесса) трубки выносного теплообменника или ребра обдуваются воздухом от вентилятора.