Рабочие жидкости для гидроприводов

В гидроприводе рабочая жидкость является энергоносителем, благодаря которому устанавливается связь между насосом и гидродвигателем. Кроме того, рабочая жидкость обеспечивает смазку подвижных частей элементов гидропривода.

Под жидкостью понимают физическое тело, обладающее в от-лнчие от твердого тела текучестью и в отличие от газа весьма ма­лой изменяемостью своего объема (при изменении давления или температуры). Важнейшими физическими свойствами жидкости являются: плотность, вязкость, сжимаемость и тепловое расши­рение.

Плотностью -однородной жидкости называют величину, рав­ную отношению массы жидкости к ее объему.

Вязкость жидкости— свойство жидкости оказывать сопро­тивление сдвигу или относительному смещению слоев. Вязкость проявляется в жидкости только при ее течении. Различают динамическую и кинематическую вязкости жид­кости.

Сжимаемость жидкости—свойство жидко­сти изменять объем под действием давления. Количественно сжимаемость жидкости характеризуется модулем объемного сжатия.

Тепловое расширение жидкости— свойство жидкости изменять объем в процессе ее изобарического нагревания (при постоянном давлении). Количественно тепловое расширение жидкости харак­теризуется температурным коэффициентом объемного расширения.

Функции рабочей жидкостив объемных гидроприводах много­сторонни. Кроме основной рабочая жидкость выполняет и другие важные функции :

· она является смазочной средой. Она осуществляет смазку трущихся поверхностей деталей гидро­машин и других гидравлических устройств, поэтому в объемных гидроприводах нет каких-либо специальных смазочных систем.

· она является теплоносителем'. она переносит теплоту от нагретых частей к холодным.

· она является промывочной средой; при движении она уносит с собой продукты изнашивания и прочие загрязнения.

· она является одним из средств консервации: защищает поверхности полостей гидромашин и дру­гих гидравлических устройств от коррозии.

Перечисленные функции рабочей жидкости играют важную роль в обеспечении функционирования гидропривода, а также его надежности.

Условия эксплуатации рабочей жидкости, применяемой в гидро­приводах, могут быть весьма сложными. На состояние рабочей жидкости прежде всего влияет широкий диапазон рабочих темпе­ратур(—60 до 90 °С), а также наличие больших скоростей потока(до 50 м/с) и высоких давлений(32 МПа (320 кгс/см²)). Необходимо также учитывать, что рабочая жидкость находится в постоянном контакте с дета­лями, изготовленными из различных конструктивных материалов.

Все многообразие применяемых в гидроприводах рабочих жидкостей можно разделить на две группы:

на минеральной (неф­тяной) основе.Рабочие жидкости на нефтяной основе имеют сравнительно низкую верхнюю границу температур­ного диапазона и содержат различные аптиокислительпые и анти­коррозионные присадки.

на синтетической основе. Синтетические рабочие жидкости обла­дают высокотемпературными свойствами, негорючи. Один из основных недостатков синтетических жидкостей —высокая стои­мость, поэтому их применяют крайне редко — при необходимости обеспечить пожаробезопасную работу гидропривода при высо­ких температурах (до 360 °С).

Существенное значение при выборе рабочей жидкости имеют вязкость, сжимаемость, температуры вспышки и застывания.

Вязкостьрабочей жидкости зависит от температуры и давле­ния. Уменьшение вязкости рабочей жидкости увеличивает утечки в гидромашине, что ухудшает ее параметры. Для обеспечения работы гидропривода с большими скоростями при низких давле­ниях следует выбирать рабочую жидкость с меньшей вязкостью, так как вязкостные потери напора при больших скоростях потока значительны. При работе на больших давлениях — 32 МПа сле­дует выбирать рабочую жидкость с большой вязкостью. Обычно вязкость ограничивает диапазон рабочих температур гидро­привода.

Следствием сжимаемостирабочей жидкости является снижение быстродействия гидропривода. Сжимаемость жидкости следует учитывать при давлениях более 10 МПа, в диапазоне давлений от 0,1 до 10 МПа можно считать жидкость несжимаемой.

Температура вспышки— температура, при которой пары масла, нагреваемого в открытом или закрытом тигле, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. За температуру вспышки в открытом тигле при­нимают температуру появления первого синего пламени над частью или всей поверхностью испытуемой рабочей жидкости. Температура вспышки является показателем, позволяющим судить о пожарной безопасности.

Температура застывания —температура, при которой масло загустевает настолько, что при наклоне пробирки на 45° его уровень в течение 1 мин остается неизменным. Температура застывания масла должна быть на 10—17 °С ниже наименьшей температуры эксплуатации гидропривода.

Таким образом, к рабочей жидкости гидропривода предъ­являют следующие требования:

· хорошие смазывающие свойства;

· минимальная зависимость вязкости от температуры в требу­емом диапазоне температур;

· высокая температура вспышки (пожаробезопасность) и низкая температура замерзания;

· стабильность свойств при эксплуатации, высокая устойчивость к механическому разрушению сложных соединений жидкости (диструкции) при дросселировании, окислению при работе, по­глощению влаги и воздуха;

· длительный срок службы;

· хорошая теплопроводность и малый коэффициент теплового расширения:

· высокие моющие свойства (вынос продуктов износа и других загрязнений;

· инертность по отношению к применяемым материалам и защите их от коррозии;

· отсутствие механических примесей, воды и загрязняющих частиц;

· низкая стоимость и недефицитность.