Обеспечение работоспособности гидросистем мобильных строительно-дорожных машин

Гурьянов Г.А. Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева

Долговечность и безотказность работы машин, оснащенных гидроприводом, в большой степени зависит от чистоты рабочих жидкостей. Многочисленные исследования показывают, что загрязненность рабочей жидкости в гидросистемах машин часто превышает допустимые нормы в 5...10 раз и более, что в 3...5 раз сокращает срок службы гидрооборудования. Повышенная загрязненность рабочей жидкости является причиной 50...70% отказов и простоев машин. При повсеместном переходе машин на гидропривод и росте числа таких машин в парках строительных и дорожных организаций повышение ресурса работы элементов гидравлических систем и их надежности приобретает особое значение. Одним из основных способов повышения надежности и долговечности работы гидроагрегатов является обеспечение чистоты рабочей жидкости.

Рабочая жидкость загрязняется различными путями. Механические загрязнения попадают в нее при транспортировке, при наполнении маслозаправщиков, при заливке рабочей жидкости в гидросистемы СДМ, а также в процессе эксплуатации в рабочую жидкость попадают частицы пыли, выделяющиеся при работе машины, которые проникают в гидросистему при "дыхании" гидробака через его сапун, или оседая на штоки гидроцилиндров. Кроме того, рабочая жидкость в гидросистеме машины загрязняется продуктами износа пар трения гидроагрегатов.

Механические загрязнения, попадая в гидросистему, не только загрязняют рабочую жидкость, но и накапливаются в гидробаке и трубопроводах, а затем, при заправке гидросистемы чистой рабочей жидкостью, попадают в нее, повышая ее загрязненность, и вызывая износ гидроагрегатов, работающих на якобы чистой рабочей жидкости. Поэтому повышение надежности, долговечности и безотказности работы гидроприводов неразрывно связано с решением проблемы как очистки рабочей жидкости в процессе эксплуатации машины, так и своевременной замены загрязненной рабочей жидкости, промывки гидросистемы с целью удаления из нее осевших механических загрязнений и заправки ее чистой рабочей жидкостью. Кроме того, качественная своевременная очистка в сочетании с промывкой гидросистемы увеличивает срок службы до замены и самой рабочей жидкости.

Чаще всего проблема очистки рабочей жидкости и промывки гидросистем решается в условиях предприятий, эксплуатирующих машины, путем создания стационарных стендов на основе фильтров тонкой и грубой очистки, магнитных фильтров или центрифуг. Такие стенды, в зависимости от конструкции, позволяют осуществлять следующие операции: очистку загрязненной рабочей жидкости из гидросистемы машины с последующей ее заливкой обратно в бак для дальнейшего использования; слив загрязненной рабочей жидкости и заправку гидросистемы чистой рабочей жидкостью (возможна регенерация слитой загрязненной рабочей жидкости).

При использовании таких стендов замена и очистка рабочей жидкости проводятся в основном только при капитальном ремонте машин, хотя необходимость в этом возникает гораздо чаще. Промывку и очистку гидросистем следует проводить по необходимости, но, как минимум, не реже, чем проводится ТО-2 машин. Но такое возможно только для машин, находящихся непосредственно на предприятии или вблизи него. В действительности же большинство мобильных СДМ работает на значительном удалении от базового предприятия, иногда за сотни километров, и не имеет возможности своевременно пройти очистку гидросистемы, вследствие чего им приходится работать на загрязненной рабочей жидкости.

В определенной степени эту проблему можно решить применением передвижных мастерских для обслуживания гидроприводов машин. Существуют различные по оснащению и возможным функциям передвижные мастерские, разработанные и изготовленные различными производителями.

В зависимости от оснащения, существующие передвижные мастерские могут осуществлять следующие операции по обслуживанию гидросистем СДМ: экспресс-анализ загрязненности рабочей жидкости механическими примесями и водой; слив из гидросистемы и очистка рабочей жидкости от механических примесей и воды; заправка или дозаправка гидросистемы чистой новой или регенерированной рабочей жидкостью.

Таким образом, существующие передвижные мастерские имеют существенный недостаток: не обеспечивают промывки всей гидросистемы обслуживаемой машины, в результате чего механические загрязнения из трубопроводов попадают в чистую рабочую жидкость и загрязняют ее.

Другим недостатком передвижных мастерских, является то, что в настоящее время в установках для очистки загрязненной рабочей жидкости в большинстве случаев применяются фильтры тонкой очистки (тонкость фильтрации 10...15 мкм). Однако фильтрация этими фильтрами рабочей жидкости 14...17 классов чистоты (по ГОСТ 17216-2001), которая в действительности используется в большинстве гидросистем СДМ, приводит к быстрому загрязнению фильтрующих элементов и необходимости частой их замены. Применение более грубых фильтров (с тонкостью фильтрации 15...30 мкм и более) не дает требуемого качества очистки. Также фильтры удаляют из рабочей жидкости полезные органические вещества, снижающие износ пар трения гидроагрегатов, а сменные фильтроэлементы имеют высокую стоимость. Применение же магнитных и электростатических фильтров, обладающих высокой тонкостью очистки, ограничивается их низкой производительностью. Центробежные очистители (центрифуги) обеспечивают более качественную очистку рабочей жидкости при больших расходах и более долговечны, чем фильтры, но применяемые в некоторых установках (например, СМ1-3000, ПСМ2-4 и другие) серийные центробежные очистители не обеспечивают требуемой тонкости очистки и имеют низкую производительность (50...60 л/мин), что увеличивает время обслуживания одной машины. Анализ существующих центробежных очистителей показывает, что они не могут в настоящее время при производительности 100...200 л/мин обеспечить тонкость очистки выше 10...15 мкм при необходимой тонкости 3...5 мкм. Анализ исследований различных авторов (С.В. Венцель, Е.С. Венцель, М.А. Григорьев и др.) показывает, что удаление из рабочей жидкости частиц механических загрязнений размером менее 5 мкм вообще нецелесообразно, так как они способствуют увеличению срока службы гидроагрегатов, поэтому эффективным будет измельчение механических частиц размером 10...15 мкм и более, не уловленных очистителем, до размера 5 мкм и менее.

На основании проведенного анализа можно заключить, что передвижная мастерская по обслуживанию гидросистем строительно-дорожной техники должна обеспечивать выполнение следующих операций: экспресс-анализ загрязненности рабочей жидкости механическими примесями и водой и определение физико-механических свойств рабочей жидкости; слив загрязненной жидкости из гидросистемы машины; очистка загрязненной рабочей жидкости от механических примесей и воды (регенерация); промывка всей гидросистемы машины (бака и трубопроводов) специальной промывочной жидкостью; очистка загрязненной промывочной жидкости; заправка гидросистемы машины чистой свежей или регенерированной рабочей жидкостью.