Источники загрязнений рабочей жидкости

Как ни странно первым источником является завод-изготовитель машины. Вместе с комплектующими изделиями, которые на себе несут пыль и различные загрязнения, в гидросистему попадает окалина от сварки трубопроводов, остатки абразивных и притирочных паст, металлической стружки, резинотехнических изделий и др.

Размеры мелких частиц колеблются в пределах от 3 до 5 мкм. Чем выше качество работ и условий организации рабочих мест на предприятии, тем меньше загрязнений попадет в гидросистему и соответственно снизится их отрицательное воздействие в зазорах сопряженных деталей при их взаимных перемещениях. Такие же «вредные» частицы образуются и при взаимодействии узлов гидропривода машины и должны улавливаться ее фильтрами. Постепенно они засоряются, их нужно своевременно менять в соответствии с установленной заводом-изготовителем периодичностью.

Состояние рабочей жидкости важно контролировать в непрерывном режиме, с выводом текущей информации на «торпеду» в кабине машиниста экскаватора, по аналогии с автомобилем, в котором информация об износе, например тормозных колодок, от датчиков считывается в бортовой компьютер и предупреждает водителя об их состоянии, позволяя тем самым заблаговременно решить вопрос их замены. Поэтому своевременная замена фильтров существенно снизит концентрацию механических примесей в рабочей жидкости, а сочетание их с магнитными уловителями металлических частиц даст еще больший эффект.

Вторым источником является поток загрязнений, начиная с производства на нефтеперегонных заводах, затем во время ее доставки в цистернах на нефтебазы, далее в процессе слива маслобензовозам на нефтебазах и в самом процессе заправки гидробака машины.

В этот момент и происходит загрязнение рабочей жидкости как органическими, так и неорганическими частицами. Наиболее опасны для гидропривода неорганические частицы, представляющие собой частички кварца, полевого шпата, окислов алюминия, железа. Твердость этих частиц, особенно кварца и окислов алюминия существенно выше твердости металлов, из которых производятся детали самой гидросистемы, в т.ч. трущиеся пары (например, золотник — корпус гидрораспределителя, детали качающего узла, гидромотора или насоса).

Процесс действия этих частиц прост. Частицы вместе с потоком рабочей жидкости, попадая в зазор трущихся пар, разрывают масляную пленку и своими острыми краями воздействуют на поверхность трущихся пар, как абразив наждачной бумаги на обрабатываемую поверхность. Конечно, этот процесс растянут во времени, но чем грязнее жидкость, тем интервал времени до допустимого износа сокращается, ресурс уменьшается, материальные затраты увеличиваются. Если же частицы больше 5-45 мкм, то «внутренние мельничные жернова»: золотник — корпус, >качающие узлы, дробят их своими кромками, одновременно изнашиваясь сами. Если до эксплуатации у новых гидрораспределителей радиальный зазор в прецизионных парах составляет от 6-8 мкм, то в процессе эксплуатации он увеличивается до 32-46 мкм. Важно за какое время работы экскаватора мы придем к этому пределу: через год или через 10 лет и соответственно сколько финансовых затрат понесем меняя или ремонтируя изношенные узлы за весь период эксплуатации техники вплоть до ее списания на металлолом.

К третьему источнику загрязнения рабочей жидкости относится воздух, особенно запыленный, проникающий в гидросистему путем непосредственного контакта с маслом в момент залива его в гидробак, а также во время ее транспортировки в открытых емкостях. Кроме того не исключена ситуация попадания запыленного воздуха через сапун гидробака и подсосы его через неплотности соединений нагнетающей магистрали гидросистемы.

Так каким же образом предотвратить и не допустить попадание пыли, грязи, воды в гидросистему при ее заправке?

Как известно, масло легче воды, значит необходимо дать ему отстояться, и вода окажется внизу емкости, заодно осядут и другие частицы. Следующую операцию заправки необходимо производить таким образом, чтобы забор масла не осуществлялся со дна емкости, конец всасывающего патрубка должен быть выше уровня дна, исключив барботаж масла, или забор масла производить сверху емкости постепенно опуская всасывающий патрубок в емкость опять-таки исключив барботаж масла, не опуская его до дна емкости.

Заправлять гидросистему необходимо, конечно же, не ведром с лейкой, а специальными заправочными агрегатами и «закрытой струей» как на АЗС. Идеальным вариантом является схема «нефтебаза→емкость маслозаправщика→гидробак». Но, чтобы исключить попадание грязи в гидросистему, необходимо гарантированно знать, что масло с нефтебазы получено чистое, емкость маслозаправщика и гидробак чисты. Масло из емкости маслозаправщика должно попадать в гидробак через фильтры маслозаправщика, удерживающие частицы ниже 4 мкм, иначе весь смысл наших рассуждений теряется. Стремление конструкторов повысить тонкость фильтрации неизменно приводит к уменьшению их проходимости, что тянет за собой повышение давления в сливной магистрали, открытию предохранительного клапана и перепуску неочищенной жидкости в маслобак. Решение этого вопроса за счет повышения давления при срабатывании предохранительного клапана ведет к возрастанию нагрузки на гидронасос, что явно нежелательно.

Частичное загрязнение рабочей жидкости происходит через уплотнения гидроцилиндров, какими бы они не были хорошими, даже если штоки гидроцилиндров закрыты чехлами. К тому же от внутреннего износа никуда не уйти. Встроенная в гидропривод машины система контроля качества рабочей жидкости позволит тестировать ее чистоту в режиме «онлайн» с выводом необходимой информации в кабину машиниста, что позволит своевременно принять решение о замене загрязненной рабочей жидкости, даже если по регламенту ТО еще как бы и рано, а по факту необходимость замены очевидна.

Технически все эти требования решаются, затраты окупятся безусловно, а машинисту-оператору того же экскаватора остается только своевременно сообщить об этом сервисной службе, которая со своим современным заправочно-очистным оборудованием заменит рабочую жидкость и вдохнет «кислород» в «кровеносную систему экскаватора».

Так как в гидробаке (особенно на его дне) наслаивается значительное количество загрязнений, чистить его надо обязательно до заправки свежей рабочей жидкости, после этого необходимо промыть всю гидросистему промывочным маслом.

Конечно, все то что описано выше трудоемко, требует дополнительных затрат, квалификации обслуживающего персонала и пр., поэтому инженерная мысль не стоит на месте и пути решения вопроса чистоты рабочей жидкости находят свое конкретное воплощение. В качестве примера можно привести инновационный фильтр PLEXUS, с фильтрующим элементом, улавливающим частицы размером 1,5 мкм. Мельчайшие загрязнения задерживаются в глубинных слоях фильтрационного материала, обладающего большой поглощающей способностью, благодаря чему интервалы между работами по техническому обслуживанию гидросистемы можно существенно увеличить, что в конечном итоге ведет к снижению эксплуатационных расходов.

От чистоты рабочей жидкости зависит и эффективность работы сменных рабочих органов экскаватора, например гидромолота, гидроножниц, грейферного оборудования и др.

Подводя итоги вышесказанному, можно с уверенностью повторить известную фразу «чистота — залог здоровья», которая применима не только к человеческому организму, его жилищу, но и к современной технике, использующей в качестве энергоносителя рабочую жидкость в различных гидроприводах машин от станков до самолетов и ракет.