Способ определения срока службы рабочих жидкостей гидроагрегатов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 741155(28) Приоритет да делам нзооретеиий н открытийОпубликовано 15.06.80. Бюллетень22 Дата опубликования описания 15,06,80(72) Авторы изобретения В. П. Вайлевич, В. В. Арсенов и О. П. Лапотко Институт проблем надежности и долговечности машин АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ ГИДРОАГРЕ ГАТОВИзобретение относится к области гидравликии может быть использовано при определениисрока службы рабочих жидкостей, в частностимасел, в гидроагрегатах с принудительнымдвижением рабочей жидкости.5Известен ряд способов определения срокаслужбы рабочей жидкости в гидроагрегатах,а также двигателях внутреннего сгорания. Известен способ определения необходимости1 О замены масла в дизелях 1, по которому пригодность картерного масла для дальнейшего использования определяется замером толщины слоя отложений в реактивной масляной центри. фуге за 60 ч работы двигателя любым из известных 15 способов. Опыты показывают, что при нормальном течении процесса старения масла интенсив. ность накопления отложений в роторе центрифуги составляет 1-2 г/ч, что соответствует толщине отложений в роторе за 60 ч работы двигателя около 4 мм. Если при вскрытии ротора окажется, что слой отложений в месте наибольшего утолщения достигает 8-10 мм, масло необходимо сменить. Недостатком этого метода является его трудоемкость вследствие необходи. мости разработки агрегата.Известен способ, по которому пригодность масла в двигателях внутреннего сгорания для дальнейшей эксплуатации определяют по непрозрачности масла, стекающего по специально изготовленной щели с нанесенными на ней метками. Когда метки перестанут просматриваться невооруженным глазом, масло необходимо сме. нить 2Для оценки срока службы масла в двигателе есть способ капельной пробы 3, Способ заключается в нанесении на фильтровальную бумагу или картон капли масла из работающего двигателя и сравнений цвета полученного масляного пятна с цветом эталонных пятен, для которых известно содержание механических примесей в масле. Свежее масло дает ровное светлое пятно, масло с содержанием 0,1% механических примесей дает пятно с слабым светлосерым ореолом. С дальнейшим увеличением содержания механических примесей пятно становится все темнее и темнее; при содержа. нии 0,4-0,5% механических примесей оно ста.1155 4 5 20 30 35 40 45 10 15 25 50 55 3 74новится черным. Имея заранее нанесенныеэталонные пятна, можно легко сравнить и оценить качество масла в двигателе.Известен способ определения пригодностисмазочных масел в двигателях и механизмахв процессе эксплуатации 41. По этому способусрок службы смазочного масла в двигателях имеханизмах в процессе эксплуатации определяется периодическим отбором проб масла, и посодержанию в них железа судят о пригодностимасла, Для сужения о степени пригодностимасла при эксплуатации, например автомашин,определяют зависимость количества железа вмасле от количества километров пройденногомашиной пути. График представляет собойлинию, которая вначале идет прямо, а затемначинает изгибаться, Точка перегиба характери.зует момент, когда скорость износа механизманачинает возрастать и необходимо произвестисмену масла,Недостатком описанного способа являетсяего трудоемкость вследствие длительности определения содержания железа в масле и неточ.ность вследствие необходимости отбора пробмасла с частичной разработкой агрегата.Целью изобретения является повышение точ.ности и снижение трудоемкости определениясрока службы рабочей жидкости. Поставленнаяцель достигается тем, ч 1 о в способе определения срока службы рабочей жидкости определяютразность температур рабочей жидкости на входеи выходе ее в наиболее напряженном узле трения, и о сроке. службы рабочей жидкости судятпо превышению указанной разности температурв процессе наработки на 30-40% по сравнениюс разностью температур рабочей жидкостидо наработки.Для осуществления этого способа выбираетсянаиболее нагруженный узел трения гидросистемыи снабжается датчиками температуры на еговходе и выходе в зонах перемещения рабочейжидкости,При прохождении рабочей жидкостью узлатрения при определенных нагрузках ее температура повышается вследствие восприятия энергии,которая выделяется при трении. Причем повышение температуры рабочей жидкости при прохождении узла трения находится в зависимости откоэффициента трения, который изменяется взависимости от степени пригодности масла. Этоповышение температуры фиксируется с помощьюустановленных датчиков температуры и регистрирующих приборов, например ПЦ.63. Разностьтемператур до наработки устанавливают экспе.риментально, пропуская свежую рабочую жидкость через узел трения,Повышение разности температур рабочейжидкости на входе и выходе ее в наиболеенапряженном узле трения гидросистемы в процессе наработки на 30 40% по сравнению суказанной разностью до наработки свидетельствует о необходимости замены рабочей жидкости.На чертеже приведен график повышенияуказанной разности температур в зависимостиот срока службы рабочей жидкости.Пример осуществления способа,Этот способ проверен на насосной установке, включающей в себя насос, дроссель, холо.дильник и масляный бачок. Наиболее нагруженным узлом трения является насос. Объем масляной системы 0,7 л. Узел трения (насос) представляет собой ротор с лопатками, которыепри вращении ротора скользят по статоруи изнашиваются. От сильного износа эта паратрения предохраняется рабочей жидкостью, которая и является объектом исследования.В качестве объекта исследования выбраномасло М 10 В, взятое из масляной системы гид.рообъемной передачи трактора МТЗ-ЯОБ, Пробымасла берут через О, 400, 800, 1200, 1600,2000 ч работы трактора. В насосную установкузаливают исследуемую пробу масла и запуска.ют в работу в следующем нагрузочном режиме:давление нагнетания 70 кгс/см температурарабочей жидкости на входе в насос 50 С. Приэтом фиксируют разность температур рабочейжидкости на входе и выходе из насоса. Длясравнения результатов, полученных по способусогласно изобретению и способу, описанномув прототипе, для каждой пробы масла определяют содержание в ней железа по ГОСТ 195547,После оценки срока службы рабочей жидкости по двум описанным методам для их сравнения по точности эту же жидкость заливаютв насосную установку, которую запускают вработу в следующем нагрузочном режиме;давление нагнетания - 70 кгс/см, температурарабочей жидкости на входе в насос - 50 С.Через 50 ч работы установки определяют весовой износ лопаток насоса, которые ло экспериментальным данным подвергаются наибольшемуизносу, Весовой износ деталей насоса приреальных условиях его работы наиболее полнохарактеризует срок службы рабочей жидкости,поэтому этот способ считается эталонным. Нормальный износ лопаток 4 мг/ч свиде.тельствует о пригодности исследуемого масладля дальнейшего использования, повышенныйизнос лопаток (по экспериментальным даннымболее 4 мг/ч) свидетельствует о необходимостизамены масла.Произведена также оценка срока службырабочих жидкостей методом капельной пробыследующим образом. Капли ранее отобранныхпроб масла М 10 В из гидрообъемной передачитрактора МТ 3-80 Б, наносят на белую фильтро.вальцую бумагу. ЕЬя анализа механических примесей в отобранных пробах используют эталонцьте пятна для этого масла. Затем цвет полу. ченных ьса фильтровальной бумаге пятен сравнивают визуально с цветом эталонных пятен, где известно содержание механических при.месей в %. Таким образом, найдено содержание механических примесей в исследуемых пробах масла и определен срок его службы.Данные результатов определения по описан- то ным способам приведены в таблице и построен график, изображенный ца чертеже,С сл б Контролируемый параметр весовоц а оличест еханиче количеств пер леза износ сласти ких примесей (метотс капельной гас соб согл сно изоб алоцстыл способ) 2 тробы) тению) ЬТ, С 10 0,05 2 14 О5 4,3 35Из приведеного графика видно. что зависимость ттТ = Х (т) близка к зависимости Р=тст), чего нельзя сказать о зависимости Сс = Х(т). На этом основании сделан вьцтод о повышенной точности способа по изобретению по сравнению 4 О со способом, описанным в прототипе. Измерение перепада температур рабочей жидкости на входе и выходе ее из насоса составляет 0,5 ч. Измерение количества железа в масле составляет около 5 ч. Отсюда делаем вывод о снижении трудоемкости способа. Кривая весового износа пластин в зависимости от времени работы вначале идет прямо, а затем цачинаег изгибаться в сторону увеличения, что свидетельствует об ускоренном износе лсталей системы. Этот момент соответствует увеличецшо перепада температур рабочей жидкости ца входе и выходеГ из узла трения на 30.40%. В связи с этим величина перепала температуры рабочей жидкости на входе и выходе из насоса на 30-4 Ю считается оптимальной, по достижении которой необходимо сменить масло. Срок службы испытываемого масла М 10 В. работаяццего в гидро- объемной передаче трактора МТЗ-ХОЬ, 1600 ч, Из анализа графика количества механических примесей тсо методу кацельцой пробы в масле от срока его службы тК=тст) масло следует менять через 2000 ч работът, хотя оно уже через 400 ч вызывает псвьццеццый износ дета. лей. Осцовньсми тседостаткачтс последних двух о ки Источники информашцпринятые во внимание цри кспертизеССР ггто 145060 1. Авторское свидетельствол. 6 01 М 33,т 30 т, 1962.2. Патент С 111 А Я 3905702,6 01 й 33/28), оцублик. 1973. Гордеев Г, И. ц др. Матомобильных двигателей, 1954. Авторское свидетельствол. б 01 И 33(30, 1947 прото кл. 356-70 сляные фильтры, с. 17 18.СССР У 639тип) . методов является их неточность цз-за отсутствия мгновенного влияния ца их результаты абразивных цеметалличсских часттсте, находящихся в масле. Так. по методу капельой пробьс масло с недопустимым содержанием абразива имеет светлую окраску, а для изменения свое. го цвета оцо должно проработать в гидросистеме по экспериментальным дацньсм це менее 50 ч. в заттисцмостц от объема масла в системе.Способ определения срока службы рабочих тьзсдкостетс согласно изобрететпсю не имеет этих недостатков. Здесь практически мгновенно коэффициеттс трения сопряженной пары реагирует на качество масла. что влечет за собой повьццсцие температуры последнего. Периодическое измерение перепада температур рабочей жидкости ца входе и выходе ее из узла трения, например ца приборе типа ПП, позволяет довольно точно определить момент его повышения ца 30-40%, что будет сстгттаттоьс для замены рабочей жидко ти.Точность предлагаемого способа определения срока службы рабочих жидкостей гидроагрега. тов увстццгцвается за счет повьццеция его чувствитетттцостгс к боттьшему кольсчеству факто 1 эов, влияюсццх ца пригодность масла для дачьнейшего использования. Кроме того, если в системе есть узел трсцця, к которому всегда можно приложить отт 1 стссттегтттуттг нагрузку, то предложетппяй способ можно прим:пить без отбора проб масла, что также повышает точность метода.Фосгмула изобретенияСпособ определстпся срока службы рабочих жидкостей гидроагрегатов, о т л и ч а то щ и йс я тем, что, с целью повышения точности иснижстгггтс трудоемкости способа, определяют разность температуры рабочей жидкости ца входе и выходе ее в наиболее напряженном узле тре. ния и о сроке службы рабочей жидкости судятпо нревышетсию указанной разности температурв процессе наработки ца 30.40% по сравнениюс разностью температур рабочей жидкости доараб тЕмельянова орректор М. Демчи т каз 3194(44 Тираж 1019 ЦНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская на