Меню Рубрики

Установки по охлаждению масла в гидросистемах

Перегрев масла в гидросистеме – решение проблемы

Проблема перегрева масла может возникнуть в гидравлической системе любого типа – стационарной или мобильной. При этом критическое повышение температуры рабочей жидкости приводит к поломке оборудования, и как следствие – простоям производства и убыткам.

Что служит причиной перегрева масла? Нагрев рабочей жидкости в гидросистеме вызывается потерями энергии, в результате чего высвобождается большое количество тепла. Каждая гидравлическая система обладает тепловой мощностью. Это способность рассеивать образующееся в процессе работы тепло. Если же суммарные потери энергии от всех составляющих системы: насоса, исполнительных механизмов, труб и клапанов превышают значение тепловой мощности, или количество рассеиваемого тепла, происходит перегрев масла.

В чем опасность перегрева

Если гидравлическое масло достигает температуры, значение которой превышает значение в 80 0 С, происходит повреждение большей части структуры уплотнительных элементов, а также более скорыми темпами происходит снижение характеристик материалов, из которых изготавливаются уплотнения. При этом даже в случае соблюдения рекомендаций по недопущению работы системы при температуре выше 80 градусов, вязкость масла может оказаться на уровне более низком, чем это необходимо.

Как обеспечить оптимальную температуру жидкости

Чтобы температура рабочей жидкости оставалась стабильной, необходимо, чтобы гидравлическая система обладала способностью рассеивать тепло. Причем эта способность должна превышать потери энергии, происходящие внутри гидросистемы.

Так например, для системы, обладающей непрерывной потребляемой мощностью в 100 кВт и значении КПД 80%, необходима способность рассеивания тепла не ниже, чем 20 кВт. Необходимо отметить, что при увеличении тепловой мощности либо при сокращении способности гидравлической системы к рассеиванию тепла изменяется равновесие между рассеиванием и тепловой мощностью.

Рассмотрим конкретный пример. Мобильная гидравлическая система (насосная станция) обладает постоянной мощностью 37 кВт. Для поддержания стабильной температуры система оборудована теплообменником воздушного типа, способным рассеивать максимально 10 кВт тепла, что составляет 27% от входной мощности. Рассчитывается это так: мощность рассеивания тепла/постоянную мощность*100%, соответственно 10/37*100=27%. С точки зрения конструкции мобильной гидросистемы, этого вполне достаточно для защиты от перегрева. Однако потеря давления внутри системы может привести к увеличению мощности, что вызывает избыточный нагрев масла.

В данном конкретном случае система была оборудована рукавами недостаточного диаметра. Поэтому потери давления, происходящие в рукавах, повысили выработку тепла в системе. Это означает следующее: тепловая мощность потерь становится больше способности теплообменника рассеивать тепло. Таким образом и происходит перегрев гидросистемы.

Существует два пути, с помощью которых можно решить проблему перегрева в гидравлических системах. Первый путь – снижение тепловой мощности. Второй – увеличение способности системы к рассеиванию тепла. При этом более предпочтительным вариантом всегда считается именно первый – уменьшение тепловой мощности. Это связано с тем, что повышается КПД гидросистемы. Так например, если тепловая мощность в рукавах имеет слишком высокое значение, ее необходимо снизить. Для этого необходимо заменить рукава в сливной и напорной линиях на рукава, имеющие больший диаметр.

Работа гидравлической системы с перегретой рабочей жидкостью схожа с работой автомобиля, у которого перегрелся тосол. В одном и другом случаях поломки не избежать. Поэтому как только гидропривод начинает перегреваться, его необходимо остановить, выявить причину перегрева и устранить ее.

источник

Охлаждение рабочей жидкости в гидравлической системе

Технические характеристики используемых масляных охладителей

Эффективная работа подвижной техники и стационарного гидравлического оборудования во многом зависит от поддержания оптимальных температурных условий для обеспечения стабильности работы гидравлического привода. По мнению экспертов, перегрев является второй наиболее распространенной проблемой в гидравлическом оборудовании.

Во время рабочего процесса рабочая жидкость не может быть естественным образом охлаждена, что требует использования теплообменников, функция которых заключается в том, чтобы точно поддерживать температуру рабочего тела в оптимальных пределах.

Причины повышения температуры рабочей жидкости.

Нагрев рабочей жидкости, как правило, указывает на недостаточную эффективность системы, поэтому происходит преобразование части входной мощности в тепло.

Во время работы системы между рабочей жидкостью и компонентами гидравлического привода возникают силы трения, приводящие к увеличению температуры жидкости. Повышение температуры снижает вязкость жидкости, что приводит к увеличению потерь.

Кроме того, когда рабочая жидкость нагревается до высокой температуры, ухудшаются условия смазки рабочих поверхностей, что может привести к серьезному износу деталей системы.

Температура рабочей жидкости выше 82 ° C может повредить уплотнения и привести к ухудшению качества масла. По этой причине рекомендуется избегать работы системы выше этой температуры. Однако также следует иметь в виду, что когда вязкость жидкости падает ниже оптимального значения для компонентов гидравлической системы, это показатель того, что температура слишком высокая. Это может происходить при условии температуры значительно ниже 82 ° C, в зависимости от вязкости жидкости.

Читайте также:  Установка автокондиционеров на автобус

Тепловая нагрузка

В гидравлических системах она равна общим потерям мощности из-за неэффективности. Общие потери могут быть представлены суммой мощности насоса, клапанов, труб, приводов. Если тепловая нагрузка от потери мощности больше, это может привести к перегреву системы. В зависимости от гидравлической системы установленная мощность охлаждения обычно составляет от 25 до 40% входной мощности.

Чтобы поддерживать стабильную температуру жидкости, мощность гидравлической системы в отношении охлаждения должна превышать ее тепловую нагрузку.

Для преодоления проблем повышения температуры в гидравлических системах обычно используются два метода. Один из них связан с уменьшением тепловой нагрузки, а другой с увеличением теплоотдачи.

Как правило, дополнительное тепло от гидравлической системы осуществляется через гидравлический резервуар. Увеличение объема поверхности теплопередачи может привести к задержке в процессе нагрева и не оказывает существенного влияния на тепловое состояние гидравлической системы.

Воздушные и водяные охладители

Воздушные или водяные теплообменники используются для охлаждения рабочей жидкости и поддержания ее температуры в гидравлических системах. Эти теплообменники поддерживают работу гидравлической системы, помогают увеличить срок службы рабочей жидкости и самой системы и снизить затраты на обслуживание и ремонт.

Одним из наиболее часто используемых являются воздушно-масляные охладители. Их основными компонентами являются теплообменник, вентилятор, защитный кожух и термостат. Охлажденная жидкость циркулирует через теплообменник, а охлаждение проходит через воздушный поток, создаваемый вентилятором. Для поддержания температуры в заданном диапазоне охладители обычно также оснащены термостатом.

Термостат также может выполнять функции управления теплообменником. Отличительной особенностью воздушно-масляных охладителей является теплообмен между внешней стенкой маслообменника и потоком воздуха. Поскольку эти охладители в основном используются для охлаждения гидравлических масел, они совместимы с широким спектром рабочих жидкостей, таких как эмульсии на водной основе, минеральные масла, водные гликоли.

Это одна из причин быть одним из наиболее широко используемых в гидравлических системах. Среди преимуществ воздухоохладителей — тот факт, что они могут быть оснащены для работы в агрессивных средах, а также для работы в тяжелых условиях эксплуатации.

Водяное охлаждение

В настоящее время существует два типа теплообменников для водяного охлаждения гидравлических систем — пластинчатых и трубчатых теплообменников. Конструкция трубчатых теплообменников включает цилиндрический корпус, в котором расположены пучки тонких трубок. Корпус обычно выполнен из стали, а внутренние трубки могут быть из стали, меди и других материалов. Охлажденная жидкость проходит через корпус снаружи внутренних трубок. Вода, используемая для охлаждения, проходит через внутренние трубки. Желательно, чтобы вода и масло проходили противотоком с целью достижения лучшего теплообмена.

Возможно, что конструкция теплообменника позволяет воде течь более одного раза, например, два или четыре раза. По мнению экспертов, ее повторный проход уменьшает количество требуемой воды, а также обеспечивает постепенное увеличение охлаждения.

Чтобы улучшить передачу тепла, внешняя трубка может быть снабжена направляющими пластинами, расстояние между которыми может изменяться. Меньшее расстояние между пластинами приводит к большей потере давления, но повышает эффективность теплопередачи. Другим решением, используемым для повышения эффективности теплообмена, является использование ребристых труб на стороне охлаждения.

Другим типом используемых теплообменников являются пластины. Они часто являются предпочтительным типом теплообменников из-за их компактности, что также определяет меньше занимаемого пространства, чем трубчатые теплообменники. Основным строительным блоком в этих теплообменниках являются тонкие металлические пластины, расположенные близко друг от друга. В большинстве случаев, чтобы увеличить поверхность теплообмена и добиться лучшего теплообмена между потоками, отдельные пластины профилируются.

В зависимости от того, как пластины соединены друг с другом, пластинчатые теплообменники можно условно разделить на две основные группы: съемные и неподвижные

Конструкция разборных пластинчатых теплообменников основана на наборе тонких пластин, размещенных между двумя пластинами. Как правило, передняя часть неподвижная, а задняя — подвижная. Две пластины зажимаются болтами. Используемые уплотнения также определяют направление потока внутри теплообменника. Благодаря хорошей герметизации пластин достигается надежная изоляция каналов в теплообменнике.

Среди преимуществ съемных пластинчатых теплообменников — их легкая разборка при необходимости очистки, а также возможность увеличения мощности теплообменника путем добавления дополнительных пластин.

Ограничение использования пластинчатых теплообменников такого типа обусловлено допустимой температурой подачи в зависимости от характеристик уплотнительных колец.

Комбинированные пластинчатые теплообменники

Конструкция комбинированных пластинчатых теплообменников, объединенных в компактную конструкцию, обеспечивает их оптимальную тепловую эффективность и надежность. Этот тип теплообменников называют неразборным, так как все плиты соединены вместе с помощью высокотемпературной пайки. Целью является достижение большей устойчивости к теплообмену при более высоких давлениях и температурах и достижение относительно низкой стоимости устройства.

Высокотемпературная сварка пластин устраняет необходимость в уплотнениях. Это позволяет работать при высоких давлениях и температурах без затрат на техническое обслуживание и утечку жидкости.

Читайте также:  Установка противопожарных аншлагов в лесу

Основным недостатком сварных пластинчатых теплообменников является их сложная очистка из-за их неспособности к демонтажу.
Одним из широко используемых материалов для изготовления теплообменников с неразъемными плитами является алюминий, который устойчив к коррозии и характеризуется хорошими теплообменными свойствами.

Пластинчатые теплообменники также могут быть изготовлены из нержавеющей стали или титана. Рекомендуется использовать титановые пластинчатые теплообменники при работе теплообменника в агрессивных средах. Как правило, толщина одной пластины находится в диапазоне от 0,1 до 5 мм, а расстояние между пластинами составляет от 5 до 10 мм.

источник

Полезные заметки для гидравлика

Если заметил потерю работоспособности гидросистемы обрати внимание на температуру гидавлического масла.

Избегай перегрева масла. Гидравлическое масло, разогретое выше максимально допустимой температуры, теряет значительную часть эксплуатационных характеристик, что приводит не только к ухудшению производительности работы, но и к выходу из строя Комплектующие для гидросистем гидравлических устройств, уплотнений, гидрошлангов.

Знай и помни: при превышении допустимой температуры гидросистемы гидравлическая жидкость (масло) разрушается и теряет качество.

Причины перегрева гидравлического масла

Количество масла в гидросистеме ниже минимально установленного уровня.

При ремонте, либо модернизации гидросистемы были установлены узлы (детали) с несовместимыми пропускными способностями.

Знай и помни: если установишь НШ Шестеренный насос высокого давления насос с подачей в 100 литров в минуту, а распределитель имеет пропускную способность 60 литров, «запертое» в распределителе масло будет сильно нагреваться, увеличится нагрузка на насос, возрастет количество срабатываний предохранительного клапана, в результате перегреется вся гидросистема.

При настройке давления были разрегулированны или неправильно настроены предохранительные и редукционные клапана.

Знай и помни: перегрев системы ведет к разрушению установки и часто является причиной Причины неисправностей шестерённых насосов НШ неисправности насосов.

Способы устранения перегрева гидравлического масла

Приведи уровень масла в соответствие с техническими нормами на данную установку.

Емкость гидравлического бака должна быть не меньше 2,5-3 подач насоса в минуту (например у насоса НШ-50 номинальная подача 70 л./мин. и емкость бака должна быть не менее 175 литров).

Проверь соответствие пропускных способностей всех элементов гидравлической системы уровню подачи насоса.

Проверь трубопроводы на отсутствие перегибов и сильных деформаций.

В случае расхождений замени обнаруженные элементы на удовлетворяющие требованиям давления и потока.

Установи предохранительные и редукционные клапана, настроенные в соответствии с требованиями системы.

Знай и помни: после проведения профилактических, ремонтных работ в гидравлической системе, даже при простой замене масла и напорные и сливные фильтры фильтрпатроны и фильтроэлементы для гидравлики фильтроэлементов, обязательно надо проверить настройку и регулировку предохранительных клапанов.

Как правило в простых гидравлических системах не используются предохранительные клапаны высокого давления клапана в отдельных корпусах, так как предохранительный клапан обычно встроен в каждый современный Гидравлические распределители распределитель.

Какое масло можно заливать в гидросистему.

Заливай гидравлическую жидкость указанную в документации производителя установки.

Учитывай, что мобильные установки могут иметь сезонные требования к гидравлической жидкости.

источник

Гидравлические системы охлаждения и нагревания

Гидравлические системы охлаждения и нагревания получили применение в качестве устройств для отвода теплоты от различных машин или объектов (например, от двигателей внутреннего сгорания), а также для подвода теплоты к ним (например, к жилым помещениям). Принцип работы таких гидросистем заключается в следующем жидкость получает теплоту, затем переносит ее по трубопроводам на определенное расстояние и наконец отдает ее. В системах нагревания жидкость получает теплоту от нагревателя, а отдает ее нагреваемому объекту. В системах охлаждения жидкость получает теплоту от охлаждаемого объекта, а передает ее теплообменнику-охладителю. Следует отметить, что в рассматриваемых системах имеет место перенос теплоты жидкостью, но отсутствует преобразование теплоты в работу (или работы в теплоту), как в тепловых машинах или холодильных установках.

Гидравлические системы нагревания и охлаждения подразделяются на проточные и циркуляционные. В проточных гидросистемах жидкость после совершения рабочего цикла сбрасывается, а в циркуляционных она циркулирует по замкнутому контуру. Проточные системы получают все меньшее применение в технике, так как имеют два существенных недостатка. Первым недостатком является необходимость технической очистки жидкости перед началом рабочего цикла, а вторым —экологические проблемы из-за ее сброса.

Термосифонная циркуляция жидкости получила ограниченное применение в системах нагревания. Еще реже она используется в системах охлаждения. Значительно чаще применяются насосные гидравлические системы, особенно в системах охлаждения. Наиболее распространенными из таких устройств являются системы охлаждения тепловых двигателей.

Раздел 2 Пневматические системы

Тема 2.1 Регулирование скорости движения рабочих органов

Способы гидравлического регулирования скорости рабочих органов. Сущность, достоинство и недостатки схем объемного регулирования. Сущность, схемы, достоинства и недостатки дроссельного регулирования.

Читайте также:  Установка заднего амортизатора приора

Очень часто во многих рабочих процессах необходимо изменять скорости движения выходных звеньев гидродвигателей. Изменение скорости может осуществляться разными способами. Одним из них является дроссельное управление.

Дроссельный способ регулирования скорости гидропривода с нерегулируемым насосом основан на том, что часть жидкости, подаваемой насосом, отводится в сливную гидролинию и не совершает полезной работы. Простейшим регулятором скорости является регулируемый дроссель, который устанавливается в системе либо последовательно с гидродвигателем, либо в гидролинии управления параллельно гидродвигателю.

При параллельном включении дросселя (рис.1, а) рабочая жидкость, подаваемая насосом, разделяется на два потока. один поток проходит через гидродвигатель, другой — через регулируемый дроссель.

Скорость поршня для этой схемы определится выражением

где S — эффективная площадь поршня; QН — подача насоса; Sдр — площадь проходного сечения дросселя; μ — коэффициент расхода; FН — нагрузка на шток поршня; ρ — плотность жидкости.

В такой системе при постоянной внешней нагрузке FН = const, скорость движения будет изменяться от υ minдо υmax при изменении Sдр от Sдр max до Sдр =0. Поскольку в рассматриваемом гидроприводе давление на выходе насоса зависит от нагрузки PH = FH /S и не является постоянной величиной, такую систему называют системой с переменным давлением. Клапан, установленный в системе, является предохранительным. Эта система позволяет регулировать скорость только в том случае, если направление действия нагрузки противоположно направлению движения выходного звена гидропривода (отрицательная нагрузка).

Рис.1 Схемы гидроприводов с дроссельным управлением скоростью:
а — с параллельным включением дросселя; б — с дросселем на входе
гидродвигателя; в — с дросселем на выходе гидродвигателя;
г — с четырехлинейным дросселирующим распределителем

Последовательное включение дросселя осуществляется на входе в гидродвигатель, на выходе гидродвигателя, на входе и выходе гидродвигателя. При этом во всех трех случаях система регулирования скорости строится на принципе поддержания постоянного значения давления PH на выходе нерегулируемого насоса за счет слива части рабочей жидкости через переливной клапан. Поэтому система дроссельного регулирования с последовательным включением дросселей получила название система с постоянным давлением.

Гидропривод с дросселем на входе (рис.1, б) допускает регулирование скорости только при отрицательной нагрузке. При положительной нагрузке, направленной по движению поршня, может произойти разрыв сплошности потока рабочей жидкости, особенно при зарытом дросселе, когда поршень продолжает движение под действием сил инерции.

Скорость движения поршня в таком гидроприводе определяется выражением

Гидропривод с дросселем на выходе (рис.9.2, в) допускает регулирование скорости гидродвигателя при знакопеременной нагрузке, так как при любом направлении действия силы FН изменению скорости препятствует сопротивление дросселя, через который рабочая жидкость поступает из полости гидродвигателя на слив. Для такой схемы включения дросселя скорость движения выходного звена определится

При установке дросселя на выходе в случаях больших положительных нагрузок давление перед дросселем может превысить допустимый уровень. Поэтому для предохранения системы параллельно дросселю включают предохранительный клапан.

Недостатком дроссельного регулирования является то, что при регулировании часть энергии тратится на преодоление сопротивления в дросселе и предохранительном клапане, вследствие чего повышается температура жидкости, а это отрицательно сказывается на работе гидросистемы. При дроссельном регулировании снижается КПД гидропривода, и отсутствует постоянство скорости движения выходного звена гидродвигателя при переменной нагрузке.

Для изменения скорости рабочих органов применяют системы, у которых вся жидкость от насосов поступает к гидродвигателю, а регулирование его скорости достигается изменением рабочего объема насоса или гидродвигателя.

Ступенчатой регулирование, являясь разновидностью объемного, обычно осуществляется или путем подключения в систему различных по производительности насосов (различных по расходу гидродвигателей).

Изменение скорости перемещения поршня гидроцилиндра (рис.2) осуществляется в результате соединения одного или нескольких насосов 1 с линией слива (при помощи кранов 2). Обратные клапаны 3 в системе отключают разгруженный насос от линии высокого давления.

Рис.2. Объемное ступенчатое регулирование

Подключение в гидросистему трех насосов разной производительности Q1, Q2 и Q3 позволяет получать до семи значений скоростей движения выходного звена гидродвигателя.

Плавное изменение скорости движения выходного звена гидропривода реализуется за счет изменения рабочего объема либо насоса, либо двигателя, либо за счет изменения рабочего объема обеих машин.

Регулирование путем изменения рабочего объема насоса может быть использовано в гидроприводах поступательного, поворотного или вращательного движений.

На рис.3, а приведена принципиальная схема гидропривода поступательного движения с замкнутой циркуляцией, в котором регулирование скорости движения штока гидроцилиндра 1 осуществляется за счет изменения подачи насоса 4. Выражение для скорости движения штока при FH /S

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8803 — | 7623 — или читать все.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector