Визначення раціонального строку служби робочих рідин гідроприводів будівельних машин за коефіцієнтом протизношувальних ... Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2015, № 2 26 Венцель Є.С., Орел О.В. Харківський національний автомобільно-дорожній університет, м. Харків, Україна E-m ail: oav1980@gmail.com ВИЗНАЧЕННЯ РАЦІОНАЛЬНОГО СТРОКУ СЛУЖБИ РОБОЧ ИХ РІДИН ГІДРОПРИВОДІВ БУДІВЕЛЬНИХ МАШИН ЗА КОЕФІЦІЄНТОМ ПРОТИЗНОШУВАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ УДК 621.878 Наведені р езу льтати експлу атаційних випр обувань р обочої р ідини Hy dro HV 46 в гідр опр иводі автогр ейде- р а GR165. Показано, що викор истову ючи коефіцієнт Kпр пр отизношу вальних властивостей р обочої р ідини, можна визначити її стр ок слу жби до заміни. Клю чові слова: автогрей дер, робоча рідина, протизношува льн і влас тивос ті, коефіц ієнт Kпр, гідропривід, строк служби. Вступ Як відомо старін ня робочих р ідин (РР) приводить до погіршення їх протизношувальни х власти - востей та як слід, підвищує знос е лементів гідроприводів будіве льни х машин (БМ). При цьому якщо оки- слення і змінення в’язкос ті су ттєво не впливаю ть на протизношува льн і влас тивос ті РР, то накопичення у ни х продуктів забруднен ня є найбільш ш кідливим фактором, який викли кає ін тенсивне зношування елементів гідроприводів, тобто саме підви щене забруднення є головною причиною ін тенси вного зношу- вання пар їх тертя . Через це з часом те хнічн і характерис ти ки гідроприводів суттєво погіршуються та, як наслідок, зни жується продуктивн іс ть БМ та зменшується ефективн іс ть їх експ луатац ії. Головне те , що, я к свідчить досвід ви користання БМ з гідроприводом, передчасне зношуванн я та пов'язаний з цим ви хід з ладу агрега тів і вузлів гідроприводу, а та кож порушення працездатності і погір- шення параметрів машин, безпосередньо пов'язан і із забруднен ням РР гідросистем ме ханічними части н- ками неорганічного по ходженн я (части нки зносу та пилу), частка яки х с танови ть 75 - 85 % від за гальної кількос ті забруднень . Та к, відомо, що за різними літературними дан ими, до 70 % ви ходів гідросистем з ладу відбуваєтьс я через п ідвищене забруднення РР. [1, 2 та ін .]. Промислова чистота РР, я к відомо, оцінюється за ДСТУ Г ОСТ 17216:2004, згідно з я ким при аналізі ступен і забруднен ня вра ховую ться ті частинки , які маю ть розмір більше 5 мкм. Ці ме ханічн і до- мішки суттєво погіршую ть протизношува льн і влас ти вості РР, що призводи ть до необ хідності заміни їх на свіжі у зв’язку з ін тенсивним зносом пар тертя гідроприводу. Існує декіль ка способів визначення строків служби РР, а саме спосіб вимірювання їх діе лектрич- ної проникнос ті [3] і е лектропровідності РР [4], визначення с тану рідини по межовим значенням браку- вальни х показни ків [1] і т.п. Але всі ці способи мають ті чи інш і не доліки (неве лика інформативн іс ть, не- однозначніс ть о тримани х резуль та тів, необ хідн іс ть наявнос ті скла дного спеціа льного лабораторного об- ладнання і т.п.). Пропонується визначати строки с лужби РР гідроприводів БМ за допомогою коефіцієн та протиз- ношувальни х влас ти востей Kпр, що представляє собою дріб, у чисельнику яко ї наве дено кіль кіс ть части- нок забруднень розміром ≤ 5 мкм з коефіц ієн том 5, а у знаменнику – сума частинок розміром більше 5 мкм (з відповідними коефіц ієнтами) у діапазона х розмірів, що передбачені Д СТУ ГОСТ 17216:2004 [1, 3]. Прийня ття до уваги кількос ті в РР час тинок забруднень розміром ≤ 5 мкм обумовлено тим, що во- ни в си лу певн и х причин здібні суттєво покращи ти протизношува льн і влас тивос ті РР [1 і ін.]. Мета і пос тановка задачі Метою роботи є встановлення можливос ті визначення с троків с лужби РР в гідропривода х БМ за коефіцієн том Kпр протизношува льни х влас тивосте й п ід час реальної експ луатац ії БМ. Виклад мате рі алів д ослідження Для досягнення поставленої мети було проведено е ксплуа тац ійн і випробування автогрейдеру GR165. Такий тип БМ було обрано тому, що саме автогрейдери працюють в умовах ве льми високої запи- леності навко лишнього середовища п ід час планування повер хонь автомобільни х доріг, утворення відко- сів очищення узбіч і т.п. Перед початком випробувань із гідросис теми авто грейдера була зли та відпрацьована РР Hydro HV 46. Піс ля цього гідросистема була ре тельного промита та у її бак була зали та с віжа РР . Піс ля цього авто грейдер експ луа тувався у звичайному робочому режимі. Визначення раціонального строку служби робочих рідин гідроприводів будівельних машин за коефіцієнтом протизношувальних ... Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2015, № 2 27 Сис тематично за заздале гідь скла деною с хемою проводився відбір проб РР для визначення в н ій гранулометричного скла ду частинок домішок з по да льшими розрахун ком величини ін дексу Z забруд- нення, визначення чис тоти робочої рідини за Д СТУ ГОСТ 17216:2004, а та кож коефіц ієнту Kпр. Крім то- го, при проведен ні аналізів РР визнача лись вміс т час тинок забруднень неорган ічного по хо дження та за- ліза, я кі показники побічно характеризую ть ін тегральний знос елементів гідроприводу. Резуль та ти визначення ф ізико -хімічни х пока зників РР наве дено на рис. 1 - 3. Рис. 1 – Залежні сть і нде ксу забрудне ності Z (1) коефі цієнта Kпр протизношувальних властивосте й (2) від часу напрацювання РР Hydro HV46. Як показали резуль та ти аналізів проб РР, у міру напрацювання індекс забрудненос ті РР поступо- во і монотонно підвищує ться (рис. 1), що свідчить про погіршення класу чисто ти РР за ДСТ У ГОСТ 17216:2004 з 10-го до 14-го (напрацювання РР 1 250 маш.-го д). При цьому такого класу чи- стоти РР досягла вже п іс ля 920 маш.-го д роботи в гідроприводі автогрейдера. Одночасно величина кое- фіцієн та Kпр монотонно зменшується від ве личини 1,24 (свіжа РР) до 0,2 (1185 маш.-год експ луа тації РР). Піс ля цього с троку роботи РР ін декс її забрудненості продовжує монотонно зростати, а ле клас чис- тоти залишається на рівн і 14. Закономірніс ть зменшенн я ве личини коефіц ієн та Kпр через 1 185 маш.-год роботи витрачає монотонний характер і починається різке зменшення величин и Kпр. При цьому вже за напрацювання РР 1 230 маш.-го д його величина складає 0,07. Рис. 2 – Залежні сть змі сту неоргані чних домі шок від часу напрацювання РР Hydro HV 46 З рис. 2 ви дно, що спос терігає ться пос тупове збільшен ня вміс ту домішок неорганічного по хо - дження в РР. Та к при напрацюванн і РР 1185 маш.-го д кількіс ть неорган ічни х домішок зросла з 1,82·10-3 % (свіжа РР) до 39,4·10-3 %, тобто збільш илась у 21,65 раза (початок заш три ховано ї зони на рис. 2). Далі спос терігає ться р ізке збільшен ня вм істу неорган ічни х домішок в РР до 44,6·10-3 при 1200 маш.-год, тобто у 24,5 раза порівняно зі свіжою РР та 57,6·10-3 при напрацюванн і 1250 маш.-год (в 31,65 раза більше порівняно з РР без напрацюва ння). Визначення раціонального строку служби робочих рідин гідроприводів будівельних машин за коефіцієнтом протизношувальних ... Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2015, № 2 28 Рис. 3 – Залежні сть змі сту залі за від часу напрацювання РР Hydro HV 46 Схож им чином змінюється вміст за ліза в РР за лежно від часу їх напрацювання (рис. 3): перш і 1185 маш.-год спостерігається пла вне зб ільшення вміс ту заліза в РР з 0% (свіжа РР) до 33,4·10-4 %. Але вже при напрацюванні 1200 маш.-го д (початок заш три хо ваної зони на рис. 3) спостерігається різке зб і- льшення значення вміс ту за ліза до 42·10-4 %, при напрацюванн і 1250 маш.-го д вміс т за ліза с танови ть 50·10-4 %, тобто за 65 маш.-год роботи, вміс т заліза збільши вся в 1,5 рази пор івняно зі значенням заліза при напрацюванні 1185 маш.-год. Адекватно збільшенню вміс ту меха нічни х домішок і за ліза підвищу- ється знос е лементів гідроприво ду, а в заш три хо вани х зона х (рис. 3) знос аномально високий. Це нарівн і з різким зменшенням величини коефіц ієн ту Kпр практично через такий же саме строк експлуа тації гідроприводу свідчить про те, що протизношува льн і влас ти вості РР Hydro HV 46 вичерпано і вона підлягає термінової заміни на свіжу. Таким чином, можна вважати, що мінімально припустимим значенням коефіцієнта Kпр робочої рідин и Hydro HV 46 при її використан ні в гідроприво ді автогрейдера GR165 с кла дає 0,2, що відповідає строку служби ц іє ї рідини прибли зно 1200 маш.-год. Висновок Коефіц ієнт Kпр, який характеризує протизношува льн і влас ти вості РР, може використовуватися у якості критерію , що визначає їх строки служби в гідропривода х БМ. За результа тами експ луатац ійни х випробувань строк служби РР Hydro HV 46 при ви користанн і її у гідроприводі автогрей дера GR165 с кладає 1200 маш.-го д. Літе ратура 1. Вен цель Е.С. Улучшение эксп луатац ионны х свойств масел и топли в: монография / Е.С. Вен - цель. – Харьков: ХНАДУ, 2010. – 224с. 2. Пе тров И. В. Обслужи вание ги дравлически х и пневматически х приво дов дорожно- строите льны х машин / И. В. Петров. – М.: Транспорт, 1985. – 168 с . 3. Григоров А.Б. Підви щення ефективнос ті е ксплуа тац ії автобусів оп тимізац ією строків заміни моторних олив / дис. … кан д. те хн . наук: 05.22.20 / Ан дрій Борисович Григоров. – Харків, 2009. 4. Бабенко А. О. Д іагнос тика зношування й довговічності де талей машин по е лектропровідності мастила / дис. … кан д. те хн. наук: 05.02.02 / Бабенко Андр ій Олексан дрович. – Харків, 2002. – 193 с. 5. Венцель Є.С. Ви значення мінімально припустимого значення коефіцієн та протизношува льни х влас тивосте й робочих ріди н гідроприводів / Є.С. Венце ль, О.В. Орел, О.Ю. Пономаренко // Вісник Хар- ківсь кого нац іональ ного автомобільно-дорожнього універси те ту. – 2011, Вип .53. – С. 95–98. Поступи ла в редакц ію 26.03.2015 Визначення раціонального строку служби робочих рідин гідроприводів будівельних машин за коефіцієнтом протизношувальних ... Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2015, № 2 29 Ventsel Ye. S., Orel O. V. Determination of rational lifetime working fluid Hydro HV 46 in the hydraulic motor grader GR165. The results of field trials of working fluid Hy dro HV 46 in hy draulic graders GR165. It is shown that the coefficient Kпр antiwear p rop erties of the working flu id determines their service life before rep lacement. The minimum allowable value of Kпр for the working fluid Hy dro HV 46 when used in hy draulic grad ers GR165 is 0.2. Exaggeration this value leads to extremely high wear of friction p airs of hy draulic drive. Keywords: workin g f luid, anti-wear p rop erties, coefficient Kпр, hy draulic, motor grader. References 1. Wentsel E.S. Uluchshenie ekspluatacionnih svois tv masel i topliv, monografiya. Harkov: KHNADU, 2010. 224 p. 2. Petrov I. V. Obslujivanie gid ravlicheskih i pnevmat icheskih privodov dorojno_stroitelnih mashin. M.: T ransport. 1985. 168 p. 3. Grigorov A.B. Pіdvischennya efektivnostі ekspluatacії avtobus іv optimіzacіeyu strokіv za mіni mo- tornih oliv. dis. … kand. tehn. nauk:. 05.22.20. Andrіi Bo risovich Grigorov. Harkіv, 2009. 187 p. 4. Babenko A. O. Dіagnostika znoshuvannya i dovgovіchnostі detalei mashin po elektroprovіdnostі mastila. d is. … kand. tehn. nauk: 05.02.02. Babenko Andrіi Ole ksandrovich. Harkіv, 2002. 193 p. 5. Wentsel E.S., Ore l O.V., Ponomaren ko O.Yu. Viznachennya mіn іma lno pripustimogo znachennya koefіc іenta protiznoshuvalnih vlastivostei robochih rіdin gіdroprivodіv. Vіsnik Harkіvskogo nacіonalnogo avtomobіlno dorojnogo unіversitetu. 2011, Vip .53. pp. 95– 98.