Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса
1.1. Анализ организационных форм технологического процесса ремонта гидропривода строительных машин
1.2. Загрязненность гидросистем и динамика количества механических примесей при существующей технологии ремонта 14
1.3. Анализ теоретических исследований в области промывки гидросистем 36
Глава 2. Обоснование параметров средств промывки гидросистем строительных машин
2.1. Анализ способов-и средств,промывки гидросистем машин 48
2.2. Структурная характеристика парка машин на ремонтно-эксплуатационных базах и установление технологических операций промывки 72
2.3 Определение оптимальной модности промывочного оборудования в системах ремонта .83
Глава 3. Теоретическое и экспериментальное определение параметров оборудования промывки гидросистем при ремонте
3.1. Определение оптимальной скорости потока жидкости в процессе промывки гидросистем строительных машин 95
3.2. Определение основных параметров установки для промывки гидросистем 108
3.3. Экспериментальные исследования оборудования для промывки гидросистем . 132
Глава 4. Производственная проверка результатов исследований и технико-экономическое обоснование принятых
4.1. Производственная проверка результатов исследований . 146
4.2. Технико-экономическое обоснование принятых решении
Заключение 167
Литература 171
Приложения 182
- Загрязненность гидросистем и динамика количества механических примесей при существующей технологии ремонта
- Структурная характеристика парка машин на ремонтно-эксплуатационных базах и установление технологических операций промывки
- Определение основных параметров установки для промывки гидросистем
- Производственная проверка результатов исследований
Введение к работе
Решениями ХХУІ съезда КПСС на XI пятилетку в области строительного производства поставлены конкретные задачи повышения производительности труда на 15-17 %, совершенствования организации ремонта, технологии и модернизации машин /76/, Для выполнения грандиозных по объему строительных работ в настоящее время находится в эксплуатации более 164 тыс. экскаваторов, 43 тыс. скреперов, 160 тыс. бульдозеров и более 200 тыс. кранов /73/, Основная часть указанной техники оснащена гидроприводом. Темп наращивания объемов выпуска строительных машин с гидравлическим приводом неуклонно растет. Только за X пятилетку Минстройдормашем создано и освоено производство более 100 типоразмеров новых более совершенных строительных машин с гидроприводом /15/.
Уменьшение простоев такого огромного парка машин является одной из наиболее важных задач эксплуатационных и ремонтных служб. Потери рабочего времени в обслуживании и ремонте составляют 30-40 %/71/.
Результатом неудовлетворительного ремонта являются внезапные отказы, на устранение которых приходится до 40 % времени, отведенного на обслуживание и ремонт строительной-техники /65/,
В связи с быстрым развитием гидравлического привода становятся все более жесткими и требования к ремонту гидроагрегатов, так как для безотказной работы зазоры в сопряженных парах трения следует поддерживать в пределах 10-30 мкм. Это накладывает также высокие требования к чистоте гидросистем, рабочим жидкостям и технологическому процессу ремонта в целом.
Одной из основных причин отказов гидроагрегатов являются загрязнения рабочей жидкости и агрегатов в процессе ремонта и обслуживания. Повышенная загрязненность приводит к резкому снижению надежности работы и производительности машины. Наличие механических примесей в рабочей жидкости является причиной 70 % отказов агрегатов
5 в процессе работы машин /7,51,59/.
Во время ремонта в гидросистему строительной машины неизбежно вносятся загрязнения: частицы пыли, металлическая стружка, притирочная паста и другие примеси. Поэтому технологический процесс ремонта должен завершаться операцией промывки гидросистемы для снижения-уровня ее загрязненности.
Усложнение агрегатов строительной техники, выполненных с высокой степенью точности, потребовало совершенствования и форм организации ремонтного производства. Наиболее эффективной формой организации строительного производства явилась концентрация техники в специализированных управлениях и трестах механизации. Это дает возможность осуществить концентрацию ремонта и, благодаря этому, производить восстановление гидроагрегатов на более высоком технологическом уровне и повысить качество ремонта.
Работы советских ученых О.А.Бардышева, Н.Г.Гаркави, А.В.Каракулева, Г.Н.Кириллова, Н.В.Коценко, И.С.Левитского, И.А.Луйж, Н.Г. Тесленко и других внесли большой вклад в совершенствование организационных форм ремонта строительных машин.
Необходимость проведения промывки гидросистем для повышения надежности работы гидроагрегатов была обоснована в последнее 20-летие.
Вопросам промывки и непосредственно с ней связаным очисткой и контролем чистоты жидкостей посвящены работы П.Н.Белянина, А.К. Гельцера, М.А.Григорьева, Б.В.Вубкова, А.С.Матвеева, Ю.А.Микипориса, Г.А.Никитина, К.В.Рыбакова, В.М.Сапожникова, А.Н.Свиридова, Ж.С.Черненко, С.В.Чиркова и других.
В результате повышения чистоты внутренних полостей гидросистем ресурс машин может быть увеличен в 2-3 раза /10/. Промывка развитых гидросистем машин в сборе является процессом длительным, время которого зависит от длины трубопроводов и количества включенных в систему агрегатов. Снижение длительности и повышение качества про-
цесса промывки гидросистем зависит от степени чистоты и тонкости очистки промывочной жидкости. Поэтому основным агрегатом в промывочном оборудовании является очиститель жидкости, от эффективности работы которого зависит качество и длительность процесса промывки. Увеличение, например, тонкости очистки от 25*30 мкм до 5+10 мкм позволяет в 7+8 раз уменьшить интенсивность снижения коэффициента полезного действия гидроагрегатов /15/.
Оптимальным уровнем загрязненности считается такой, при котором показатели надежности не нарушаются и не ухудшаются из-за наличия загрязнений. В гидроприводах строительных машин считается безопасным содержание 43 г загрязнений на І м рабочей жидкости, а при размере частиц меньше 10 мкм /70/. Для выполнения таких жестких требований необходимы высокоэффективные очистители и приборы контроля чистоты жидкости.
Большинство исследователей считает, что для очистки жидкостей до требуемой степени чистоты предпочтительнее применять центробежные очистители, как наиболее простые, грязеемкие и эффективные агрегаты. В настоящее время в направлении дальнейшего совершенствования центробежной очистки ведутся исследования Б КИЙГА, ВНИЙС-стройдормаше, НАТИ, НАМИ, ВНИИгидроприводе, ЛИСИ, АЧИМСХ и других организациях.
Целью настоящей диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное установление параметров процесса и оборудования для промывки» очистки и контроля чистоты гидросистем в условиях ремонтных организаций с разнотипным парком строительных машин.
Для достижения поставленной цели в работе намечены к решению следующие задачи:
анализ организационных форм технологического процесса ремонта гидропривода строительных машин;
анализ теоретических работ по способам и средствам промывки;
определение оптимальной мощности промывочного оборудования;
определение необходимой промывочной скорости потока жидкости в каналах гидросистем строительных машин;
выбор способа промывки и разработка конструкции установки для промывки гидросистем разнотипного парка машин и ее основных агрегатов.
Научная новизна и.практическая ценность работы
Разработаны требования к процессу промывки гидросистем разнотипного парка машин. Предложены способы расчёта: промывочной скорости потока жидкости в гидросистемах строительных машин, достаточной для отрыва частиц загрязнений; необходимой производительности промывочной установки для ремонтного предприятия с разнотипным парком машин; основных параметров промывочной установки и ее агрегатов - очистителя промывочной жидкости с механизированной разгрузкой загрязнений; прибора для контроля чистоты промывки гидросистем. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований изготовлены и внедрены промышленные образцы установок для промывки гидросистем строительных машин и центробежные приборы контроля чистоты на ремонтно-эксплуатанионных базах механизации.
Апробация работы
Результаты исследований доложены на ХХХІУ, ХХХУП, ХХХУШ, ХШХ, XI научных конференциях ЛИСИ в 1976, 1978, 1980, 1931 и 1982 гг, на семинаре специалистов по ремонту гидропривода Министерства строительства Латвийской ССР в 1979 г., на заседании секции НТО Главзапстроя в 1980 г., на семинаре ЛДНТП "Комплексная механизация - основной путь снижения трудозатрат в строительстве" в 1982 г.
На защиту выносятся:
требования к установкам для промывки гидросистем разнотипного парка строительных машин в условиях ремонта;
результаты исследования динамики загрязнений в гидросистемах при их ремонте;
методика расчёта оптимального режима промывки;
способы определения необходимой производительности промывочного оборудования и основных параметров промывочной установки и ее агрегатов;
совокупность результатов экспериментальных исследований промывочного оборудования в лабораторных и производственных условиях.
Публикации
По результатам исследований опубликовано 14 статей, получено 16 авторских свидетельств на изобретения.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и изложена на 22Q страницах машинописного текста, включая таблицы - 7 страниц, рисунки -40 страниц, приложения - 39 страниц, библиографию -118 наименований.
Загрязненность гидросистем и динамика количества механических примесей при существующей технологии ремонта
М.Г.Кабаков и С.П.Стесии рекомендуют диаметральный зазор в распределителях принимать в пределах 5-35 мкм при допуске на зазор 3-5 мкм /57/, Т.М.Башта при диаметрах плунжеров 20-40 м:м рекомендует диаметральный зазор 5-20 мкм /7/, а Я.А.Бекиров значительно повышает требования на зазор от 2 до 12 мкм при допуске 1-3 мкм /8/. Параметр шероховатости сопрягаемых поверхностей таких золотников Ra =0,04-0,16 мкм. Поверхности сопряженных деталей подвергают термообработке до HRG 58-62 для уменьшения их износа в среде рабочей жидкости, которая всегда содержат абразивные частицы загрязнений.
Приведенные значения величин зазоров показывают, что требуется высокая степень очистки рабочих жидкостей от механических частиц загрязнений. В гидравлических системах строительных машин в качестве промывочных целесообразно во всех случаях использовать рабочие жидкости с тонкостью очистки по 13 классу ГОСТ 17216-71, который нормирует дисперсный состав примесей размерами свыше 10 мкм. Общая масса загрязнений не должна превышать 0,005 % в гидросистеме от массы рабочей жидкости, что составляет 43 мг/л. В работах С.И.Мориса /112/ обосновывается более жесткий предел допустимой загрязненности для жидкости строительных машин, равный 30 мг/л.
По данным В.И.Барышева /6/ загрязненность после сборки гидросистемы трактора достигает 0,163 % по массе. Основную часть составляют примеси неорганического происхождения - двуокись кремния и окись алюминия от 25 до 70 %, Они являются наиболее опасными для гидроагрегатов, так как их твердость превышает твердость сопрягаемых поверхностей.
От концентрации механических примесей в гидросистеме зависят основные показатели работы гидроагрегатов. Например, в исследованиях /69/ А.С.Матвеев установил, что при увеличении загрязненности объемный КПД насосов резко падает (рис.2). Высокая концентрация примесей приводит к увеличению количества неисправностей гидропривода и сокращению срока службы рабочей жидкости, а также увеличивает стоимость ремонтных работ. На рис.3 показано влияние периодичности замены жидкости в гидросистемах тракторов на суммарную удельную стоимость ремонтных работ, устранение неисправностей и на замену рабочей жидкости.
Степень загрязненности гидросистемы оказывает влияние и на производительность экскаватора в целом. А.П.Лазариди в работе /66/ показывает, что загрязненность жидкости 0,5 % по массе снижает производительность экскаватора в 2 раза (рис.4). Это происходит из-за резкого уменьшения объемного КПД насоса и повышения сопротивления в подвижных парах трения гидроагрегатов.
Интенсивность поступления загрязнений в гидросистемы зависит от условий эксплуатации и технической оснащенности предприятий по ремонту гидроагрегатов и строительных машин с гидроприводом. Основным источником загрязнений является рабочая жидкость и частицы, попадающие в восстановленные агрегаты и узлы. Причинами повышения загрязненности гидросистем после ремонта являются невыполнение необходимых технологических операций в процессе восстановительных работ (см.рис.1), низкая степень очистки жидкости, заправляемой в гидросистему машины, повышенная загрязненность гидросистем испытательных и промывочных стендов, отсутствие надлежащего оборудования постов выполнения сборочных операций (очистка приточного воздуха, чистые инструмент и заправочные средства, чистая спецодежда обслуживаемого персонала, ветошь без отделения волокон).
Для определения динамики загрязнения гидросистем при их ремонте автором проведены исследования загрязненности жидкостей в стендах и промывочных ваннах, заправляемых рабочих жидкостях, гидроагрегатах и гидросистемах машин после ремонта. Обследование проводилось в условиях ремонтно-эксплуатационных баз и заводов по ремонту гидроагрегатов и строительных машин с гидроприводом.
Испытание агрегатов после сборки в основном производится на стендах, которые оборудуются фильтрами грубой очистки. Наиболее совершенные из них, стенды КИ-4200 и КИ-48І5 Рижского экспериментального завода "Старо" снабжены центрифугами двигателя МТЗ. Эти стенды предназначены для испытания гидрооборудования при расходах до 1,6x10" мус. По причине отсутствия серийно изготовленных - 5 Ъ стендов для испытания расходами до 5x10 м/с и больше ремонтные предприятия часто используют стенды собственной конструкции. Качественная очистка в таких стендах ,как правило, отсутствует. При обследовании отбор проб производился из присоединительных рукавов в лабораторную посуду после 15 минутной работы стенда. Отбор проб из промывочных ванн производился на уровне 1/3 высоты во время промывки деталей. Объем проб составлял 0,5x10" У?. Определение концентрации загрязнений по массе производили при помощи центрифуги для анализа загрязненности /22,32,33/.
Гранулометрический состав определялся при помощи микроскопа МЙМ-8М по методике П.Н.Белянина /9/. Подсчёт частиц производился при освещении в темном поле с увеличением 150, 200.и 300 раз. Для облегчения подсчёта частиц производилось также микрофотографирование отдельных полей зрения. Характерная микрофотография с увеличением в 200 раз и сторонами квадрата сетки 50x50 мкм показана на рис.5.
Структурная характеристика парка машин на ремонтно-эксплуатационных базах и установление технологических операций промывки
Импульсный способ /85/ интенсифицирует процесс отрыва частиц от поверхности за счёт изменения градиента скорости потока в пристенных слоях. Импульсный способ является эффективным лишь для крупных частиц загрязнений в пределах 15-35 мкм /10/ и в каналах малой длины.
Газожидкостный способ повышает эффективность, по утверждению А.И.Свиридова, в 2-3 раза в сравнении с импульсным способом. Это достигается за счёт расслоения потока жидкости в канале газовой средой. Газожидкостный способ может использоваться только для очистки трубопроводов ограниченной длины. Он неприемлем в трубопроводных системах большой протяженности /10/, какими являются гидросистемы строительных машин, имеющие длину каналов до 170 м и больше (см.Приложение 5). Ограничение длины вызвано демпфированием колебаний давления объемом содержащегося в потоке газа, что приводит к снижению эффективности отрыва частиц загрязнений.
Основным недостатком газожидкостного способа является большой расход газа (обычно азота), равный 10 кг/ч, необходимость последующего его отделения от жидкости для обеспечения бескавитацион-ной работы насосов. Дополнительно к этому наблюдается нарушение физико-химических свойств промывочной жидкости.
В КНИГА проводились исследования промывки каналов с использованием навигационного режима и гидравлического удара /10,84/, из которых следует, что навигационный режим промывки не может быть применен для промывки длинных каналов из-за ограниченной длины кавитационного факела. На основании исследований С.П.Бородина можно сделать вывод об эффективности использования способа навигационной промывки тупиковых каналов гидроагрегатов. По данным С.В.Чиркова время промывки каналов с использованием гидравлического удара сокращается в 10-15 раз, но применение этого способа требует разделения гидросистемы на отдельные участки определенной длины для уменьшения сопротивления распространению гидроудара. Поэтому гидроударный способ целесообразно применять для промывки каналов малой длины.
Проточный способ промывки гидросистем (см.раздел 1.3) является наиболее простым, не требует дополнительного увеличения трудоемкости на подразборку и сборку промываемой системы при делении на участки. Этот способ также не требует дополнительных агрегатов для создания нестационарного течения потока жидкости, расхода газа и позволяет промывать системы практически неограниченной длины разнотипной техники при помощи одной установки/ 29,30/.
Основным недостатком проточного способа является повышение скорости потока жидкости в процессе промывки для создания условий отрыва частиц загрязнений.
Промывка гидросистем маловязкими жидкостями (керосин, дизельное топливо и др.) оказывает отрицательное воздействие на работу гидроагрегатов машины. Дополнительно к этому после промывки требуется частичная разборка системы для слива оставшейся жидкости. Последнее относится также и при использовании в качестве промывочных жидкостей маловязких водных растворов поверхностно-активных веществ (МЛ-5І, Импульс, ОП-7 и др.). Использование любых маловяз- : ких жидкостей требует проведения заключительной операции - сушки промытых поверхностей.
Применение в качестве промывочной рабочей жидкости, подогретой до рабочей температуры 70-80 С для уменьшения вязкости, не требует введения дополнительных операций после промывки: разборки системы, слива жидкости, сушки -поверхностей.
Одним из основных условий качественной промывки, является создание высокой скорости потока жидкости в каналах гидросистемы, что может достигаться насосом специальной установки или собственной насосной станцией машины. Учитывая вшоготипность парка машин с гид 52
роприводом на ремонтно-эксплуатационных базах, имеющих широкий диапазон расходов в гидросистемах от 0,27 до 5,6.10 ьг/с, а также величину условного прохода от б до 30 мм, использовать гидронасос установки для промывки нецелесообразно. Пределы регулирования известных насосов не позволяют создать потоку жидкости требуемую скорость для отрыва частиц загрязнений при таком широком колебании условного прохода. В случае использования в установке насосной станции, рассчитанной для создания скорости отрыва частиц в системе с максимальным условным проходом, производительность этой станции не будет полностью реализована при работе с гидросистемой меньшего условного прохода. Таким образом, промывка от насоса специальной установки в условиях разнотипного парка машин экономически не эффективна. Отрыв и транспортировку частиц загрязнений размером свыше 10 мкм обеспечивает скорость потока, равная 6 м/с /84/» Максимальная производительность насосов в приводах строительных машинах с учетом циклического характера их работы обеспечивает эту скорость потока жидкости. Из этого следует, что промывку гидросистем строительных машин следует производить в сборе рабочей жидкостью от гидронасоса промываемой машины. Основной же функцией установки для промывки является отбор из гидросистемы и очистка загрязненной жидкости с после/дующей ее подачей обратно к насосу промываемой машины.
Рассмотрим наиболее распространенные установки для промывки масло- и гидросистем, применяемые при ремонте и обслуживании машин.
Промывка гидросистем автомобилей самосвалов ЗИЛ-ММЗ-555 производится при помощи установки /63/, гидравлическая схема которой показана на рис.19. В качестве промывочной жидкости используется дизельное топливо или керосин. Циркуляцию жидкости обеспечивает насос НШ-32, очистку от загрязнений - фильтры грубой и тонкой очистки. Подача жидкости производится насосом 5 из бака 2 или гидросистемы машины через фильтры грубой очистки I, тонкой 4 и обратно в гидросистему. Так по замкнутому кольцу жидкость циркулирует до полной промывки каналов гидропривода. Промывка производится при давлении 0,30-0,35 МПа, которое контролируется по дифманометру 8. Достоинством установки является возможность замкнутой циркуляции жидкости в системе "установка-промываемая гидросистема", а недостатком - отсутствие универсальности, применение фильтров в качестве очистительных устройств и необходимость выполнения разборочных операций после промывки для слива оставшейся в системе жидкости.
Определение основных параметров установки для промывки гидросистем
Выполнение требований, представленных на схеме, позволяет уменьшить загрязненность в процессе восстановления и сборки гидропривода машин. Следует отметить, что независимо от качества выполнения технологического процесса, окончательная контрольная промывка гидросистемы после ремонта является обязательной операцией. Это вызвано необходимостью удаления механических примесей из жидкости внутри гидросистемы, которые появляются в процессе приработки пар трения гидроагрегатов, особенно в первоначальный период работы.
Основным отличием технологического процесса по предложенной схеме является сквозной контроль загрязненности, начиная с восстановления деталей и кончая заправкой гидросистемы перед выходом машины из ремонта. Для зтого предусмотрены операции очистки отдельных деталей перед сборкой во избежание внесения примесей в полости гидроагрегатов, которые могут вымываться постепенно, а не только в первоначальный период работы машины. Например, механические примеси, внесенные с деталями, из тупиковых и щелевых зон могут служить дополнительным источником загрязнений при работе в течение длительного времени. Средства промывки гидрооборудования и очистки жидкостей выбраны с учетом их загрязненности, а также грязеемкости, тонкости очистки и производительности очистителей.
Б настоящее время практически отсутствует контроль чистоты жидкостей в гидросистемах технологического оборудования и строительных машин. Зто приводит к общей небрежности на всех ремонтных операциях, а также отсутствию ограничений по упаковке, хранению гидроагрегатов и заправке гидросистем. Результатом ошибочного подхода к вопросам чистоты является превышающая в 20 раз и больше допустимые пределы загрязненность гидросистем. Это подтверждает необходимость введения в технологический процесс ремонта строительных машин представленных на схеме операций.
На основании рассмотрения структурных характеристик парков строительных машин двадцати трех ремонтно-эксплуатанионных баз можно сделать следующие выводы: среднее количество типов машин с гидроприводом на ремонтно-эксплуатационной базе равно 19; средняя величина загрязненности гидросистем после ремонта базы с наиболее многочисленным парком машин и совершенной организацией ремонтных работ составляет 0,067 % по массе; среднее количество жидкости в гидросистемах равно 178 кг, а его распределение подчиняется экспоненциальному закону; на основе изучения методов и средств повышения чистоты жидкостей при выполнении отдельных технологических операций предложена схема технологического процесса ремонта гидроагрегатов и гидросистем строительных машин, отличающаяся от существующих сквозным контролем загрязненности, начиная с восстановления деталей и кончая заправкой гидросистемы перед выходом машины из ремонта. Сквозной контроль загрязненности позволит своевременно выявить причины поступления примесей в гидросистему и предотвратить его Мощность оборудования с учётом количества и типов машин с гидроприводом должна быть достаточной для обслуживания гидросистем машин парка усредненной базы механизации, которая включает т =93 машины (см.Приложение 7). Математическое ожидание массы рабочей жидкости в гидросистеме строительной машины М(х)-11%,2. кг, получено на основе анализа, приведенного в разделе 2.2. Из практики ведения работ по восстановлению гидропривода в системах ремонта известно, что целесообразно иметь один комплект оборудования для промывки и заправки гидросистем. Это значит, что выполнение операции промывки и заправки в общем технологическом процессе ремонта можно представить как одноканальную систему мае-. сового обслуживания (СМО). Учитывая, что величина средневзвешенной массы рабочей жидкости в гидросистеме машины известна, поток заявок в СМО будет однородным, а система - с ожиданием без ограничения очереди, так как поступление всех машин для обслуживания одновременно маловероятно. Граф состояний принятой СМО представлен на рис. ш характеризуется интенсивностью потока заявок Я и потока обслуживания м. . Она может находиться в следующих состояниях: Х0- обслуживаемых машин в системе нет, СМО свободна Х1 - в обслуживании находится одна машина, очереди нет; Ж2 - в обслуживании одна машина и одна находится в очереди;. Хп- в обслуживании одна машина, в очереди (п -I) машин. Пользуясь характеристикой потоков заявок, принятых в /17 и 62./, можно сделать вывод, что имеем в данной СМО пуассоновокий поток. Он обладает свойствами ординарности и отсутствия последействия, так как вероятность поступления больше, чем одной заявки, на малом участке времени At пренебрежительно мала по сравнению с вероятностью поступления на этом же участке ровно одной заявки. Поток без последствия принимаем потому, что для любых двух неперекрывающихся участков времени число заявок, попадающих на один из них, не зависит от числа заявок, попавших на другой. Поэтому в нашем случае имеем простейший пуассоновокий поток заявок на обслуживание гидросистем.
Производственная проверка результатов исследований
Автором выведена формула для определения коэффициента лобового сопротивления для диапазона потоков с числами Рейнольдса в пристенных слоях I 40 , (которые имеют место в зонах отрыва частиц загрязнений каналов гидросистем строительных машин), а также формула для расчёта значений лобовой силы, действующей на частицу загрязнений с учётом шероховатости поверхности каналов; - увеличение высоты микронеровностей вызывает резкое увеличение величины средней скорости потока жидкости в промываемом канале, требуемой для отрыва частиц от поверхности; - для практических расчётов предложена методика определения на ЭВМ средней скорости промывочной жидкости, необходимой для отрыва частиц загрязнений в зависимости от диаметра канала, размера частицы, вязкости жидкости и величины неровностей шероховатой поверхности. Установка для промывки гидросистем должна включать в себя насосную станцию, очиститель и прибор контроля чистоты жидкости, гидробаки, пусковую, регулирующую и контрольную аппаратуру, соединительные трубопроводы и рукава. Из анализа, приведенного в разделе 2.1, видно, что наибольшее влияние на удовлетворение требований, предъявляемым к установке, оказывает очиститель жидкости. Очиститель должен обеспечивать требуемую тонкость очистки за минимальное количество проходов промывочной жидкости. На основании известных преимуществ центробежной очистки (см.раздел 2.1) для установок, используемых в условиях ремонта гидросистем строительных машин, наиболее приемлемой является очистка в центробежном поле. Центробежные очистители такого типа в настоящее время отсутствуют, поэтому появилась необходимость в их создании.
Для сокращения времени промывки необходимо обеспечить высокое качество очистки, которое может достигаться увеличением угловой скорости вращения ротора очистителя со или размеров ротора (28) . Последнее приводит к усложнению конструкции привода и очистителя в целом, что, в свою очередь, недопустимо снижает надежность его работы. Поэтому поставленную задачу целесообразно решать за счёт включения тонкослойного течения очищаемой жидкости на максимальном расстоянии от оси вращения и за счёт увеличения пути движения жидкости в роторе без увеличения его размеров .
На основании экспериментальных исследований (см.раздел 3.3) течения жидкости в прозрачных кюветах различной формы был сделан вывод об использовании очистителя с вертикальным расположением оси ротора, снабженного ребристой поверхностью. Схема такого очистителя , состоящего из вала привода I, соединенного с ротором 2, заключенным в корпус 3 с механизмом выгрузки загрязнений 4, показана на рис.39. На схеме также показано направление движения жидкости и загрязнений в процессе работы очистителя. Методика расчёта основных параметров такого центробежного очистителя отсутствует, поэтому возникла задача рассмотрения этого вопроса. Поставленную задачу целесообразно решать, рассматривая очиститель как механическую систему с подвижными точками (частицами загрязнений), которые имеют несколько степеней свободы и перемещаются в жидкости под действием сил, возникающих при вращении ротора. Расчётная схема ротора представлена на рис.40» Поток жидкости в роторе следует разделить на две зоны: I - поверхностный слой жидкости; II - межреберный слой с круговым течением жидкости. Принимаем, что все частицы загрязнений имеют сферическую форму и равномерно распределены в объеме жидкости. На схеме введены обозначения: г0 - расстояние от оси вращения до внутреннего слоя жидкости; текущие значения координат частицы загрязнения: в радиальном направлении и - относительно жидкости, о относительно неподвижной системы отсчёта; в вертикальном направлении z - относительно жидкости, zm - жидкости относительно неподвижной системы отсчёта. Для установления уравнений движения частицы загрязнения введем неподвижную систему координат - , л, С и подвижную систему: соединенную с ротором - Xp9YPf Zp ; соединенную с жидкостью -Хт , Уж, 2Ж ; соединенную с частицей загрязнения X49Y4, Z4 , Положение частицы в неподвижной системе отсчёта определяется координатами где 0)t - угол поворота ротора при угловой скорости СО через промежуток времени t ; IF- угол поворота жидкости относительно ротора; її - угол поворота частицы загрязнения относительно жидкости. Кинетическая энергия частицы загрязнения массой т в принятой системе координат будет
