автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Очистка рабочих жидкостей гидравлических систем

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАШ1И ШСТИТЛ' ИНЖЕНЕРОВ СЕЛЬСКСМЗЯЙСТЬЕННОГО ПРОСЬБ ЦчСТиА имени В.П.ГОРЯЧКША

На .правах рукописи

РУЗИКВ ШОДИРЖОН ГУЛАМОВИЧ

ОЧьС'ИЙ РАБОЧИХ ЗДКОСТйй П.ДРчВХШЧ^СШ СйСТЕМ'

Специальность 0^.20.03 - ¡эксплуатация, Босстаиовданив

и ран отт сельскохозяйственной уехники

А а т о р а А а р а т ' диссврааци;. на соисканиа учькои степени кандидата технических наук

г;, ос на а - 1992

Работа выполнена на кафедре транспорта в с.х.производстве Московского ордена Трудового Красного энаиани институте инженеров сельскохозяйственного производства имени В.ПЛ'орячкина.

Научный руководитель

Заслуженный деятель науки и техники РСфСР, доктор технических наук, профессор К.В.РЬШАКОВ'

Научный консультант

кандидат технических наук, доцент А.в.симшшко'

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор' а л .Никифоров,

кандидат технических-наук, старший научный сотрудник В.А.ШТЯГШ

Ведущая организация

- госнитй

Защита состоится "-/5" •■ ■ смия- 1992 г. в -/5 часов на заседании специализированного Совета К I20.I2.C8 Московского ордена Трудового Красного знамени института инженеров сельскохозяйственного производства 'имени В.П.Горячкина.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью просим направлять по адрйсу: 127ЬЬ0, Москва, И-Ь50, ул.Тимирязевская, 58, ЬИйСП, УЧЭйый Совет.

С диссертацией'мйкШо о-накалиться в оиблиотеке института.

Автореферат разоСЛс'И " " -ЛАСь_19Э2 г.

Учений секретарь специализированного совета кандидат экономических наук, доцент

В .И .Осипов

OikjUi лАРА ttTüPi'i'JTiiKA PAbOTj

Актуальность то.мы. b со льскохознйстьанно:.« проивводстъе России эксплуатируется иолыаое количество импортной техники ^автомоиилап, тракторов и доро.-шо-строителышх мацин),. оснащенное совратишь,ш; гидравлическими оистеыацы. Оснсвнуп проблему ъ эксплуатации этих uisuhя осскалл.ил получение випортных ^ияьгк'цкорткых s/ici-ohioh ?.т.п очлслка раиочих жидкостей гидравлических спстеи. IIjsос лок.а усогубляв лея разбПОСаиНОСТЫО ЭТИХ LBliliil ДО ÜOflbdOii TUppiiTOpull HQÜO/:LUHi.'.n партиции н отсутствием центра аиаоьзшпго скао:..ияи:1 и ьглюки.

'ь сьпзи с ü'i'i.ij ьо^н..кла :шсоход..^.ос1ь б сочинил diunojtjuhuijx фиаьграционьчж элементов мяа мирса«ичееяих cjicst-;; лиюр'лни?. дорож-по-стрсите лыигх кзиин, эиннт «ь сгройяыьс^е к роьоми ъ

ночиphöaui.ihcл зоне РоослН. Раг-ота витимльсь в cootjjtс-л. и и с jлаком 1ЫР и OKI' iVii'.ii'DHa на i^i.-)-199i гг., планом научno-ve х.ка ча ских pa-joi "Ростохсйрииса" и научнс-тохническо;, программе!. O.C,\.,'l Гооагропроиа CJCP на l.9oö-iJ30 гг.

Цель районы. Pajpaüoioi'b, йспа-тать и внедрить-¡¡а /илютинои •дороАНО-стро,.тельяол технике £и«ь2ры на безо отечественных фильтрационных материалов дин очистки рабочих жндкосаОн гидуи зличесних систем.

йа.иачи исследовании: • - ьсс;.8аоья1ь аипланзниосль аасочях ¿идвое/оз ъ гцдриаявческих системах »ьл:ор'ЛШх дорокно-строййеДйЦ¡ix. üojdi:, 3«он л уит иру уц;.хся л России;

- ооосноьато a-joöouauk.i « 4,;c;oi2 рабочих .-..¡акостси гидра'.«к-; чоойих систем »¿портных доролю-схрэптельных «амп;

- подобрать отечественные фияьгрзциовяыа M6iep..on:i, отигчзицве i'puuOuaHün.y 1.0 чистоте;

- теоретически ооосновать и ¡к. ¿работать «систр^кцив фильтрационных элементов на оазэ подобранных отечественин*. порисих порвг'о-р о;: с:;;

- ироьвехн оптимизацию KOHC-.'pytiviiJiHidx параме^роь л р^ориоо'-д-а^;,' фильтрационное элементы на öaau подооранних .¡.иямрациовных материалов; ' ■ •

- провести стенд". ь:а и''эксплуатационные ись^тамин. уильтрацион-• ных элементов дли гидравлических систем импортной доро^но-стрсчтель- ' но.; техники ; ' ■

- разработать техническую документацию, определить экономический и внедрить 01эчесалеиние (¡.«..„трационн :е -ало- знты б гид-

равпическиа системы импортных дорожно-строи^ельных машин.•

Объект исследования. Рабочие жидкости гидравлических систем дорокно-строитольных мацин, отечественные фильтрационные материалы, импортные и отечественные фильтрационные элементы.

Ой^ая .методика исследования включала теоретические исследования, процесса очистки рабочих жидкостей в фильтрационных материалах, исследование загрязненности, причин, источников образования загрязнений в гидравлических системах импортной техники, исследование отечественных фильтрационных Материалов и фильтрационных элемента.

Достоверность результатов исследования определяется применением современных приборов и ооорудования, методов математической статистики при проведении исследований, обработкой результатов элспе- , риаента на ЭВМ и внедрением выполненного исследования в производство' (умырационных элементов и эксплуатации импортной дорожно-строительной техники. • ' '

Научная новизна работ заключается в том,4что впервые на основе аналитического исследования установлена загрязненность рабочих , жидкостей гидравлических систем импортных дорожно-строительных машин, эксплуатирующихся в Средней и Ювной климатических зонах России, определены причины и источнини загрязнений и .сформулирован механизм образования загрязнений и определены требования к фильтрационным • элементам. Впервые определены границы применимости линейного закона фильтрации рабочих жидкостей через пористые парегородяи и закономерности забивки пор. Получены математические модели процесса очистки в виде линейных уравнений регрессии. На основе оптимизации основных параметров разработана конструкция отечественных фильтрационных элементов. ■ '

Практическая ценность рас .ты заключается в разработки комплекс т*оИ методики исследовании, позволяющей производить разработки фильт рационных апемонюв для гидравлических и масляных систем, в получении уравнений регрессии, позволяющих производить оценку пористых ма ториалов. Определены требования к фильтрационным элементам гидравлических систем импортных ыашин.

Пути реализации. Разработанные фильтрационные злеьенты внедрены в производство в "Рвмтехсервисе''' и внедрены на импортных доподне строительных машинах "Ростехсервиса". В результате выполнения рэбот была обоспечена нормальная эксплуатация импортных доролно-строктоль ных ыаииБ при дорожных работах в Нечерноземной воне России.

Лпросаппя работы. Основные резуОьтагы исследований доломаны и

одобрены на:

- научных конференциях профессорско-преподавательского cocía- • ¿a, научных работников и аспирантов МИИСПа б 1988-1291 голах;

- заседаниях кафедры транспорта в с .х.производстве Г'ИШа в I988-I99I годах.

Публикации. Основные положения.диссертации опубликованы в трох статьях, в четырех положительных решениях на изобретение.

Структура и ооъам работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использовании литературы и приложения. Изложена на 162 страницах машинописного тенета, содержит 42 рисунка, 20 таблиц, библиографию из 90 наименований и 2 приложении.

СОДЕР£АНИЬ; РАБОТЫ

ГлаваСостояние вопроса, цель и задачи исследования

Гидравлические системы импортных дорокно-строителькых машин, широко эксплуатирующихся в Ньчарнозешюи зоне России предъявляют высокие требования к чистое раиочих гшдкостеи. а качестъы заианкте-лей на импортной техника, по рекомендации залодов-пзготовителен, применяются масла гидравлические ЫГ-20 и Ь!Г-30. Заменители фильтрационных элементов не риконандоланы.

•• Работами д. ti. Рыбакова, а.П.логакенко, Х.И.Каривкаио.., А .Н.Никифорова, Е.Н .Горецкоп, в.м.йарыаьва, л.и.Ьупияола, Ь.д.йтщ-ана и аругих исследователи показан уровень, состав и'характер загрязнении в ррбочих :л!дкостях гидравлических си стом отечественных автомобиле;., Tpai.'i'OpOJJ i. AOJ)o...ho-c'inoh!ttíabhHX !:Т«1Н и их чяиииян чэ тботу гедло-зис'хвыы и мацини i целой, однако данних по ¡с.лорглс., техника не*. 06-ииинмв исследования и области -порпдрвгороцок, разработки и ис-3'ísrhhíi &илы«8циолл:<х э;:е:.:еь'-оь ни затрагивают иипортт:.: гичраьли-честге сксз'ви, ¿яльгрнци спиде а&ьркьчвь з ,г:зг8рач.-.оин.х :'Ли;,аптов. 1ol/í'o;,.j дли pojoa«»! иосуаьлвннол цели киобчодк-о провести ряд иссла-иоьани:;, ,(oiopuá ькллчают исследования аагрязленнсми р&оочих лИдкоо-reu (отечественных) на иипоржнои доролно-стролтлльпо;! техники, экс-"1луатйруюци;.1ся в Средней и Кйной гонах России, обоснование требовали:; к чистота раоочих '„никосте.; к отечественный ([.ильтрацлопныи иато-3iio;ia;,., исследования и подбор отечествен«ыь. фильтрационных Штерна-нов и на основе оптимизации основных ьзрацежров разработку и лабора-горло-экеплуат^.циопкце исикяния ^гьграциониых ьлеионтов а эконоии-' вескую оценку выполненного исслел.оьеаил и paypacowa.

ГЛ-BQ Р. i,idTO,i. ;ка !К":С;'йдОц:ШН i ■ J i'py;\X¿:¡Hi-.i C>Llb.a ИиСло^О^ИНЙ«

k

предусматривает три основных направления; исследование загрязненности рабочих жидкостей; исследование фильтрационных материалов; исследование и испытание фильтрационных элементов. Соответственно . .чазрзботаны комплексные ивтодикн исследования, подобраны и созданы необходимые стевды и установки. Методики исследования загрязненности включают описание комплексной методики, включающей определение содержания, гранулометрического и элементного состава загрязнений рабочих жидкостей для гидравлических систем. Определение содержания загрязнений при средней загрязненности рабочих кидност'еИ производилось по ГОСТ 6370-70, а при малой загрязненности по ГО'Л 12275-66.

Оп'.еди ление' гранулометрического состава загрязнении производилось путем просмотра проб рабочих жидкостей иод микроскопом Ш1-15 в проходящем свете в спектрально^ кювете и подсчета частиц. Общее увеличение 225х; а цена деления екулнр-лине йки 5 мни. Для этой методики коэффициент вариации результатов определения зависит от количества частиц в одном ноле зрения (рис..и. Для определения необхо-" '1 ! ! "["П—I ""ТТП I димого. количества нолей

зрения использовалась орг.:у да .

Í

, CC-DTf

(I)

^ V я л if нТ ф л; иг IÍIÍ аи ¡¿и ЛЯ Ш lía ЯШ

С/5**«*«- tOCTM.^ / .

т^ г * tft^

Рис Л. зависимость коэффициента, вариации от количества частиц

где

¿ -относительная ошибка в долях средней «¿ад ритическои ошибки;'

Л

t лспг

относительная ошибка

- г'. 11 tоi

óxi - средняя квадратичная .ошибка,?; («ои^фициен вариации).

Для огределокия необходимого числа полей зрения для получения ошибки от 10 до использовалась зависимость (рис.2). Определен;!'; гранулометрического состава загрязнении производилось тяки и на иг боре ПКЗ-904А, Для чего проба рабочей жидкости разбавлялась читыры.: частши чистого бензина tr70 и 100' ил пробивались чореа прибор. Пол счет частиц производился по инторьалу размеров 5...Í0, С0...25, 25. ..60, Ü0... г00, ■ 100. • .200 и более 200 m:íü. Окончательные результаты увеличивались в четыре раза. Определение удаминтного состава

загрязнений одновременно по 19 элементам проводилось на7 установка tíiC-Т ь основу работы которой положен иоюд эмиссионного спектрального анализа. Анализ количественный с оииойои на

00 л а у o?ó>

Методиш: исследования фильтрационных материалов включают две ¿.'онплеиспуг1 методики:

-исследования физико-механических свойств; - исследования Фи'лъ-

ТрЗЦИОк. IX СВОЙСТВ.

методика исследования фи'оико-мзханическпх свойств включает определение размеров пор- под миктюскопсм и пузырьковым методом с расчетом по .'ораудо '

Рис.2. Необходимое число полей зрания в зависимрсти от количества частиц и величины окиоки с доверительной вероятностью результата измерений 0,9 . '

1.0

где

(2)

(3,

(4)

сСула* = /3,ь'Х 1,0'ád с- поверхностное натп.оние воды;. р.- давлений перед испытуемым материалом.

пористость опредиляласв по формуле

• ' •

Vn - оолаи ¿плвтрациокпого махеркола (иез пор); общий объем фильтрационного материала. • Ьоэдухэппоницазмость опнаделялась по формуле

п V

= Т?г » r~s

V - обвей воздуха, яроабдиего чореа' «йльтрационный материал;. • F - плоцадь чЧ!.!Ырационкого ыатипиала;

47- ври;« пррхатденип объема воздуха. ,

Определение проводи.,ось на соответствувд'. установках. -lía ходкий •иссаодоввнин ФилБхуациошчх свойств включает определенна на рабочих ли-до.сглл при 18±а°й:

- гидрпвлическоь. характеристики ;

- U0.:H0Xu фильтрации, харвктепизуеиой коэффициентом полноты

Сс и с - содержание загрязнении в пробе до и после фильтрацион-■ ного материала;

- тонкости фильтрации, характеризуемой коэффициентом полноты отсева частиц (для каждого интервала.размеров)

¡г = (х0-х)/хо , гдо (.6;

/Хо,Х - количество частиц данного интервала размеров в Гил. рабочей жидкости.

- фильтруемости Ц-У-Л^) при ¿Р=сот£ =.0,049 Ша (с последующим построением зависимостей <^=^(4), ^ -^-СС); •-$('£)

-^ресурс-работы лР-.^С^)-

Исследования фильтрационных материалов производились на безна-сосно'й и насосной установках.

Методика исследования фильтрационных элементов проводилась на рабочих жидкостях и включает определение:

- гидравлических характеристик фильтра в э»;оре,-в сборе без Фильтрационного элемента и в сборе без фильтрационной перегородки;

- тонкости и полноты фильтрации;

- грязееыкости;

- ресурса работы.

Исследования фильтрационных материалов производились на насосной лабораторной фильтрационной установке. Методики эксплуатационных испытаний фильтрационных элементов йроводились в условиях реаль ной эксплуатации гидравлических систем в'Средней и Ютаой зонах России. При этом фильтрационные элементы предварительно выдерживались в рабочей кидчости, взвешивались и определялись их гидравлические характеристики^ В процессе отбирались пробы рабочих жидкостей в не чаде, конце работы и через каждые 100 мото-часов работы дорокно-ст'г ительной ыашины. После смены фильтрационный элемент взвешивался и определялась его гидравлическая характеристика. В пробах рабочих жидкостей определялись содержание, дисперсный и элементный состав загрязнений.

Глава 3. Исслододякие загрязненности рабочих жидкостей.

гидравлических систем импортных дорожно-строительных мацин

Исследования проводились в средней климатической зоне России при работе на маслах ЦГ-20 и 1,'Г-ЗО летом и зимой на масле АНГ-Ю, а в южной климатической зоне на масле МГЕ-46В. Результаты исслодове ний массового и дисперсного содернания загрязнений позволили составить балансы загрязненности рабочих кидкостей в средней (рис.з) и

C-720, J/â-1213 , Ш-1^,^-055,С-1205

Рис.3. Баланс загрязненности рабочих жидкостей гидравлических систем в средней климатической гоне (летом;

и гакной (рис.климатических зонах России, из которых следует, что загрязнении в пробах из баков и трубопроводов представляют собой отдельные частицы неправильной формы, а тайне комплексы различных размеров, объединяющих большое число частиц.

*

Уд -1233, С-750 Уде- H к, У H-055, С-1203

ЗОО'МОг/т • _ ¿s о-МО г/т

w-siorjr ш-егопт

Рис Л. Баланс загрязненности рабочих жидкоСа'ЗП гидравлических систем ъ южно л климатической зона (летом)

à спёднеи климатической зона оодеркьниа загрязнение в рабочих 'î идя остях ири заправка гидросистем составляло от 0,032. .".О, 03 5,1 до 0, СЪЬ.. .0,с размерами частиц до 60 ыкч и количеств он в I мл до 50...70 тыс.цт. Ь баках гидросистемы солерюиие- заг^язннниЯ увеличивалось за счет остаточны;: загрязнений. Посла фильтрации в системах с капроновым фильтрационным элементом а агрегатам гидравлических

систем поступали рабочие жидкости с содержанием загрязнении 0,015.. \023g, с размерами частиц до 25 мка и с общим числом частиц е I мп до 9 ТЫ.О.ШТ. В системах имеющих бумажные фильтрационные ■ элементы к гидроагрегатам поступали рабочие жидкости с разменом частиц до iO-ib ммМ и количество) частиц в i ил до б тыс.шт. В юж' ной климатической зоне уровень загрязненности рабочих жидкостей был несколько выше за счет большой запыленности воздуха.

Результаты исследования элементного состава загрязнений рабочих ойдкостей показали, что в средней, климатической зоне загрязнения из баков; гидравлических систем в летний нориод в основном, содержат износов (соединения Ре и Си), а также продукты атмосферной пыли (соединения^ ). Наличие незначительных количеств соединений Uс свидетельствуют о высоком качестве стади применяемой в гидравлических системах, а соединения Ва о применении .рабо.чих жидкостей с ирк садкам и. Лослэ фильтров, особенно бумажных,- резь^ уменьшается количество крупных частиц износа (Fe, M и Си) и в меньшей степени продуктов атмосферной пыли, которые в виде мельчайших •»астиц проникают ь гидросистемы. Соединения Ьа удаляются в основной после Их срабатывании и соединения с другими соединениями н водой, а южной климатической зоне в загрязне-иях увеличивается доля продуктов атмосферной пыли. ,

. •. В результате исследований был сформулирован механизм образовании загрязнений в рабочих жидкостях гидравлических систем и определены требования к чистоте рабочих жидкостей гидравлических систем импортных доросно-строительних ыазин, т.е. требования-и фильтрационные элементам гидравлических систем. .

. Глава ц. Исольдоьен'/б я подбор '!тпы рационных материалов.

Материалы этой главы включают теоретические и экспериментальные исследования, результаты которых позволили подобрать высокоэффективные отечестЕеннио фильтрационные материалы для фильтрационных зле ментов гидравлических систем импортных дорожно-строительных машин,

•Исоледованиа границ применимости линейного закона фильтрации 'было выполнено на основе гидравлических характеристик филирационны; материалов, полученных на раиочей аадиосги о вязкостью 44 сОт. По формула Минского JS.i',. были рассчитаны коэффициенты гидравлического сопротивления Я и число Ропноладса Яс •

о. Гк дР • . п _ J>Vtë , где (7)

у - плотность рабочей жидкости; V- скорость фильтрации; йр- перепад давления; Н- толщина пористой перогородки.

По значения),1 Я и Яе. была построена зависимость (.рис.Ы, из

которой видно, что прямая зависимость характеризует справедливость

линейного закона Дарси: 1'' =—-^.тг-(а) • Отклонение от ли™

юк

ю" /о" /¡г* хг число Рэйнольдса, Де

Рис.5. Зависимость /? = /('Я«)

не Иного закона происходит очень плавно при-критических значениях числа Рвйиопьдса от О,ЗЛО"*2 до 3,5Л0~2. Для определения зависимости изменения перепада давления при ламинарном режиме фильтрации выразим ее в безразмерной форме, использовав критерий Лаг ранка, который получаем объединением Я и й«. .

-у И - ______Р)

с1а ~ Пел 21//ИН

В условиях автомодельного режима для всел области ламинарного течения рабочей жидкости значение будет постоянным.

Отсюда следует, что перепад давления при ламинарном течения пропорционален скорости фильтрации, л кестоядай работе рассматриваете,, . при • атого случкя упевпзчие

сдоено ппвдетеьлять в виде степенно:-! зависимости

• ■ (10).

С, - постоянная величина.

Обработка полученных экспериментальны;: данных показывает, ч:о

эта зависимость для ъсай области ламинарного течения рабочей жидкости швет вид 2=1(1 • Подставив полученную зависимость в уравнение критерия Лагранйа получим: ,,

' -- (п) ,

■±ак1ш образом, условием применимости линейного закона фильтрации, при выбранной форме обработки экспериментальных данных, для исследованных пористых перегородок на рабочей жидкости с вязкостью Н сСт является ' „ „ _

йе = « (0,б.Ю-2...3,5.Ю-г) (12)

Исследование закономерностей заииьки пор материалов сводилось к установлению вида очистки для конкретных фильтрационных материалов и рабочих жидкостей (загрязненности) и определении постоянных, позволяющих расчет процесса фильтрации.

В зависимости- от соотношения диаметра частиц загрязнений и диаметра пор могут щ.чь место виды очистки:

- с почным закупированиам пор;

- с частичным закупиро.занием пор;

- с образованием сводиков;

■ - с образованием осадка, а' танке с переходов от одного вида к другому или одновременно по нескольким видам очистки. Наличие переходник: ты одновременных видов очистки обусловлено тем, что многие (¿.идмрационныи материолм имеют полидпсперсный пааыер пор, а рабочие . -жидкости пслидиспарсный размер частиц загрязнений.

Исследования проводились на основе экспериментально полученных •зависимостей '\/-$■(€) д,\н конкретных фильтрационных материалов-, и рабочих кадлостей (загрязненности), путем постпоания зависимостей ■■ ' 1/=?Сс1,

и отыскания прямых вини и п,:и участков для этих зависимостей. Прямые линии характеризовал:' наличке одного вида очистки, прямые последо-. вательные участки характеризовали .последовательность проховдвния видев очистка, отсутствие прямых участков - наличие одновременно происходящих процессов.

«^следования рабочих жидкостей, с вязкостью от 10 до 60 сСт взи- . ■' тых из гидравлических систем с содержанием загрязнений от 0,01 до ' 0,03$ гонаэали, что очистка в тканях,. нетканых материалах н уильх'ра-ционпы,: бумагах происходили ь начальный период с постепенным закупи-роьаниеь юр, а затем с образование!.! осадкаПереход от одного вида ; к другому зависит от содирасания загрязнение и вязкости 'рабочоп нид-. косм (рис.6).

Эк спарим а нта льн ь>ы и с с ледо-ванием подвергались образцы фи лырационных мат ериа лов пригоднее для изготовления сменных фильтрационных элементов. Были исследованы Фильтрационные и физико-механические свойства 22 образцов, были отобраны фильтрационные материалы, которые по тонкости, полноте фильтрации и гидравлическим свойствам отвечают требованиям н очистке рабочих жидкостей 'гидравлических систем и обладают высокими физикс-меха-ничееккми п другими фпльтра-

Рис.б.-Границы перехода фильтра- циоьными свойствам*,

ции масел с постоянным закупирова-нием пор в фильтрацию с образованием осадка для пористых перегородок. I - фильтродпагональ; 2 - нетканый материал; 3 - бумага ДРКБ.

Исследование эффективности очистки с применением планироьа-ния эксперимента

Из многих факторов, влияющих на эффективность очистки п^тзе априорного отсаикания били внбрани 5 основгых йантопо" :

- удельная поверхность искусственного загрязни те г'я ( ^ ),

- скорость фильтрации \ V ),

- условная пористость фильтрационного материала {?),

- содержании в рабочей /¿идкости загряз йеи;п1 по'касса (. ),

- содержаии8 в рэоочои авдкоста воды ( ^ ).

В качестве функции отклика выбраны удельная грязеемкость ) кг/см-; продолжительность работы (ресур) ( £ ), час; коэФчЛилеит пропуска загрязнении (£ ), Испытания проводились до д. Р = 6",О кНа. .Удельная грязеемкость определялась по Формула

$ , где

& - масса задержанных загрязнении на фильтру цненио;,: нл1арнаг.в,лг; Р - поверхность фильтрационного материала, м'-.

Коэчдацион' пропуска загрязнении определялся по формуле:

£ =■

. где

(14)

с.-с

Со и С -- .содержание загрязнении до и после'фильтрационной перегородки, %.

В табл.1 приведены значения и интервалы варьирования факторов,

" таблица I .

Уровень Факторов

¿акторы,' размерность

а/о

р Па

% -

; р

1ЕЛ3_

I

Кодовое обозначение X

лирхпйн уровень 0,805 О,072

Нулевой (основной), уровень 0,ьЦ0 и,0о0'

Нижний уровень 0,455 0,028

Интервал варьирования 0,175 0,022

Х3

1550 1800 1050 250

X, 0,8 1,0 Г| 2. 0,2

25,15 17,58 10,01 .7,57

ь результате статистическом', обработки данных матрицы планирования эксперимента и средних значении Функции отклика были рассчитаны уравнения регрессии: О = 1,499-0, Ь22Х-0,148Х2-0,1351Х3+0,СВСК4-0,003ХЬ £ = 11242-2,403X^5,8X2-0,860X3-2,034X^-0,058X5 • '■•'■ (15) £ = • 0,328+0,063X^0,007Х2-0, 178Х3-0, ООГХ^+О, ОО6Х5

Для проверки адекватности линейных моделей были определены расчетные величины функции отклика и. сопоставлены-с экспериментальными!!. Графическое сравнение приведено на рис.7. Адекватность моделей проверялась с поиоцьс критерия (¿мера. " .■.•■-•

2.5

. М

15 10 С

9

25

го

15 1С

0.5. IV 1.5 1С гу

а)

/ 2 / —

И

0,6 0,4

с, г

5 ТО 15 .. 6)

го 25

Гис.7. Проверка моделей на адашвшосп

аЬуцальиая грнзиемкость; б) прокол*::. . в) «оэгчицавш прописка аггпиьнокиа.

О ' 0,2 0,-1 0,6

6) , " '

гальность работы; .

Результаты проверки адакватности сведаны в табл.2.

- Таблица 2

пункция : Диспепсия •'значение кпитегшя ■Уповень

откыка •ьосироизьо-гдимоот и, ; 4 адекватности ЗаЯ да ше ра ■значимости

; Fpa.ii : ^ .•коэффициентов . . • • Х81.

и,0177 0,0046 0,2606 2,8333 0,0705

г 0, 7040 0,7715 2,8002 2,8333 0,6918

О.ООСЬ 0,0013 0,8ч03 2,6333 0,0210

Результаты исследований с применением планировании эксперимента позволили остановить выбор Фильтрационных материалов на бумагах Ш-120 и ДРКЬ.

.Глава 5. Исследование фклвтпациоиных элементов

Исследолонин .импортных фильтрационных элементов проводились с целью получения характеристик Фильтрационных элементов гидравличес- ., ких систем импортных дорожно-строительных- машин. Исследования' проводились на рабочей жидкости дязкость:о 40 сСт с частотой ХО-го класса по ГОСТ 17216-71, на насосной установке.

Исследовании« подвергались три фильтрационных элемента:

- для нами УБ-12ЭЗ и С-750 (ГДР);

- для маш::н УДС-П4, УН-0 53 (ЧС»);

- для мамины С!-1233 (ОРР).

Были определены габаритные размеры и основные 'фильтрационные показатели.

При разраоотке фильтрационных элементов .необходима-било сохранить габаритные размеры фильтрационных элементов и по возможности • получить лучшие фильтрационные свойства использовав фильтрационные бумаги ;.м-!20 и ДРКь. Для этого-'не ооходимо иыло произвести оптимизацию основных размеров звездоооразного гофра. (

при оптимизации были использованы зависимости полного сопрогкь-лания движению, полученные э.И,Удло\!ск.

дР= лРгР + ьР? , где, г. (16)

йРтр - сопротивление движению нпдкости моеду гсфпами

АР «им? г

г я, I2- L и - ц-ая1>]' дРср- сопротивление движению кидкости в Фильтрационной материала.

лр Яг^(Я) __••, , где (17)

ел'ЯеГй-^'- .

, о 14

Г) win Сп.

число ае " ■ у - ^

относительная толщина фильтрационного материала S= соотиошинио радиусов Я<= Щ » „ относительная проницаемость ;

О _ S1

-.коэффициент плотности гофра ■ г. п . Б результате оптимизации получены р а зм ^"высоты гофра (13,22 и .25 мм) и число гофров (66,71 и 149).

На основе проведенной оптимизации были разработаны технические и рабочие проекты фильтрационных элементов (табл.З) и изготовлены опытные образцы, которые были подвергнут лаоораторным исследованиям.

Таблица 3 .

Показатель :.<1>-1 для.; Ф-2. для ; <i>-3 для

Высота, мм ;машин '.. -iJ'SP. _ 240*15 ; машин _ 198*1,5 ' ; машин 0РР _ . 61€?2

Наружный диаметр, мм 90 ПО 151*0,5

икутреннпи диаиетр, мм Поверхность фильтрации, см2 37 33 89

.3660 . 6110 Б9500

Высота гофра, .мы ' 13 22 25

Число гофров, шт. 66 71 149

Марка Фильтрующей бумаги даъ, Ь-120 ЛРхиз, . аыго .¿МБ, ъгЛ-120

Были определьны гидравлические характеристики (рис.8), а танки определена б фиктивность очистки. Результаты испытании показали, что филь.трациг-'ные эяоменты из бумаги ЬМ-120 к ДРКБ имеют большую пропускную способность, чем импортные аналоги, а тонкость фильтрации около 15 шш, содержание загря знаний после фильтрационного элемента не превышает 0,015*.

Глава б. ььоплуатащ:оти:е испытания, гнаццанио и экономический l,lC3I; Г

Эксплуатационные ьспыханым ироюдалпсь на .1.люртно„ ¿ороаш'о-отроительной техника в ородни.1 h'kmchoi. кли^агичаских зонах-при выполг ¡¡внии работ по строительству и восстановлению-дорог и объектов сельскохозяйственных производств, за 12-16 месяцев испытания мамин был охвачен аегниа и шщи,, периоды эксплуатации, а летний период в средней климатической дона соде>й'НИи загрязнишь в оакак гидросистем составляли и,076...0,0.0',^ ¡юола фидырацконны':: ь'лллентоь снижалось до и,ОЦ;..0,0Т?.^, т.е. об епанчи^ лея коэффициент очистки 0,83... и,оо, П>1 i,ic.a тонкость Фильтрации составляла • 1С... 15 '..ни,' г. общее

М НО !

прогтугкмья способность л/"»« I

Рие.8.Гидравлические характеристики на масло с вязкостью 40 сСт опытных образцов фильтрационных элементов Ф-2 (1,2;, Ф-1 (3,4), Ф-3 (5,6; из бумаги Бм-120 (1,3,5) и бумаги ДРКБ (2,4,6;

количество частиц загрязнении снижалось от 70...80 тыс.шт/чл до 8...8,5 тыс.ыт/мл. в зимний период в баках было 0,069...О 0,073)? загрязнений, которые снижались до 0,013...0,015^, тонкость фильтрации составляла I0...I5MKM. В южной клчиати-ческоя зоне наблюдалось некоторое повышение загрязнений в баках, однако после уилмров уровень загрязненности был близок К загрязненности в средней ишиатической зоне.

Все фильтрационные элементы обеепечилм ресурс работы не ' мэиоо 500 мото-часов и показали высокую грязе сын ость:

- Ф-1 - 260-280 г;

- Ф-2 - 290-420 г;

- Ф-3 - 820...i600 г.

По результата« эксплуатационных испытании Ростехсервис река:ен-довал фильтрационные элементы д производству и внедрению в эксплуатации .

Внедрение отечественных фильтрационных элементов на иипоскгэа дорокно-строительнои технике поволило организовать стг Ьенао Филы-руощици элементами машин, разбросанных по обширно;-, территории России и нормальную их эксплуатацию, а также исключить приоирих'енкj 'Аплмчн-■ционных элементов на валюту за рубояш. '

06№Е ВЫВОДЫ

1. а результате теоретического и эисцорииоитагьчих аселодовзиий актуального вопроса обеспечения чистогы раоочя:. жидкостей гидравлических систем шпорхпги дорожно-строительных наикн, уксплуатч.,уя,,ихо; в России, получено новее решение, заключающееся я подоори'отечпегьоя-кых Фильтрационных когеряалоь на основе дашяшен«. аослодовапап, в разработке конструкции фильтрационного и ptaopcasiwo "М.'Ъч-ра на основе оптимизации основных параметре!.. . * ■

2. Разраоотана комплексная мвюддяа исследований, вкльчлг-«! < усовершенствованные методики о-редваеиая регупол в гшздиксом Пгь-трационн цХ магераалоь ¡: а локон «ов с разразим чп иггодау '

к

■ ционных испытаний фильтрационных- элементов.

3. Кссл8дованио загрязненности рабочих жидкостей гидравлических систем импортных дорожно-строительных машин полазало, что в Средней и южной климатических зонах содержание загрязнений в баках гидравлических- систем достигает 800 г/т с размером частиц до 80 мкм и количеством в I мл до 50...70 тыс.шт. ^ильтры гидравлических систем с Элементами из синтетических тканей ооеспечивагат полноту очистки "0,бь...0,ь9 и-тонкостью очистки 20...25 ккм, а с элементами из б>ма- 1 ги соответственно 0,77-0,80 и 10-15 мкм.

а результате исследовании составлены оалансы загрязненности и сформулировал иехаии&а оиразоиинья загрязнений.

Теоретические и злспершмнтальнао исследования точения чнс--тих рабочих жидкостей через пористые перегороди позволили устано-1-итв границы применимости ли ив иного закона фильтрации' Яе = 0,6.10-<: ...3,5.Ю~С и коэффициента проницаемости, а в результате тичения загрязненных рабочих жидкостей установлены закономерности забивки пор и постоянные фильтрации (забивка пор ь н^альныИ момент осуществляется по промежуточному виду, а затиЬ'переходит к образованию осадка).

■5. Ъ результате комплексных исследований пористых перегородок с применением планирований эксперимента получена система уравнении регрессии описывающие зависимости удельно;-; грнзвонкости, ресурса и коэффициента пропуска загрязнении .от ^акторов, оказывающих основное влия-

11 нив.

6. я результате теоретических и экспериментальны*, исследовании пористых пер.егоподок для фильтрационных элементов гидравлических оис-

• тем импортных дорожно-строительных машин рекомендованы фильтрационные бумаги Ш-120 и дРКЬ. ■

7. В результате оптимизации конструктивных показателей фильтра-■ - ционных элементов -лучевая звездочка разработаны три тина размера

элементов. Создана конструкция реверсивного фиг-.тра для защиты телескопических кеханнзмов- гидравличоских слетом, по которой амвет'ся по--яожитвльнов -ранение дНищИц. - ;

0. На основе комплексных стондо^ых и зкеплуата'ционны,. исслодола-,. ш'.й разработанные элементы » фильтры рекомендованы и внедрены в производство не '.'Ростохсервисе" и в. эксплуатации на всех импортных до-рож'о-стро^твльных машина«. применяемых в России. В результате внедрения получен зн1 чиаеяьшй экспомиескил э^икт.в инаайютных рублях < Операционные элементы Ф-Х и </-2 по 25 инвалютные рублен, -- ' -75 инвалютных рублей). •

' • * • Основные, положении диссертации .опубликованы в следующих' паботйх:

1. Рузиев Б.Г., Олвйник А.Н., Шарипоь К.А. Реверсивные фильтры для гидравлических систем. Сборник научных трудов ;<ШСП. - П., 1991 г., стр.32-35.

2. Коваленко В .П., шарипов К.А., Уразгалеез Т.Н., Рузиез Б.Г. Исследование влияния концентрации загрязняющих примасе Г! масла га проницаемость и селективность угольник трубчатых фильтрующих элементов. Сборник научн.трудов гм'^СП, 1.1.,1991 г.,стр.58-62.

3. Шарипов К.А., Рузиев Б.Г., Уразгалеев Т.К., Чистов H.H. Экономическая эффективность регенерации отработанных масэл на передвижных установках. Сборник научн.трудов ЙШСП, ¡¿.,1991 г., стр. 16-20.4. Юлдащев Б.М., Сиионенко A.b., Кузнецов A.B., Рузиев Б.Г. и

др. Самоочищающийся патронный фильтр. Полок.решение ffililffilb j's 4400297 (30-26) 1989 г.

5. Рыбаков К.В., Рузиев Б.Г., Коваленко В.П., Проломов А.н. Фильтр для очистки жидкости. Полок.решение Ш1ШГПЭ .8 4754202/26,

1990 г. -

6. Рыбаков КяЗ., Коваленко В.П., Иарипов К.А., рузиев Б.Г. и др. Устройство для ультрафипьтрации. Полог-с.решение ЕНШ1ГПЭ 4926075,

1991 г.

7. Рыбаков п.Б., Коваленко i3.ll., иаривдв п.л., Кочанов h.a., Рузиез Б.Г. и др. Устройство для ультрафипьтрации нефтепродуктов. Иолож.реиение ВНИЙШЭ Н 4924049, 1991 г.

Подписано в печать /Д IjTVVjc. '39 Tt,•,. /£>С? .МИЙСП им. BjTTei'-i4CHL«