автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Повышение надежности гидроагрегатов привода управления землеройной машиной на основе использования эффекта трибоэлектризации

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия»

СМЫШНИКОВ Роман Викторович

Повышение надежности гидроагрегатов привода управления землеройной машиной на основе использования эффекта трибоэлектризации

Специальность 05.02.02

«Машиноведение, системы приводов и детали машин»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Ю.А. Микипорис

Ковров-2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия».

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Микипорис Ю.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, профессор Коваленко В. П.

кандидат технических наук, доцент Литвак А.Е.

Ведущая организация - ОАО «МК Кранэкс», г. Иваново.

Защита состоится 24.11.2004 г. в 15 °?часов на заседании диссертационного совета Д212.090.01 в ГОУВПО «Ковровская государственная технологическая академия» по адресу 601910, г. Ковров, ул. Маяковского, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Ковровская государственная технологическая академия».

Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан

октября 2004 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

^^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Гидравлический привод, нашедший широкое применение и являющийся более выгодным по совокупности факторов по сравнению с другими типами приводов, в настоящее время не имеет достаточной надежности и ресурса. Непрерывное усовершенствование конструкции гидроприводов в направлении автоматического управления ведет к их усложнению и как следствие - к повышению требований к чистоте рабочей жидкости. В настоящее время в системах управления гидроприводами землеройных машин очистку рабочих жидкостей от загрязнений производят в основном с помощью фильтров с сетчатыми и бумажными фильтроэлементами, не обеспечивающими требуемого качества очистки рабочей жидкости и как следствие - надежности.

Создание принципиально новых средств обеспечения чистоты рабочей жидкости на базе научно-обоснованных требований к ним с целью улучшения показателей надежности гидроагрегатов привода управления землеройной машиной является актуальной научной задачей.

Цель исследования - повышение ресурса гидроагрегатов привода управления землеройной машиной за счет улучшения качества очистки рабочей жидкости.

Объект исследования - гидропривод управления землеройной машиной.

Предмет исследования - устройство очистки рабочей жидкости на основе эффекта трибоэлектризации.

Границы исследования:

1. Исследования проводятся в области определения качества очистки рабочей жидкости на нефтяной основе.

2. Значения эксплуатационных факторов изменяются в пределах отклонений, допускаемых соответствующими ГОСТами без проявления отказов.

Задачи исследования:

1. Теоретическое подтверждение целесообразности очистки рабочей жидкости в электромагнитных полях.

2. Проведение теоретических исследований в области трибоэлектрофильтрации неполярных рабочих жидкостей, с составлением физико-математической модели процесса трибоэлектрофильтрации.

3. Разработка и исследование вставки - трибоэлектрофильтра, в котором используется эффект трибоэлекризации, для очистки рабочей жидкости в гидросистеме управления землеройной машиной.

4. Планирование и проведение экспериментальных исследований с последующим анализом полученных результатов по увеличению ресурса гидроагрегатов привода управления.

5. Разработка типоразмерного ряда трибоэлектрофильтров для очистки рабочей жидкости гидропривода землеройных машин.

6. Технико-экономический анализ эффективности использования трибоэлектрофильтра с учетом разработанных мероприятий.

Методы исследования: .- -

1. Фундаментальные положения теоретической механтй^оймщпшишмпц I

I ВИБЛИОТЕКЛ I 1

моделирования, теории вероятностей, надежности, теории эксперимента. 2. Методы анализа в рамках оптической микроскопии и теории трения и износа. Научная новизна работы состоит;

1. В теоретическом обосновании предельной тонкости очистки рабочих жидкостей в центробежных полях.

2. В физико-математическом моделировании трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости.

3. В установлении закономерности распределения частиц загрязнения в рабочей жидкости землеройных машин по кривой Максвелла.

Практическая значимость работы состоит в разработке метода и устройства очистки рабочей жидкости гидропривода управления землеройной машиной, позволяющими повысить ресурс и безотказность гидроагрегатов. На защиту выносятся:

1. Показатели оценки способов и средств очистки рабочих жидкостей гидропривода.

2. Расчетно-аналитическое обоснование очистки рабочей жидкости в электромагнитных полях трибоэлектрофильтрацией.

3. Физико-математическая модель трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости.

4. Результаты экспериментальных исследований закономерностей изменения основных параметров трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости гидропривода.

5. Результаты эксплуатационной проверки работы трибоэлектрофильтра и рекомендации по использованию результатов исследований.

6. Типоразмерный ряд трибоэлектрофильтров.

7. Технико-экономический анализ трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости.

Реализация результатов исследований. Проведенные в работе исследования реализованы при проведении испытаний гидропривода ЭО-4225А на ЗАО «МЗ Ковровец» в 2002 - 2003 гг., а также при испытании гидроаппаратуры на ОАО «КЭМЗ» в 2002 году в рамках договора о творческом содружестве №32-с/99; при выполнении НИР ГБ №18/98 «Совершенствование жидкостных систем транспортных машин нетрадиционными методами» и в учебном процессе по дисциплине «Эксплуатационные материалы».

Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях КГТА (1997 - 2003 гг.), на Международной конференции «Системные проблемы качества математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий», прошедшей в Сочи в 2001 году и Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» в Тольятти (ТГУ) в 2003 году.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 14 статей, из них 5 в журналах центральной печати, рекомендованных ВАК, 9 в сборниках трудов международных, Всероссийских и межвузовских научно-технических конференций, а также получено свидетельство № 28451 Российского агентства по патентам и товарным знакам на полезную модель самоэлектризующегося фильтра.

Структура работы. Диссертация содержит 161 страницу машинописного текста, 17 таблиц, 38 рисунков, 124 формулы, состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка использованной литературы, включающего 106 наименований и 11 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит краткое изложение мотивации проблемы и обоснование актуальности темы диссертации, цели и практической значимости работы.

Первая глава (Анализ состояния вопроса. Цель и задачи исследований) содержит обзор жидкостей, применяемых в гидроприводах управления землеройными машинами, их характеристики и влияние на них условий эксплуатации и ремонта. В данной главе представлены результаты анализа надежности гидравлического оборудования машин и выявлены причины его износа, а также проведен сравнительный критический анализ способов очистки рабочей жидкости и выбран оптимальный.

Жидкости гидроприводов, являясь рабочим телом (деталью), в значительной степени определяют возможные рабочие параметры, ресурс и безотказность конструкций. Причем, с ростом рабочих давлений и с расширением диапазона температур эксплуатации их значимость существенно возрастает. Наибольшее количество загрязнений попадает в рабочие жидкости в процессе эксплуатации и ремонта гидросистем. Загрязненность воздуха интенсивно влияет на чистоту рабочей жидкости, особенно в негерметичных системах. В воздухе может быть влага, абразивная пыль, пары кислот и т.д. По результатам обследования гидросистем землеройных машин автором сделаны следующие выводы: 1) загрязненность рабочей жидкости превышает допустимые нормы ГОСТ 17216-71 в 3 - 5 раз; 2) гранулометрический состав загрязнений находится в пределах 5 - 200 мкм и менее. Встречаются отдельные частицы размером более 200 мкм.

Для определения влияния физико-химических свойств рабочей жидкости на надежность гидравлического оборудования машин был проведен сбор статистических данных и сделан анализ отказов гидропривода землеройных машин.

Гидрооборудование, устанавливаемое на землеройных машинах, эксплуатируется в условиях, характеризуемых повышенной запыленностью воздуха, частыми кратковременными перегрузками и вибрациями, что дает право классифицировать эти условия как «тяжелые». Были проведены исследования работы гидроагрегатов и в целом мобильных машин (экскаваторов, тягачей и т.п.) в условиях эксплуатации. При этом были рассчитаны наработки на ресурс и на отказ. По результатам расчетов и статистической обработки полученных данных стало очевидно, что преимущественно выходят из строя гидроагрегаты: распределители - 35,3%, гидроцилиндры и клапаны - 24,5%, насосы - 11,8%, а также часто загрязнены фильтры - 29,4% от общего количества отказов. Анализ отказов гидропривода машин позволяет установить,

что низкие значения показателей его надежности обусловлены как организационно-техническими факторами, так и недостатками режима технического обслуживания и ремонта при эксплуатации. Замечено, что 35 - 40% отказов гидроагрегатов происходит из за плохого состояния рабочей жидкости. Анализ актов обследований гидравлических экскаваторов (в условиях эксплуатации), изготовленных КЭЗ, показал, что наибольшее количество отказов гидрораспределителей - 46,7%, насосов - 13,8% и гидромоторов - 38% от общего количества отказов происходит из-за загрязнения рабочей жидкости вследствие неправильной эксплуатации.

Количество отказов (70 % и более от общего количества) и ресурс гидроприводов, прямо или косвенно связаны с загрязненностью рабочих жидкостей; при этом значительна роль "тяжелых" климатических условий: низкие температуры, влажность, запыленность воздуха и т.п.; 51 % от общего количества отказов гидромашин - по причине загрязненности и 33 % из них приходится на «блок цилиндров» и «распределитель». Анализ зарегистрированных в условиях эксплуатации 20 случаев отказа гидромашин показал, что основными причинами неполадок явились: загрязненность гидросистем при сборке и неправильной эксплуатации изделий и как следствие -износ рабочих поверхностей деталей.

Величина износа пропорциональна утечкам рабочей жидкости. Экспериментальное определение утечек гидромоторов №1,5 и №2,5 осуществлялось во время испытаний по техническим условиям и методике предприятия, т.е. непосредственно в цеховых условиях при давлении в полости нагнетания р = 100 ± 5 кгс/см2 и постоянной температуре 50°С. Частота

вращения вала у гидромотора №1,5 - 2950 об/мин и у №2,5 - 1440 об\мин. Более интенсивно процесс износа трущихся деталей развивался у гидромотора №1,5. Это, по мнению автора, обусловлено более высокими скоростями перемещения плунжеров и вращения блока. В условиях испытаний были зафиксированы изменения зазоров в паре «цилиндр-поршень» гидромоторов №2,5. После 4 и 16 часов обкатки они составили: за первые 4 часа - в среднем 3,72 мкм, а за последующие часы - 0,52 мкм. Аналогичная картина изменения зазоров (осевых люфтов) в паре «блок цилиндров - распределитель». Эти результаты, в частности, способствуют назначению оптимальных режимов обкатки, что естественно дает определенный экономический эффект за счет уменьшения затрат энергии и обслуживающего персонала.

Была проведена обработка статистических данных, полученных при испытаниях электрогидравлических следящих приводов управления. Основной целью этих исследований являлось выяснение закона распределения износа элементов гидропривода, т.е. определение закона распределения случайной величины. По данным суммарного износа пары «поршень - цилиндр», осевого люфта вала с поршнями, износа торцевых поверхностей блока цилиндров и распределительного диска построены гистограммы. Учитывая, что режимы и условия испытаний гидроприводов были одинаковыми, следовало бы ожидать одного и того же закона распределения случайных величин - значений суммарного износа пары «поршень - цилиндр». Однако полученные

гистограммы указывают на большое разнообразие их. Это объясняется тем, что процесс усовершенствования отдельных конструктивных элементов гидромашин продолжался в течение рассматриваемого периода времени. Износ поршней и других деталей пар трения гидромашин в ходе наработки изменялся монотонно по нормальному закону Гаусса. В гидросистемах экскаваторов, как правило, находится много частиц загрязнений, величина которых меньше тонкости фильтров и меньше величины зазоров трущихся пар гидромашин. В таком случае основным видом износа является гидроабразивный износ, в основу которого положена гипотеза по удалению пластически выдавливаемого материала из лунок и борозд, образующихся при соударении частиц с сопрягаемыми поверхностями.

Особенностью системы очистки рабочей жидкости системы управления землеройной машиной ЭО-4225А также является применение фильтра тонкой очистки (рис. 1), работающего по следующему алгоритму: при засорении фильтроэлемента тонкой очистки до такой степени, когда перепад давления на нем повысится до 9,5 ат, открывается перепускной клапан и жидкость из входного отверстия поступает через клапан в полость "Б", минуя полость "А", к выходному отверстию и далее проходит к гидроагрегатам, вызывая их износ и отказ.

Фильтр системыуправления экскаватора ЭО-4225А

1 - корте: 2 - планка фирменная. 3 - фнлыртлечент тонкой очистки. 4 - фил ьтропе мент гр\бой очистки 5 - шайба. 6. 7. 15 - у плотни [¿льные кольца, 8 - корте. У - перетекнои к1зпан. 10 -пружина 11 - вг\ тка. ¡2 -штмкр. 13-обвязочная проволока. !4-пломба

Поэтом) целесообразно вести работ} в направлении повышения эффективности работы фильтра более доступными способами.

Автором проводились исследования работы фильтров тонкой очистки. устанавливаемых в системе управления экскаватором ЭО-4225А. Выборочный

осмотр фильтров показал, что после обкатки двух машин, с использованием одного и того же фильтра, засорение фильтра вызывало открытие автоматического предохранительного клапана, что влекло за собой пропуск загрязненной жидкости в систему управления. При этом работа гидравлической системы осуществлялась на повышенных оборотах питающего насоса. В заводских условиях последствия подобного явления реально устранимы. В обычных же условиях работы экскаватора в таком режиме - частое явление, гидравлическая система эксплуатируется довольно продолжительное время. Такой режим является аварийным и нежелательным, поскольку допускает попадание неочищенной жидкости в систему управления.

Наиболее опасными для работы гидравлического оборудования системы управления являются частицы, размеры которых соизмеримы с размерами зазоров пар трения. Тем более, что в настоящее время применяется гидроаппаратура, в которой зазоры доходят до 8 мкм. Максимально допустимый размер частиц определяется не только наименьшим зазором, но и скоростью перемещения частиц относительно поверхностей, образующих зазор. Таким образом, для увеличения долговечности машин необходимо находить эффективные средства очистки гидравлической жидкости с тонкостью фильтрации не свыше 5 мкм. Для очистки рабочей жидкости гидроприводов в настоящее время применяются различные способы. Однако они не обеспечивают достаточно тонкой очистки жидкости, а также зачастую являются весьма дорогостоящими.

Классификационный сравнительный анализ способов очистки, описанных в трудах таких ученых как В.И. Соколов, Т.М. Башта, П.Н. Белянин, В.И. Барышев, Г.А. Никитин, В.И. Сапожников, Г.А. Седлуха, А.З. Афлятонов, К.В. Рыбаков, В.П. Коваленко, А.Р. Шарифов, B.C. Башкиров. Ф.К. Будагов, Н.Н. Климов, В,К. Кутузов, А.Е. Литвак, Ю.А. Микипорис. М.А. Григорьев. Е.С. Вениель, Ю.П. РЫБКИН, А.К. Гельцер, Р.П. Капустин, П.Н. Пузь, П.И. Сумин, С.Г. Аниканов, А.Г. Торопов. СБ. Волюжский, А.И. Захаров, З.Л. Финкельштейн и других, показывает, что развитие систем очистки в отечественных и зарубежных гидроприводах в настоящее время идет по трем направлениям: а) использование легкосъемных фильтров с бумажными фильтроэлементами: б) применение полнопоточных центробежных очистителей: в) разработка и использование комбинированных систем очистки, сочетающих фильтрацию, центрифугирование, диспергирование и трибоэлектризацию. По результатам анализа предварительных исследований наиболее эффективными являются комбинированные системы.

Для более объективного выбора и дифференцированного подхода к технико- экономической оценке способов и средств очистки жидкостей необходима система показателей. При помощи анализа способов очистки жидкостей можно установить наиболее пригодный показатель, позволяющий определить применимость того или иного способа к конкретной машине. Однако такой выбор является предварительным, т. к. не может быть выражен численно, но с др>гой стороны он ограничивает число возможных способов очистки и тем самым облегчает дальнейшую работу по выбору рационального способа. Оценка способа очистки, с точки зрения повышения надежности гидропривода может

быть произведена при помощи экономического показателя. Наиболее рациональными способами при этом окажутся те из них, которые обеспечивают наибольшую тонкость очистки при меньшей себестоимости. На основании вышеизложенного были приняты следующие основные показатели оценки и выбора способов и средств, применяемых для очистки жидкостей: стойкость к деструкции, тонкость очистки, коэффициент очистки в соответствии с массами чистоты (ГОСТ 17216-71), надежность работы очистительного средства, а также технико-экономический показатель.

Решением задачи по выбору способа очистки рабочей жидкости, при котором гарантируется ее качественная очистка при достаточной надежности и умеренной стоимости очистителя, является способ очистки рабочей жидкости с использованием трибоэлектрофильтрации.

Вторая глава (Теоретические исследования трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости). В данной главе теоретически доказан предел тонкости очистки рабочей жидкости в центрифугах, чем подтверждена целесообразность использования трибоэлектрофильтрации; представлена физико-математическая модель движения твердой частицы загрязнения в полости трибоэлектрофилътра, разработанная автором, а также рассчитана сравнительная эффективность использования трибоэлектрофилътрации.

Широко известны центрифуги, используемые для очистки масел от твердых частиц загрязнений, однако центрифуги имеют предел тонкости очистки 7-10 мкм даже при относительно малых величинах расходов жидкости 5-10 л/мин, что подтверждается автором экспериментальными данными и расчетами с применением уравнений Лагранжа второго рода. Исходя из этого применение трибоэлектрофильтрации для очистки рабочей жидкости в гидросистемах управления более целесообразно, а зачастую и не имеет альтернативы.

Трибоэлектризация жидких неполярных диэлектриков, связана с существованием двойного электрического слоя Квинке-Гельмгольца-Гуи, образующегося на границе раздела фаз (рис. 2.). Возникновение двойного электрического слоя является следствием относительного перемещения жидкости и твердого тела. Теория трибоэлектризации жидкостей, развитая Гэвисом, Козманом и СБ. Бобровским в настоящее время не удовлетворяет современным требованиям. В частности, не исследовано дополнительное воздействие трибоэлектризации на твердые частицы в поверхностных и объемных фильтрах. След>ет отметить, что сложность гидродинамических и электростатических процессов позволяет выполнять эту задачу с помощью математического моделирования.

Схема движения загрязненной жидкости на нефтяной основе, т.е. неполярного диэлектрика (например, моторного масла, топлива или рабочей жидкости) вн\три поверхностного фильтра представлена на рис. 3.

Под действием гидродинамических (движущих) сил жидкость проходит через фильтроэлементы (сетки - электризаторы). Вследствие электризации трением между сетками, выполненными из материалов разной поляризационной ориентации (например, фторопласт - капрон - металл) и корп\сом возникает двойной электрический слой и. соответственно, трибоэлектрическое поле.

Схема строения двойного Схема движения твердой частицы в жидкости электрического слоя

а - ионного; 6 - адсорбционного; 1 - крышка (корпус); 2, 4 - отверстия, соответственно, в - ориентационнош входа и выхода жидкости; 3 - сетки - электризаторы.

Рис. 2. Рис. 3.

Система уравнений, описывающих движение твердой частицы загрязнений по осям X и У, имеет вид:

(1)

где: РДг - движущая гидродинамическая сила по Х\ р! - сила Архимеда по оси Г; Рэ - трибоэлектрическая сила; РСТх - сила гидравлического сопротивления по Стоксу (по X); РГ - сила гравитации; Рл>. - движущая гидродинамическая сила по - сила гидравлического сопротивления по

Стоксу (по У).

Принимая форму частицы шарообразной с диаметром йч ,, представим:

где тч - масса частицы; рч - плотность частицы.

где тж - масса жидкости в объеме частицы; рх - плотность жидкости.

где

с] = 4яеп £д г!

1 +

Р., = <7 ■ £ у, 2(е, -£,)

епапЛ

с, + 2е[ ) +еп0т1 '

(2)

(3)

(4)

где

диэлектрическая постоянная; г

радиус частицы;

относительная диэлектрическая проницаемость, соответственно, жидкои среды и материала твердой частицы; е - заряд электрона; t - время движения частицы; п - концентрация ионов; т - подвижность ионов.

Е, =-

U

(6)

U

электрический

(7)

х1п(1 + /0/гг)

где - напряженность трибоэлектрического поля;

потенциал.

где // - динамический коэффициент вязкости; и - скорость движения частицы.

По результатам решения системы уравнений на ЭВМ построены графики, описывающие траекторию движения частицы загрязнения в зависимости от ее диаметра и величины электрического потенциала на сетках - электризаторах, а также выявлены следующие закономерности: 1) чем выше трибоэлектрический потенциал, тем эффективнее осаждение частиц загрязнений; 2) дополнительное воздействие трибоэлектрического поля улучшает эффективность осаждения малых (до 10 мкм) частиц загрязнений; 3) для крупных частиц (100 мкм и более) дополнительное воздействие трибоэлектрического поля незначительно.

Теоретически спрогнозирована эффективность очистки рабочей жидкости сравнением вероятности осаждения частиц загрязнений при трибоэлектризации и без нее (табл. 1).

Сравнительная эффективность трибоэлектрофшьтрации

Таблица 1

Вероятность осаждения частиц, % Сравнительная эффективность, % Среднее

Размерные Без С трибоэлектризацией 1,0

группы трибоэлект 0,5 1,5 %

ризации 0,5 кВ 1,0 кВ 1,5 кВ кВ кВ кВ

U =0

до 10 мкм 1 14 21 27 13 20 26 20,0

до 50 мкм 35 46 50 56 11 15 21 15,5

до 100 мкм 75 78 82 88 3 7 13 7,6

свыше 100 мкм 100 100 100 100 0 0 0 0

Предполагаемая сравнительная эффективность осаждения частиц загрязнений на сетке фильтра в среднем: при и =0,5 кВ - 6,7%; при и =1,0 кВ -10.5%; и =1.5 кВ - 15%. Таким образом, среднее значение сравнительной эффективности осаждения частиц загрязнений составило 10,7%.

Третья глава (Экспериментальные исследования). В данной главе описана методика определения загрязненности рабочей жидкости, приведено описание экспериментального стенда для проверки эффекта трибо электризации, получено уравнение регрессии и дан анализ результатов экспериментов.

Целью проводимых экспериментальных исследований являлась проверка теоретических обоснований, способствующих выбору основных параметров трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости гидросистем. В процессе экспериментальных и эксплуатационных исследований необходимо проводить отбор большого количества проб рабочей жидкости. Необходимое количество проб на каждом этапе исследований (при точности и достоверности анализов для практических целей в пределах 5%) определяли по формуле:

К1,, • К \

" = (9)

где Кц - вариационный коэффициент изменчивости изучаемого свойства, %; К3 - показатель достоверности результатов измерения; Кт - коэффициент точности экспериментов. При заданной точности экспериментов Кт —5%, К3 = 1,96. Коэффициент изменчивости изучаемого свойства находится из выражения:

где - среднеквадратичное отклонение; - среднее арифметическое значение результатов наблюдений.

Анализы проб рабочей жидкости сводились к определению весового или объемного содержания загрязнений, а также их гранулометрического состава. Для этого использовали прибор ПКЖ-902, предназначенный для автоматического контроля чистоты жидкости (измерение размеров и определение количества инородных частиц в жидкостях).

Экспериментальные исследования для проверки эффекта трибоэлектризации были проведены на ЗАО «МЗ Ковровец» на специально спроектированном и изготовленном стенде. Рабочая жидкость типа ВМГЗ насосом из бака подавалась через кран-дроссель по трубопроводу в испытываемое устройство - трибоэлектрофильтр (рис. 4), а затем сливалась в бак.

Трибоэлектрофильтр

1.2- крышки, 3 - корпус, 4, 5 - сменные вставки: 6 - сетчатые элементы. 7 - выводы напряжения. 8 - втчлки-изоляторы

Рис. 4.

Трибоэлектрофильтр состоит из крышек 1, 2, расположенных по краям цилиндрического корпуса 3, внутри которого размещены сменные вставки 4 и 5, а также сетчатые элементы 6, изолированные от корпуса с помощью втулок изоляторов 8 и соединенные с выводами напряжения 7. При движении рабочей жидкости в полости вставки 4, выполненной из материала, диэлектрическая проницаемость которого выше, чем у исследуемой жидкости, происходит электризация сеток 6 посредством трения частиц загрязнений жидкости об них. Концентрированный заряд снимается с сетчатых элементов 6, а масло сливается в бак. Электрическое напряжение измерялось вольтметром В7-40 с входным сопротивлением не менее 1010 Ом.

Исследования эффективности очистки при традиционном однофакторном подходе к эксперименту требуют значительного числа продолжительных опытов, что связано с большими трудозатратами, а также длительностью испытаний. Одним из путей повышения эффективности исследований является экстремальное планирование экспериментов.

Функция отклика в данном случае имеет вид:

У = С/ = /(дс„д:2,д:„лг4), (И)

где II - потенциал на вставках, В; х,=£ - относительная диэлектрическая проницаемость материала вставки; х2 = I - температура жидкости °С; Хз=() -расход жидкости, л/мин; - расстояние между сетками - вставками, мм.

Эксперимент проводился по дробной полуреплике полного факторного плана, типа 24"1. Для проверки адекватности модели был использован критерий Фишера,

Окончательное уравнение регрессии имеет вид: -

и = 1033 + 19,2(г - 2,3)+7,5(/ - 40) +12,5 (в - 1б) +

+ 205(/ -10) + 3,8(£т - 2,ЗХ/ - Ю)- 0,5(г - 4(>Хв - 1б)+ (12)

Исходя из составленной регрессионной модели, сделан вывод о том, что главным фактором, влияющим на величину потенциала на вставках является расстояние между ними, а также температура и расход очищаемой жидкости.

По результатам экспериментальных исследований: с увеличением скорости жидкости, а также температуры величина электрического потенциала возрастает (рис. 5, 6). При выключении стенда наблюдалось снижение заряда на сетках устройства, что можно объяснить явлением релаксации (рис. 5). С увеличением количества примесей (рис. 6) величина электрического потенциала падает из-за уноса его частицами. Проведенные эксперименты подтвердили возникновение электрических потенциалов при течении жидкости типа ВМГЗ.

Опытным путем также установлено, что природа загрязнителя (алюминий, медь, кварцевая пыль) на трибоэлектризацию значительного влияния не оказывает.

Зависимость электрического потенциала от температуры

Г/,кВ

1

11 II У — 2

1 п \

/ 1 - 4,5с | А

Т"г 1 1

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 /,°С Т - время разгона; тг - время выключения; 1 - стенд включен; 2 - стенд выключен

Рис. 5.

Влияние примесей на электрический потенциал

и, кВ

0.05 0,037 0.056 0,73 0,91 1.1 1,25 о, м/с

Рис. 6.

На рис. 7 показана экспериментальная зависимость электрического потенциала от размера ячеек d, перепада давления Р, и расхода Q.

Величина трибоэлектризации (потенциал - и ) возрастает при увеличении перепада давления Р, расхода жидкости температуры жидкости ( и

уменьшении размера ячеек сетчатых элементов й, а также при контакте жидкостей с материалами из пластмасс. Это объясняется тем, что при движении жидкости с большей скоростью, соответственно, большее количество ионов участвует в электролитическом механизме образования электростатического заряда на сетках устройства (концентрация же ионов в определенном объеме жидкости одинакова). Способность элементов с мелкими ячейками создавать больший электрический потенциал, вызвана также тем, что поверхность разделения фаз: «сетка - жидкость» у этих материалов больше и, соответственно, они могут адсорбировать большее количество ионов определенного знака.

По результатам теоретических и экспериментальных исследований автором был разработан самоэлектризующийся фильтр (рис. 8) на который получено свидетельство на полезную модель Российского агентства по патентам и товарным знакам № 28451 от 12.07.2002 года.

На ОАО «КЭМЗ» были проведены производственные испытания самоэлектризующегося фильтра (рис. 9). В качестве рабочей жидкости использовали масло МГЕ-10А. Результаты анализа проб рабочей жидкости представлены в табл. 2.

Из полученных результатов, следует, что при прохождении жидкости через трибоэлектрофильтр, наиболее качественно задерживаются частицы загрязнения диаметром 10-25 мкм, которые сопоставимы по размерам с

зазорами пар трения гидромашин. Изменения вязкостной характеристики не наблюдалось. Неадекватный характер изменения количества частиц загрязнения других размеров можно объяснить тем, что пробы брались как со дна сливного бака, так и с поверхности жидкости, где концентрация загрязнений намного меньше.

Испытания триболектрофильтра (ОАО «КЭМЗ»)

Рис.9

Количество частиц загрязнений в жидкости, обработанной в трибоэлектрофильтре

Таблица2

Номер пробы 5-10 мкм 10-25 мкм 25-50 м™ 50-100 м™ Волокно Класс чистоты

1 180 440 12 6 6 7

2 140 320 6 2 2 7

3 210 210 7 2 1

4 180 120 8 4 i 5

Результаты проведенных исследований трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости позволили создать специальную трибоэлектризационную вставку, для повышения качества очистки рабочей жидкости гидропривода управления землеройной машиной ЭО-4225А.

Четвертая глава (Эксплуатационная проверка триоопектрофильтрации рабочей жидкости}. В данной .паве описана методика и приведены резу тьтаты эксюуатационных испытаний, оценена адекватность физико-математический моденI триаоиектрофильтрации, приведены доказатаьства уве.шчения ресхрса гидроагрегатов привода \прав1ения при применении триоопектрофгпыпрации, а также разработан пптора ¿мерный ряд триболектрофгаьтров

Эксплуатационная проверка трибоэлектрофильтрации проводилась на ЗАО "МЗ Ковровед". В качестве объекта исследования был взят гидропривод

правления экскаватором ЭО-4225А с рабочей жидкостью ВМГЗ, пробы которой отбирались для гранулометрического анализа В связи с тем, что приборы серии ПКЖ ошибочно регистрируют пузырьки воздуха, находящиеся в рабочей жидкости экскаватора, определение размеров частиц и объемной концентрации проводилось по методике, разработанной П Н Беляниным, Ж С Черненко, Г А Никитиным Основой этой методики является микрофотографирование твердых частиц (рис 10), осевших из пробы жидкости на предметное стекло, с последующим определением размеров частиц и их количества под микроскопом

Микрофотография частиц загрязнении (сеткаувеличения 0,05x0,05x150)

Рис 10

Для определения дисперсного состава загрязнений нужно производить подсчет количества и размеров частиц в нескольких полях зрения микроскопа Минимальное количество частиц, подлежащих подсчету с целью выявления доли частиц интересующего размера, с заданной точностью, рассчитывали по формуле (13)

2р(\~р)

(13)

где п - количество частиц, подлежащих просмотр), / - параметр функции Лапласа, р - генеральная доля интересующего признака, Д - предельная ошибка выборки

По результатам экспериментальных исследований распределение частиц загрязнений в рабочей жидкости гидросистем землеройных машин происходит по закон} Максвелла (рис 11) вследствие повышенной запыленности в условиях экспл>атации С целью определения эффективности трибоэлектрофильтрзции в условия\ эксплуатации были исследованы два гидропривода управления экскаваторов ЭО-4225А. один из которых был оснащен серийным фильтром со специальной вставкой из фторопласта а др\гой - обычным серийным фильтром Трибоэлектрофильтр - вставка (рис 12) выполнен из фторопласта с размером ячеек 200 мкм и установки на фильтроэлемент грубой очистки (для БС 2 966 001) При использовании в гидросистеме управления экскаватором ЭО-4225А фильтров типа «Реготмас» триооэлектризатор устанавливается внутри фильтроэлемента

Результаты показали что фильтр с трибоэлектризационной вставкой

очишает рабочую жидкость, в среднем эффективнее на 11%. Особенно это заметно в малых размерных группах: до 10 мкм - на 22%: до 50 мкм - на 14%; до 100 мкм - на 12% и свыше 100 мкм - на 6%. Отказов в работе гидропривода управления экскаватором ЭО-4225А и изменения вязкости не наблюдалось.

сравнение результатов испытании и расчетов физико-математической модели проведено по анализу гранулометрического состава механических примесей. По результатам прогнозирования физико-математической модели при напряжении и =0,5 - 1,5 кВ средняя тонкость очистки (й) трибоэлектрофильтрации. соответственно, на 6,7% - 15% выше обычной фильтрации с тем же размером ячеек сетки. Таким образом, среднее значение эффективности трибоэлектрофильтрации: теоретическое - 10.7%; экспериментальное - 11%. Усредненная оценка физико-математической модели проведена с использованием квадратичных и абсолютных погрешностей. По результатам расчетов относительная квадратичная ошибка - 12,5%, абсолютная ошибка - 25%. Исходя из того, что относительные интегральные показатели ошибок достаточно сопоставимы, можно сделать вывод о качестве математической модели.

Ресурс и безотказность гидроагрегатов определяются состоянием пар трения. Наши исследования показали, что есть прямая зависимость между размерами частиц загрязнений и интенсивностью снижения к.п.д. По результатам расчета оказалось, что относительный износ пар трения при рабочей жидкости 14 класса чистоты, с тонкостью фильтрации 10 мкм, примерно идентичен величине износа при 10 классе чистоты с тонкостью фильтрации 25 мкм. Таким образом, для решения проблемы имеется два варианта: 1) более частая замена рабочей жидкости в гидросистеме с применением очистителей с тонкостью фильтрации до 25 мкм для поддержания 10 класса чистоты, но этот п>ть связан со значительными затратами, по причине большого расхода дорогостоящих масел: 2) увеличение срока службы рабочей жидкости в гидросистеме при 14 классе чистоты. обеспечиваемой трибоэлектрофидьтрацией. с тонкостью очистки не более 10 мкм.

По результатам исследований, применяя второй вариант, получено

увеличение ресурса пар трения: «поршень-цилиндр» в 6,7 раза; «распределитель-блок цилиндров» в 1,8 раза.

С учетом выявленных преимуществ трибоэлектрофильтров - вставок, с целью их применения на всех группах землеройных машинах, автором решена совместная задача выбора типоразмерного ряда трибоэлектрофильтров и найдены оптимальные значения полноты отсева. Динамика изменения загрязненности характеризуется уравнением А. В. Адамовича:

ск =

100а

Ур

вт<Рх б-V V

л,

(14)

где х - содержание загрязнений в гидросистеме, % по массе; V - объем рабочей жидкости в гидросистеме, м3; а - скорость поступления загрязнений в рабочую жидкость, кг/с; р - плотность рабочей жидкости кг/м3; - расход рабочей жидкости протекающей через очиститель, м3/с; (¿^ - расход утечек рабочей жидкости, м3/с; (р - коэффициент отсева очистителя.

Следует отметить, что промышленностью трибоэлектрофильтры для землеройных машин в настоящее время не выпускаются, и поэтому отсутствуют экономические данные об их использовании. По этой причине проведена разработка типоразмерного ряда с использованием технических критериев.

Интегрируя уравнение (14) и записывая скорость поступления загрязнений через расход утечек получаем нелинейное уравнение:

л С \ Г ... г\ \

хт =*о-0,93

Ят<РЮ+(2„

1 —

б.

ел+б.,

ехр

(15)

где - начальная концентрация загрязнений в рабочей жидкости, % по массе;

- содержание механических примесей в очищенной жидкости гидросистемы за время Г; - полнота отсева с учетом назначенной тонкости очистки 10 мкм.

В табл. 3 приведены параметры типоразмерного ряда трибоэлектрофильтров и обслуживаемых ими гидросистем, полученные при , с использованием разработанной автором блок-схемы

расчета.

Параметры типоразмерногоряда трибоэлектрофильтров

Таблица 3

Номер в ряду е,х1(г\ м'/с С?г:х10-\ м3/с Коэффициент отсева <р за время Т, с

18000 23400 28800

1 1.046 1.046-1.66 0.97 0.96 0,79

2 1.66 1.66-2.656 0.95 0.77 0.63

3 2.656 2.656-4.16 0.85 0.65 0.53

4 4.16 4,16-5.313 0.76 0.59 0.48

5 5.313 5,313-8.33 0.86 0.66 0.54

6 8.33 8.33-11.0 0 68 0.52 0.42

Из табл. 3 видно, что с увеличением расхода полнота отсева уменьшается

в 2,4 раза для всего ряда трибоэлектрофильтров.

Анализ результатов расчета параметрического ряда трибоэлектрофильтров показал, что для требуемой тонкости очистки 10 мкм при начальной загрязненности жидкости 0,01 - 0,032 полнота отсева (р, являющаяся качественным показателем интенсивности очистки, изменяется для разных типоразмеров от 0,42 до 0,97.

Пятая глава (Экономическое обоснование техпроцессов очистки рабочей жидкости гидросистем управления землеройных машин). В данной главе проведенрасчет экономии от внедрения опытного очистителя в гидросистемах управления универсальных одноковшовых экскаваторов, выпускаемых ЗАО «МЗ Ковровец».

Методика технико-экономических расчетов состоит из трех этапов: 1) выбор базисного варианта; 2) расчет влияния отдельных технико-экономических факторов; 3) определение экономии от внедрения трибоэлектрофильтра - вставки.

Экономия от внедрения, трибоэлектрофильтров - вставок для гидросистем управления землеройных машин достигается за счет следующих факторов: увеличения годовой выработки машин и сокращения продолжительности нахождения машины в ремонтах и технических обслуживаниях; повышения долговечности гидравлических агрегатов; сокращения трудозатрат на ремонт и техническое обслуживание машин.

При внедрении трибоэлектрофильтров - вставок в гидросистемы управления экскаваторов 30-4225А, экономия составит 21172 рубля в год на одну машину, при этом годовой фонд времени работы экскаватора увеличится на 10-12%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ, РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рабочей средой гидросистем землеройных машин являются дорогостоящие рабочие жидкости, относящиеся преимущественно к неполярным диэлектрикам и изготовленные на нефтяной основе. Применительно к ним особенно остро встают вопросы обеспечения экономичности, стабильности свойств при экологической достаточности.

2. Фактическая загрязненность гидроагрегатов землеройных машин в условиях эксплуатации превышает допустимые пределы в соответствии с ГОСТ 17216-71 (ИСО 4406) в 2-7 раз из-за нарушения правил эксплуатации очистительных устройств и их несовершенства.

3. Количество отказов и ресурс гидроприводов, а также износ пар трения прямо или косвенно связаны с загрязненностью рабочих жидкостей, при этом значительна роль «тяжелых» климатических условий: низкие температуры, влажность, запыленность воздуха и т.п.; 51% от общего количества отказов происходит по причине загрязненности.

4. Особенностью автоматической системы управления землеройной машины (ЭО-4225А) является повышение требований к чистоте рабочей жидкости,

вследствие уменьшения зазоров в прецизионных парах гидроаппаратуры.

5. На основании проведенного сравнительного анализа многообразных средств очистки рабочих жидкостей выявлено, что существующие способы не в состоянии обеспечить достаточного качества. Наиболее эффективными являются комбинированные системы очистки.

6. Автором установлены основные показатели выбора и оценки способов очистки рабочих жидкостей, позволяющие решать сложные, а иногда и противоречивые задачи, связанные между собой конструктивными, технологическими, эксплуатационными и экологическими факторами.

7. С помощью программного обеспечения и решения системы уравнений Лагранжа второго рода, позволивших рассчитать предельную тонкость очистки (10 мкм при расходах до 10 л/мин) центрифуг, обоснована целесообразность трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости

8. Разработана и экспериментально подтверждена физико-математическая модель трибоэлектрофильтрации в виде дифференциальных уравнений и вспомогательных расчетных формул, после решения которых определены траектории движения твердых частиц, а также теоретически спрогнозирована эффективность очистки, равная в среднем 10,7% при изменении электрического потенциала от 0,5 до 1,5 кВ.

9. С участием автора спроектированы, изготовлены и испытаны на стендах устройства для трибоэлектрофильтрации неполярных диэлектрических жидкостей (МГЕ-10А, ВМГЗ).

10. Разработана методика проведения экспериментальных и производственных испытаний трибоэлектрофильтров.

11. Получено уравнение регрессии, позволившее минимизировать количество опытов с достаточной точностью и достоверностью, при этом выявлены главные факторы, влияющие на величину электрического потенциала: расстояние между вставками - электродами, температура и расход очищаемой жидкости.

12. В результате лабораторных испытаний трибоэлектрофильтра установлено, что электрический потенциал возрастает от 0,1 кВ до 5,5 кВ при увеличении перепада давления, расхода и температуры рабочей жидкости и при уменьшении размера ячеек фильтра с 400 мкм до 20 мкм. Наибольшее значение потенциала наблюдалось на элементах, изготовленных из фторопласта с эффективным осаждением частиц размером 10 мкм и менее.

13. По результатам экспериментальных исследований определены оптимальные параметры очистки рабочих жидкостей ВМГЗ и МГЕ-ЮА и разработан трибоэлектрофильтр - вставка, для повышения качества очистки рабочей жидкости экскаваторов ЭО-4225А в условиях их эксплуатации как после изготовления, так и после ремонта.

14. Экспл>атационные испытания трибоэлектрофильтра - вставки в гидросистеме управления экскаватором ЭО-4225А показали, что рабочая жидкость очищается эффективнее в среднем на 11%, особенно в малых размерных группах: до 10 мкм - 22%; до 50 мкм - 14%. Отказов и изменения вязкости жидкости в ходе эксплуатационных испытаний не зафиксировано.

15. Проведенные исследования в производственных условиях подтвердили

теоретические предпосылки и результаты опытов. Так, сравнительная эффективность по тонкости очистки: 11% - при испытаниях, 10,7% - в опытах, а также полученные сопоставимые относительные интегральные показатели ошибок подтвердили адекватность физико - математической модели. При этом выявлено, что распределение частиц загрязнений в рабочей жидкости гидросистем экскаваторов происходит по закону Максвелла, а не по закону Гаусса.

16. Трибоэлектрофильтрация рабочей жидкости (с тонкостью очистки в 10 мкм и менее) позволяет увеличить ресурс гидроагрегатов привода управления землеройной машиной от 1,8 до 6,7 раза.

17. С целью использования выявленных преимуществ трибоэлектрофильтров -вставок на строительных машинах различных групп автором решена задача выбора параметрического ряда трибоэлектрофильтров с разработкой блок -схемы алгоритма и с получением оптимальных значений коэффициентов полноты отсева (от 0,42 до 0,97) при расходах от 1,0-10-3 до 11*10-33 м3/с.

18. Применительно к одноковшовым экскаваторам III и IV размерных групп годовая экономия от использования трибоэлектрофильтров составляет ориентировочно 21172 рубля на одну машину, при этом годовой фонд времени работы экскаватора увеличится на 12 %.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Микипорис Ю.А., Панков К.Б., Смышников Р.В. Автомобильные двигатели: нетрадиционный метод улучшения экологических показателей // Привод и управление. - 2000. - №0. - С. 26-27.

2. Микипорис Ю.А., Смышников Р.В. Анализ надежности и ресурса гидрооборудования машин // Проблемы машиностроения и надежности машин. - РАН. - 2003. - №1. - С. 37-42.

3. Микипорис ЮА, Смышников Р.В. Типоразмерный ряд трибоэлектрофильтров рабочей жидкости гидропривода строительных машин // Строительные и дорожные машины. -2003. - №6. - С. 34-36.

4. Смышников Р.В., Микипорис Ю.А., Расчет центробежных аппаратов -классификаторов // Известия ВУЗов. - М.: Машиностроение, 2003. - №12. -С. 38-44.

5. Микипорис Ю.А., Панков К. Б., Козлова Л. И., Смышников Р.В. Автоматизация и ускорение испытаний гидроприводов // Сборник научных трудов. - Ковров: КГТА - 1998. - С. 225-233.

6. Микипорис Ю.А., Панков К.Б., Смышников Р.В., Попов П.О. Совершенствование системы управления гидроприводом рабочих органов СДМ // Управление в технических системах: Сборник научных трудов. -Ковров: КГТА. - 1998. - С. 159-160.

7. Микипорис Ю.А., Татарнов В.В., Панков К.Б.. Смышников Р.В., Попов П.О. Улучшение экологических показателей автомобильных двигателей нетрадиционным методом // Вопросы экологии Волжско-Окского междуречья: Сборник. - Ковров: КГТА. - 1999. - С. 182-185.

8. Микипорис Ю.А., Смышников Р.В. Расчет двухфазных дисперсных мобильных объектов // Гидропневмоавтоматика и гидропривод - 2000: Сборник научных трудов. - Ковров: КГТА. - 2000. - С. 168-171.

9. Коваленко Ю.Ф., Козлова Л.И., Микипорис ЮА, Смышников Р.В. Анализ и оценка ресурса жидкостных систем мобильных объектов // Управление в технических системах - 21 век: Сборник научных трудов. - Ковров: КГТА. -2000.-С. 127-129.

10. Микипорис ЮА, Панков К.Б., Смышников Р.В. Автоматизация диагностирования машин специальным приборным обеспечением // Системные проблемы качества математического моделирования и информационных технологий: Материалы Международной конференции и Российской научной школы (Москва - Ковров - Сочи) - Ковров: КГТА. -1999.-С. 20-22.

11. Красиков Н.Н., Микипорис Ю.А., Смышников Р.В. Автоматическая сборка гидродинамических излучателей // Системные проблемы качества математического моделирования и информационных технологий: Материалы Международной конференции и Российской научной школы (Москва - Ковров - Сочи). - Ковров: КГТА. - 1999. - С. 76-77.

12. Смышников Р.В., Микипорис Ю.А. Оптимизация параметров трибоэлектрофильтрации моторных масел // Системные проблемы качества математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий: Материалы Международной конференции и Российской научной школы (Москва - Сочи). - Сочи. - 2001. - С. 42-44.

13. Смышников Р.В., Микипорис Ю.А. Типоразмерный ряд масляных трибоэлектрофильтров // Вестник: Сборник трудов. - Тольятти: ТГУ. - 2003. -№3.-С. 213-217.

14. Микипорис Ю.А., Смышников Р.В. Трибоэлектрофильтрация рабочей жидкости гидропривода строительных машин // Строительные и дорожные машины. - 2004. - №8. - С. 33-35.

№20857.

РНБ Русский фонд

2005-4 20690

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия» 601910, Ковров, ул. Маяковского, 19.

Введение.

1. Анализ состояния вопроса. Цель и задачи исследования.

1.1. Рабочие жидкости и их физико-химические свойства.

1.1.1. Рабочие жидкости на нефтяной основе.

1.1.2. Рабочие жидкости гидроприводов землеройных машин.

1.2. Надежность гидравлического оборудования землеройных машин.

1.3. Особенности гидропривода управления землеройной машиной.

1.3.1. Назначение, конструкция, гидросистема.

1.3.2. Требования к чистоте рабочей жидкости.

1.4. Сравнительный критический анализ фильтров и очистителей рабочих жидкостей гидросистем.

1.4.1. Фильтры.

1.4.2. Очистители.

1.4.3. Комбинированные (трибоэлектрические) очистители.

1.5. Основные показатели оценки и выбора средств очистки рабочей жидкости гидропривода землеройных машин.

1.6. Выводы по разделу. Постановка цели и задач исследований.

2. Теоретические исследования трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости.

2.1. Теоретическое обоснование целесообразности очистки рабочей жидкости в электромагнитных полях.

2.2. Физико-математическая модель трибоэлектрофильтрации жидкостей.

2.3. Прогнозирование эффективности трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости.

2.4. Выводы по разделу.

3. Экспериментальные исследования.

3.1. Методика определения загрязненности рабочей жидкости.

3.2. Экспериментальный стенд для проверки эффекта трибоэлектризации.

3.3. Экстремальное планирование экспериментов.

3.4. Результаты экспериментальных исследований.

3.5. Выводы по разделу.

4. Эксплуатационная проверка трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости.

4.1. Методика проведения эксплуатационных испытаний.

4.2. Результаты эксплуатационных испытаний.

4.3. Оценка адекватности физико-математической модели.

4.3.1. Расчет квадратичной ошибки.

4.3.2. Расчет абсолютной ошибки.

4.4. Увеличение ресурса и безотказности гидроагрегатов привода управления за счет улучшения тонкости очистки рабочей жидкости трибоэлектрофильтрацией.

4.5. Разработка типоразмерного ряда трибоэлектрофильтров.

4.6. Выводы по разделу.

5. Экономическое обоснование техпроцессов очистки рабочей жидкости гидросистем управления землеройных машин.

Гидравлический привод находит широкое применение потому, что затраты энергии при выполнении различного рода работ значительно ниже по сравнению с другими типами приводов. Применение гидравлического привода на землеройных машинах позволяет упростить конструкции, увеличить производительность и количество сменного оборудования, улучшить условия труда обслуживающего персонала и т.д. К числу достоинств гидравлического привода относятся такие, как реализация больших усилий на рабочих органах, большие и бесступенчатые передаточные отношения, уменьшение массы и габаритов агрегатов, снижение инерции, простая и надежная защита агрегатов и машин от перегрузок и т.д.

Непрерывное усовершенствование конструкции гидроприводов в направлении автоматического управления ведет к их усложнению и как следствие к повышению требований к чистоте рабочей жидкости.

В настоящее время гидравлический привод землеройных машин (экскаваторов, драглайнов, гидромолотов и т.п.) имеет недостаточную надежность и ресурс. Например, наиболее интенсивно изнашиваются детали насосов, гидрораспределителей и гидроцилиндров. При этом срок службы насосов составляет в среднем 350 - 450 часов, вместо гарантированного заводами-изготовителями 1500 - 4000 часов [27, 28,84,85].

Для увеличения ресурса и безотказности агрегатов гидравлического привода применяют ряд мероприятий, направленных на повышение износостойкости металлов, улучшение свойств рабочей жидкости и т.п.

В процессе изготовления землеройных машин в гидравлическую систему вносятся частицы от абразивных кругов, притирочных паст, формовочной земли, металлов гальванических покрытий, стружки, краски, ржавчины. Крупность загрязнения доходит при этом до 500 мкм и больше. Концентрация загрязнений находится в пределах от тысячных до десятых долей процента по массе. Кроме того, в процессе эксплуатации гидравлического привода, рабочая жидкость многократно подвергается воздействию резко изменяющихся механических нагрузок, температур, окисляется кислородом воздуха, в результате чего ухудшаются ее физические и химические свойства -жидкость стареет.

Исследования по очистке рабочих жидкостей от механических примесей проведены в «Стройдормаше», ВНИИ «Гидропривод», «Гипроникель», НАТИ, НАМИ, ВНИИ топливной аппаратуры, на заводах - изготовителях машин с гидравлическим приводом, Дмитровском экскаваторном заводе, Мотовилихинских заводах и в других организациях.

Работы ученых В.И. Соколова, Т.М. Башты, П.Н. Белянина, В.И. Барышева, Г.А. Никитина, В.И. Сапожникова, Г.А. Седлухи, А.З. Афлятонова, К.В. Рыбакова, В.П. Коваленко, А.Р. Шарифова, B.C. Башкирова, Ф.К. Будагова, Н.Н. Климова, В.К. Кутузова, А.Е. Литвака, С.А. Воронова, Ю.А. Микипориса, С.В. Кандыбы, М.А. Григорьева, Е.С. Венцеля, Ю.П. Рывкина, П.Д. Алексеенко, А.К. Гельцера, Р.П. Капустина, П.Н. Пузя, П.И. Сумина, С.Г. Аниканова, А.Г. Торопова, С.Б. Волюжского, А.И. Захарова и других содержат богатейший теоретический и экспериментальный материал, который может быть принят за основу при решении вопросов совершенствования гидропривода землеройных машин.

В настоящее время в системах управления гидроприводами землеройных машин очистку рабочих жидкостей от загрязнений производят в основном с помощью фильтров с сетчатыми и бумажными фильтроэлементами. Сетчатые фильтры обеспечивают тонкость очистки 40-10"6 - 80-10"6 м, а бумажные - 25-10"6 м. Необходимо отметить, что тонкость очистки 40-10"6 -80-10"6 м, недопустимо грубая, а тонкость 25-10"6 м в какой-то степени повышает надежность гидравлического привода, но в условиях отрицательных температур фильтры с бумажными фильтроэлементами неработоспособны, а цикличность работы гидропривода землеройных машин приводит к пульсации давления рабочей жидкости перед фильтроэлементами, снижая тем самым качество очистки.

Исходя из вышеизложенного, существующие методы не обеспечивают требуемого качества очистки рабочей жидкости гидропривода землеройных машин.

Создание принципиально новых средств обеспечения чистоты рабочей жидкости на базе научно-обоснованных требований к ним с целью улучшения показателей надежности гидроагрегатов привода управления землеройной машиной является актуальной научной задачей.

Особенное значение эта проблемная задача имеет для гидроприводов, работающих в условиях сильно загрязненной среды.

Все это позволило выдвинуть гипотезу о возможности использования нетрадиционного способа очистки — эффекта трибоэлектризации, для обеспечения требуемой чистоты рабочей жидкости.

Предлагаемая гипотеза требует объяснения сущности и обоснования режимов и показателей для оценки способов очистки рабочих жидкостей.

Цель исследования - повышение ресурса гидроагрегатов привода управления землеройной машиной за счет улучшения качества очистки рабочей жидкости.

Задачи исследования:

1. Теоретическое подтверждение целесообразности очистки рабочей жидкости в электромагнитных полях.

2. Проведение теоретических исследований в области трибоэлектрофильтрации неполярных рабочих жидкостей, с составлением физико-математической модели процесса трибоэлектрофильтрации.

3. Разработка и исследование вставки - трибоэлектрофильтра, в котором используется эффект трибоэлекризации, для очистки рабочей жидкости в гидросистеме управления землеройной машиной.

4. Планирование и проведение экспериментальных исследований с последующим анализом полученных результатов по увеличению ресурса гидроагрегатов привода управления.

5. Разработка типоразмерного ряда трибоэлектрофильтров для очистки рабочей жидкости гидропривода землеройных машин.

6. Технико-экономический анализ эффективности использования трибоэлектрофильтра с учетом разработанных мероприятий.

Объект исследования - гидропривод управления землеройной машиной.

Предмет исследования - устройство очистки рабочей жидкости на основе эффекта трибоэлектризации.

Границы исследования:

1. Исследования проводятся в области определения качества очистки рабочей жидкости на нефтяной основе.

2. Значения эксплуатационных факторов изменяются в пределах отклонений, допускаемых соответствующими ГОСТами без проявления отказов.

Методы исследования:

1. Фундаментальные положения теоретической механики, математического моделирования, теории вероятностей, надежности, теории эксперимента.

2. Методы анализа в рамках оптической микроскопии и теории трения и износа.

Научная новизна работы состоит:

1. В теоретическом обосновании предельной тонкости очистки рабочих жидкостей в центробежных полях.

2. В физико-математическом моделировании трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости.

3. В установлении закономерности распределения частиц загрязнения в рабочей жидкости землеройных машин по кривой Максвелла.

Практическая значимость работы состоит в разработке метода и устройства очистки рабочей жидкости гидропривода управления землеройной машиной, позволяющими повысить ресурс и безотказность гидроагрегатов.

Достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций:

- в обоснованно выбранной методологии исследования;

- в корректном применении теории моделирования и планирования экспериментов;

- в достаточной сходимости результатов теоретических и экспериментальных исследований с применением проверенной (установленным порядком) контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратуры.

На защиту выносятся:

1. Показатели оценки способов и средств очистки рабочих жидкостей гидропривода.

2. Расчетно-аналитическое обоснование очистки рабочей жидкости в электромагнитных полях трибоэлектрофильтрацией.

3. Физико-математическая модель трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости.

4. Результаты экспериментальных исследований закономерностей изменения основных параметров трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости гидропривода.

5. Результаты эксплуатационной проверки работы трибоэлектрофильтра и рекомендации по использованию результатов исследований.

6. Типоразмерный ряд трибоэлектрофильтров.

7. Технико-экономический анализ трибоэлектрофильтрации жидкости. рабочей

Апробация работы:

Основные положения диссертационного исследования доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях КГТА (1997 -2003 гг.), на Международной конференции «Системные проблемы качества математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий», прошедшей в Сочи в 2001 году и Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» прошедшей в Тольятти (11 У) в 2003 году.

Реализация результатов исследований:

Проведенные в работе исследования реализованы при проведении испытаний гидропривода ЭО-4225А на ООО «КЭЗ» («Ковровец») в 2002 - 2003 гг., а также при испытании гидроаппаратуры на ОАО «КЭМЗ» в 2002 году в рамках договора о творческом содружестве №32-с/99; при выполнении НИР ГБ №18/98 «Совершенствование жидкостных систем транспортных машин нетрадиционными методами» и в учебном процессе по дисциплине «Эксплуатационные материалы».

Публикации:

По результатам диссертационной работы опубликовано 14 статей, из них 5 в журналах центральной печати рекомендованных ВАК, 9 в сборниках трудов международных, Всероссийских и межвузовских научно-технических конференций, а также получено свидетельство № 28451 Российского агентства по патентам и товарным знакам на полезную модель самоэлектризующегося фильтра.

Структура работы:

Диссертация содержит 161 страницу машинописного текста, 17 таблиц, 38 рисунков, 124 формулы, состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка использованной литературы, включающего 106 наименований, и 11 приложений.

Основные выводы, результаты работы, рекомендации:

1. Рабочей средой гидросистем землеройных машин являются дорогостоящие рабочие жидкости, относящиеся преимущественно к неполярным диэлектрикам и изготовленные на нефтяной основе. Применительно к ним особенно остро встают вопросы обеспечения экономичности, стабильности свойств при экологической достаточности.

2. Фактическая загрязненность гидроагрегатов землеройных машин в условиях их изготовления, испытаний и эксплуатации превышает допустимые пределы в соответствии с ГОСТ 17216-71 (ИСО 4406) в 2-7 раз из-за нарушения правил эксплуатации очистительных устройств и их несовершенства.

3. Количество отказов (70% и более от общего количества) и ресурс гидроприводов, а также износ пар трения прямо или косвенно связаны с загрязненностью рабочих жидкостей, при этом значительна роль «тяжелых» климатических условий: низкие температуры, влажность, запыленность воздуха и т.п. 51% от общего количества отказов происходит по причине загрязненности.

4. Особенностью автоматической системы управления землеройной машины (ЭО-4225А) является повышение требований к чистоте рабочей жидкости, вследствие уменьшения зазоров в прецизионных парах гидроаппаратуры. Выявлены гидроизделия, наиболее подвергающиеся изнашиванию вследствие загрязненности жидкости частицами, соизмеримыми с размерами прецизионных пар трения (1520 мкм). Необходимая тонкость очистки жидкости обусловлена размерами минимальных зазоров в парах трения. Тогда тонкость очистки жидкости в системе управления должна быть не более 10 мкм. В противном случае происходит заклинивание, износ и отказ гидросистемы. Установка фильтроэлементов на требуемую тонкость фильтрации влечет за собой значительное удорожание конструкции. Поэтому целесообразно вести работу в направлении повышения эффективности работы фильтра более доступными способами.

5. На основании проведенного сравнительного анализа многообразных средств очистки рабочих жидкостей выявлено, что существующие способы не в состоянии обеспечить достаточного качества. Наиболее эффективными являются комбинированные системы очистки.

6. Автором установлены основные параметры выбора и оценки способов, средств обработки рабочих жидкостей, позволяющие решать сложные, а иногда и противоречивые задачи, связанные между собой конструктивными, технологическими, эксплуатационными и экологическими факторами.

7. Автором обоснована целесообразность трибоэлектрофильтрации рабочей жидкости с помощью специального программного обеспечения на принципе оптимизации и решения системы уравнений Лагранжа II рода, позволивших рассчитать предельную тонкость очистки (10 мкм при расходах до 10 л/мин) центрифуг.

8. Автором разработана и экспериментально подтверждена физико-математическая модель трибоэлектрофильтрации в виде дифференциальных уравнений и вспомогательных расчетных формул, после решения которых определены траектории движения твердых частиц, а также теоретически спрогнозирована эффективность очистки, равная в среднем 10,7% при изменении электрического потенциала от 0,5 до 1,5 кВ.

9. С участием автора спроектированы, изготовлены и испытаны на стендах устройства для трибоэлектрофильтрации неполярных диэлектрических жидкостей (МГЕ-10А, ВМГЗ).

10. Разработана методика проведения экспериментальных и производственных испытаний трибоэлектрофильтров с использованием приборов: ПКЖ-902, вольтметра В7-40, сушильного шкафа CHOJI 25-25-25/2 м, весов ВЛАО-200, микроскопов «Рейхерт», МИМ-8М.

11. Получено уравнение регрессии, позволившее минимизировать количество опытов с достаточной точностью и достоверностью, при этом выявлены главные факторы, влияющие на величину электрического потенциала: расстояние между вставками -электродами, температура и расход очищаемой жидкости.

12. В результате лабораторных испытаний трибоэлектрофильтра установлено, что электрический потенциал возрастает от 0,1 кВ до 5,5 кВ при увеличении перепада давления, расхода и температуры рабочей жидкости и при уменьшении размера ячеек фильтра с 400 мкм до 20 мкм. Наибольшее значение потенциала наблюдалось на элементах, изготовленных из фторопласта с эффективным осаждением частиц размером 10 мкм и менее.

13. По результатам экспериментальных исследований определены оптимальные параметры очистки рабочих жидкостей ВМГЗ и МГЕ-10А и разработан трибоэлектрофильтр - вставка, для повышения качества очистки рабочей жидкости экскаваторов ЭО-4225А в условиях их эксплуатации как после изготовления, так и после ремонта.

14. Эксплуатационные испытания трибоэлектрофильтра - вставки в гидросистеме управления экскаватором ЭО-4225А показали, что рабочая жидкость очищается эффективнее в среднем на 11%, особенно в малых размерных группах: до 10 мкм - 22%; до 50 мкм -14%. Отказов и изменения вязкости жидкости в ходе эксплуатационных испытаний не зафиксировано.

15. Проведенные исследования в производственных условиях подтвердили теоретические предпосылки и результаты опытов. Так, сравнительная эффективность по тонкости очистки: 11% — при испытаниях, 10,7% - в теории, а также полученные сопоставимые относительные интегральные показатели ошибок подтвердили адекватность физико - математической модели. При этом впервые выявлено, что распределение частиц загрязнений в рабочей жидкости гидросистем экскаваторов происходит по закону Максвелла, а не по закону Гаусса.

16. Трибоэлектрофильтрация рабочей жидкости (с тонкостью очистки в 10 мкм и менее) позволяет увеличить ресурс гидроагрегатов привода управления землеройной машиной от 1,8 до 6,7 раз.

17. С целью использования выявленных преимуществ трибоэлектрофильтров - вставок на строительных машинах различных групп автором решена задача выбора параметрического ряда трибоэлектрофильтров с разработкой блок - схемы алгоритма и с получением оптимальных значений коэффициентов полноты отсева (от 0,42 до 0,97) при расходах от 1,0-10'3 до 11-Ю"3 м3/с.

18. Дан экономический анализ принятых решений повышения эффективности работы землеройных машин за счет использования трибоэлектрофильтров - вставок (применительно к одноковшовым экскаваторам III и IV размерных групп). Годовая экономия составляет ориентировочно 21172 рубля на одну машину (без учета сокращения затрат на запчасти), при этом годовой фонд времени работы экскаватора увеличится на 12 %.

Направления дальнейших исследований:

1. Все большее применение в автомобильной, в том числе военной технике находят гидроприводы объемного регулирования (в частности, с аксиально - поршневыми гидромашинами II и III гамм), а также электрогидравлические дистанционные системы управления (в частности гидрофицированные роботы и манипуляторы), еще более чувствительные к загрязнениям рабочих сред, что приводит к ужесточению мер по выполнению ГОСТ 17216-71, а также к выпуску конкурентноспособной техники в соответствии с Международным стандартом чистоты ИСО 4406. С целью улучшения эксплуатационных, энергетических, экономических и экологических показателей считаем целесообразным распространение на них полученных результатов исследований с учетом конкретных условий.

2. Широкое применение дизельных и других резервных видов жидкого топлива, в частности, газоконденсаторов дает основание автору рекомендовать результаты исследований по трибоэлектризации к возможному использованию в системах питания объектов, использующих такие виды топлив. В этом направлении уже проводятся работы в КГТА [51, 55].

3. Простота разработанных конструкций в сочетании с массовым применением механической обработки материалов и при широком использовании смазочно - охлаждающих жидкостей на нефтяной основе создают, по мнению автора, благоприятные условия для применения трибоэлектрофильтрации в области общего-машиностроения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одной из главных тенденций развития техники, в том числе и землеройных машин, является значительное увеличение удельной энергоемкости основных узлов гидропривода. Однако это связано с ростом объемных и механических потерь, что приводит к снижению к.п.д. при существенной его зависимости от качества рабочих жидкостей гидросистем, в первую очередь систем управления.

Поэтому в диссертации сделана попытка решения проблемной задачи повышения надежности гидроагрегатов за счет использования нетрадиционного электрофизического метода - трибоэлектрофильтрации.

1. Адамович А.В. Характеристики фильтров тонкой очистки масла // Труды НАМИ. М.: Машгиз, 1962. - Вып. 2. - 117 с.

2. Аниканов С.Г. Оптимизация параметров установки для очистки рабочих жидкостей в условиях эксплуатации строительных машин. Автореф. дис. канд. техн. наук. Л.: ЛИСИ, 1980. - 24 с.

3. Афонин М.Е., Белянин П.Н. Новые центробежные очистители для гидросистем // Вестник машиностроения. 1978. - №12. - С. 11-13.

4. Балобанов Е.М. Дисперсные системы в электрическом поле коронного разряда. Дис. д-ра техн. наук. -М, 1953. 462 с.

5. Барамбойм Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений. М.: Химия, 1973.-384 с.

6. Барышев В.И. Классификация механических примесей в ГСМ // Практика улучшения очистки воздуха, масла и топлива в ДВС. — М.: НАТИ, 1987. -С. 103-104.

7. Барышев В.И. Влияние фильтров на облитерацию зазоров // Промышленная чистота рабочих жидкостей и фильтрация: Научн. техн. сб. Челябинск, 1983. - С. 5-7.

8. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение, 1971.-377 с.

9. Белянин П.Н., Данилов В.М. Промышленная чистота машин. М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

10. Белянин П.Н., Черненко Ж.С. Авиационные фильтры и очистители гидросистем. М.: Машиностроение, 1964. - 294 с.

11. Бобровский С.Б. Теоретические и экспериментальные исследования условий образования и накопления электрических зарядов при перекачке нефтепродуктов. Дис. д-ра техн наук. М., 1969. - 370 с.

12. Боуден Ф.П., Тейбор Д.И. Трение и смазка / Перевод с англ. И.В. Крагельского. М.: Машгиз, 1970. - 132 с.

13. Бударова О.П. Гидроэрозионный износ в аксиально-поршневых гидромашинах. Дис. канд. техн. наук. -М.: ГТУ МАДИ, 1991. — 125 с.

14. Васильева Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы. М.: Транспорт, 1986. - 279 с.

15. Васильченко В.А. Гидрооборудование мобильных машин: Справочник. -М.: Машиностроение, 1983. 301 с.

16. Верещагин Л.П. и др. Основы электрогазодинамики дисперсных систем. -М.: Энергия, 1974. 480 с.

17. Гаркави Н.Г., Аринченков В.И., Алексеев В.Н. Эксплуатация смазочных, гидравлических и пневматических систем строительных машин в условиях Севера — Л.: Стройиздат, 1979. — 112 с.

18. Грановский М.Г., Лавров Н.С. К вопросу применения неоднородного электрического поля для разделения фаз в дисперсиях // Неорганическая и физическая химия: Научн. техн. сб. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1971. - С. 187-189.

19. Григорьев М.А., Пономарев Н.Н. Распределение размеров частиц загрязнений в рабочих жидкостях // Автомобильная промышленность. -1981.-№10.-С. 23-24.

20. Губкин А.Н. Физика диэлектриков. М.: Высшая школа, 1971. — 407 с.

21. Дерягин Б.В., Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973.-260 с.

22. Забелин В.В. Исследование износов агрегатов тракторных гидросистем с центробежной очисткой рабочей жидкости. Дис. канд. техн. наук. М., 1968.- 114 с.

23. Зайцев А.К. Основы учения о трении, износе и смазке машин. М.: Машгиз, 1947. - 1 ч.- 237 с.

24. Захаров А.И. Разработка объемных фильтров для строительно-дорожных машин. Дис. канд. техн. наук. Томск: 11 ТУ, 1996. - 143 с.

25. Итинская Н.И., Кузнецов Н.А. Топлива, масла и технические жидкости: Справочник. М.: Агропромиздат, 1989. - 304 с.

26. Каплан С.З., Радзевенчук И.Ф. Вязкостные присадки и загущенные масла. Л.: Химия, 1982. - 225 с.

27. Каракулев А.В. Организация ТО и ремонта строительных машин в условиях Севера. Л.: Стройиздат, 1978. - 168 с.

28. Карнаухов Н.Н. Повышение эффективности работы машин в условиях Севера и Сибири. Дис. д-ра техн. наук. Тюмень: 11 У НГ, 1994.

29. Климов Н.Н. Исследование процесса очистки рабочей жидкости гидропривода экскаваторов. Дис. канд. техн. наук. Л.: ЛИСИ, 1977. -127 с.

30. Коваленко В.П. Загрязнение и очистка нефтяных масел. М.: Химия, 1978. -302 с.

31. Комаров А.А. Надежность гидросистем. М.: Машиностроение, 1989. — 317 с.

32. Кондаков Л.А. Рабочие жидкости и уплотнения гидравлических систем. — М.: Машиностроение, 1982. 307 с.

33. Крагельский И.В. и др. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 480 с.

34. А. с. СССР. Устройство для очистки жидкостей / Н.Н. Красиков (СССР). -№1685489; Опубл. 15.04.89, Бюл. № 17.

35. Красиков Н.Н. Электрические процессы при производстве и применении ГСМ // Химмотология, теория и практика использования ГСМ в технике. -М.: МДНТП, 1990. С. 47-50.

36. Кузнецов Ю.М. Электризуемость топлив. — М.: МАДИ, 1978. 48 с.

37. Кутузов: В.К. Нелинейные структурные схемы систем: Обычный гидропривод механическая передача — нагрузка // Машиностроение. — 1971. -№3.

38. Кутузов В.К., Кокошкина З.Н. Быстродействующий закон управления объемным гидроприводом // Материалы ХУШ НТК. Ковров: КГТА, 1997. -С. 69-70.

39. Лозовский В.Н. Надежность гидравлических агрегатов. М.: Машиностроение, 1974. - 307 с.

40. Лопатко О.П. Исследование влияния механических примесей на надежность пластинчатых насосов. Автореф. дис. канд. техн. наук. — Минск, 1972. 24 с.

41. Лукьяненко В.М., Таранец А.В. Промышленные центрифуги. М.: Химия, 1974.-376 с.

42. Мартыненко А.Г. и др. Очистка нефтепродуктов в электрическом поле постоянного тока. М.: Химия, 1974. - 115 с.

43. Русаков Б.А. Повышение ресурса двигателей путем совершенствования систем очистки масла. Дис. канд. техн. наук. Рязань, 1994. - 137 с.

44. Микипорис Ю.А. Повышение работоспособности аксиально-поршневых гидромашин // Вестник машиностроения. — 1996. №4. - С. 10-12.

45. Микипорис Ю.А. Промывка и заправка гидросистем в полевых условиях. Деп. в ВИНИТИ. 1983, - № 6 (140), - № 958 лб. - 27 с.

46. Микипорис Ю.А. Комплексный метод улучшения качества рабочей жидкости гидросистем // Промышленная чистота рабочих жидкостей и фильтрация. Челябинск. - 1983. - С. 7.

47. Микипорис Ю.А. Эксплуатация технических жидкостей. Владивосток: ДВГУ, 1991.-108 с.

48. Микипорис Ю.А. и др. Исследование гидроприводов в условиях приемо -сдаточных и ресурсных испытаний: Отчет о НИР инв. № 41240 / Отв. исполн. Ю.А. Микипорис; Исполн. В.П. Кузнецов и др. Владимир, 1985. -75 с.

49. Микипорис Ю.А. и др. Промывка и заправка гидросистем от передвижной установки // Сборник научных трудов. Л.: ЛИСИ, 1978. - №7. - С. 17-19.

50. Микипорис Ю.А., Смышников Р.В. Типоразмерный ряд трибоэлектрофильтров рабочей жидкости гидропривода строительных машин // Строительные и дорожные машины. — 2003. №6. - С. 34-36.

51. Микипорис Ю.А., Смышников Р.В. Анализ надежности и ресурса гидрооборудования машин // Проблемы машиностроения и надежности машин. РАН. - 2003. - №1. - С. 37-42.

52. Микипорис Ю.А., Панков К.Б., Смышников Р.В. Автомобильные двигатели: нетрадиционный метод улучшения экологических показателей // Привод и управление. 2000. - №0. - С. 26-27.

53. Микипорис Ю.А., Панков К.Б., Смышников Р.В., Попов П.О. Совершенствование системы управления гидроприводом рабочих органов С ДМ // Управление в технических системах: Сборник научных трудов. — Ковров: КГТА. 1998.-С. 159-160.

54. Микипорис Ю.А. и др. Исследование электрогидравлических следящих приводов с разработкой методик ускоренных ресурсных испытаний: Отчет о НИР инв. № 92860 / Отв. исполн. Ю.А. Микипорис; Исполн. В.П. Кузнецов и др. Владимир, 1987. - 110 с.

55. Пат. РФ. Электроцентробежный очиститель жидкости / Ю.А. Микипорис, Б.А. Русаков (РФ). №2014153; Опубл. 15.06.94, Бюл. №11.

56. Пат РФ Электроцентробежный очиститель жидкости / Ю.А. Микипорис, Н.Н. Красиков (РФ). №2056951; Опубл. 27.03.96, Бюл. № 9.

57. Михайлов А.И. и др. Сравнительная оценка эффективности применения комбинированных систем очистки масел на тракторных дизелях большой мощности // Двигателестроение. 1985. - №7. - С. 17-19.

58. Никитин Г.А. Методика расчета электроочистителя жидкостей гидросистем и моторных масел. Киев: Знание, 1980. - 122 с.

59. Никитин Г.А., Чирков С.В. Влияние загрязненности жидкости на надежность работы летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1969. - 184 с.

60. Панев А.Г. Диспергирование рабочих жидкостей гидроприводов строительно дорожных машин в эксплуатации. Дис. канд. техн. наук. -Харьков: ХАДИ, 1991.-131 с.

61. Папок К.К., Рагозин Н.А. Словарь по топливам, маслам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям. М.: Химия, 1975.

62. Подчинок В.М. Эксплуатация военной автомобильной техники. Рязань: Вооружение. Политика. Конверсия, 1995. - 627 с.

63. Поль Р.В. Учение об электричестве / Перевод с нем. М.: Физматгиз, 1962. -516с.

64. Румшинский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента. — М.: Наука, 1973.

65. Русаков Б.А., Микипорис Ю. А. Экстремальное планирование экспериментов и математическое описание процесса очистки масла в трибоэлектрическом поле. М.: Деп. в ЦСИФ Вч 11520, 1993. - № 6004. -15 с.

66. Русаков Б.А., Микипорис Ю.А. Центробежные масляные очистители:анализ конструкций и пути совершенствования. М.: Деп. в ЦСИФ Вч 11520, 1997. - № В 3388. - Серия В. вып. № 40. - 27 с.

67. Рыбаков К.В., Коваленко В.П. Очистка воздуха, топлива и масла от загрязнений одно из важнейших направлений повышения надежности и ресурса ДВС // Двигателестроение. - 1985. - №7. - С. 6-8.

68. Рыбаков К.В; Коваленко В.П. Фильтрация авиационных масел и специальных жидкостей. М.: Транспорт, 1981. - 217 с.

69. Статическое электричество в химической промышленности / Под ред. Б.И. Сажина. Л.: Химия, 1977. - 357 с.

70. Седлуха Г.А., Микипорис Ю.А., Климов Н.Н. Промывка и заправка гидросистем экскаваторов. Л.: ЛДНТП, 1973. - 25 с.

71. А. с. СССР. Центрифуга для очистки жидкостей / Г.А. Седлуха, Ю.А. Микипорис, Ф.К. Будагов, Н.Н. Климов (СССР). № 484896; Опубл. 25.09.75, Бюл. № 35.

72. Скачков А.Е. Исследование поведения жидких неоднородных диэлектриков в электрических полях высокой напряженности. Дис. канд. техн. наук. Л., 1974. - 107 с.

73. Смирнов Г.А. Тенденции развития конструкций масляных фильтров двигателей ведущих зарубежных фирм. // ЦНИИТЭИ тракторсельхозмаш. -М., 1980.-№2.-45 с.

74. Смышников Р.В., Микипорис Ю.А., Расчет центробежных аппаратов -классификаторов // Известия ВУЗов. М.: Машиностроение, 2003. - №12. -С. 38-44.

75. Смышников Р.В., Микипорис Ю.А. Типоразмерный ряд масляных трибоэлектрофильтров // Вестник: Сборник трудов. Тольятти: ТГУ. — 2003.-№3.-С. 213-217.

76. Сорокин Г.М. О природе эрозионного изнашивания // Вестник машиностроения. 1996. - № 4 — С. 3-6.

77. Сумин П.И. Оптимизация параметров устройств для очистки рабочей жидкости. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л.: ЛИСИ, 1980. - 17 с.

78. Негорючие теплоносители и гидравлические жидкости: Справочное руководство / Под ред. А.М. Сухотина. Л.: Химия, 1979. - 360 с.

79. Сырицын Т.А. Эксплуатация и надежность гидро- и пневмосистем. М.: Машиностроение, 1990. - 248 с.

80. Сырицын Т.А. Надежность гидро- и пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1981. - 216 с.

81. Уорсинг А., Реффнер Д., Методы обработки эксперимента. — М.: ИЛ, 1949.

82. Финкелыитейн З.Л. Расчет износа гидроузлов при загрязненности жидкости // Пневматика и гидравлика: Сб. М.: Машиностроение, 1982. -С. 224-231.

83. Финкелыитейн З.Л. Теория, принципы создания и применение гидродинамических фильтров. Дис. д-ра техн. наук. М: МАДИ, 1987. -303 с.

84. Хаттон Р.Е. Жидкости для гидравлических систем / Перевод с англ. М. — Л.: Химия, 1995.-277 с.

85. Хикс Ч. Основные принципы планирования экспериментов. М.: Мир, 1976.-167 с.

86. Чичинадзе А.В., Шарипов В.М., Шеренков Г.М. Исследование динамики трения и износа в тормозах и сцеплениях мобильных машин // Динамика и прочность автомобиля. М.: МАМИ, 1990. - С. 17-22.

87. Шор Я.Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М, 1962. - 230 с.

88. ГОСТ 16350-70. Климат СССР. Районирование и характеристика климатических параметров для промышленных изделий. М.: Изд-во стандартов, 1970. — 75 с.

89. ОСТ 24.162.23-83. Элементы фильтрующие полнопоточных фильтров тонкой очистки масла дизелей. Типы. Основные размеры и параметры. — М.: Изд-во стандартов, 1983. 44 с.

90. Экскаватор ЭО-4225А: Техническое руководство. Ковров: КЭЗ, 2000.

91. Методика расчета экономического эффекта // Экономическая газета. -1987.-№7.

92. Международный стандарт промышленной чистоты ИСО 4406.

93. Микипорис Ю.А., Смышников Р.В. Трибоэлектрофильтрация масел // Автотранспортное предприятие. 2004. - № . - С.

94. Микипорис Ю.А., Смышников Р.В. Трибоэлектрофильтрация рабочей жидкости гидропривода строительных машин // Строительные и дорожные машины.-2004.-№ .-С.

95. Gavis J., Koszman J. I. Colloid. Sci. 1961. - v. 16, - 375 p.

96. Koszman J., Gavis J. Chem. Eng. Sci. 1962. - v. 17, - P. 1013-1023.

97. Leonard I. Static Electricity in hydrocarbon liquids and fuels. // I. Electrostatics. -№10,-P. 17-30.

98. Noonan T. An Engineering Approach to the Rating of Aircraft Fluid Filters // Canadian Aeronautical Journal. — 1960. v. 6. - № 6. - P. 196-203.

99. Wusthof P., Hezeman P. Filters in hydraulic systems // Hydraulic pneumatic power. 1969. - № 8. - P. 17-19.

100. Austration austomotive engineering and equipment. 1970. - № 13. - 34 p.

101. National Fire Codes. Boston: NFPA, 1974. - №77. - 57 p.

102. НАРАБОТКА НА ОТКАЗ ПОДСИСТЕМ ЭКСКАВАТОРОВ1. ЭО-4124А и ЭО-4224

103. Подсистема Наработка на отказ, ч1. ЭО-4124А1. Установка силовая 14501. Платформа поворотная 13001. Тележка ходовая 11501. Редуктор 10001. Рабочее оборудование 14501. Насос сдвоенный 20501. Гидромотор 26501. Гидроцилиндр 1300

104. Гидрораспределитель 3-х секционный 950

105. Гидрораспределитель 4-х секционный 9501. ЭО-42241. Механизм натяжения 4501. Насос сдвоенный 5501. Гидроцилиндр стрелы 7501. Гидроцилиндр рукояти 950

106. Гидроцилиндр натяжной 1100

107. Гидрораспределитель 3-х секционный 650

108. Гидрораспределитель 4-х секционный 5501. ЕРЖДАЮ

109. А по научной работе Д.Ю. Полянскийaevrjt&zij? 200 j^r.

110. ЗАО «КОВРОВСКИЙ ЭКСКАВАТОРНЫЙ ЗАВОД»

111. Свидетельство № о чистоте жидкости от 30 декабря 1998 г.

112. Жидкость со стенда для промывки и испытаний элементов гидросистемы экскаватора.

113. Размер частиц, мкм 5-10 10-25 25-50 50-100 100-200 более 200

114. Число частиц в объеме 100 см3, шт 9446 32231 21107 258 30 4

115. Класс чистоты по ГОСТ 17216-71 10 13 15 12 9 9

116. Заключение: Масло соответствует 15 классу по ГОСТ 17216-71. На дне пробы присутствует вода.1. Начальник ЦЗЛ: БоЖе U6?1. Проверку проводил:

117. ЧАСТОТА ОТКАЗОВ ГИДРОУЗЛОВ ЭКСКАВАТОРОВ ЭО-4121А, ЭО-4124, ЭО-4225А В ГАРАНТИЙНЫЙ ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ

118. Год регистра ции отказа Парк машин на гарантии Общее количество отказов Частота отказов гидроузлов экскаваторов