автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Повышение работоспособности гидравлического привода землеройной техники при эксплуатации в условиях Тропического климата

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

на правах рукописи УДК: 62-192:62-82:69.002.51-004:624-134(213-5) '

Биаомба Пъер-Андре

ОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ ТЕХНИКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ В УСЛОВИЯХ ТРОПИЧЕСКОГО КЛИМАТА

05-05.04 - Дорожные и строительные машины 05.02-03 - Системы приводов

Автореферат диссертации на'соискание ученой стегйни кандидата' технических наук

С.- Петербург 1992 -

Работа выполнена в Санкт - Петербургском ордена Октябрь*

Революции и ордена Трудового Красного Знамени инженер " * '

строительном институте на кафедре "Строительные и дорожные маши"!

оборудование».

Научный.руководитель - доктор технических наук,

профессор Русинов И-Я.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Длоугии В-В. - кандидат технических наук, доцент Аринченков В-И.

Ведущая организация - Управление Главного механика.

• * СШ.Стройкомитета V .

Защита состоится "4?" ,Де 1992г. в часов

заседании специализированного совета К 063.31.04 в Сан Штбрбургском ордена Октябрьской Эволюции и ордена Трудов Красного Знамени инженерно - строительном институте по . адре , 198103, Санкт- Петербург, Курляндская ул.,'Д.2/5. ауд-340.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " № " ноябрД 1992 года. -

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук.

и.о. профессор Алвксеенко Е

{^Ч^й^ЩМСШЦ РАБОТЫ Актуальность работы. Ц условиях шрострочки экономики и перехода к д^о^ит^йкяяг |1у|ВЛ9Щ1я щ разш^ариихся .страц Африки все Солыре^ знамени» приобрэтаот щийю® соворшенствоваши} народного хрзд|ртва» повьщюрш егр эф^^пт^ости- рэрен!^ этих проблем свя- • зано с; ввобгощщостыо строительства новых и реконструкции существуй»^ автомобильных дорог. •'

Эксоду грация землеройной техники нз( дорожное строительстве усложняется природао - климатическими особенностями Африки» к которые в первую очередь относится« г

- высокая температура окружающего воздуха»

- повышенная влажность и запыленность среда»

- интенсивная солнечная радиация г й .

- большое количество осадков)

- высйкая прочность грунтов, трудно поддающихся разработке 1

- тяжелые дорожные условия в даунглях. .

Эти условия отрицательна влияют на работоспособность землеройной техники, а именно« снижается производительность машин, сокращается срок их службы, увеличиваются затраты времени и труда на техническое обслуживание, повышается интенсивность отказов и ухудшается внешний ввд машин. ' •

' В настоящее время африканские страны ' приобретают большое количество землеройных машин за рубежом. Многие модели этих машин нв) соответствуют специфическим природао - климатическим условиям тропической Африки. Вместе с тем • о'ольяое практическое значения имеет эффективное использование имеюцоися землеройной техники. ' > В настоящее время больпинстзо землеройных машин, эксплуатирующихся в Африке, оборудовано гидроприводом. Опыт показывает, что от 20 до 50'5 отказов этих машин приходится на гидропривод- Наибольшее влияние, нз работоспособность ги^-моборудования оказываот высо-

кая темпьрэтура окружавдэго воздуха. Она приводит к перегреву рабочей живости в гидросистеме, снижению ее вязкости, ухудшению свойств материалов уплотнении и шлангов, повышенному износу деталей гццрооСорудовэния,. снижению объемного к-п-д- гидропривода, а иногда и к полной потере его работоспособности • .

Недостаточная изученность особенностей эксплуатации техники с гвдроприводом в тропическом климате затрудняет выполнение необходимых расчетов при проектировании машин,, ограничивает возможности совершенствования конструкции гвдро1фиводов и технологии их технического обслуживания. ' .

Указанные предпосылки предопределили выбор, теш и содержание вопросов, рассматриваемых в на.стоящеа диссератционной работе.

. Даль--работы заключается в исследовании влияния . повышенной температуры рабочей жадности на "расход утечки через уплотнители гидроцилиндров, а также разработке маслоохладителя для поддержания нормального температурного режима гидропривода.

. Научная новизна . работа представлена основными результатами исследования»

- углублены теоретические положения о механизме возникновения утечки через уплотнители тидроцилиндров»

разработана математическая модель расчета расхода утечки рабочей . жидкости в лвдроцилиндре при повышенной температуре» ■

- разработаны методики прогнозирования герметичности уплотнителей в • условиях повышенной температуры, для чего применены метрики

зкстшеяциального сглаживания и марковской аппроксика;цм .

- р зрэботана инженерная методика расчета ■ маслоохладителя с ' использованием. ЭВМ. ...'''".

' Нрчктяче-с кз я 1; ценность работы заключается в разработке кйрипрштгкя в направлении советшзнствованию режима технического обелуживэнля пцфоп&тандров зомлероаных машин в условиях повышенной

темшратуры окружзиврй среДО, а такие конструкции маслоохладителя дхя этих машин и »этодики его расчета.

Реализация работы. Результаты работы впедрэны в управлении да ремонту дорог (О-С.^.Я-) в республика Коего в виде руководства по выЗору оптимального типа масла в качестве рабочей жидкости гидропривода землврояных машин и технических требования к конструкции маслоохладнгелэв дхя этих машин.

Аппробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались ва научно - техническое конфэрэнцки Лэяинградского инменерно - строительного института (1992г.), на 44-е конференции Петрозаводского университета < 1992г.) , а также . в управлэнш О.С.К-Л. республики Конго.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 статьи.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 138 наименование, содержит 126 страниц машинописного текста, 24 рисунка, 14 таблиц, а тага® 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Пэрвая глава- диссертации содержит анализ влияния тропического климата на работоспособность гидравлических приводов ээмлэроаных машин, результаты статистических наблюдений аз неисправностями гидроприводов этих малин, а'также характеристику применяемых рэЗо-чмх жвдкостэа и рекомендации по выбору оптимальгах типов жидкостей.

Повышенная температура воздуха .вызывает ухудшение механических свойств большинства неметаллических конструкционных материалов, снижзниэ модуля упругости и предела прочности, .ускорение процесса старения многих газстмзсс и резиновых материалов. При высокой тпм~ тратуре вязкость рабочей жидаости з парах трения уменьшается, что приводит к разрушению.маслярой пленки и переходу жидкостного трения

в гтуюшдкггяов, граничное в полусухое. Перегрев рэоочеа нвдкостя влияет на иытеасикность изззаиванил уплотнителышх деталэя. что приводат к нарушите герметичности гидропривода. Кроме того, с увеличена» талшэратуры ускоряется усталостнее разрушение рабочих шаарзшосггея упзэтниталев- .

Ьгашоеть воздухзтаняе сущесгоэнни влияет на работоспособность гдгроприводов эвшвройной т&хныси, выгывавт электрохимическую коррозию материалов, которая изменяет их фиаико - механические с&эгства материалов. Ззшлошость воздуха ускоряет изнашивание , трущихся пар, загрязняет рабочую вддшсть, перекрывает дроссельные сщи я каааж. Атмосферные осадки содзрзат большое количество агрессивных кскпэнентов, выделяемых гриЗкачи, швзсвнш и бакта-ршэш- йекстсрыа нэсекамыв энергично разрушают детали из ткани, резины» ллзстеасс 'и других органических «гтериаяоз.

Особенности Ексшуатации гидроприводов землероашх машин в условиях жаркого климата трашны в работах В.М.Вайскрзнца» А.П-Ла&арвди, Э.Д.Новикова,_ В. А. Дмитриева, ?eret G., Haudy Е. и .цругих учаньа. Авторами этих работ установлено, что повышенные •гэкшратуры окружакдаа среды оказывают офдаэтольное вл.лниа на надежность гвдроприЕода.

0 целью олрэдэл&ЕИя показателей надежности зеадэроаньа машин диссертантом проведены произЕидствэкныа исследования на объектах дорожного строительства республики Коего- Оки провсуаиись в. управлении по ¡р'мочту дорог» ОСПсь' Congolais d'entretien Hou t Юг (O.'i.E.R.), которое является одаой из самых крупных б стране. Малинный. пар:с этого, управления состоит из иностранных млш рая- ;. лг:йпи тигмб, вйиусжавшх. йирмам L_ebberr (Гврмаякк), roclaln \'Ьрищия)..Kosratsu. (Нпониг.),, Caterpillar (OffiAï и другими. Сн насчитывал в 1991 году 11. «средарсв. 106 грейдеров и озтогр?адерия, 06 ' ппеьмоколесяьа П'Л-рузчкков, .30 одкоюззловых гкскаватор œ на гусе-

ничном и колесном ходу, 50' бульдозеров. Источником информации о техническом состоянии машйк служили /четные данные О.О.В.И., а такте результаты эксшргного опрос.? большого числя сгоциалистоз этого управления. Подучены процентные ооотнотезйЛ машин, находящихся в различных состояниях, а тайга характеристика отказов ; уплотнителей гидроцилиндрсв период с 1987 т 1989 г.» которые сведены в таЗлшу. Отказы уплотшггельных элементов наблюдаются преимущественно в период о четвертого по девятый месяц» для которого характерны высшая тэмгоратура и наибольшая интенсивность использования машин по времени.

Таблица 1. '

Год приобретения Общее коли- каычбство малик, находящихся "в том или ином состоянии, шт ■ Процентное соотношение машин в различных состоянии, %

чество машин ксправ нее неиоправ нов нерэбото способное к.прав ное нексправ ное норабото способное

1980 49 24 12 13 24,3 26,а

1981 3 7 А 70 39 33

1982 140 85 19 36 60,7 13,6 2¿,7

1983 3F» 33 2 1 ' 92 3,4 2,6

1984. .. 13 ' 7 3 3 54 2Z 23

1993 гь 22.ч 4 - 85 ■ 15

Таблица 2.

Год Отказы уплотнителей в процентах от ойщрго количества отказов гидропривода по месяцам, %

i 2 3 4 S 6 7 Б 9 10 11 12

19В7 Ii 14 13,2 20 21,2 20,а 24 2С> 12 12 6,4 4,а

19Я8 76 21 24 11 23 JO 11 15,2 20 13 10 7,6

19В9 3 4 5,2 12. ' 24 43 12 i.2 12 12 12 К!

Анализ результатов наблюдении за неисправностями гидроприводов землеройных малин показал, что основными видами отказов являются внешняя и внутренняя ногерметичность агрегатов, а также нарушение их функционирования. В сумме они составляют 91 % от общего числа отказов гидропривода. Внешняя' негеригвткчность составляет 49* от всех отказов.

Джзсоргэнтом проведен анализ типов масел, применяемых в качестве рабочих жидкостей гидропривода землеройных машин. Установлено, что на практике применяется необоснованно большое количество , типов масел, связанное с Широков номенклатурой используемых машин и стремлением эксплуатирующих организаций удовлетворить требования их изготовителей.

О целью унификации гипрожидкостей для землеройных машин, сни-неяия их стоимости и повышения надежности гщцзопризодов диссертант рекомендует полностью отказаться от применения масел с индексом W, гюреати на использование отечественных аналогов зарубежных масел, преимущественно использовать гвдрожвдкости марок SAB 30, SA£/ 40, отличающиеся болеэ узким диапазоном рабочей температуры и вязкостью, приближающейся к отимальноя для условий жаркого климата.

Результаты приведенных' автором в производственных условиях сравнительных испытанна кэсел марки SAB 1Ш- (продукт Hydro Congo) и марки CONPIANS подгвордили обоснованность приведенных выше рекомендации Установлено, 'что масло'C0NPLAN длительна сохраняет . высокда эксплуатационные свойства и периодичность его замены в 1,5...2 раза выше, чом SAB low.

На основании проведанных наблюдений и анализа литературных лстотакоЕ установлено г что для решения- общей задэчи повышения

работоспособности гадропргаода Евмлвроаних-мавян в условиях тропи- •

■ четкого кликата необходимо решение следующих частных вопросов: - изучоаш факторов, определяющих герметичность гмдроцшшндров в

условиях повышенной температуры окружающей среда»

- углубленна теоретических положения о механизме возникновения утечки через уплотнители гидроцшашдрои »

- разработка математической модели расчета расхода утечки рабочей жидкости в зависимости от ее температуры!

- экспериментальное исследование работоспособности уплотнителей гидроцилиндров в условиях повышенной температуры!

- разработка методики прогнозирования герметичности уплотнителей в условиях повышенной температуры»

- анализ существующих технических средств- стабилизации теплового режима гидроприводов землеройных малин»

- разработка конструкции маслоохладителя для предотвращения перегрева гидросистемы»

- разработка инженерной методики расчета маслоохладителя-

Вторая глава посвящена теоретическим предпосылкам определения герметичности уплотнения гидроцилиндров в условиях повышенной температуры окружаювдэи среда.

Анализ существующих представления о механизме возникновения утечки в уплотнениях гидроцилиндров показывает, что по одним уравнениям,' (Г.М.Мюллер» и др.) расход утечки уменьшается с уменьшением вязкости жидкости,, а по другим (Г.В. Макаров и др. >- увеличивается-Рассмотренные уравнения противоречат одно другому и вместо с тем каждое из них в ■ некоторых частных случаях подтверждается экспериментально. Поэтому отдать предпочтение какому- либо из них ' для использования в качестве математической юдели' не представляете л возможным-

Наиболее близким к условиям образования утечки в уплотнителях гадрооожиндров землеройных машин является то проложенное радав уравнение, в "котором расход представлен в виде1 суммы двух слагаемых. Первое - ото расход утечта за счет дейстрил пгдроллна-

мического Щ2ла, второе - за спет дросселирования жидкости чере тлъцешг вазор- Однако при этом не учитывалось деиствиз ред эксплуатационных факторов, оказывэицих рэтающээ влияние на герме тичность и надежность гидроцалиндров- В частности . для рассматр» цаемых условия дсшшы быть учтивы следующие факторы, которые I нашли должного отражания в предшествующих научных работах»

- значительное снижение вязкости и смазочных свойств рабоч« иидкасти» .. '

- ухуданиз сзоасто ушштшггвльных материалов г связанное с зп . снииэнаа гарметиакрушэа способности уплстнигелэи»

- ускоренный зазор деталей, работавших в коатакте с уплотнителя! ГИ^ХЩИЛЙИДРОВ*

- аагрязнэниэ Чквдкостк твердыми и газообразными вклшэнияуи.

Вязкость загрязкэняоа рабочей жидкости предлагается о преда ляг по формуле»

« ♦ 6,015-ь + « <р> ,Па-с (

где» . . -

вязкость чистой жидкости,' Пз-с) * р- объемная доля (2) дисперсное фазы а общем объеме системы» «I- константа, определяемая формоа часшц| ь- содержание пузырьков воздха в % пп обьэму. Для опреде*<эшгя расхода утечки через уплотнители приня олвдовщее выражение»..' . " • .

< ' а ч. + 02 , (

В этом уравнении -слагаемою ^ представляет собой расх уточки, который вызван • девстзием гидродинамического масляно .кздп, а о3- рэсхид, саюавныа с дросселированием ж/дкостк чар г.аз«<р- в к-"!*ггаэте ¡»шепоггеля с хопртелсм.. Первое Ълмдаемс'е 'мш «ять прэдстзвлэтю ьы^чтаттам г •

и «0,5-у -О-1.А>: , <

Слагаемое о2 предлагается определять из выражения, в основу оторого положено уравнение Г.Р.Хачатрянз с измеданияпм, отра-агадкми а.эдяяке повышенной температур и состояния рабочее жидкости :а работоспособность уплотнителей.

ииякие этих факторов учшывавтея коэффициентами ^. ¥3'

в Г дР-УЧ» з

°г " -Г ' р0ц+6,Ш »" и>

где«

в- ширина контакта уплотнителя, мг

душна контакте уллотштгеля, М| ар- перепад давления, Дэ»

v- скррость возвратно - поступательного движения, м/с?

параметр шероховатости контртелэ, мкм. Коэффициент учитывает влияние конструктивных параметров. уплотнителя на расход утечки«

Повышение температуры вызывает изменение контаэтного давления рк и скорости восстановления резины vв. в связи с этим можно записать«"

где»

ркс~ контактное давление при нормальной температуре (+50°С)» vвo- скорость восстановления при нормальной темтерэтурр. На основании теории разкзрноетей выратаню (6) запишем в-видо» = ,V 1 — г.14■ ч», '» ">

т; а *ог во

Коэффициент <ей отражает влияние повышения температуры на вязкость рабочей жидкости, В соответствия с теорией рззморностой шлучга:

»з выражений {'{) и <8), можно принты

Г'*е ' <9>

Кооффициэнт учитывает влияние износа уплотнителя на расход утечет. Величина его находится в пределах«

= 0...1

Значение соответствует номинальному техническому состоянию ушоттппвлн в момент начала его эксплуатации непосредственно после изгатоглрния к сборки узла. Значение »3=1 отражает предельно« состояние полностью изношенного уплотнителя, когда его дальнеош аксплуатация невозможна или нецелесообразна.

С учетом вьшеизлоиенвдго. получим окончательное выраизние да определения расхода утечки через уплотнитель в условиях повышенны! температур с учетом технического состоянмля рабочей жидкости I уплотнителя!

• • / ¿Р-Ч'Я а

° - О,8т:0.|..ДЬ г -г V ■ (1+6,015^Ь+т • у)" <10:

*

Предлагаемая математическая модель более полно, чем ране« предложенные уравнения, отражает основные факторы, влияющею на расход утечки через уплотнители гидроцилиндров в рассматриваемы: условиях.

Третья глава содержал* результаты экспериментальных исслэ дозэния влияния' повышенной температуры рабочей жидкости на работе способность уплотнителей гидроцилиндров и прогнозирования изменена расхода утечки жидкости при швышнии температуры-

Экспериментальные работы проводились на специальном иопыта тельном стенде с целью проварки правильности теоретических поло женка, изложенных .во второй главе. Полусонные обобщенны© дэнны изиОр'.жены на рис.]. • -

Обработка экспериментальных данных производилась с помощь катодов нэтаюныних квадратов- Получено уравнение о - 5,7 + о,«-^

30

го

аа.

Зо 40 бо ~бо" то во . ао Ь, °с

Рис. 1. Изменение расхода утачки жидкости от температуры.

По условиям экспериментов температура рабочей жидкости внутри имитаторов стенда была ограничена 70*С. Для определения значения расхода утечки при более высоких значениях температуры были использованы методы теории прогнозирования.

Для использования метода экспоненциального сглаживания в цэлях прогнозирования тренд представлен в наиболее общая форме степенного полинома«

0(1,t) --а0 ♦ ttjt * I "g^ 4

i .n

пТ V

. (1U

где«

коэффициент полинома» • ь- температура рабочей жидкости,' 'С. Для рассматриваемого случая, то есть для полинома первого .порядка» •

Q(a,t) - *0<t> ч. <1 (t)C

aQ(t> - 2;a'l)(t) - a<S)<t>)

ai(t> " |--[Q(1,<t> - n(a)(t>J

В нашем случае принимаем аа)<о>«а(г)<о>»а(о),

(12)

- \z -

гдан

u<o)-'начальная точка исходного статистического ряда.

аир- постоянные сглаживания <0,1 s <* s о,з>.

Рассчитываем текущие значения коэффициэнтов «0<i>, «-j < 1 > .• Повторяэм вторую и третью процэдуры дяя точки 2 исходного ряда, затем дяя точки 3 й т.д., до гослэдней точки рада, соответствующее ь0-му моменту шступзэния последних данных. Формируем описание „ пазинома по последним значениям коэффициэнтов a0<tQ), ^«t^i

a<t0,t) -a0(t0) + ftlct0)t (13)

Подставляем заданную темгйратуру упреждения прогноза t и получаем результат прогнозирования q<t0,t>.

Ввиду того, что изменение расхода утечки жидкости в зависимости от температуры представляет собой такой процэсс, при котором состояние системы, в будущем an зависит только от ее состояния в настоящем ап-1 и не зависит ст того, когда и каким образом система пришла.в эго состояние, он может рассматриваться .как марковские случавши процэсс. Хотя он является процзс'сом с непрерывными состояниями, его вполне южно представить как квазвдискретны® . процэсс с дискретными состояниями t)...onit) и непрерывным временем, при . котором возможные перехода системы из одного состояния в другое • совершаются через случайные интервалы времени, а сами, состояния описыеяотся как средние значения расхода утечки ходкости.

Исходя из этого прогнозирование выполнено с помощью марковской аппроксимации. 'Это позволило сопоставить результата прогнозирования с данными пронозирсвания полученными по методу эксгонзвда&льного сгладавания.

йямоневда расхода жидкости; в. зависимости от твмдарутуры определяется двухмерной плотностью вероятности:.

p(0c.a1,to,t1> - Pto0t0.) -P(a1t1/a0t0) , <14)

где«

рю0^) - одномерная плотность вероятности," р(о11:1/о0^)-плотность лерсятности перехода о0 я состоянив

(функция парохода)-Слэдоваггельно, используя марковские соотношения, прогнозиро-ваниэ возможных состояния гвдроцилиндрз можно осуществить только по .одаому значению состояния и задача сводилась к определению вероятности этого состояния при некоторой темдаратуре а слэдовательно - некотором значения расхода утечки а.

' Результаты расчетов по прогнозированию герметичности уплотпи-льных узлов гидроцияиндров при повышенных температурах по мэтодам экспоненциального сглаживания и марковской аппроксимации достаточно близки меаду собой.

В четвергов главе представлены ' результаты разработки конструкции воздушного маслоохладителя для гвдросистем землерэйных машин. Конструкция маслоохладителя является полуразборной, пластинчатого типа (Рас.2). '

Штампованные» пластины, сваренные попарно, образуют элементы маслоохладителя, имеющйе ■ внутренние . каналы для охлаждаемой жидкости. Э.яамзвты соединены между собой в пагот.

, Пакет (блок) элементов собирается при помощи фиксирующих уплотнительяых прокладок, которые обосдачивают заданный лзг между элементами. Прокладки имеют отверстия,- по которым осуществляется троток кедсости из одного элемента в другой.

Количество элементов в пакете зависит от . требуемой площади поворхЕости теплопередачи. Пакет помещается Бнутри . мета шческого кожуха, на котором' илзвтоя. два штуцера ' двд подалочения касло-охлэдютя к гвдроекстемв." Отлаждзющиа гсздух прохсдег между

'элементами с ,задзнипя сксростьо под действием вентилятора о

»

приводом от гздрокэтора. .

5)

'воздух

нь

мас/ю

Рис.2- Предлагаемая конструкция пластинчатого маслоохладителя.

и) осЛциа вид; 0) схема движения потоков теплоносителей 1 - вход масл-1; г - выход масла? 3 - элемент» 4 - прокладка! 5 - шпилька.

- 1Ь -

Использование принципа начального термического участка для всего маслоохладителя, применение оребрения на его поверхности, ц Также перекрестного тока теплоносителей позволили повысить коэффициент теплоотдачи'со стороны жидкости с з,б<ь до з,в7..

При определении основных конструкгивных параметров маслоохладителя был решен <вгарвые вопрос об увязке тепловых и

) ■

аэрогидродинамических качеств маслоохладителя.

По конструктивным и технологически» соображения« шаг между элементами по ширине; маслоохладителя принимается постоянным. Однако, из-за различия средних темтрэтур воздуха в промежутках между разными элементами его скорость будет существенно различной. В связи с этим, исходя из принципа« ец - ¿¡>/шг р) - сопвъ < где ец- число эялэра< др- аэродинамическое сопротивление» р- плотность) скорость воздуха следует определять для каждого промежутка между элементами отдельно. Такой подход является нош« в методике расчета маслоохладителей. г .-,'

Массовый расход'воздуха мехду элементами»

а о

гд>|

А " 'Рь " соп"*-

.Величина а не зависит от -температуры ро условиям равенства перепада статических давлений, создаваемых вентилятором. Поэтому, определив я по начальной температуре, воздуха, в каждом промежутке рассчигтывэется скорость воздуха, соответствующая средней '¡вмпврггуре

Ч " <4 * V2'

'У-ф-ь

Ч.*

м/с (16)

м

-' . . - 16 - , ■■•"'..• Затем определяется здесь расход воздуха«

0Ь1 •« А/МЬ1 ,КГ/С <17

Общий расход воздуха через маслоохладитель составил

еь •КГ/С <1а

где<

число промежутков между элементами. Аэродинамическое сопротивление элементов с круглыш каналам определяется по формуле»

Др - 0,52 М-й«~°,133-(рь-М^> , Па (19

где.'

я«- число.Реянольдса.

Аналогично предлагается определять гидравлические сопротив ления движению потока масла внутри кавдого элемента.

В расчете маслоохладителя должно. быть учтено изменен» козффицюэнтов теплопроводности, а также кинематической вязкост жидкости и воздуха в зависимости ;от температуры. В качестве примера на основании . графической зависимости указанных тепле физических величин (Кейс В.М. Конвективный тепло - и массообкег М. I Энергия, 1912.~448с.1 автором получеш эмпирические формулы ду гидравлической жидкости 8Ш/-Н-5606 в интервале 290-350 к. Плотность выражается лиаегным уравнением вида»

рж =<?22 - 0,3125-Т ГКГ/М

. Теплоемкость и коэффицдант . теплопроводности . так»» связа! линэяноа зависимостью, с температурой.

Сж » 10 • (5,77а + 4,444-10 Т) ,ККгЛ/КГ' С I21

\ " о,1Ч7б - '^зск-дсГ^'Т ,ккал/;м 1-°С) Коэффициент динамической. вязкоеги описываятся фг.риулпа бо.® .сложного задаI .;.■-...''•.. , ■ ;

- 1Т -

• и - .. \«Г/ШС> <23)

<Т/273) °

Коэффкциэнт кикематическоа вязкости вычислялся по известному соотношению«

4« " ня'Ря <24>

Для воздуха показатели тегиофкзических своаств рассчитывались 1Ю полиномам, заимствованным из I Тегионоя расчет котельного агрегата (нормативный метод) год род» Н-В. Кузнецова и др. М-, •Энергия', 1973,-с.236.э, причем, общие виц полинома дяя всех констант одинаков»

' "Л*1"1'

Г1 » с 23)

Константы различаются показателями стэлэнея в полиноме ( для теплоемкости п=ь, для коэффициентов теплопроводности и кинематической вязкости . Коэффициенты ^ приняты по указанной выше литератур». При первом шаге расчета константы вычислялись по заданной начальной температуре, э затем по средне* темтарэтуре срэд в пределах выделенного момента.

.Расчеты проведены по ДЕенадцати вариантам е загзисичости рт материала (сталь, латунь, медь, алшинча) и геометрической фермы каналов маслоохладителя.

Нз основании результатов исследований моинЬ провести сравнение каалоогладпвлой, изготоелэеныг из различных материалов, например меди и а.томийия. Прэктичесии по всем основным характеристикам теплообмена меда» ма:лосх.;;а1гители Пв показывают существенных .преимуществ трэд алюмитшчйыми.' "Иоятему, ^учитывая более высокую стоимоггь. 1?еди, рэкомендуэтея изготавливать мас-горхладаши доя , ладрослотом зе-хшроинь'д катин из мэпее, дефицитного и более к?яввого

материала - алюминия. Производство элементов в этом случав значительно упрощается за счет применения прогрессивной технологии, например, контактной сварки. Учитывая, что количество элементов маслоохладителя при ромбической форме, сечения каналов на 26.. .ЗШ меньое, чем при круглой, к применению рекомендуются элементы < ромбическими каналами- Это позволяет снизить трудоемкость сборочньп операций и повысить надежность маслоохладителей за счет уменьшеюи количества стыковых соединении.

основные вывода.

1. Специфические природко - климатические условия Африки и, частности республики Конго, вызывают значительное снижение работо способности гвдроприводов землеройных машин, приводят к ухудпени эксплуатационных показателэй этих машин, прежде всего их про из водегельности и надежности. •

2- Результаты наблюдений за неисправностями гидроприводов землб ройных мзвин в рассматриваемых услозиях показали, что основнья видами отказов являются внешняя и внутренняя негерметичность гидре агрегатов, а также нарушение их функционирования.-

3- Причинами отказов являются связанное с высокой температуре понижение вязкости жидкости, снижение модуля упругости и .твердое-уплотнигельных материалов, ухудшение их износостойкости а таю высокая интенсивность использования машин по времени в этот перио, 4. , С иэлыо унификации гидрожидкосте.' для землеройных . маши снижения их стоимости и повышения надежности гидроприводов авт рекомендует полностью.отказаться от применения масел с индексом шреати на использование отечественных аналогов зарубежен масе преимущественно марок ЗАЕ 30 и БА1 -40, отличающихся более узн диапазоном рабочей температуры и вязкостью,, приблшающей'ся оптимальной для условия жаркого климата.

5. Предложенная математическая модель для. определения расхида утечки через уплотнители гздроцилиндров отражает влияние повышенной температуры, технического состояния рабочей жидкости на работоспособность уплотните лей. .

6. Результаты экспериментов показали, что расход утечки в уплотнителях гидроцилиядров при повышении температуры возрастает, подчиняясь линейному закону с коэффициентами регрессии ь0=э,7 и ь1=о,43.

7. При моделировании процесса изменения расхода утечки жидкости в зависимости от температуры показано, что он может рассматриваться как марковский случайный процесс с дискретными состояниями и непрерывным временем.

ь

в. Результаты расчетов по прогнозированию герметичности уплотни-тельных узлов гидроцилиндров при повышенных температурах на основании обработки экспериментальных данных по методам экспоненциального сглаж&взния и марковской аппроксимации достаточно близки между собой.

9. В результате проведенных исследовании установлено, • что использование принципа начального термического участка для всего маслоохладителя и перекрестного тока охлаждаемой жидкости и охлаждающего воздуха позволяет повысить коэффициент .теплоотдачи со стороны масла с 3,66 до 5,87...8,99- • .

10. Разработанная методика расчёта на ЭВМ параметров мае». охладителя предложенной конструкции предусматривает увязку тепловых и аэрогицродинамических качеств маслоохладителя и применение принципа рг-деления аппарата на элементарные конечные шаги, в пределах которых вычисляется разность между средними 'температурами жидкости и воздуха, а также .гидравлические сопротивления движению потока жидкости.

11. Диатез результатов-расчетов по разработанной автором методике показал целесообразность пркмэкэния в- конггтрукции маслоохладителя

ро^ическра формц речевой канэло? и лггащованных адамещрв из .шагового алюминия, удов^творяших в наибольшей • степени таким требованиям, ■ как компактность» малая металлоемкости» высокая

эф^иггшность и низкая ^римрст>. *

Основные дадашгаи( орджны в с^дутвщг работа^?

1. БиаошЗа ОД. gspi^rapcrnj ggggggfaggjj ^арщ в .условия* тропического климата и Исследование рабочих процессов строительных машин.- Межвузовский сборник.- Ленинград, !99t.~ с.(3-17.

2. Биаомбз П-А. . Прогнозирование объема утечек рабочей жидкости через уплотнители' гвдроцилиндров / Ленингр.инж.-строит.ин-т.- Л., 1991.- 6с.« ил.- .Библиогр.« 3 назв.- Рус-- Дэп. в ЦНШГЭстроймаш. 22.02.92, Л 3- Сд.92.

3. Бизомба П.А. Влияние повышенных. температур рабочей, жидкости гидроцилиндров на ее вязкость / ЛенинГр. щи..-строит.ин-т.- Л., 1991-- 6 с.« ил.- Библиогр. 1' 1 назв.- Рус.- Дэп. в ЦНИПЭстровмзш. •22.02.92, Л" 4- СД.92.

4. Биаомба П.А. Применение марковского процэсса при моделировании и прогнозировании объема утечек рабочая жидкости'через уплотнители / Ленингр.ипж.-строит.ин-т.- Л., 1992.- 9 c.'i ил.- Библиогр.: 2 назв.- Руо.- Дэп- 'В ЩШГЭстроймаш- 07-92, Л 37- Сд.92.' ■

5. Бизокба П.А. Особенности эксплуатации гидропривода землерояныл машин в ироническом .климата // Строит.и дор.машины.- 1992.-.N 11-12- (в печати).