Особенности работы гидравлической системы в холодных условиях
Промышленные машины с гидравлическим приводом востребованы в строительстве, энергетике и других областях. Обусловлено это высокой удельной мощностью гидросистем и плавным управлением. Несмотря на это, эксплуатация гидропривода при отрицательной температуре окружающей среды связана с техническими рисками. Рабочая жидкость под влиянием холода может менять свои качества, что сказывается на потере давления. В статье ниже эксперты Harlex расскажут про особенности работы гидравлической системы в холодных условиях. Объяснят, почему нужно уметь выбирать режим эксплуатации оборудования и другие нюансы.
Общие особенности работы гидравлики в холод
При понижении температуры окружающей среды на гидравлику действует несколько негативных факторов. Основной из них – холод увеличивает вязкость рабочей жидкости. Это особенно сказывается на минеральных гидравлических маслах, чьи характеристики зависят от температуры. Из-за сильных морозов их сопротивление потоку в напорных и всасывающих магистралях возрастает.
При эксплуатации в холодных условиях работы особое внимание уделяется работе гидравлических насосов, поскольку надежность их пуска напрямую зависит от вязкости рабочей жидкости. У пластинчатых разновидностей высокие требования к температуре и чистоте масла, а шестеренные модели чувствительны к вязкости.
В холодном климате повышенная вязкость рабочей жидкости увеличивает нагрузку на гидромоторы и увеличивает их гидравлические потери. Это особенно критично при пуске оборудования. В холоде момент сопротивления возрастает, а смазка ухудшается.
Когда замерзает гидравлика, дополнительно происходят следующие неприятные изменения:
- В подвижных соединениях увеличивается сила трения.
- Заполняемость насосов ухудшается.
- Вероятность кавитации возрастает.
- Время выхода оборудования на номинальный режим работы увеличивается.
Поэтому в мороз пуск машины осложнен. Более того, элементы гидропривода работают в условиях ускоренного износа, что снижает ресурс техники. Работа гидравлических клапанов в холоде осложняется ростом вязкости масла. Это увеличивает сопротивление и замедляет отклик регулирующих элементов.Отсюда возникает логичный вопрос – как подогревать масло гидравлики в мороз.
Что говорят нормативы и как это сказывается на оборудовании
В СССР существовали нормативы, содержащие требования к оборудованию, работающего в разных климатических зонах. Для каждого региона были предусмотрены унификации, закрепленные в ГОСТ 15150-69. В настоящее время он продолжает действовать в измененном формате, адаптированном под современную технику. Стандарт определяет два основных критерия:
- Условия эксплуатации изделий, исходя из влажности, температуры и других внешних факторов.
- Категории климатического исполнения оборудования.
Для этого была введена система маркировки – У, ХЛ, М и УХЛ. Она определяла условия и диапазон предельно допустимых температур, при которых сохраняется работоспособность рабочей жидкости, материалов, уплотнений. Но даже покупка гидравлики, отвечающей климатической зоне, не поможет устранить проблемы влияния холода.
Масла и материалы в любом случае претерпевают физико-химические изменения. ГОСТ просто задает допустимые границы применения средств. Однако это не исключает проходимых с ними изменений в условиях мороза.
Влияние холода на элементы гидропривода
В гидроприводе самым чувствительным и нагруженным элементом является насос. Вязкость масла при холодном пуске увеличивает потерю давления во всасывающей линии. Это приводит к масляному дефициту и перегреву трущихся пар.
Уплотнения и резинотехнические изделия на морозе становятся менее эластичными. Поэтому при эксплуатации гидравлических цилиндров в холоде увеличивается риск утечек. Сказывается минусовая температура и на металлических деталях. Они из-за разницы коэффициентов теплового расширения изменяют посадку. Все это отрицательно отражается на ресурсе узла.
Как подобрать рабочую жидкость для работы в холодных условиях
Подбирайте гидравлическое масло с учетом типа насоса и его минимальной температуры эксплуатации. Для шестеренных моделей важный параметр – вязкость при запуске. Обусловлено это тем, что слишком густое масло сильно снижает КПД узла. Аксиально-поршневые насосы более устойчивы к изменению вязкости, однако им нужно надежное заполнение при холодном запуске. В составе гидромеханических приводов редукторы GFT также подвержены влиянию мороза. Поэтому необходимо использовать смазочные материалы с соответствующими вязкостными характеристиками.
На практике себя хорошо зарекомендовали масла типа МГН-46В и МГ-15В. Их вязкостно-температурные характеристики отвечают требованиям стандартов для гидросистемы промышленного оборудования. Перечень проверенных масел небольшой.
Однако этого достаточно, чтобы снизить риск загрязнения системы и не потерять ее продуктивность. Использование регламентированных масел значительно улучшает эксплуатацию гидравлики в условиях холода. Выбор проверенного продукта снимает вопрос, что добавить в гидравлику, чтобы не замерзала система.
Инженерные меры
Инженерные меры тоже направлены на повышение надежности гидропривода в холодных условиях работы. Для этого разрабатываются узлы, чьи конструктивные особенности предусматривают противостояние морозам. Трубопроводы и баки получают надежную теплоизоляцию.
Узлы оснащаются подогревателями рабочей жидкости. Оптимизируется диаметр всасывающих линий, что способствует снижению сопротивления. Частично компенсировать пиковые нагрузки и перепады давления при запуске гидросистемы в холод помогает применение гидроаккумуляторов.
Уделяется внимание качеству рукавов высокого давления. Все соединения получают высокую точность изготовления, а для уплотнений подбирается наиболее подходящий материал. Нельзя игнорировать системы фильтрации гидравлического масла. Они должны подбираться с учетом потенциального роста перепада давления. Это поможет избежать ограничения потока во время холодного пуска.
Инженеры Harlex используют комплексный подход в проектировании. Благодаря этому, подготовка оборудования к работе проходит быстрее, а износ техники в условиях холода максимально снижается.