Розділ 3

3. КОНДИЦІОНЕРИ РОБОЧОЇ РІДИНИ

Кондиціонери призначені для підтримання необхідних якісних показників робочої рідини в процесі експлуатації гідроприводу.

В об’ємних гідроприводах сільськогосподарської техніки в основ-

ному застосовують такі види кондиціонерів: відокремлювачі твер- дих домішок, сапуни, повітровідокремлювачі, повітровипускники та теплообмінники.

Відокремлювач — це пристрій для відокремлення від рідини твердих забруднювальних домішок, джерелом яких можуть бути продукти зношення деталей гідропристроїв, продукти окиснення металів і сплавів та сторонні домішки, що потрапляють іззовні.

За принципом дії відокремлювачі поділяють на фільтри і сепа- ратори.

Фільтр — це відокремлювач твердих домішок, в якому відокрем- лення відбувається під час проходження рідини крізь фільтруваль- ний елемент. Залежно від конструкції фільтрувального елемента фільтри бувають: щілинні, сітчасті та пористі. Найширшого застосу- вання в гідроприводах сільськогосподарської техніки набули фільт- ри грубого і нормального очищення із металевої сітки та пористі (картонні).

Фільтри грубого очищення призначені для попереднього очи- щення рідини і затримують домішки розміром більш ніж 0,1 мм (100 мкм). Їх, в основному, встановлюють в отвори для заливання рідини в гідробаки.

Фільтри сітчасті нормального очищення затримують домішки розміром від 0,1 до 0,05 мм. Їх, як правило, встановлюють в зливних лініях безпосередньо в гідробаках. Для запобігання руйнуванню фільтрувальних елементів в разі їх надмірного забруднення фільт- ри комплектують запобіжними клапанами, відрегульованими на тиск спрацювання 0,15 – 0,20 МПа. В цьому разі рідина не очищу- ється, а надходить у бак через запобіжний клапан.

Фільтри пористі (картонні) нормального очищення разового використання застосовують у гідроприводах ведучих коліс самохід- них сільськогосподарських машин КСК-100, КС-6Б, КПС-5Г та ін. Їх встановлено у всмоктувальній лінії підживлювального насоса.

22

Кондиціонери робочої рідини

Сітчасті фільтри мають фільтрувальний елемент у вигляді дис- ків. Їх кількість у фільтрі залежить від подачі насоса. У фільтрах гідроприводів начіпних систем тракторів, які встановлюють на злив- них лініях безпосередньо у гідробаку, розмір квадратної чарунки сіток 0,125 × 0,125 мм при діаметрі дроту 0,09 мм. Площа сітки од- ного фільтрувального елемента 39 см2. Повна площа поверхні фільт- рувального елемента повинна перевищувати переріз вхідного отво- ру фільтра у 40 – 60 разів.

Робоча рідина із зливної лінії розподільника надходить через вхідний отвір кришки 5 (рис. 3.1) і крізь отвори відбивача 1 у корпус 12 фільтра. З корпусу рідина проціджується крізь фільтрувальні

23

Розділ 3

виходу.

У фільтрі тонкої очистки ФП-7 встановлено фільтрувальний елемент із спеціального паперу (картону), який забезпечує тонкість фільтрації 5 – 25 мкм. Фільтр ФС-7 з фільтроелементом із металевої сітки забезпечує тонкість фільтрації 40 – 80 мкм.

За конструктивним виконанням фільтроелемент є гофрованою циліндричною перегородкою з приклеєними (для паперу) або при- вареними (для металевої сітки) по торцях фланцями 8. Гофрована перегородка спирається на дротяний каркас 12 у вигляді пружини.

Фільтрувальна перегородка гофрована для збільшення питомої площі фільтрації.

Основними параметрами фільтрів є номінальна тонкість фільт- рації, номінальний тиск рідини, допустимий перепад тисків на фі- льтроелементі, номінальна витрата рідини, умовний прохід (зведе- ний діаметр), ресурс роботи фільтроелемента.

Тонкість фільтрації — це спроможність фільтроелемента затри- мувати частинки певного розміру, що забруднюють робочу рідину. Розрізняють абсолютну і номінальну тонкість фільтрації. Абсолютна тонкість фільтрації характеризується мінімальним розміром части- нок, що повністю затримуються фільтрувальним елементом. За но-

24

Кондиціонери робочої рідини

мінальної тонкості фільтрації кількість частинок мінімального розміру, що за- тримуються фільтроелементом, стано- вить 90 – 95 % частинок забруднювача такого самого розміру, що містяться у невідфільтрованій рідині. Встановлено такі ряди номінальних тонкостей фільт-

рації: 1, 2, 5, 10, 16, 25, 40, 63 і 80 мкм.

Залежно від номінальної тонкості філь- трації можна умовно виділити фільтри грубої (до 15 мкм), нормальної (до

кості і заданому перепаді тисків на фільтрі. Графічну залежність ви- трати рідини від перепаду тисків називають гідравлічною характери- стикою фільтра. Вона залежить від виду фільтроелемена (рис. 3.3).

Роботоздатність фільтрів після забруднення відновлюється тіль- ки у дротяних, сітчастих, пластинчастих і металокерамічних філь- тоелементів. Для цього їх чистять щіткою, продувають стисненим повітрям, промивають.

Фільтроелементи, виготовлені із паперу, волокна, бавовнику, придатні лише для одноразового користування.

Розрахунок фільтра передбачає визначення площі фільтруваль- ного елемента, а його тип вибирають згідно з рекомендаціями, на- веденими у розд. 13.

Місце установки фільтра в гідроприводі. Залежно від місць установки в гідроприводі фільтри поділяють на приймальні (всмокту- вальні), напірні та зливні (рис. 3.4).

Приймальний фільтр, як правило, розрахований на низький тиск, незначний пе- репад тиску і невисо- ку тонкість фільтра- ції. Це пов’язано з

Рис. 3.4. Схеми встанов- лення фільтрів

у гідролініях гідропри- воду:

а — у всмоктувальній; б — у напірній; в — у зливній; 1 — бак; 2 — фільтр; 3 — запобіжний (перепускний) клапан; 4 — насос

25

Розділ 3

тим, що його розміщення на всмоктувальній лінії зумовлює збіль- шення її гідравлічного опору і, отже, зменшення глибини всмокту- вання та загрозу виникнення кавітації. Для забезпечення безкаві- таційної роботи втрати тиску на фільтрі не повинні перевищувати 0,018 – 0,02 МПа. За такої схеми розміщення фільтра на ньому пе- редбачають установку індикатора забрудненості (вакуумметра), на- приклад в гідроприводах ведучих коліс самохідних сільськогоспо- дарських машин.

Напірний фільтр розрахований на високий тиск. В зв’язку з цим підвищуються вимоги щодо міцності корпусу фільтра і збільшується його маса. Такі фільтри встановлюють у гідросистемах трансмісій тракторів.

Розміщення фільтра на зливній лінії вважають ефективним,

оскільки він не підлягає дії високого тиску рідини. Проте така схема має і недолік: у міру забруднення фільтра виникає підпір рідини в зливній гідролінії.

Іноді в одному й тому самому гідроприводі встановлюють два — три фільтри з різною інтенсивністю фільтрації.

Сепаратор — це відокремлювач твердих домішок, в якому відо- кремлення відбувається під дією сил магнітного чи електричного полів або відцентрових сил. В гідроприводах сільськогосподарської техніки широко застосовують магнітні сепаратори, встановлені в гідроприводах на зливних пробках або щупах 21 (див. рис. 4.1).

Відцентровий сепаратор — це центрифуга, основним елементом якої є пустотілий ротор 2 (рис. 3.5), що обертається на підшипниках кочення 1 і 4. Вал 3 ротора має два канали А і Б та ряд концентри- чно розміщених отворів для підведення і відведення робочої рідини. Ротор обертається або від зовнішнього двигуна, або внутрішнім гід-

рореактивним приво- дом. Останній має соп- ла 5 і 6, жорстко закрі- плені на валу ротора, які працюють за прин- ципом сегнерова колеса при підведенні до них робочої рідини під тис- ком.

Рис. 3.5. Схема відцент- рового сепаратора:

а — будова; б — принцип дії гідрореактивного приводу; 1 і 4 — підшипники кочен- ня; 2 — ротор; 3 — вал рото- ра; 5 і 6 — сопла; А і Б — канали

26

Кондиціонери робочої рідини

Принцип дії відцентрового сепаратора. Робоча рідина під тиском підводиться через канал А і крізь відповідні отвори вала у внутрішню порожнину ротора. Завдяки тому, що домішки, які за- бруднюють рідину, мають більшу густину, ніж робоча рідина, вони відкидаються під дією відцентрових сил до внутрішніх стінок ротора і осідають на них. Очищена робоча рідина надходить через канал Б на вихід із центрифуги.

Для відцентрових сепараторів з привідними двигунами частота обертання ротора становить 5000 – 10 000 об/хв, з гідрореактивним приводом — 5000 – 8000 об/хв, тонкість фільтрації 10 – 30 мкм.

Слід мати на увазі, що при відокремленні з робочої рідини домі- шок розміром 10 мкм, зношення деталей гідропристроїв практично призупиняється. Крім цього, підвищення тонкості фільтрації рідини в гідроприводі з 20 – 25 мкм до 5 мкм збільшує строк експлуатації насосів більше ніж у 10 разів, а гідроапаратури — у 5 – 7 разів.

Сапун — призначений для очищення повітря, що надходить у гідробак із навколишнього середовища при зниженні рівня оливи. Сапун встановлюють на баках, які перебувають під атмосферним тиском.

Складові частини сапуна — внутрішній 14 (див. рис. 4.1) та зов- нішній 16 (запобігає потраплянню вологи в бак) стакани, простір між якими заповнений фільтрувальним елементом.

Повітровідокремлювач — призначений для відокремлення пухирців повітря від оливи, що засмоктується насосом. Повітровід- окремлювачі останнім часом встановлюють в баках об’ємних гідро- приводів ведучих коліс самохідних сільськогосподарських машин.

Повітровипускник призначений для випускання повітря із гід- ропристрою гідроприводу з метою зменшення вмісту повітря у робо- чій рідині.

Теплообмінники призначені для забезпечення заданого тем- пературного режиму. Їх поділяють на охолоджувачі (радіатори) і підігрівачі рідини. У гідроприводах сільськогосподарської техніки, як правило, робочу рідину охолоджують. Залежно від холодоагента охолоджувачі бувають водяні і повітряні.

Водяний охолоджувач складається з корпусу 2 (рис. 3.6), теплооб- мінника 3, виконаного у вигляді змійовика та перегородок 4, прива- рених до корпусу для поліпшення теплопередачі. Штуцер 1 призна- чений для підведення оливи у змійовик, а штуцер 5 — для відведен- ня її до гідродвигуна. Штуцер 6 призначений для підведення води у корпус, а штуцер 7 — для її відведення. Іноді замість штуцера 6 мон- тують заливну горловину, а замість штуцера 7 — зливну пробку. Охолоджувачі такого типу використовують у гідроприводах вакуум- насосів машин типу МЖТ для внесення рідких органічних добрив.

При повітряному охолоджені олива, що проходить через тепло- обмінні трубки, охолоджується повітряним потоком, який створю-

27

Розділ 3

Рис. 3.6. Водя- ний охолоджу- вач:

а — будова; б — умовне позна- чення на прин- ципових схемах;

1, 5, 6 і 7 — шту-

цери; 2 — кор- пус; 3 — тепло- обмінник; 4 — перегородка

ється вентилятором. Найпоширеніші повітряні охолоджувачі у гід- роприводах ведучих коліс самохідних машин типу КСК-100, КС-6Б, КСК-9-1 та ін.

Підігрівачі встановлюють у гідроприводах машин, що працюють в умовах низьких температур.

Розрахунок теплообмінника зводиться до визначення його площі поверхні.

Схеми класифікації кондиціонерів робочої рідини наведено у дод. 4.

28