Плотность и удельный вес минеральных масел гидравлических лифтов

Величина плотности определяется величиной отношения массы пробы рабочей жидкости к ее объему.

Плотность рабочей жидкости на нефтяной основе уменьшается с ростом температуры. Это обстоятельство следует учитывать при расчете гидропривода.

В технических характеристиках по ГОСТ 3900-85 плотность гидрожидкости указывается для 20 или 50°С.

Величина удельного веса рабочей жидкости определяется отношением величины силы тяжести пробы ее объему

2.2.3. Вязкость минеральных масел гидравлических лифтов

Вязкость является наиболее важной характеристикой минеральных масел, которая определяет работоспособность и эффективность работы гидропривода. Она характеризует сопротивление сдвигу между слоями жидкости, от которого зависит создание масляной пленки на поверхности трущихся деталей узлов гидроаппаратуры [ 7,18 ].

Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость.

Динамическая вязкость определяется величиной силы, необходимой для взаимного перемещения двух слоев жидкости площадью 1 см2, расположенных на расстоянии
1 см, со скоростью 1 см/с.

За единицу величины динамической вязкости принимается паскаль-секунда (Па.с) или в пуазах (П). 1П=0,1Па.с. Вода при 20 0 С имеет вязкость, равную 1,005 сантипуаза (сП). Эта величина называется абсолютной или динамической вязкостью в отличие от вязкости кинематической, которая обычно определяется в лабораторных условиях.

Кинематическая вязкость представляет собой отношение динамической вязкости к плотности жидкости:

В расчетах гидропривода чаще используется показатель кинематической вязкости, имеющий размерность м2/с. (1 м2/с=106 сСт.).

Определение динамической и кинематической вязкости рабочей жидкости на нефтяной основе в нашей стране производится по ГОСТ 33-82.

Для этого применяются капиллярные, ротационные или вибрационные вискозиметры. Капилярные получили наибольшее распространение.

По кинематической вязкости можно определить абсолютную вязкость, умножая первую на плотность исследуемой жидкости.

Условная вязкость определяется в условных градусах (ВУ) или в градусах Энглера.

Поскольку определение кинематической вязкости является процессом весьма сложным и тонким, были предложены различные методы, среди которых следует упомянуть метод Энглера, который применяется в континентальной Европе; метод Редвуда, распространенный в Великобритании, и метод Сайболта, используемый в США.

По методу Энглера сравниваются значения времени, затраченного при прохождении через капиллярный сосуд при 20 °С 200 мл объема исследуемой жидкости и аналогичного объема дистиллированной воды. Полученное таким образом значение вязкости измеряется в градусах Энглера (Е). Например, если масло имеет вязкость, равную 5 °Е при 20 °С, то это означает, что для его вытекания из испытуемого резервуара затрачено времени в 5 раз больше, чем для того же количества воды.

В России применяется аналогичная методика определения условной вязкости в условных градусах(° ВУ), численно равных градусам Энглера.

Поскольку по определению вязкость воды при 20 °С равна 1 °Е, существует соотношение между градусами Энглера и сантистоксами: 1Е равен приблизительно 7,6 сан-тистоксов и наоборот, 1 сантистокс = 0,1316 °Е.

Вязкость гидравлических жидкостей значительно варьируется при изменении температуры.

Добавка различных присадок позволяет получить жидкости, в той или иной степени чувствительные к изменениям температуры.

Действительно, масло со слишком большими колебаниями вязкости при изменении температуры, если подходит для холода, то в тепле может стать слишком жидким, что будет сопровождаться чрезмерной текучестью и недостаточной смазывающей способностью; если же, наоборот, оно подходит для теплых условий, то при пониженных температурах будет иметь повышенную вязкость а, следовательно, значительно возрастут потери в гидросистеме.

Это свойство очень важно для гидравлических жидкостей, в которых обычно температура масла колеблется от 10-15 °С при пуске до 50-60 °С после выхода на режим.

Вязкость рабочей жидкости гидропривода (РЖГ) на основе нефтепродуктов можно определять по номограмме, представленной на рис.2.1.

Для определения вязкости по номограмме необходимо знать вязкость РЖГ при двух значениях температуры.

Так, например, если известно, что вязкость РЖГ при 80 °С составляет 15 сСт, а при 30 °С - 60 сСт , на диаграмме следует отметить точки с координатами температура-вязкость и провести через них прямую линию, которая представляет собой график зависимости вязкости от температуры, построенный в логарифмических координатах (на графике исходные точки помечены кружками).

На вязкость РЖГ оказывает значительное влияние величина давления в гидросистеме: с ростом давления вязкость увеличивается.

При низких и средних давлениях, не превышающих 10 Мпа (100 бар), влияние давления на вязкость незначительно, поэтому при расчете силового гидропривода, не требующего высокой точности перемещения штока, зависимость вязкости от давления в расчет обычно не принимается.

В следящих системах, требующих повышенной точности позиционирования, повышение вязкости с ростом давления целесообразно учитывать даже при среднем уровне давления.

Плотность и удельный вес минеральных масел гидравлических лифтов

Рис.2.1 .Номограмма для определения вязкости РЖГ на основе нефтепродуктов от температуры

На рынке имеются минеральные масла с разными степенями вязкости.

Фирма - производитель узлов гидрооборудования рекомендует конкретную марку масла, обеспечивающую максимальный срок службы и безотказность работы.

Для каждой гидравлической системы существуют минимальные и максимальные пределы значений вязкости, которые, как правило, определяются следующими требованиями:

• обеспечивать безотказную работу и длительный срок службы оборудования;

• поддерживать на довольно высоком уровне производительность насоса и исполнительных механизмов;

• ограничивать потери мощности в трубопроводах вследствие трения;

• не допускать возникновения кавитации, в частности в насосе.

Обычно выбор вязкости определяется конструктивными характеристиками насоса для обеспечения смазывания подшипников и других частей, находящихся в движении, во избежание быстрого износа и поддержания в приемлемом диапазоне значений текучести.

В гидравлических лифтах обычно используется масло, которое при 50 °С обладает вязкостью от 3 до 8 °Е, что соответствует 21 - 60 сантистоксам.

Даже в тех случаях, когда двигатель расположен внутри резервуара, и масло вблизи двигателя очень быстро нагревается, обычно во избежание неполадок, которые могут возникать в начале зимнего периода из-за более высокой вязкости масла, применяют систему предварительного обогрева масла с помощью электронагревателей.