Підвищення ресурсу гідроприводів транспортних машин електрообробкою робочих рідин

Abstract

UA: Дисертаційна робота присвячена рішенню актуальної проблеми – підвищенню ресурсу гідроприводів транспортних машин. Встановлено закономірність зміни ресурсу гідроприводів транспортних машин від швидкості зношування вузлів тертя. Розроблена математична модель формування оболонок поверхнево-активних речовин на продуктах зносу в умовах інтенсифікації адсорбційних процесів електростатичним полем. Розкрито механізм формування граничних змащувальних шарів на поверхнях вузлів тертя гідроприводів транспортних машин при електрообробці робочої рідини. Експериментальні дослідження показали, що швидкість зношування в результаті електрообробки робочої рідини знижується в 2,75 - 3,94 рази і залежить від розмірів продуктів зносу. Експлуатація гідроприводів транспортних машин з пристроєм для електрообробки робочої рідини дозволила підвищити ресурс їх роботи. RU: Диссертационная работа посвящена решению актуальной проблемы – повышению ресурса гидроприводов транспортных машин. Как известно, ресурс гидроприводов транспортных машин снижается в результате изнашивания его узлов трения. Ресурс гидропривода ограничен предельным значением коэффициента подачи, снижение которого обусловлено изнашиванием поверхностей узлов трения. Режимы работы гидроприводов таковы, что его пары трения работают периодически в условиях граничной смазки, при которой скорость изнашивания относительно велика. В этом случае ключевым звеном, обеспечивающим снижение износа поверхностей трения, является адсорбционная пленка, формирующаяся из рабочей жидкости (РЖ). В диссертации исследована структура рабочей жидкости, являющаяся многокомпонентной средой. В состав рабочей жидкости входят продукты износа поверхностей трения, оказывающие значительное влияние на все процессы, происходящие в узлах трения. Проанализированы минералогический и фракционный состав продуктов износа, а также их форма и количество. Проведен обзор существующих методов воздействия на рабочие жидкости силовых полей и установлено, что одним из путей повышения противоизносных свойств рабочих жидкостей является ее электрообработка. Разработаны теоретические основы повышения ресурса узлов трения гидроприводов транспортных машин и установлено, что при прочих равных условиях ресурс пропорционален фактической площадке контакта поверхностей. Разработана математическая модель формирования оболочки поверхностно-активных веществ вокруг продуктов износа. В электростатическом поле на продуктах износа происходит перераспределение поверхностных зарядов, что приводит к формированию локальных полей, величина напряженности которых многократно превышают величину напряженности внешнего поля, в результате чего интенсифицируется процесс адсорбции молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ) на частицах износа. Эти частицы, покрытые оболочкой ПАВ, представляют собой диполь, дипольный момент которых многократно превышает величину дипольного момента мономера ПАВ. В работе также разработана математическая модель взаимодействия продуктов износа, покрытых оболочкой ПАВ, с поверхностями трения. Циркулируя вместе с потоком РЖ, продукты износа, покрытые оболочкой ПАВ, попадают в зазоры узлов трения. В условиях конкурентной физической адсорбции эти частицы в первую очередь адсорбируются на поверхностях трения, что приводит к увеличению фактической площади контакта пар трения и, соответственно, снижению контактных давлений и скорости изнашивания. В результате теоретических расчетов установлено, что обработка рабочей жидкости с частицами износа исследуемого диапазона внешним электростатическим полем позволяет увеличить ресурс пар трения гидроприводов транспортных машин в диапазоне 1,9 – 4,4 раза. Испытания на машине трения показали, что электрообработка рабочей жидкости МГЕ- 46В с частицами износа в диапазоне до 5мкм позволила снизить скорость изнашивания испытуемых образцов в 2,75 - 3,94 раза. При увеличении давления в контакте соотношение скоростей изнашивания растет, а следовательно, эффект от применения электрообработки РЖ увеличивается. Проведены эксплуатационные испытания аксиально-поршневого насоса. Установлено, что интенсивность снижения коэффициента подачи насоса в течение 250 часов при электрообработке по сравнению с необработанной рабочей жидкостью составила 56,67% и ресурс, соответственно, увеличился в 1,73 раза. Согласно проведенному технико-экономическому расчету применение устройства для электрообработки РЖ приводит к сокращению трудоемкости технических обслуживаний и увеличению годового фонда работы. Прирост годового экономического эффекта на примере путевой машины ПУМ – 1М составляет 45354 грн/год на одну машину. EN: Dissertation work has been devoted to issue of the day decision – to increase of resource of vehicle hydraulic actuator. Regularity of change of vehicle hydraulic actuator resource from speed of tribology application wear has been established. The mathematical model of forming of surface-active substance shell round wear products in the conditions of intensification of adsorption processes by the electrostatic field has been developed. The mechanism of forming of scope lubricating layers on the surfaces of tribology application of vehicle hydraulic actuator at electro-treatment of working liquid has been disclosed. Experimental researches have shown that speed of wear as a result of working liquid electrotreatment was reduced in 2,75 - 3,94 times and depended on wear products sizes. Exploitation of vehicle hydraulic actuators with the device of working liquid electro-treatment has allowed promoting the resource of their work.