Физические свойства масел в гидравлических системах станков

Физические свойства масел. В гидравлических системах станков с ЧПУ применяют минеральные масла: веретенное, индустриальное, турбинное и цилиндровое, имеющие малую стоимость и больший срок эксплуатации.

Вязкость - свойство жидкости сопротивляться относительному перемещению отдельных ее слоев при протекании жидкости по трубоводам, щелям и т. п. Вязкость минеральных масел не является постоянной величиной, Так как она чувствительна к изменениям температуры и давления. С уменьшением температуры вязкость возрастает. С уменьшением вязкости ухудшаются условия смазывания скользящих поверхностей узлов и элементов гидросистемы станка, увеличиваются утечки. С увеличением вязкости гидросопротивление дросселей и щелей гидролиний увеличивается. Поэтому вязкость рабочей жидкости ограничивает диапазон рабочих температур гидравлических систем.Плотностью рабочей жидкости называют отношение ее массы m к объему V, кг/м³:

В гидравлических системах рекомендуется применять рабочие - жидкости с малой плотностью, которая зависит от температуры, давления и количества растворенного в ней воздуха. Сжимаемость - свойство жидкости изменять свою плотность при изменении давления. Сжимаемость масла увеличивается при растворении в нем воздуха. О наличии воздуха в масле свидетельствуют пена на его поверхности и изменение цвета. Воздух может попадать в масло из атмосферы через уплотнения валов насосов, из всасывающих и сливных трубопроводов. Сжимаемость жидкостей влияет на частоту колебаний гидросистемы, уменьшает подачу насосов и их объемный КПД. Она может служить причиной неустойчивых колебаний гидросистемы. Для уменьшения объема воздуха в гидросистемах применяют вакуумизацию жидкости в сочетании с герметизацией. При эксплуатации происходит окисление углеводородов масел, приводящее к увеличению вязкости, выпадению смоляных осадков и образованию твердых пленок, вызывающих заклинивание деталей в гидроузлах и засорение отверстий малых диаметров. На скорость окисления масла влияют температура и наличие растворенного кислорода. Разрушение масел может происходить также в результате контакта с медью или ее сплавами.

Быстрое окисление начинается при температуре свыше 70°С. Степень окисления и пригодность масла к работе определяются по кислотному числу - количество миллиграммов (мг) КОН (едкого кали), необходимых для нейтрализации свободных кислот в 1 г масла. При рабочей температуре 45. . . 50°С масло можно использовать от 6 мес. до 1 года. Повышение температуры масла до 70°С в 2 раза снижает срок его пригодности.

Кислотное число само по себе не свидетельствует о пригодности масла к дальнейшей эксплуатации, но для оценки качества масла важно знать, на какую величину оно изменилось. Принято считать, что при увеличении кислотного числа до 4... 5 мг/г масло подлежит замене.

При работе гидросистем даже малое количество воды вызывает интенсивную коррозию гидроагрегатов и, подобно воздуху, способствует пенообразованию. В результате смешивания масла с водой ухудшаются его смазывающие свойства и в масле образуются слизистые клейкие вещества, нарушающие работу гидрооборудования.

Причинами проникновения воды в гидросистему являются конденсация атмосферной влаги, попадание в рабочую жидкость СОЖ вследствие недостаточной герметизации гидробака.

Для улучшения характеристик масел (табл. 3) гидравлических систем применяют присадки, концентрация которых составляет от 0,05 до 20 %. После введения легирующих присадок масла обладают противоизносными, противоокислительными, противокоррозионными и противопенными свойствами.

Как показала практика 80 % отказов гидросистем оборудования с ЧПУ обусловлено работой на некачественном масле, его несвоевременной заменой или перегревом. Контроль за состоянием масел при эксплуатации осуществляется по изменению вязкости, уровня загрязненности и стабильности кислотного числа. Нормальная эксплуатация гидросистем станков с ЧПУ невозможна при изменении вязкости масла более чем на 20 % от первоначальной.

Рабочая температура масла в гидросистемах должна быть не более 50°С. При более высокой температуре масла начинают окисляться и разлагаться с выделением смолистых осадков. Оставшаяся более жидкая фракция масла имеет вязкость в 1,5. . .2,5 раза ниже первоначальной.

Основным источником загрязнения масла являются частицы износа элементов гидросистем, смолистые осадки, пыль, попадающая в бак из окружающей среды.

Чистота масла в гидросистемах может быть обеспечена: 1) очисткой гидробака и элементов системы; 2) герметичностью гидросистемы; 3) очисткой воздуха, попадающего в гидробак; 4) фильтрацией масла при заливке в гидробак (табл. 4):

Гидроузлы в состоянии поставки могут быть загрязнены, поэтому ввод гидросистемы станка в эксплуатацию должен проводиться после очистки. Запрещается протирать бак тряпками, так как при этом текстильные волокна остаются на шероховатой поверхности и при заливке нового масла засоряют гидросистему. Бак следует очищать металлическим скребком или щеткой, состоящей из двух деревянных накладок с зажатым между ними куском листовой резины. Краска на внутренних поверхностях баков не должна отслаиваться. Гидробаки должны сообщаться с окружающей средой только через воздушные фильтры (сапуны), предназначенные для очистки воздуха от пыли.