Установка для очистки масел СОГ-914

При попадании воздуха в рабочие жидкости для гидравлических систем резко снижается производительность насосов, установленных в этих системах, возникает пульсация вследствие способности воздушных пузырьков значительно уменьшать свой объем и частично растворяться в рабочей жидкости при повышении давления; это увеличивает время срабатывания гидравлических агрегатов, вызывает отставания в работе следящих и управляющих систем. Одновременно с этим воздух, попадающий в рабочую жидкость, вызывает такие же нежелательные явления, и в смазочных маслах: снижает смазывающую способность жидкости, ускоряет окислительные процессы за счет увеличения поверхности контакта жидкости с кислородом, интенсифицирует коррозию металлических деталей гидравлической системы.

Влияние воды, содержащейся в маслах и гидравлических жидкостях, на работу двигателей, механизмов и оборудования.

Большое влияние на эксплуатационные свойства нефтяных масел оказывает присутствующая в них вода. В нефтяных маслах влага может существовать в разных видах. Некоторое количество влаги растворено в масле, причем предельная растворимость воды а масле значительно меняется в зависимости от внешних условий: например, в трансформаторном масле при 5^ОС растворяется 0,01% (масс.) воды, а при 75^ОС в десять раз больше.[18]. Остальная влага первоначально находится в масле в состоянии эмульсии, дисперсность и стабильность которой зависит от физико-химических свойств масла. Эмульгированная вода может частично переходить в растворенную и обратно при изменении температуры и давления. С течением времени часть эмульгированной влаги может отстоятся и образовать в резервуарах, масляных баках и т. п. подтоварную воду. Кроме того, вода может быть в масле в химически связанном состоянии, т. е. вступать в реакции гидратации с компонентами масла. При недостаточной гидролитической стабильности масла вода может вступать с ним в иные реакции, сопровождающиеся образованием кислот, щелочей и других веществ, способных существенно ухудшать свойства масла.

Под действием воды ухудшаются смазывающие свойства масла (особенно у масел, содержащих присадки). При образовании стабильной водо-масляной эмульсии микрокапли воды в смазывающем слое масла отрицательно влияют на процесс смазки. В теплонапряженных узлах вода может испаряться; при этом происходят разрывы масляной пленки между трущимися поверхностями. Ухудшение смазки повышает износ смазываемых узлов. Проведенные исследования показали, что при добавлении в масла с присадками до 3% (масс.) воды их эксплуатационные показатели резко ухудшились, в то время как у масел без присадок такое ухудшение наблюдалось в значительно меньшей степени (табл.21).[18].

Наличие воды приводит к усилению коррозионного воздействия масел на металлы, в том числе и на цветные (медь, свинец); это объясняется повышением активности низкомолекулярных кислот, содержащихся в масле, в присутствии влаги. В присутствии воды значительно активнее протекают процессы окисления углеводородов, что ускоряет забивание маслоочистительных устройств (в первую очередь фильтров тонкой очистки, а также других агрегатов масляных систем) образующимися при этом продуктами. В результате окислительных процессов вследствие образования органических кислот при химическом взаимодействии углеводородов масла с водой повышается его кислотность.

Отрицательное влияние воды очень сильно проявляется при эксплуатации трансформаторных масел: наличие даже небольших количеств эмульгированной воды резко снижает электроизоляционную способность этих масел, что объясняется высокой полярностью воды. В присутствии воды резко возрастает коррозионная агрессивность содержащихся в трансформаторном масле химически активных веществ, в первую очередь низкомолекулярных органических кислот. В обезвоженном масле указанные кислоты не представляют большой опасности, но появление даже следов воды в масле увеличивает скорость этих кислот более чем в 20 раз.

Наличие воды в рабочих жидкостях для гидравлических систем может привести к образованию трудно разрушаемой эмульсии, стабильность которой особенно повышается в присутствии поверхностно-активных веществ (присадок и продуктов окисления углеводородов). Присутствие в гидравлической системе водо-масляной эмульсии приводит к различным неполадкам в работе системы. Адсорбируя на поверхности микрокапель воды вязкие загрязнения органического происхождения, эмульсии образуют шлам, забивающий фильтры, насосы и регулирующую аппаратуру. Вследствие иной вязкости и плотности водо-масляной эмульсии по сравнению с исходной рабочей жидкостью нарушаются сроки срабатывания отдельных агрегатов гидравлической системы, что приводит к рассогласованию ее работы. Обводненная рабочая жидкость значительно хуже осуществляет смазку трущихся поверхностей сопряженных деталей гидравлической системы. В результате гидролиза рабочей жидкости в ней могут образоваться нерастворимые продукты, отлагающиеся затем на деталях системы.

Присутствие воды в рабочих жидкостях значительно ускоряет окислительные и коррозионные процессы. Окисление углеводородов рабочей жидкости особенно интенсивно протекает при совместном воздействии на них воды и неорганических загрязнений - металлических частиц, являющихся катализаторами окисления (табл.22). [18].

Влияние состава загрязнений и температуры режима работы на интенсивность окисления масел.

Еще одно, очень важное явление - присутствие воды в нефтяных маслах способствует их микробиологическому заражению. Для жизнедеятельности подавляющего большинства микроорганизмов - грибков и бактерий, способных существовать в углеводородной среде, необходима вода, поэтому в обезвоженных маслах размножение микроорганизмов практически не происходит, а в обводненном масле они способны бурно развиваться. Интенсивный рост микроорганизмов происходит на границе раздела "масло - вода'' и сопровождается образованием больших количеств продуктов их жизнедеятельности - пирогенных веществ. Это ухудшает физико-химические и эксплуатационные свойства масел (за счет их частичного разложения, изменения вязкости и уменьшения смазывающей способности).

Биологическое поражение нефтяных масел существенно повышает их коррозионную активность по отношению к металлам, в том числе к алюминию и его сплавам, не корродирующим при контакте с маслами в обычных условиях эксплуатации. Это связано с усилением химической коррозии из-за образования в масле при жизнедеятельности микроорганизмов таких агрессивных веществ, как органические и минеральные кислоты, аммиак, свободная сера, двуокись углерода, сероводород. Может наблюдаться также электрохимическая коррозия - на отдельных участках поверхности металла образуются колонии микроорганизмов (в виде наростов), что усиливает аэрацию, концентрацию кислорода на этих участках и создает там разность потенциалов. Другой вид электрохимической коррозии возникает в результате жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий, под действием которых из сульфатов образуются ионы серы, реагирующие затем с металлом, образуя сульфиды. Этот процесс получил название катодной деполяризации. Коррозии способствует склонность многих микроорганизмов к разрушению защитных окисных пленок (образующихся на поверхности металла в первоначальный период контакта с агрессивной средой и предохраняющих металл от дальнейшего окисления), а также предохранительных покрытий (лаков, пленок), нанесенных на металл.

Микробиологическое поражение нефтяных масел, содержащих воду, может происходить как при их хранении и транспортировании, так и в ходе эксплуатации масляных и гидравлических систем. Особенно интенсивно этот процесс протекает в условиях высоких температур и влажности, поэтому много случаев заражения нефтяных масел микроорганизмами наблюдается при эксплуатации техники в тропическом климате.

В двигателе внутреннего сгорания к числу определяющих факторов, оказывающих основное влияние на старение моторного масла, относятся его качество, а также конструкция двигателя, условия эксплуатации, культура обслуживания и качество ремонта. Это влияние усиливается за счет прорыва газов из камеры сгорания, попадания в масло пыли, воды и т. д. (рис.2)

В свою очередь старение моторного масла определенного функционального назначения существенно зависит от особенности конструкции ДВС и специфики его работы. Так, например, в дизелях важную роль в превращении масла играют продукты неполного сгорания топлива, содержание серы в топливе и т. п. (рис.3)

В общем виде факторы, оказывающие влияние на старение моторных масел в дизелях, можно представить схемой, изображенной на рис. 4. В соответствие с ней процесс старения является следствием термохимических превращений масляной основы и разложения. в т. ч. срабатывание содержащихся в ней присадок различного назначения. Этот процесс ускоряется различного рода твердыми продуктами, находящимися в масле. В свою очередь вода или охлаждающая жидкость интенсифицирует седиментацию присадок из масла, что также промотирует окисляемость основы.

Следовательно основными продуктами, накапливающимися в дизельных маслах в процессе их работы являются твердые (частицы сажи, пыли, износа, продукты глубокого разложения зольных присадок и глубокого превращения основы) и жидкие (продукты окисления, вода, охлаждающая жидкость, топливо) составляющие. Эти продукты должны быть удалены из масла для обеспечения частичного восстановления его свойств.



Анализ состояния работавших моторных масел.

На практике моторное масло сливается из смазочной системы двигателя либо в соответствие с действующей эксплуатационной документации (по истечении определенной фиксированной наработали в час или регламентированного пробега в км) или при достижении предельных значений показателей состояния. При этом первый вариант, исходя технических соображений, реализуются значительно чаще. Фактические значения некоторых из наиболее характерных показателей отработанных моторных масел типа М-10Г2 к, сливаемых в автохозяйствах при смене (техническом обслуживании) приведены в табл.23. Указанные показатели, как правило, находятся в пределах допустимых значений, установленных статистическим путем для дизельных автотранспортных масел см. табл.23. Вместе с тем они существенно отличаются от показателей масляного слива, накапливаемого в автохозяйствах в сливных емкостях, а также от показателей ММО, главным образом представляющих собой смесь масел различных марок и степеней наработки.

Таким образом, отработанные моторные масла, сливаемые непосредственно при смене в процессе технического обслуживания и не смешиваемые в сливных или отстойных емкостях с неконтролируемой по качеству масленой смесью могут служить хорошим сырьем для физического и физико-химического восстановления работоспособности масел с последующим использованием получаемого продукта прежде всего по прямому функциональному назначению. Иными словами в наибольшей степени к восстановлению пригодны отработанные моторные масла, непосредственно сливаемые из смазочной системы ДВС в период их смены. При этом желательно исключить смешение между собой масел разных марок, т. е. повысить культуру их сбора, а, в конечном итоге, и эффективность регенерации вне зависимости от принятой технологической схемы.

В этом случае регенерацию или частичное восстановление качества масел можно рассматривать в виде распространения процесса усиленной очистки на отработанные масла аналогичного тому, которому подвергаются работавшие масла в смазочной системе двигателя в процессе эксплуатации.

Показатели отработанного масла, поступающего на восстановление должны быть не хуже регламентированных в последней колонке табл.23. Вместе с тем в зависимости от конечных целей и стоящих задач эти показатели могут ожесточаться.



1.6 Анализ технического состояния автомобилей и расхода масел на автокомбинате N^o19

На автокомбинате эксплуатировалось 496 автомобилей, 91 прицеп и 97 полуприцепов. Подвижной состав распределен по пяти автоколоннам, с выраженной специализацией:

1 колонна -- карбюраторные грузовые автомобили;

2 колонна -- легковые;

3 колонна -- карбюраторные грузовые;

4 колонна -- дизельные;

5 колонна -- карбюраторные, газобаллонные.

Всего автокомбинатах имеется 56 модификаций подвижного состава. упрощения расчетов весь автотранспортный парк сгруппирован по основным семействам автомобилей.

Производственно-техническая база автомобилей находится в стадии реконструкции. Производственные помещения отличаются неприспособленностью для проведения как постовых, так и цеховых работ. Это обуславливает недостаточный уровень надежности подвижного состава в целом и в том числе агрегатов, требующих при ремонте замены масел. Общее количество отказов агрегатов, требующих ремонта со сменой масел, а также наработка на такой отказ приведена по группам автомобилей в таблице 24.

Анализ данных приведенных в таблице 24. показывает, что наработка агрегатов на отказ с заменой масел находиться на крайне низком уровне. Так, наработка на сложный отказ двигателя по автомобилям ГАЗ-5207 составляет 11, 9 тыс. км. по автомобилям УАЗ и Москвич соответственно 21,7 и 23,3 тыс. км. Более надежны автомобили МАЗ ЗИЛ: у них наработка на сложный отказ двигателя составила 120,9 тыс. км. и 65,2 тыс.км.

Расчет смазочных материалов на автомобильном транспорте определяется в литрах на 100 литров расхода топлива по утвержденным нормативам (таблица 25.)

В таблице 26. приведен расчет потребности в смазочных материалах по фактическому расходу топлива.

Расчеты показывают, было израсходовано масел (таблица 27.):

Моторных дизельных -- 20,8 тыс.л.

Моторных карбюраторных -- 31,4 тыс.л.

Трансмиссионных -- 4,36 тыс.л.

Индустриального-- 8 тыс. л.

Сравнение фактического расхода масел в 1988 году, заявки на будущий год с нормативной потребностью (таблица 28) показано, что автокомбинат испытывает значительный дефицит моторных и трансмиссионных масел.

Так, по моторным маслам для дизельных и карбюраторных двигателей потребность удовлетворялась соответственно на 28,9% и на 22,8%, по трансмиссионным маслам - на 16,8%. За счет использования индустриального масла потребность в специальных маслах удовлетворена на 100%.

Недостаток масел отрицательно влияет на надежность подвижного состава, в первую очередь на надежность двигателей и трансмиссии, что подтверждается анализом "тяжелых" отказов двигателей.

Так по автомобилям ЗИЛ-130 наработка на отказ двигателя, требующего ремонта с его снятием, составила 65,2 тыс.км.

Таким образом, анализ показывает, что вопрос эффективного использования масел на автокомбинате стоит весьма остро. Важнейшим резервом повышения эффективности использования масел является организация лаборатории анализа топливо-смазочных материалов, оборудование современного маслохозяйства, оснащение его установками для очистки масел с целью их повторного использования.



1.7 Цели и задачи системы контроля качества ТСМ

В структуре трудовых и материальных затрат на техническое обслуживание и ремонт около 30% приходится на смазочные операции. Стоимость топлива, смазочных материалов и рабочих жидкостей составляет значительную долю среднегодовых затрат на эксплуатацию машины. Поэтому обеспечение качества и рационального использования нефтепродуктов является исключительно важной задачей. Решение этой задачи невозможно без постоянного контроля качества и состояния ТСМ на предприятии. [14].

Принятой в настоящее время системой планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта машин предусматривается периодическая замена смазочных материалов и рабочих жидкостей по достижении плановой наработки, без учета их фактического состояния.

В инструкциях по эксплуатации машин в соответствии с положением системы ППР приведены сроки замены масел и пластичных смазочных материалов.

Практика показывает, что при соблюдении периодичности замены смазочных материалов и рабочих жидкостей масла, сливаемые при техническом обслуживании из гидросистем, картеров двигателей и трансмиссий машин, обладает большим запасом работоспособности и по своим эксплуатационным свойствам могут быть использованы еще длительное время. В связи с этим, учитывая высокую стоимость и дефицитность смазочных материалов и рабочих жидкостей, очевидно, что производить их замену в плановом порядке без учета фактического состояния нецелесообразно.

Качество топлива и масел характеризуется совокупностью показателей (табл.29) [16], значения которых регламентированы соответствующими Государственными стандартами и техническими условиями.

В процессе транспортирования ТСМ с нефтеперерабатывающих предприятии, нефтебаз и центральных складов, производят многократное перекачивание их из одной емкости в другие. При этом происходит загрязнение, обводнение и изменение показателей качества ТСМ.

Применение топлив, смазочных материалов и рабочих жидкостей, физико-химические свойства которых не соответствует требованиям стандартов, недопустимо, так как ведет значительному снижению надежности и долговечности машин, ухудшению показателей эффективности их использования и к повышению уровня загрязнения окружающей Среды.

Для обеспечения качества и повышения долговечности нефтепродуктов на предприятии должна быть создана система контроля качества ТСМ.

Система контроля качества ТСМ должна обеспечить возможность решения следующих задач: определение соответствия поступающих на предприятие нефтепродуктов требованиям технической документации; оценка состояния работающих масел, уровня снижения работоспособности в процессе эксплуатации и возможности дальнейшего использования ; разработка мероприятий по восстановлению эксплуатационных свойств масел и повышению их долговечности; оценка технического состояния основных систем и агрегатов строительных и транспортных машин по показателям физико-химических свойств масел; разработка управляющих воздействий по обеспечению надежности машин с учетом их фактического состояния; разработка мероприятий по снижению расходов и рациональному использованию ТСМ. Кроме того, система осуществляет контроль за расходом ТСМ каждой машиной, за условиями хранения, транспортирования и раздачи нефтепродуктов, а также отвечает за организацию сбора отработанных масел.

Для решения поставленных задач система контроля качества ТСМ должна включать: лабораторию контроля качества ТСМ, оснащенную приборами и оборудованием, необходимым для проведения физико-химических анализов нефтепродуктов; передвижение станции, оснащение оборудованием для отбора проб работавших масел из масляных емкостей машин непосредственно на объекте работы, приборами для проведения экспресс-оценки состояния ТСМ, а также средствами очистки и восстановления эксплуатационных свойств масел; обслуживающий персонал; комплект нормативно-технической документации и методических материалов.

Лаборатория анализа ТСМ создают на базе централизованных складов нефтепродуктов, на территории маслоскладов, а также в помещениях, прилегающих к пунктам и постам заправки машин. Оборудование для анализа состояния нефтепродуктов, применяемое в лабораториях предприятий, не требует больших площадей для размещения и значительных материальных затрат. Даже для предприятия средней мощности, насчитывающего около 250-300 машин, срок окупаемости приборов и оборудования для контроля качества ТСМ не превышает одного года. Отечественной промышленностью выпускаются следующие комплекты приборов и оборудования с наборами реактивов для анализа ТСМ:ПЛ-2М;РЛ;КЛТМ;ЛАОН-2 и др. В условиях МАДИ применяется ЛАМА.

На предприятиях для лаборатории анализа качества ТСМ достаточно отвести комнату площадью 15-18 кв.м с вытяжным шкафом для проведения физико-химических анализов и общей приточно - вытяжной вентиляцией. [14].

Для обслуживания лабораторного оборудования и проведения анализов ТСМ в полном объеме штат сотрудников лаборатории в зависимости от мощности предприятия должен включать 1-3 сотрудников, специально подготовленных для решения поставленных задач.

Вся информация, полученная в процессе деятельности лаборатории должна фиксироваться в соответствующей документации: журналах результатов анализов качества топлив и масел; журналах результатов периодического контроля состояния автомобилей, строительных машин, технологического оборудования; карточка учета расхода ТСМ по каждой обслуживаемой машине и др. Кроме того, лаборатория анализа ТСМ должна быть обеспечена необходимыми справочными и методическими материалами схемами технологических процессов отбора проб, контроля качества и восстановления эксплуатационных свойств нефтепродуктов.

Основными задачами системы контроля качества ТСМ являются:

1) оценка качества и разработка управляющих воздействий по восстановлению эксплуатационных свойств ТСМ;

2) оценка технического состояния и разработка управляющих воздействий по поддержанию работоспособности машин.

Первая задача решается по результатам сопоставления фактических значений показателей физико-химических свойств топлив и масел с предельными.

Предельные значения основных показателей качества ТСМ, при достижении которых нефтепродукты не допускаются к использованию без проведения соответствующих управляющих воздействий, приведены в таблицах 16, 17, 18.

Для решения задачи технического диагностирования составных частей машины по результатам анализа работавших масел не достаточно определить значения показателей их физико-механических свойств. Необходимо провести анализ динамики изменения значений основных показателей, анализ изменения удельного расхода масел, а также определить элементарный состав механических примесей и продуктов износа, содержащихся в масле.

Например, резкое возрастание концентрации железа, алюминия и хрома в моторном масле свидетельствует о неисправности деталей цилиндро-поршневой группы и о необходимости проведения углубленного технического диагностирования с последующим ремонтом. Повышение концентрации окиси кремния наряду с ростом общей степени загрязнения моторного масла является признаком неисправности воздухоочистителя или элементов системы вентиляции картера двигателя.

Для получения необходимой информации об изменении состояния масел организуют систематический отбор проб из масляных систем машин. Отбор проб производят не реже одного раза в месяц, непосредственно на объекте работы или на базе механизации при проведении технического обслуживания и ремонтов. Отбор проб производит машинист-оператор или мастер-диагност передвижной станции.

1.8 Методы восстановления эксплуатационных свойств масел

Основными причинами снижения качества и работоспособности ТСМ являются обводнение и загрязнение механическими примесями. [14].

Смазочные материалы и рабочие жидкости, значения показателей качества которых после транспортирования, хранения или работы в соответствующих системах машин вышли за рамки допустимых пределов, не могут быть использованы без проведения управляющих воздействий, направленных на частичное или полное восстановление их эксплуатационных свойств.

Частичное восстановление эксплуатационных свойств масел проводят на соответствующих постах зоны ТО эксплуатационного предприятия или непосредственно на объекте с помощью оборудования передвижных станций.

Полное восстановление - регенерацию масел производят на нефтеперерабатывающих заводах, куда отработанные масла сдают в установленном порядке в обмен на товарные смазочные материалы и рабочие жидкости.

Частичное восстановление эксплуатационных свойств масел производят по основным показателям качества: содержанию механических примесей и воды, кинематической вязкости, кислотному и щелочному числам.

Существующие методы восстановления эксплуатационных свойств ТСМ можно разделить на две группы: физические и физико-химические. К физическим методам относят: отстаивание топлив и масел, фильтрацию, центробежную очистку, обработку в электромагнитном поле, обработку ультразвуком, гидродинамические методы.

Физико-химические методы основаны на действии присадок, вводимых в состав нефтепродуктов для улучшения их эксплуатационных свойств.

Для удаления механических примесей и воды применяют физические методы. Наиболее простым, не требующим значительных материальных и трудовых затрат является метод отстаивания. Этот метод основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды, содержащихся в топливе или масле, под действием гравитационных сил. Скорость осаждения механических частиц и, следовательно, продолжительность отстаивания зависят от вязкости нефтепродукта, массы и размеров частиц

В зависимости от степени загрязнения топлива или масла и времени, отведенного на очистку, отстаивание применяют либо как самостоятельный метод восстановления качества ТСМ, либо как предварительный, предшествующий фильтрации или центробежной очистке.

Отстаивание топлив и масел производят в резервуарах, оборудованных устройствами удаления отстоя и подогрева очищаемых нефтепродуктов (рис.6) Отстаивание бензина производят при температуре 20^ОС. Дизельное топливо и масла обладают более высокой кинематической вязкостью, поэтому для ускорения процесса отстаивания их разогревают до температуры 50-70^ОС.

Отстаивание топлив позволяет удалить частицы размером более 2-5 мкм. Из масел этим методом удаляются только наиболее крупные частицы размером 50-100 мкм.

Основным недостатком метода отстаивания является большая продолжительность процесса оседания частиц до полной очистки нефтепродукта.

Фильтрация - процесс удаления частиц механических примесей, волокон и смолистых соединений при пропускании (прокачивании под давлением) топлив и масел через сетчатые или пористые перегородки фильтров. В качестве фильтрационных материалов используют металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные материалы и керамику.

Топливные фильтры грубой очистки удаляют частицы механических примесей размером 80-100 мкм, а тонкой очистки - 1-20 мкм.

Тонкость фильтрации рабочих жидкостей и моторных масел должна составлять 5-10 мкм, однако современные бумажные фильтроэлементы, применяемые в дорожно-строительных машинах, не отвечают этим требованиям и быстро выходят из строя.

Метод фильтрации использован для очистки масел в передвижной установке УГОМ (рис.7), предназначенной для удаления механических примесей и воды из жидких смазочных материалов и рабочих жидкостей с подогревом до температуры 60-70^ОС. Установка УГОМ обеспечивает тонкость фильтрации до 10 мкм и может быть использована для предварительной очистки сильно загрязненных масел.

Повышение качества очистки масел может быть достигнуто путем увеличения количества фильтров грубой очистки и введения в технологический процесс второй ступени - тонкой очистки масла. Такая схема очистки реализована в условиях (рис.8), изготавливаемых в ремонтно-механических мастерских на многих предприятиях автомобильного транспорта и средств механизации строительства.

Центробежная очистка масел с помощью центрифуг (см. лист N1) является наиболее эффективным и высокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды. Этот метод основан на разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежной силы. Применение центрифуг обеспечивает очистку масел от механических примесей до 0,005% по массе, что соответствует 13 классу чистоты по ГОСТ 17216-71 и обезвоживание до 0,6 % по массе.

Для более полного обезвоживания масло подогревают до70-80^ОС в течение нескольких часов, отстаивают, затем доводят его до температуры 105-110^ОС и выдерживают в таком состоянии до полного испарения воды.

Применение центробежной очистки масел позволяет: повысить срок службы смазочных материалов и рабочих жидкостей в 2-6 раз в зависимости от условий эксплуатации; обеспечить благоприятные условия работы смазочных устройств и гидросистем, повысить уровень их безотказности и долговечности; снизить эксплуатационные затраты и за счет этого повысить эффективность использования машин.

Отечественной промышленностью выпускается большое количество различных установок для очистки масел, отличающихся по принципу действия, мощности, производительности и обеспечиваемой степени очистки. Для автотранспортных предприятий и баз механизации дорожно-строительных машин наиболее подходят по основным техническим характеристикам установки УМЦ-901А, СОГ-903, СОГ-904. В условиях МАДИ применяют стенд очистки жидкостей СОГ-914.

Центробежная очистка стендами СОГ-914 будет рассмотрена ниже.

Необходимо отметить, что в процессе механической очистки масел, особенно с применением центрифуг, вместе с механическими примесями часто удаляются из масла некоторые виды присадок. Поэтому после проведения очистки необходимо определить щелочное число масла.

2. Установка для очистки масел СОГ-914

2.1 Назначение конструкции и условия эксплуатации

Стенд очистки жидкостей СОГ-914 (в дальнейшем - стенд) предназначен для тонкой очистки масел и рабочих жидкостей гидросистем машин и оборудования с повышенными требования к чистоте жидкостей от механических примесей и может быть использован в авиационной, машиностроительной, химической и других отраслях народного хозяйства с целью повышения надежности гидросистем, увеличения срока службы жидкостей, экономии нефтепродуктов

Стенд не предназначен для очистки легковоспламеняющихся, токсичных и агрессивных к алюминиевым сплавам и маслостойкой резине жидкостей, а также для очистки жидкостей от загрязнений с плотностью равной плотности жидкости.

2.2 Технические характеристики

Производительность, зависимости от вязкости жидкости, должна соответствовать указанной в табл.30.



Примечание. Производительность нормируется при условии очищаемой жидкости в баке не ниже верхнего торца колпака центрифуги.

Тонкость очистки жидкостей с плотностью не более 0,9 г/см³ и вязкость не более 50 мПа(с от абразивных загрязнений плотностью не менее 2,5 г/см³, при производительности для соответствующих значений вязкости не более указанной в табл.25 должна быть не более 5мкм.

Степень очистки жидкостей (класс чистоты по ГОСТ 17216-71) плотностью не более 0,9 г/см³, при исходной концентрации загрязнений не более 0,065% по массе, в зависимости от вязкости и производительности, должна соответствовать указанной в табл.3.

Таблица 31.

Вязкость жидкости мПас	Производительность л/мин	Класс чистоты не хуже
52 155 505 св.55	до 40 до 30 до 20 до 5	3 4 5 не нормируется



Периметры вибрации центрифуги при работе пневмовибратора:

перегрузка, П, не менее...............................................7

частота колебаний ротора, Гц, в пределах...............60...120

Уровень вибрации, возникающей на рабочем месте при работе стенда не должен превышать значений, указанных в табл. 33.

Таблица 33.

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц	2	4	8	16	31,5	63
Среднеквадратичные значения виброскорости, м/с10-2	1,12	0,45	0,2	0,2	0,2	0,2

Утечки через торцевое уплотнение центрифуги при ее работе не должны быть более 20 см³/ч.

Наработка на отказ, ч, не менее.........................................2500

Время установления рабочего режима, мин, не более.....................15

Продолжительность непрерывной работы, ч, не менее.......16

Детали с драгоценными материалами в изделии не применяются.

Содержание цветных металлов и сплавов:

алюминий и алюминиевые сплавы, кг..............................................18,6

медь и сплавы на медной основе, кг................................................0,5

титан и титановые, кг..........................................................1,5

2.3 Описание конструкции стенда и центрифуги

Устройство стенда

Стенд (рис.9) состоит из следующих основных узлов: корпуса 14, центрифуги 10, насоса 5, электродвигателя 8, блока управления 15.

Корпус стенда выполнен несущим. В него встроены или на нем закреплены все узлы стенда.

На корпусе 14 закреплены колеса для передвижения стенда.

Нижняя часть корпуса с крышкой 13 образует грязесборник, уровень загрязнений можно определить с помощью маслоуказателя 12. Сверху на корпусе закреплена центрифуга 10 с кожухом 9 и электродвигатель 8. В отверстиях на кожухе вставляются наконечники всасывающего 6 и нагнетающего 7 шлангов при передвижении. В грязесборнике под центрифугой установлена заслонка, перекрывающая отверстие при работе центрифуги для исключения подсасывания загрязнений из грязесборника. Рычаг управления заслонкой 17 выведен наружу.

В стенде применена центрифуга (см. дип. лист 3) c тонкослойной спиральной вставкой 99 и аксиальным направлением потока очищаемой жидкости.

На неподвижной оси 93 установлен ротор 94, который представляет собой неразъемный узел, состоящий из втулки 97, на которую намотана вставка. Во втулку запрессованы верхняя 98 и нижняя 111 крыльчатки с установленными в них соответственно верхним и нижним подшипниками (из бронзы БрОФ-10-1). Нижняя крыльчатка заканчивается шкивом, с помощью которого ротор через поликлиновую передачу получает вращение от электродвигателя привода.

Аксиальные перемещения ротора 94 на оси 93 ограничиваются напорным диском 104 и шайбой под нижним подшипником скольжения. На роторе установлен колпак 95, который фиксируется стопорным кольцом113. Кольцо имеет бородку, которая входит в пазы колпака и ротора и предотвращает их взаимное проворачивание. При вращении ротора 11 его подшипники и смазываются очищенной жидкостью, подводимой через отверстия "а" и "б" в оси 93.

Для герметизации в нижней части центрифуги установлено торцевое уплотнение. Оно включает в себя пару трения: кольцо 110 из закаленной стали (ХВГ), установленное в крыльчатке 111 с уплотнительным резиновым кольцом 109, и кольцо 106 (углеграфитовый материал АГ-1500-С05), вклеенное в корпус.

Корпус поджимается к кольцу106 цилиндрическими пружинами 108.

В верхней части колпака вставлена пробка 102 с уплотнительным кольцом 103.

В нижней части центрифуги установлены детали пневмовибратора 96- мембрана и фланец. При необходимости выгрузки осадка из центрифуги после ее остановки рукоятка заслонки 17 (см. рис. 8) устанавливается в положение ОТКРЫТО, подается сжатый воздух к штуцеру 11 вибратора. После работы вибратора в течение 2...5 мин сжатый воздух отключается и загрязнения оседают в грязесборник.

Наконечник всасывающего шланга 5 является одновременно ручным насосом. Насос предназначен для заполнения гидросистемы стенда перед началом работы, обеспечения всасывания жидкости при работе, герметизации при перемещении стенда, создания давления в гидросистеме при проверке герметичности. За рукоятку насоса перемещается стенд от одного рабочего места к другому.

Состоит насос из трубы с рукояткой и штока с манжетой, клапаном. В нижней части трубы имеются окна для прохода жидкости.В рукоятке насоса установлены резиновые кольца для уплотнения штока и обеспечения выпуска воздуха из насоса в верхнем положении штока. Клапан, установленный в верхней части трубы, обеспечивает перекачку жидкости, перекрывает трубу при создании давления в системе и должен быть в верхнем положении при перекачке жидкости центрифугой.

Манжета установлена в нижней части штока и обеспечивает перекачку жидкости, перекрытие трубы при переездах и пропуск жидкости через трубу при перекачке центрифугой.

На рукоятке насоса имеется вертикальный паз, а под углом 180^О к нему в верхней ее части - выемки сделана проточка (переход с большего диаметра рукоятки на меньший).

Для заполнения стенда жидкостью шток за рукоятку (при погруженной в бак с жидкостью трубе) перемещается вверх-вниз. Положение рукоятки штока относительно паза значения не имеет.

При работе вибратора и транспортировка стенда рукоятка штока должна находиться в выемке рукоятки насоса.

При работе центрифуги рукоятка штока должна находиться в пазу рукоятки насоса на уровне проточки.

В рукоятке насоса крепится винтами направляющая втулка, которая служит упором для уплотняющих резиновых колец 006-010-25. В случае необходимости замены этих колец необходимо шток поместить в крайнее нижнее положение (ручка штока - в нижней части паза), удалить шплинт, отвернуть гайку, снять шайбу, манжету и втулку со штока. Выдернуть шток из трубы, отвернуть винты и удалить втулку из рукоятки насоса (при этом резиновый клапан остается в рукоятке - его видно через приваренный штуцер), заменить резиновые кольца. При сборке обратить особое внимание, чтобы выступы на клапане были вверху (проконтролировать на ощупь через штуцер).

Функции гидравлической схемы стенда.

Очистка жидкости, находящейся в баках машин и технологического оборудования многократной прокачкой через центрифугу производится после погружения наконечников всасывающего и нагнетающего шлангов в очищаемую жидкость. Желательно погружение наконечников в разных местах бака. Минимальный объем жидкости в емкости 40л. При очистке жидкость перекачивается из емкости через всасывающий шланг, центрифугу, нагнетающий шланг, вентиль обратно в емкость.

Очистка жидкости с одновременной перекачкой из одной емкости в другую осуществляется после погружения всасывающего наконечника (насоса) в жидкость исходной емкости. Допускается непосредственное подключение шланга без наконечника через вентиль к емкости с уровнем жидкости выше уровня колпака центрифуги. Допускается при этом подбор линии всасывания до 0,03 МПа. Напорный шланг подключается к баку заправляемой машины, стенда или другой емкости. Принцип работы аналогичен вышеописанному. После опустошения исходной емкости блок управления выключит электродвигатель.

В результате того, что при пуске и остановке центрифуга может пропустить некоторое количество загрязнений, следует вентиль перед пуском и остановкой центрифуги закрывать.

Манометр служит для контроля давления перекачиваемой жидкости.

Грязесборник служит для сбора загрязнений.

Для исключения подсасывания загрязнений из грязесборника служит заслонка, которую следует закрывать перед пуском и открывать после отключения центрифуги.

2.4 Правила эксплуатации

Подготовка стенда к работе

Установите стенд на рабочем месте.

Подключите стенд (рис.9) к контуру заземления через болт

Снимите кожух 9, проверьте заземление центрифуги через болт с резьбой М 6, установленный на фланце центрифуги.

Обеспечьте подвод и слив к теплообменнику в посторонней емкости при необходимости поддержания заданной температуры очищаемой жидкости.

Опустите наконечники всасывающего 6 и нагнетающего 7 шлангов в очищаемую жидкость, откройте вентиль 4. Рукоятку заслонки 17 установите в положение " открыто ".

Закачайте очищаемую жидкость в гидросистему стенда насосом 5, встроенным во всасывающий наконечник 6, для чего необходимо перемещать рукоятку штока насоса из нижнего положения в верхнее.

По окончании выхода пузырьков воздуха из наконечника нагнетающего шланга закройте вентиль 4 на наконечнике и, продолжая закачивать жидкость, выпустите воздух из насоса и верхней части шланга, для чего несколько раз поднимите шток за рукоятку вверх до упора. После выпуска воздуха создайте давление (0,10,02)Мпа в гидросистеме стенда и проверьте отсутствие подтеков и появление капель жидкости в местах крепления центрифуги, шлангов, крышки грязесборника и т.д.

Снимите давление, открыв вентиль 4 и закрыв его снова Установите рукоятку штока насоса 5 в крайнее нижнее положение, затем поднимите ее до проточки на рукоятке насоса. Закройте вентиль 4. Проверьте правильность установки ремня, легкость проворачивания центрифуги от руки.

Установите на месте кожух 9 центрифуги.

Подключите вилку электрожгута к розетке питающей сети. При этом должна загореться лампочка 2.

Проверьте направление вращения центрифуги (при первоначальном пуске на данном рабочем месте или после ремонта питающей электросети и электрооборудования стенда) после кратковременного включения электродвигателя. Включение электродвигателя производится установкой флажка выключателя блока управления 15 в положение 1 (при поднятом штоке блока управления). Выключение электродвигателя производится установкой флажка выключателя в положение 0. Направление вращения должно совпадать с указанным стрелкой на колпаке центрифуги (по часовой стрелке, если смотреть сверху при снятой заглушке 3). Если направление обратное - необходимо поменять местами две фазы в розетке питающей электросети.

Установите на место заглушку 3 кожуха.

Включите электродвигатель, подняв за торец шток и флажок выключателя блока управления 15 и удерживайте шток в верхнем положении. Если после(7 - 10) с после включения не срабатывает стопор блока управления или установившееся давление, контролируемое по манометру 1 менее 035 мПа (3,5 кгс/см²), выключите электродвигатель. Дозаправьте насосом гидросистему стенда как указано выше, закройте вентиль 4, после чего снова включите электродвигатель. Убедитесь, что давление на мониторе не менее 0,35 мПа (3,5кгс/см²). Выключите электродвигатель привода центрифуги. Стенд готов к работе.

Порядок работы

Подготовка стенда к работе производится согласно раздела рассмотренного выше. Конкретные виды работ (1 - 2) могут выполняться в любой последовательности. Перед началом работы необходимо убедиться в идентичности подлежащей очистки жидкости с жидкостью в гидросистеме стенда.

1.Очистка многократной прокачкой через центрифугу жидкости в баке станка, стенда и т.д.

Опустите наконечники шлангов 6 и 7 (рис 9) в жидкость, желательно в разных местах.

Поверните рукоятку штока и опустите (так, чтобы рукоятка штока входила в паз) вниз до упора. Затем поднимите рукоятку штока до проточки на рукоятке насоса.

Включите электродвигатель, подняв за торец шток и флажок выключателя блока управления и удерживайте шток (7 - 10)с. Отпустите шток и вентиль 4 установите необходимое давление по манометру 1

Закройте вентиль 4 по окончании работы, выключите вентиль 4 по окончании работы, выключите электродвигатель, установив флажок выключателя в нижнее положение, поднимите рукоятку штока насоса до верхней кромки рукоятки насоса и поместите ее в выемку рукоятки насоса. Выньте наконечник из жидкости и вставьте в большое отверстие в кожухе центрифуги. Наконечник нагнетающего шланга также выньте из емкости и вставьте во второе отверстие в кожухе.

Отключите от сети стенд и намотайте электрожгут вокруг кожуха центрифуги и электродвигателя. Отключите стенд от контура заземления.

2.Очистка жидкости с перекачкой из емкости к потребителю.

Опустите наконечник всасывающего шланга 6 в жидкость. Наконечник нагнетающего шланга 7 подключите к потребителю.

Поверните рукоятку штока насоса так, чтобы рукоятка штока входила в паз рукоятки насоса, опустите вниз до упора и поднимите до проточки на рукоятке насоса.

Включите электродвигатель, подняв шток и флажок выключателя блока управления и удерживайте шток (7 - 10) c. Вентилем 4 установите необходимое давление по манометру 1.

Следите во время работы за уровнями жидкости в емкостях.

ПРИМЕЧАНИЕ. Допускается полное опустошение емкости с исходной жидкостью с последующим заполнением центрифуги, как указано в разделе подготовки стенда к работе.

3.Очистка жидкости без использования насоса.

Если нет необходимости использовать насос (например, если уровень жидкости в баке выше уровня верхнего среза колпака центрифуги, и есть возможность подсоединить к баку непосредственно шлангом), отсоединить насос от всасывающего шланга 6 (рис.8).На штуцере бака с жидкостью установите вентиль с d_у32 мм, изготовьте и вверните в него переходник, один конец которого должен быть выполнен с резьбой М33х2 и наружным конусом 74^О. (Штуцер в баке должен быть с внутренним диаметром не менее 25 мм).

Наконечник напорного шланга 7 поместите в бак потребителя (или в тот же бак). Откройте вентиль 4 (рис. 9) на наконечнике напорного шланга, рукоятку заслонки 17 поставьте в положение "Открыто".

Наверните гайку всасывающего шланга на штуцер и откройте вентиль на баке с жидкостью. Снимите заглушку 3 на кожухе 9 (или сам кожух)

Отверните на 2...3 оборота пробку 102 (лист 3)для выпуска воздуха, учитывая, что резьба на пробке левая. Заполнение жидкостью стенда визуально контролируется через маслоуказатель. После заполнения стенда и центрифуги жидкостью начинает течь из-под пробки. Заверните пробку. Закрепите кожух 9 (с заглушкой 3)

Закройте вентиль 4 на напорном шланге. Рукоятку заслонки 17 поставить в положение "Закрыто". Включите электродвигатель привода центрифуги. Если после выхода на рабочий режим центрифуги на манометре 1 стенда давление будет меньше 0,35 Мпа (3,5кгс/см²,остановите центрифугу, выпустите через пробку воздух.

Включите стенд (при закрытом вентиле 4). После выхода центрифуги на рабочий режим, если давление на мониторе 1 не меньше 0,35 Мпа (3,5 кгс/см²),откройте вентиль 4 и установите требуемый расход жидкости.

4.Выгрузка осадка из центрифуги в отстойный грязесборник.

После остановки центрифуги отключите стенд от сети, поднимите рукоятку штока выше рукоятки насоса на 100...200 мм, поверните ее на 180^О и опустите вниз так, чтобы рукоятка штока поместилась в выемку рукоятки насоса.

Закройте вентиль 4, снимите заглушку кожуха, отверните пробку центрифуги и заверните в напорный диск съемник с шайбой и прокладкой до упора.

Рукоятку заслонки 17 (рис.9)поставьте в положение "ОТКРЫТО".

Закрепите шланг пневмосети на штуцере 11 стенда.

Откройте кран пневмосети (давление в пневмосети должно быть 0,4...5 кгс/см², а расход воздуха - 0,5м³/мин.) В случае отсутствия вибрации вывести ГЦН из состояния покоя кратковременным нажатием рукой на съемник, смонтированный на колпаке. При вибрации давление на манометре 1 стенда должно быть в пределах 0,12...0,18 кгс/см²). Если давление на манометре 1 будет больше 0,2мпа (2 кгс/см²), отключите пневмосеть, чтобы исключить возможность аварий (разрыв корпуса) стенда. Через 2...8 мин. вибрации (в зависимости от адгезионных свойств осадка, амплитуды колебаний и т.д.) отключите пневмосеть.

Осаждения частиц загрязнений в грязесборнике происходит длительное время, поэтому рекомендуется включить вибратор или перед обеденным перерывом, или (что предпочтительнее) в конце смены (чтобы за ночь успели осесть даже мелкие частицы). Включать центрифугу для очистки рекомендуется не менее чем через час после окончания вибрации. Удалить съемник и установить на месте пробку центрифуги.

При необходимости более быстрого включения стенда в работу, надо слить загрязненную жидкость через штуцер 18 и подготовить стенд к работе, как указано в разделе о подготовке стенда к работе. Периодичность включения вибратора определяется условиями работы стенда (тип загрязнителя, исходная загрязненность жидкости, объем очищаемой жидкости и т.д.) - но не реже одного раза в 5 дней.

2.5 Результаты экспериментальных исследований процессов очистки масел и рабочих жидкостей

Для проведения исследований, на посту разборки двигателя, было собрано 50л. работавшего моторного масла марки типа М5з/10Г₁.

При проведении исследований применялось следующее оборудование:

1. Стенд для очистки жидкостей СОГ-914;

2. Приборы и оборудование лаборатории "ЛАМА-7''.

Входной контроль качества масла до его очистки позволяет сделать вывод, что масло не пригодно по четырем показателям: содержанию механических примесей, щелочному числу, кинематической вязкости и содержанию воды.

Удаление механических примесей и воды производится с помощью установки СОГ-914. В бак было залито 50л. работавшего масла и в процессе очистки отбирались пробы через интервал 15 мин.

Анализ проб, с помощью лаборатории "ЛАМА-7", позволяет сделать вывод, что через время:

t=7=750/25=14[мин]

= W/Q

Уровень загрязненности снизился на 54%, а содержание воды снизилось на 20%.

ВЫВОД: Основываясь на полученные данные можно сделать вывод что через время очистки: t=7=7W/Q [мин] -- содержание механических примесей удовлетворяют эксплуатационным требованиям (не более 0,015%), а по содержанию воды, щелочному числу и вязкости могут иногда не соответствовать эксплуатационным свойствам, как в нашем случае. В таких случаях целесообразно применять адсорбент и по необходимости восстанавливать свойства введением соответствующих присадок или смешением очищенных масел со свежими маслами.

Графически результаты экспериментальных исследований процессов очистки масел и рабочих жидкостей приведены на листе 4 дип. проекта.

3. Конструктивные предложения по усовершенствованию стенда СОГ-914

3.1 Обоснование применения концевого штуцера с быстросъемным ниппелем

Надежная, безаварийная гидросистемы стенда, а также простота сборки и демонтажа всасывающего и нагнетательного трубопроводов в процессе эксплуатации в значительной степени зависит от способа соединения трубопроводов и гибких шлангов, конструкций концевых соединений (штуцеров), разъемов и всасывающего наконечника. Существует различные способы соединений трубопроводов гидросистем, в том числе: соединения по наружному или внутреннему конусам, телескопическое соединение фланцевое, а также с помощью ниппелей и др. [1].

Одним из наиболее распространенных является соединение по внутреннему конусу, в конструкцию которого входит конический ниппель, штуцер, уплотнительное кольцо и накидная гайка с метрической или трубной резьбой. Эта конструкция имеет ряд недостатков: высокие требования к изготовлению деталей (обеспечение их соосности), значительная масса соединительного узла, возникновения больших монтажных напряжений при затяжке гайки для обеспечения герметичности. В некоторых соединениях такого типа монтажные напряжения достигают 24-24кг/мм² [2]. Поэтому, в процессе эксплуатации не рекомендуется разбирать эти соединения более 20 раз, так как это приводит к нарушению герметичности и разрушению прокладки. Указанные недостатки учтены при разработке конструкции концевого соединения (штуцера) для гибкого шланга, всасывающего и напорного трубопроводов гидросистемы стенда.

Конструкция концевого штуцера с быстро съемным ниппелем представлена на листе7.

Концевой штуцер состоит из быстросъемного ниппеля, который легко вставляется во втулку, особенностью конструкции которой является наличие на ее цилиндрической поверхности упругих клапанов. Клапаны (в количестве 3 шт.) свободно вставлены в прямоугольные отверстия стенки втулки. Наружная цилиндрическая поверхность ниппеля прижимает клапаны, создавая при этом герметичность. Повышает радиальную герметичность, также упругое кольцо, укрепленное в концевой части ниппеля.

На втулке по ее наружному диаметру устанавливается накидан гайка, внутри которой с помощью специальных выступов крепится пружинное кольцо, обеспечивающее плотность прилегания торца гайки к втулке.

Концевой штуцер с быстросъемным ниппелем обеспечивает высокую герметичность соединения как в радиальном, так и осевом направлении.

Преимуществом применяемого для соединения трубопроводов гидросистемы стенда концевого штуцера является также то, что основные детали изготовлены из термопластических полимеров (полипропилен, фторопласт -4).