ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА РАБОТУ ГИДРОПРИВОДА ЛЕСНОЙ МАШИНЫ В НАЧАЛЬНЫЙ ПЕРИОД ЕЁ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Сыромаха С.М., Аношкина Л.В. (ГОУ ВПО «БрГУ», г. Братск, РФ)
At calculation of the current temperature of a hydroliquid at its heating, taking into account a thermal capacity of a liquid, the reference temperature is necessary for accepting a variable
Наиболее трудный период начальной эксплуатации любой лесной машины на лесосеке – это зимний запуск и прогрев до выхода гидросистемы машины на рабочий режим.
Одной из таких машин является валочно-пакетирующая ЛП-19. Так как эта машина полностью гидрофицирована, то от параметров гидросистемы зависит нормальная её работа и производительность.
При отрицательных температурах окружающей среды, вязкость гидрожидкости увеличивается, а при температурах ниже -200С это увеличение происходит более интенсивно. Такое изменение оценивается вязкостно-температурной характеристикой, ВТХ.
Для поддержания вязкости гидрожидкости на производстве применяют два варианта: первый, когда двигатель ЛП-19 не выключают в течение простоя машины, второй – после запуска двигателя прогревают основной насос гидросистемы и саму жидкость, а жидкость, находящуюся в гидробаке, объёмом 250л подогревают с помощью специального насоса НШ-46, который используется также для заправки бака гидросистемы. Согласно инструкции по эксплуатации, оператор ЛП-19 может использовать гидрооборудование, когда вязкость гидрожидкости не превышает 1000сСт. Для разогрева требуется время, а чтобы его определить, необходимо знать зависимость вязкости от времени при какой-то начальной температуре окружающего воздуха.
Так как работа гидромашины в условиях леспромхоза оценивается по скорости выполнения рабочих операций, то во время прогрева выход на оптимальный режим работы с меньшими затратами времени может обеспечить только опытный оператор. При приложении нагрузки к рабочим органам ЛП-19, когда вязкость ещё превышает 1000сСт, происходит выдавливание уплотнений в гидроцилиндрах и утечка большого количества гидрожидкости. Это приводит к остановке работы по заготовке древесины, ремонту гидроцилиндров и потере дорогой гидрожидкости, зимой в ЛП-19 используют МГ-15-В (ВМГЗ). Поэтому, для любого оператора очень важно знать, когда можно приступить к работе на такой машине.
Как известно, основными факторами, влияющими на работу гидроситемы в начальный период, являются: температура рабочей жидкости, марка гидрожидкости, подача насоса, мощность привода. С характеристикой жидкости связана её теплоёмкость, учитывая которую, можно рассчитать текущую температуру в гидроприводе по формуле:
, 0С
где Q – количество тепла, Вт;
kгп – коэффициент теплоотдачи поверхностей гидрооборудования в окружающую среду = 10Вт/м2 0С;
Fгп – площадь теплоизлучающих поверхностей гидропривода, м2;
mгп – масса гидропривода, кг;
Cгп - теплоёмкость материала, Дж·кг·0С;
t –температура жидкости в текущий момент времени 0С;
t0 – температура окружающего воздуха.
Приведенная формула используется для расчета теплообменника, предназначенного для охлаждения рабочей жидкости, где t0 – принимается постоянной величиной в таких расчетах.
В случае разогрева гидрожидкости, величина t0 не может приниматься постоянной, так как связана с количеством подводимого тепла при работе специального насоса для разогрева рабочей жидкости.
Количество подводимого тепла зависит от мощности привода насоса, которая прямопропорциональна номинальному давлению и подаче. Как известно, подача насоса связана с его рабочим объемом и числом оборотов вала насоса. Необходимые обороты насоса задаются оборотами основного двигателя машины через редуктор.
Используя аналитический метод с применением электронных таблиц Ехсеl была просчитана цепочка: подача насоса → мощность привода насоса→ количество тепла, получаемого жидкостью в единицу времени → средняя удельная теплоёмкость → текущая температура рабочей жидкости.
Расчеты температуры рабочей жидкости были проведены двумя способами:
1.τ – задаваемая текущая величина при постоянном значении t0;
2.τ - задаваемая текущая величина при переменном значении t0 с учетом нагрева жидкости.
Полученные результаты представлены в виде графиков (см. рис.1, рис.2).
Рисунок 1 – Зависимость вязкости ВМГЗ от времени разогрева при t0=const
Рисунок 2 – Зависимость вязкости ВМГЗ от времени разогрева при переменном значении t0
Согласно полученным результатам, степень изменения вязкости во времени при учете текущего значения t0 отличается от тех же параметров при t0 = соnst в диапазоне вязкости от 1000 до 100 сСт при изменении во времени от 0 до 340 минут.
Следовательно, наиболее точный расчет требуемого времени для разогрева жидкости до вязкости ниже 1000 сСт получается при переменном значении t0 (приведен на рис.2).
Полученные результаты могут быть использованы при изучении студентами таких дисциплин, как «Гидропривод лесных машин», в курсовом и дипломном проектировании, а также в качестве рекомендаций при эксплуатации гидравлических систем лесных машин.