CC BY
83
УДК 621.385.6:696.133.36:628.356.4
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЧ НАГРЕВА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВОДЫ ИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МАСЛА ПРИ ЕГО РЕГЕНИРАЦИИ
Хитрюк В.А., к.т.н., профессор, Гребенёк Е.А., инженер У О «Белорусская ГСХА»
Изложены результаты проведенного анализа возможности применения СВЧ нагрева для удаления водных загрязнений из гидравлических масел. Предложена принципиальная схема установки для очистки масел.
Ключевые слова: СВЧ нагрев; загрязнения гидравлических масел; установка для очистки масел.
В большинстве современных машин используются гидравлические системы, которые отличаются быстротой реакции на командные сигналы, а детали сборочных единиц выполнены с высокой точностью изготовления. При работе машины масла насыщаются различными механическими примесями и водой. Анализ отказов и нарушений работы гидравлических систем по данным фирм Vickers, Parker, Bosch, Rexroth, Hydac, специализирующихся на изготовлении гидравлического оборудования, показывает, что более 80 % их происходит из-за недопустимого загрязнения рабочей жидкости[ 1].
В нефтяных маслах вода может существовать в разных видах. Некоторое количество ее растворено в масле, причем предельная растворимость воды в масле значительно меняется в зависимости от внешних условий. Остальная вода первоначально находится в масле в состоянии эмульсии, дисперсность и стабильность которой зависят от физико-химических свойств масла. Вода эмульсии может частично переходить в растворенную в масле и обратно при изменении температуры и давления. С течением времени часть воды эмульсии может отстояться и способствовать образованию отложений в резервуарах, масляных баках. 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 смазочного материала.
Под действием воды снижаются смазывающие свойства масла (особенно у масел, содержащих присадки). При образовании стабильной во-домасляной эмульсии микро капли воды в слое
We have presented results of research into the possibility of application of microwave heating for the removal of water impurities from hydraulic oils. We have proposed a principle scheme of a device for the purification of oils.
Keywords: microwave heating; contamination of hydraulic oil; plant for cleaning oils.
масла отрицательно влияют на процесс разделения поверхностей трения. Ухудшение смазки повышает износ смазываемых сопряжений. Проведенные исследования [2] 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.
Наличие воды в рабочих жидкостях гидравлических систем может привести к образованию трудно разрушаемой эмульсии, стабильность которой особенно повышается в присутствии по-верхностно-активных веществ (присадок и продуктов окисления углеводородов). Присутствие в гидравлической системе водомасляной эмульсии приводит к различным неполадкам в ее работе. Вязкие загрязнения органического происхождения и эмульсии образуют шлам, забивающий фильтры и регулирующую аппаратуру. Вследствие изменения вязкости и плотности водомасляной эмульсии по сравнению с исходной рабочей жидкостью нарушается срабатывание отдельных агрегатов гидравлической системы, что приводит к рассогласованию ее работы. Обводненные масла значительно хуже осуществляют разделение трущихся поверхностей сопряженных деталей гидравлической системы. В результате гидролиза рабочей жидкости в ней могут образовываться нерастворимые продукты, отлагающиеся затем на деталях системы, что приводит к забиванию фильтрующих элементов и других элементов масляных систем.
Масла, содержащие различные механические примеси и воду не способны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям (вязкость, совместимость, чистота, стабильность сдвига, антиокислительная способность, малое пенообразо-вание и другим) и должны пройти очистку
или заменены свежими маслами.
Удаление воды из гидравлического масла можно осуществить его нагревом с помощью источника сверхвысокочастного излучения (СВЧ). Принцип работы установки СВЧ заключается в следующем: магнетрон преобразуют электрическую энергию в высокочастотное электрическое поле, заставляющее двигаться молекулы воды, что приводит к разогреванию продукта, содержащего воду. Вода является диполем, так как молекула воды состоит из положительных и отрицательных зарядов.
Магнетрон, создавая электрическое поле, направляет его по волноводу в рабочую камеру, в которой размещен разогреваемый продукт. Нагрев продукта основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы. Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется днпольным моментом. А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление.
Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале. При повороте диполей возникают силы трения, которые превращаются в тепло. А так как температл -да прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале. то такое перемешивание молекул увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг — это механизм преобразования энергии электромагнитного излу чения в тепловую энергию материала^].
Поскольку поляризация диполей происходит по всему объему продукта, что вызывает его нагрев, этот вид нагрева также называют объемным. СВЧ - нагрев называют еще и микроволновым. имея в вид\ короткую длину электромагнитных волн.
Для обезвоживания гидравлического масла с использованием СВЧ нагрева возможно применение установки, принципиальная схема которой приведена на рисунке.
4 5 6
/ - входной тру бопровод; 2- СВЧ нагреватель; 3 - маслонасос распылителя; 4 -распылитель масла; 5 - ловушка для паров; б -вакуумный насос; 7 - выходной трубопровод; 5 - фильтр тонкой очистки; 9- фильтр-адсорбер; 10 -выходной насос; 11- вакуумный бак
Рисунок - Схема у становки для обезвоживания гидравлического масла с использованием источника СВЧ нагрева
При помощи маслонасоса 3 масло прокачивают через бак с установленным в нём СВЧ нагревателем. При этом очищаемое гидравлическое масло практически не взаимодействует с электромагнитным излучением, а нагреву подвергается только вода, содержащаяся в нём. Далее масло через распылитель 4 поступает в вакуумный бак. где распыляется до состояния тумана и идет активное отделение паров воды. Вакуумным насосом 6 пары воды отсасываются из вакуумного бака и конденсируются в ловушке 5. Гидравлическое масло, накопившееся на дне вакуумного бака. при помощи выходного насоса 10 направляется в фильтр 9. заполненный адсорбером. Обезвоженное масло проходит через фильтр тонкой очистки 8, где очищается от мелких абразивных частиц и пыли. Очищенное масло через выходной трубопровод 7 направляется к потребителю.
Список литературы
1. Корбачевский А.. Полохов И Т. Загрязнения в рабочей жидкости и их влияние на износ оборудования. Hydac Intemetional. 2001г.
2. Ащеулов A.B.. Шеншов B.C. Производство надёжных гидрофицированных машин: Учебное пособие. B.C. М.: Современное машиностроение, 2006.
3. http://localshot.ru.
4. http://impedia.ru.
5. http://iii-patcnt mfo.ru.
УДК 621.824.3 : 621.923 : 629.083
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ШЛИФОВАНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ПРИ РЕМОНТЕ ДВИГАТЕЛЕЙ
Коршунов В.Я., д.т.н., профессор. Новиков, Д.А., аспирант ФГБОУ ВПО «Брянская ГСХА »
Предложена методика оценки энергетической эффективности процессов абразивной обработки деталей двигателей и рассмотрены пути сё повышения.
Ключевые слова: шлифование, энергия, термодинамика. технология, коленчатый вал.
The method for evaluation of energy efficiency processes abrasive processing engine parts and examine ways to improve it.
Keywords: grinding, energy, themiodynamics. technology, crankshaft.
В последние годы Правительство Российской Федерации уделяет большое внимание вопросу повышения энергетической эффективности производств в промышленности, сельском хозяйстве и ЖКХ [1. 2]. Исходя из выше сказанного, проблема разработки энергосберегающих технологий при шлифовании деталей двигателей, является в настоящее время весьма акту альной.
В настоящее время для оценки энергетической эффективности процесса шлифования, используются два критерия. Первый - удельная работа а) [31, которая представляет собой отношение мощности шлифования W (Вт) к производительности обработки V мм7с. Данный критерий эффективности записывается в виде
а) = у, Дж/мм3.
(1)
= 100%,
w
(2)
Второй - термодинамический критерий, коэффициент полезного действия процесса шлифования (КПД), который был предложен профессором Коршуновым В Я [4.5]. КПД (т|га) процесса шлифования записывается в виде
где 11е - скорость накопления материалом в процессе шлифования упругой энергии дефектов. Дж/мм\
КПД является более универсальным критерием оценки энергетической эффективности процессов абразивной обработки, чем удельная работа со. Так как КПД показывает не только общую энергию шлифования со. но и насколько эффективно расходуется энергия, подводимая к парс деталь-абразивный круг. т.е. какая доля энергии идёт собственно на разрушения 1 мм материала детали.
На основе КПД была получена формула для расчёта производительности процесса шлифования V при заданной мощности \Ь\
Vm = nK"7':'6tV,MM3/c
(3)
