Исследование физико-химического состава загрязняющих веществ рабочей жидкости гидравлических экскаваторов, эксплуатируемых в Кызылкумском регионе

АННОТАЦИЯ

В последнее время основной проблемой при работе гидравлических экскаваторов является загрязнение гидравлических жидкостей различными мельчайшими пылевыми примесями горных пород. В результате чего происходит быстрое изнашивание деталей таких машин. Статья посвящена уточнению состава загрязненных примесей. Микроскопическим анализом изучена засоренности гидравлического масла. Вязкость исследованных образцов после их перегонки уменьшалась в сравнении с исходными.

ABSTRACT

Recently, the main problem in the operation of hydraulic excavators is the contamination of hydraulic fluids with various minute dust impurities of rocks. As a result, there is a rapid wear of the parts of such machines. The article is devoted to the clarification of the composition of contaminated impurities. Microscopic analysis was used to study the clogging of hydraulic oil. The viscosity of the studied samples after their distillation decreased in comparison with the initial ones.

Ключевые слова. Гидравлические жидкости, ИК-спектры, вязкость, плотность, растворитель, перегонка, бутанол, циклогексан, микроскопический анализ

Keywords. Hydraulic fluids, IR spectra, viscosity, density, distillation, butanol, cyclohexane, microscopic analysis.

Количественно доля неорганических частиц (практически адекватная так называемой «зольности») в общей массе загрязняющих веществ обычно составляет около 50%, увеличиваясь по мере улучшения чистоты жидкости [4, 5]. Качественный состав неорганических примесей иллюстрирован на рис.1, данные которые полученные путем анализа 172 г осадка, экстрагированного из рабочих жидкостей гидросистем строительных и карьерных экскаваторов. Следует иметь ввиду, что специфика условий эксплуатации существенно влияет на физико-химический состав загрязняющих веществ.

Рисунок 1 Состав загрязняющих веществ

Исследованы гидравлические жидкости Tellus-68, Tellus-46, Chilon-68, Chilon-46 в исходном и рабочем состояниях.

Изучены физические характеристики гидравлических жидкостей, результаты которых приведены в табл.1 [1].

Таблица 1.

Физические характеристики отработанных гидравлических жидкостей

*НР – не растворяется; МР – мало растворяется; Р – растворяется.

ИК-спектры исследованных образцов снимали на инфракрасном спектрофотометре JR Tracer – 100 Shimadzu в диапазоне 4000 – 400 см^-1 [1,2].

Отработанные гидравлические жидкости коричневого цвета после использования становятся темно-коричневыми и темными из-за загрязнения. Для очистки гидравлической жидкости от загрязняющих примесей изучалось влияние различных органических растворителей, тем самым определено значение кинематической вязкости, плотности и некоторых физических характеристик гидравлических жидкостей [1,3].

Плотность гидравлических жидкостей меняется в интервале от 0,827 до 0,880 г/мл и уменьшается вязкость отработанных жидкостей по сравнению с исходной.

Рисунок 2 Микроскопический анализ засоренности гидравлического масла Tellus-68, отработавшего 3088 часов

В отработанном в течение 3088 часов гидравлическом масле Tellus-68 под микроскопом видны твёрдые частички в виде продуктов коррозии, соприкасаемых с маслом частичек металла, продуктов износа, воды (в виде круглых прозрачных ореолов), кварцевой пыли и редко встречающихся кусочков резины (рис 2). На изображениях В, Г, Д и Е пыль видна в виде мельчайших частичек, а металлические стружки – в виде светло-коричневых с неровными краями частичек. На фото А и Б отмечен кусочек резины с наличием мелких металлических стружек. Данное масло наработало 3088 моточасов на руднике «Восточный» в гидравлической системе экскаватора RH-40E. Микроскопический анализ засоренности гидравлического масла Tellus-68, отработавшего 3560 мото часов приведен на рис. 3.

Рисунок 3. Микроскопический анализ засоренности гидравлического масла Tellus-68, отработавшего 3560 моточасов

Установлено, что специфика условий эксплуатации гидрофицированных горных машин существенно влияет на физико-химический состав загрязняющих веществ гидравлических жидкостей. Предлагаемые различные методы анализа рабочей жидкости гидрообъёмной силовой установки для гидрофицированных горных машин являются приемлемыми, и они целиком и полностью соответствуют современным требованиям. Установлено, что наличие в гидравлическом масле абразивных частиц приводит к преждевременному износу трущихся компонентов насосов с последующим их разрушением и это приводит к засоренности гидросистемы, являясь одной из основных причин выхода из строя насосов и элементов гидравлической системы.

Список литературы:

1. Абдуазизов Н.А., Алиев Т.Б. и др. ИК-спектроскопический анализ загрязненности гидравлической жидкости гидрофицированных горных машин // Universum: технические науки. – Москва, 2019. – №8. – С. 35-39.
2. A. N. Azamatovich, Z. A. Shavkatovich, T. S. Abdumuminovich, and A. S. Xusniddinovich, "Simulation of the Motion of Dusted Air Flows Inside the Air Filter of a Hydraulic System of a Quarry Excavator." International Journal of Grid and Distributed Computing (IJGDC), ISSN: 2005-4262 (Print); 2207-6379 (Online), NADIA, vol. 14, no. 1, pp. 11-18, March 2021.
3. Abduazizov N.A., Muzaffarov A., Toshov J.B. “A complex of methods for analyzing the working fluid of a hydrostatic power plant for hydraulic mining machines.” // International Journal of Advanced Science and Technology. – India, 2020. – Vol. 29. – №5. – Р. 852-855. (№3. Scopus; № 41. SCImago, impact factor – SJR 2019: 0,11)
4. Григорьев М.А., Борисова Г.В. Очистка топлива в двигателях внутреннего сгорания. – Москва: «Машиностроение», 1991. – 208 с.
5. Тимиркеев Р.Г., Сапожников В.М. Промышленная чистота и тонкая фильтрация рабочих жидкостей летательных аппаратов. – Москва: «Машиностроение», 1986. – 152 с.