Лабораторна робота № 6. Вивчення властивостей гідравлічних рідин

Тема:

Вивчення властивостей гідравлічних рідин

Мета роботи: вивчити властивості гідравлічних рідин, дати рекомендації щодо їх застосування.

Інструкція з техніки безпеки при виконанні лабораторної роботи № 6.

Дотримуватися обережності при виконанні роботи. Початок роботи узгодити з викладачем.

При проведенні роботи:

- переконайтеся в справності приладів;

- роботу виконувати в щільно застебнутому халаті та гумових рукавичках;

- після закінчення роботи необхідно прибрати робоче місце і вимити руки з милом.

Обладнання та матеріали:

- скляні циліндри діаметром 40-50 мм для оцінки гідравлічних рідин за зовнішніми ознаками;

- термометр;

- ареометр для олив;

- колбонагрівач;

- зразки гідравлічних рідин.

Завдання перед студентами при виконанні роботи:

1) оцінити зразки гідравлічних рідин за зовнішніми ознаками;

2) визначити густину зразка гідравлічної рідини;

3) провести досліди на змішування гальмівних рідин між собою;

4) перевірити зразки рідини на розчинність в воді і бензині.

Короткі теоретичні відомості.

Гідравлічні рідини призначені для приведення в дію різних агрегатів і механізмів: привода гальм, підсилювача рульового керування, механізмів перекидача автомобілів-самоскидів, різних гідропідіймачів, гідроприводів, рідинних амортизаторів тощо. Рідини в системах забезпечують плавну і рівномірну передачу потужності з високим ККД (близько 95%). Це їх основна перевага перед пневматичними та механічними передачами.

Робочим тілом у гідравлічних передачах є легкорухомі і практично нестисливі рідини. Працюють вони в широкому діапазоні температур (від +90 до -40^ºС і нижче), при підвищеному тиску (до 100 МПа), в контакті з деталями з чорних і кольорових металів, гумовими та шкіряними ущільненнями, шлангами тощо. Тому рідини для гідросистем повинні:

- мати високу температуру кипіння і низьку температуру замерзання, змащувальні властивості,

- невелику в'язкість і хороші в'язкісно-температурні властивості, які б забезпечували добре перетікання;

- не утворювати пробки при робочих температурах і не збільшуватись в об'ємі;

- бути безпечними в роботі;

- мати достатню сировинну базу і бути дешевими.

Рідини для гідравлічних систем повинні захищати деталі гідроприводів від корозії, мати сумісність з конструкційними матеріалами, високі антиокисні властивості, фізичну стабільність, деякі інші.

Одержання, склад і властивості.

Більшість гідравлічних олив виробляють з нафтової сировини з введенням до їх складу функціональних присадок (антиокисних, антикорозійних, протизношувальних, протизадирних, антипінних та ін.). Для виготовлення гідравлічних олив можуть використовуватись синтетичні продукти або суміш мінеральних і синтетичних олив.

Рідини для гідроприводів.

Гідравлічна система надійно працює при оптимальному значенні в'язкості оливи в різних умовах роботи. Недостатня в'язкість оливи не забезпечує хороших мастильних властивостей. Крім того, така олива може витікати через ущільнення. Використання олив для гідросистем з великим значенням в'язкості провокує збільшення гідравлічних втрат і, як наслідок, зменшення швидкості гідроприводу.

Умовно всі гідравлічні оливи (їх часто називають рідинами) можна розподілити на 4 групи: малов'язкі, середньов'язкі-всесезонні, середньов'язкі (як правило, сезонного користування або в невеликому діапазоні температур), в'язкі. До середньов’язких – всесезонних гідравлічних олив належать оливи із значенням в’язкості при 50^ºС, що дорівнює 10 мм²/с, і при мінус 50^ºС – не більше 1500 мм²/с; до середньов’язких сезонного використання – із значенням в’язкості при 50⁰С, що дорівнює 15 мм²/с, і при мінус 40^ºС – не більше 4000 мм²/с; до в’язких – із значенням в’язкості при 50^ºС, що дорівнює 25-30 мм²/с. В кожну групу в залежності від значення в'язкості входять декілька класів.

Особливі вимоги автоматичних коробок передач до якості трансмісійних олив (рідин) призвели до виробництва спеціальних рідин АТF (Automatic Transmission Fluid), які випускаються різними фірмами з переліком (на етикетках) техніки, для якої рекомендована дана рідина. Для автоматичних коробок передач, що випускають ведучі фірми GM (General Motors) та Ford, необхідні АТF мають деякі відмінності у властивостях. Тому вибирати АТF для техніки треба згідно з рекомендаціями виготовлювачів цієї техніки. АТF по своїх властивостях значно відрізняється від трансмісійних олив і знаходиться ближче догідравлічних рідин. Вона також знайшла своє застосування в рульових механізмах і механізмах піднімання кабіни вантажівок. Також її використовують для заповнення гідравлічних домкратів.

Амортизаторні рідини.

Амортизаторні рідини призначені для застосування в телескопічних і важільно-кулачкових амортизаторах. Робота амортизаторів грунтується на поглинанні кінетичної енергії коливання кузова машини за рахунок перетікання амортизаційної рідини. Тиск рідини в амортизаторах досягає 8-11 МПа, а температура, в залежності від температури навколишнього середовища, до 140^º С. Щоб забезпечити нормальну роботу амортизаторів, рідинам треба мати хороші в’язкісно- і низькотемпературні, а також антипінні, мастильні та інші властивості.

Як амортизаційні рідини використовують спеціальні рідини: АЖ-12Т і МГП10, а також малов’язкі оливи та їх суміші, наприклад, суміш турбінної і трансформаторної.

Гальмівні рідини.

Гальмівні рідини, що випускаються нашою промисловістю поділяються за характером основи на наступні найбільш поширені групи: касторові, етиленгліколеві, гліколеві.

Для практичного використання необхідно вміти розрізняти рідини їх за зовнішніми ознаками, а також знати вплив на них води і бензину, змішуваність між собою.

Касторові рідини представляють суміш касторової олії зі спиртом і залежно від застосовуваного спирту - бутилового або етилового - мають маркування БСК і ЕСК.

Рідини розрізняють за кольором: БСК червоного кольору, ЕСК - жовтого. Обидві рідини мають гарні мастильні якості, але мають порівняно невисокі вязкісно-температурні властивості. При мінусових температурах у них помітно зростає в'язкість, зявляється можливість випадання згустків касторової олії, а при температурі -30..-40ºС може відбутися застигання рідини і втрата плинності.

Етиленгліколева гальмівна рідина ГТЖ-22 складається з суміші гліколей, води і антикорозійної присадки, колір рідини зелений або синій. Вона має гарні в'язкісно-температурні властивості, має високу температуру кипіння і низьку температуру застигання (До мінус 50ºС). Недоліком рідини ГТЖ-22 є погані змащувальні властивості, внаслідок чого перед заправкою приводу гальмівною рідиною потрібно змащувати його рухомі деталі тонким шаром касторової олії. Крім того, при роботі з рідиною слід вживати заходів обережності, так як вона отруйна.

Гальмівна рідина «Нева» являє собою складну суміш гліколей з присадками. Температура кипіння «Неви» не нижче 190ºС. Температурна межа, при якій вона зберігає працездатність, від +50 до мінус -50 ºС. Аналогічні цій рідині гліколеві рідини «Томь» і «Роса» з температурами кипіння 205 і 206ºС відповідно.

Багатокомпонентні гальмівні рідини, особливо ті, до яких входять ефіри полігліколей, гігроскопічні, тобто вони поглинають вологу з повітря. Внаслідок цього їх температура кипіння може знижуватися, іноді на 60-70ºС і більше. При використанні такої гальмівної рідини в системі утворюються ” парові пробки ”, що спричинює провал гальмової педалі.

Різні фірми випускають гальмівні рідини не однакового складу за кількістю і якістю сполук і присадок, тому змішувати гальмівні рідини не можна. Випускаються вони згідно з вимогами специфікації SAE J 1703 та стандарту FM V SS (Federal Motor Vehicle Safety Standard) № 116 – Grades DOT4 та DOT3 і придатні для гальмових систем легкових і вантажних автомобілів, автобусів, дорожньо-будівельної та іншої техніки. Гальмівна рідина DOT5 не гігроскопічна.

1. Оцінка якості гідравлічних рідин за результатами огляду їх зразків

Проведення досліду.

1. Визначення марки рідини за кольором і запахом. Зразки гідравлічних рідин перелити в пробірки по 10 мл в кожну і розглянути в проходячому світлі, звертаючи увагу на їх колір, прозорість і однорідність.

Колір. Рідини для гідравлічних систем будівельних і дорожніх машин, як правило, нафтового походження, і тому мають колір від світло- до темно-жовтого. Виняток становить масло АМГ-10, забарвлене в червоний колір. Автомобільні гальмові рідини БСК і ГТЖ пофарбовані в червоний або червоно-помаранчевий колір, рідина ЕСК - світло-жовта, ГТЖ-22 - зелена або захисного кольору.

Прозорість. Зразок випробуваної рідини в скляній пробірці дивляться в прохідному і відбитому світлі на білому фоні. Придатна до використання рідина повинна бути абсолютно прозорою, не містити механічних домішок і суспензій. При виявлені каламуті, осаду і суспензій рідина для гідросистем бракується.

Однорідність. Рідина, придатна до використання, повинна бути абсолютно однорідною і не мати ознак розшарування. Не допускується навіть невеликий шар сторонньої рідини зверху чи знизу. Шаром під рідинами АУ, АУП, АМГ-10, АГМ, ВМГЗ, ГТН, БСК і ЕСК може бути вода.

Запах. Рідини для гідросистем на нафтовій основі (АУ, АУП, ВГМЗ тощо) мають слабкий запах гасу (керосину). Оливі АМГ-10 притаманний приємний запах, що надається йому присадкою «вініпол».

Рідини ГТЖ-22 і «Нева» специфічним запахом не володіють, а рідини на касторовой основі мають запах спирту: рідини БСК - бутилового, а рідини ЕСК - етилового.

Результати досліду записати у звіт в таблицю 1.

Таблиця 1 - Оцінка якості гідравлічних рідин за результатами огляду їх зразків.

2. Визначення густини та в'язкості зразка гідравлічної рідини.

Проведення досліду:

Ареометром визначити густину гідравлічної рідини, як це описано в п.1 лабораторної роботи № 1.

Визначити в’язкість гідравлічної рідини, як це описано в п. 3 лабораторної роботи № 2.

Результати досліду записати у звіт в таблицю 2.

Таблиця 2 - Визначення густини зразка гідравлічної рідини.

3. Перевірка зразків рідини на розчинність в воді і бензині.

Проведення досліду:

Рідину влити в пробірку (3 мл), додати таку ж кількість води, струсити і дати відстоятися. При додаванні до рідин БСК і ЕСК води вони розшаровуються, рідина «Нева» перемішуються з водою в будь-якій пропорції.

При додаванні бензину до касторовї рідини відбувається їх повне перемішування і утворюється однорідна суміш, з рідиною «Нева» бензин не змішується, тому виходить два чітко розмежованих шари.

Перевірка гальмівних рідин на змішування. При проведенні цього досліду треба пам'ятати, що рідини на одній основі змішуються між собою, а рідини на різних основах розшаровуються.

Для випробування налити в дві пробірки по 1-5 мл рідини БСК і

«Нева». У кожну з пробірок додати стільки ж мілілітрів ЕСК і струснути. Потім дати відстоятися суміші і за їх станом зробити висновок про взаєморозчинність.

Результати досліду записати у звіт в таблицю 3.

Таблиця 3 - Перевірка зразків рідини на розчинність

4. Висновок про придатність гідравлічних рідин:

Контрольні запитання:

1. Які речовини належать до гідравлічних рідин?

2. Які найбільш поширені групи гальмівних рідин?

3. Які вимоги ставляться до гальмівних рідин?

4. Які характеристики сучасних гальмівних рідин?

5. На які групи поділяються гідравлічні оливи?

6. Які вимоги до амортизаторних рідин?

7. Назвіть відомі вам марки гальмівних рідин і дайте їм характеристику.

8. Назвіть відомі вам марки гідравлічних рідин і дайте їм характеристику.