Влияние параметров систем фильтрации



Предыдущая | Следующая

 

Влияние параметров систем фильтрации рабочих жидкостей на эффективность эксплуатации гидрофицированных горных машин Подконтрольная эксплуатация карьерного оборудования показала, что наиболее тяжелые отказы гидравлических приводов, обусловливающие многочасовые простои техники (рис. 1, кривые 1, 2), вызваны абразивным износом гидравлических агрегатов.
Известно [1], что интенсивность износа?? зависит от параметров нагружения привода и загрязненности жидкости в виде:
?rcs =??ecs / {[(pecs/prcs)? / kd • (vecs/vrcs)] • [ dc?(ecs)? / dc?(rcs)? • C(ecs) / C(rcs) • H(ecs) / H(rcs)]}, где: индексы (ecs) и (rcs) относятся соответственно к эталонному и реальному режимам; p, v – эквивалентное давление и скорость; kd – коэффициент динамичности нагрузки; dc?, H, C – эквивалентный размер, твердость и концентрация частиц в рабочей жидкости,????? R , где R – ресурс гидроагрегата.
Мнения о величине показателя степени ? в литературных источниках расходятся. Так, в книге [2], для гидравлических систем полагают?? = 2,71, T.C. Dickenson [3] предлагает, в зависимости от конструктивных особенностей механизмов, выбирать величину?? в интервале 1,7-3.
Эксперименты, проведенные автором на гидромоторах и насосах типа A1F 125/320 (Rexroth, Германия), определили значение?? = 2.
Исходя из результатов подконтрольной эксплуатации горных машин [4] и считая эталонным стендовый режим заводских ресурсных испытаний гидроагрегатов при номинальных параметрах, можно положить vecs= vrcs, H(ecs)/ H(rcs)=53 % , pecs/prcs=35 %., а kd=2,2 Таким образом, в целом привод существенно недогружен и имеет не менее чем пятикратный запас по конструктивной прочности. Значит, управляя параметрами загрязненности рабочей жидкости, можно добиваться желательного значения ресурса гидроагрегатов в очень широком диапазоне (рис. 2).
Обычно целевой функцией такого управления является повышение ресурса, однако в современных условиях можно поставить во главу угла энергосбережение. В самом деле, при соблюдении номинальных требований к чистоте рабочей жидкости изготовителем допускается снижение энергетических характеристик агрегата по сравнению с первоначальными (номинальными), и зачастую значительное. Так, например, для гидравлических насосов допустимым считается снижение объемного КПД до 75 %, при стартовом значении 95 %. Эксплуатация агрегатов до такого состояния приводит к крайне низкой энергетической эффективности привода (см. таблицу).
В целом, в качестве комплексного критерия может быть принята величина затрат на эксплуатацию горной машины. При этом, поскольку стоимость системы фильтрации возрастает с улучшением чистоты жидкости, очевидны возможности для поиска оптимального решения.
Определим величину комплексного критерия эффективности системы фильтрации. Величину этого критерия определим в виде:
KZE = (UZ• (1+k$)Tmm +????Z(1+k$)-i |i=1…Tmm ) / (BMM • Tmm), где: UZ, Tmm, EZ, BMM – стоимость, дол.
США; срок службы, лет; годовые затраты на эксплуатацию, дол. США в год; фактическая годовая производительность мобильной машины, т; k$ – ставка кредитования; i – номер года.
Очевидно, что величины EZ и BMM связаны с параметрами загрязненности рабочей жидкости, которые, как следует из изложенного, можно полагать постоянными и для конкретных условий эксплуатации зависящими только от характеристик систем фильтрации.
Фактическая годовая производительность машины и эксплуатационные затраты равны, соответственно:
где:??av,??0, – средний за срок службы и номинальный КПД привода; Krdn – коэффициент технической готовности мобильной машины; EZfs, EZfuel, EZstf – соответственно затраты на энергию, запасные части и обслуживающий персонал, дол. США в год.
Учитывая, что фаза нормального износа [1] составляет до 90 % ресурса, можно положить ?av = (??0 +??min ) / 2 , где:??min – минимальное значение КПД, соответствующее назначенному ресурсу привода, согласно техническим условиям изготовителя (см. таблицу).

/*/

а насколько реже выходит из строя оборудования при использовании более дорогих фильтров?