В.И. Барышев
На результатах исследований насосов на абразивную износостойкость показана возможность прогноза их ресурса, что позволяет оптимизировать нормы и требования к промышленной чистоте конкретного гидропривода.
Загрязнение жидкостей, используемых при изготовлении, эксплуатации и ремонте машин, продолжает оставаться одной из основных причин отказов современной техники.
Так, считается общепризнанным, что сегодня от 60 до 90 % отказов в гидроприводе прямо или косвенно связано с загрязнением рабочих жидкостей механическими твердыми частицами.
Это связано, в частности, с тем, что загрязнения по природе, количеству, качеству и воздействию на агрегаты машин весьма разнообразны.
При современной общей тенденции повышения силовой и скоростной нагруженности агрегатов машин, при одновременном повышении требований к безотказности и ресурсу, их чувствительность к загрязнениям постоянно растет. При этом конструкция, производство и эксплуатация машин должны оставаться высоко технологичными, т.е. обеспечивать снижение всех видов затрат до оптимального уровня.
Так, для снижения материальных и трудовых затрат, в частности, за оптимальный уровень чистоты систем машин следует принимать максимально допустимый уровень загрязнения, при котором агрегаты машин еще работают без нарушения заданных функций и снижения показателей надежности ниже установленных пределов.
Очевидно, что оптимальное решение по чистоте возможно только при индивидуальном подходе к системам машин. Общие рекомендации здесь по контролю и обеспечению чистоты могут служить лишь отправным началом сложной и длительной работы. В этих условиях, чтобы поддерживать требуемую надежность различных систем машин, обслуживающий персонал должен быть хорошо подготовленным, постоянно повышать и подтверждать на практике надлежащую квалификацию в вопросах технической диагностики и, в частности, в вопросах промышленной чистоты, а это зачастую проблема проблем. Отсюда возможны и весьма затратные пути решения проблем промышленной чистоты на практике, как, например: все сделаем сами быстренько и на коленке и, в частности, установим в систему абсолютный или близкий к абсолютному фильтр, как можно больших размеров или их батарею. Считают, что в этом случае проблемы обеспечения чистоты масел и рабочих жидкостей при хранении, транспортировке и заправке и надлежащего технического обслуживания систем машин существенно упрощаются, если не сняты совсем. Такой путь весьма затратен и может приводить к деградации обслуживающего персонала, как современных механиков. Развитие техники естественно сопровождается дальнейшим совершенствованием методов и средств контроля, нормирования и обеспечения промышленной чистоты жидкостей и газов.
Особое место среди этих работ занимает совершенствование классификаций чистоты.
Дело в том, что загрязнения, как и любые другие объекты или явления, закономерно встречающиеся в инженерной практике, для того чтобы быть однозначно воспринятыми, прежде всего, должны быть систематизированы.
Целям систематизации или единообразному распределению объектов или явлений по определенным признакам схожести служат классификации, т.е. деление объектов или явлений на классы по ряду характерных признаков.
За характерные или классификационные признаки схожести необходимо принимать как количественные, так и качественные показатели, так как только их сочетание может дать наиболее полное и объективное представление об объекте или явлении.
Однако общая методология познания такова, что в первую очередь, как правило, устанавливают и используют количественные показатели и только потом качественные, как более сложные и разнообразные, требующие длительной проработки.
В настоящее время известен ряд классификаций промышленной чистоты технических жидкостей: ГОСТ 17216, NAS-1638, SAE, фирмы «Cincinnati» и др. Если ГОСТ 17216 (табл. 1) является межгосударственным (страны СНГ), то NAS-1638 (табл. 2) является национальным аэрокосмическим стандартом Америки и имеет сегодня практически статус международного, так как наиболее широко используется в мировой практике.
Таблица 1
Классификация промышленной чистоты жидкостей (ГОСТ 17216)
| Класс чистоты жидкостей | Число частиц загрязнителя в | 00±0,5 см3 жидкости при размере частиц, мкм, не более | Масса загрязнителей, %, не более | |||||||
| От 0,5 до 1 | Св.1 до 2 | Св.2 до 5 | Св. 5 до 10 | Св. 10 до 25 | Св. 25 до 50 | Св. 50 до 100 | Св. 100 до 200 | Волокна | ||
| 00 | 800 | 400 | 32 | 8 | 4 | 1 | Отсут ствует | АО | АО | Не нормируется |
| 0 | 1600 | 800 | 63 | 16 | 8 | 2 | Отсут ствует | |||
| 1 | 1600 | 125 | 32 | 16 | 3 | Отсут ствует | ||||
| 2 | 250 | 63 | 32 | 4 | 1 | |||||
| 3 | 125 | 63 | 8 | 2 | ||||||
| 4 | 250 | 125 | 12 | 3 | ||||||
| 5 | 500 | 250 | 25 | 4 | 1 | |||||
| 6 | 1000 | 500 | 50 | 6 | 2 | 1 | 0,000032 | |||
| 7 | 2000 | 1000 | 100 | 12 | 4 | 2 | 0,000064 | |||
| 8 | Не нормируется | 4000 | 2000 | 200 | 25 | 6 | 3 | 0,000125 | ||
| 9 | 8000 | 4000 | 400 | 50 | 12 | 4 | 0,00025 | |||
| 10 | 16000 | 8000 | 800 | 100 | 25 | 5 | 0,0005 | |||
| 11 | 31500 | 16000 | 1600 | 200 | 50 | 10 | 0,001 | |||
| 12 | 63000 | 31500 | 3150 | 400 | 100 | 20 | 0,002 | |||
| 13 | 63000 | 6300 | 800 | 200 | 40 | 0,004 | ||||
| 14 | 125000 | 12500 | 1600 | 400 | 80 | 0,008 | ||||
| 15 | 25000 | 3150 | 800 | 160 | 0,016 | |||||
| 16 | 50000 | 6300 | 1600 | 315 | 0,032 | |||||
| 17 | 12500 | 3150 | 630 | 0,064 | ||||||
Примечание:
«Отсутствие означает, что при взятии одной пробы жидкости частицы заданного размера не обнаружены или при взятии нескольких проб общее число обнаруженных частиц меньше числа взятых проб.
«АО» - абсолютное отсутствие частиц загрязнителя.
Зависимость класса чистоты жидкостей от массы содержащегося в ней загрязнителя с учетом числа частиц загрязнителя в жидкости является справочной. Массы приведены для частиц загрязнителя со средней плотностью 4х103 кг/м3 и плотностью жидкости 1X103 кг/м3.
Так как предметом классификации являются дисперсные системы (суспензия, аэрозоль) или их дисперсные фазы (отложение, осадок, центрифугат, пыль, микропорошок и т.п.), то естественно, что в качестве основного классификационного признака в данных классификациях принят дисперсный состав загрязнений, представляющий классы чистоты количеством частиц загрязнений в принятых размерных группах или фракциях в единице объема контролируемой жидкости.
Общим принципом построения этих классификаций является принцип возрастающей величины, когда последовательность классов осуществляется в возрастающем порядке измерения, в котором та или иная характеристика делится классами.
В этой связи действующие сегодня классификации загрязнений представляют собой последовательные ряды дисперсий, построенные на основе геометрической прогрессии с модулем 2.
На этом же принципе строятся шкалы размера частиц загрязнений или их фракций. Целесообразность использования явления универсальности рядов или каскадов удвоения для построения
Таблица 2
Классификация промышленной чистоты жидкостей (NAS-1638)
| Класс чистоты | Число частиц загрязнений в 100 мл жидкости при размере частиц в мкм, не более | ||||
| 5-15 | 15-25 | 25-50 | 50-100 | >100 | |
| 00 | 125 | 22 | 4 | 1 | 0 |
| 0 | 250 | 44 | 8 | 2 | 0 |
| 1 | 500 | 89 | 16 | 3 | 1 |
| 2 | 1000 | 178 | 32 | 6 | 1 |
| 3 | 2000 | 356 | 63 | 11 | 2 |
| 4 | 4000 | 712 | 126 | 22 | 4 |
| 5 | 8000 | 1425 | 253 | 45 | 8 |
| 6 | 16000 | 2850 | 506 | 90 | 16 |
| 7 | 32000 | 5700 | 1012 | 180 | 32 |
| 8 | 64000 | 11400 | 2025 | 360 | 64 |
| 9 | 128000 | 22800 | 4050 | 720 | 128 |
| 10 | 256000 | 45600 | 8100 | 1440 | 256 |
| 11 | 512000 | 91200 | 16200 | 2880 | 512 |
| 12 | 1024000 | 182400 | 32400 | 5760 | 1024 |
классификационных шкал обусловлена тем, что последовательность значений параметра, соответствующих последовательным удвоениям, асимптотически ведет себя как геометрическая прогрессия, модуль которой является универсальной постоянной, не зависящей от конкретной системы. Такие же каскады удвоения или градации предельных значений наблюдаются и в типичных эволюционных системах, описываемых зависящими от параметра дифференциальными уравнениями. Кроме того, числа геометрической прогрессии с модулем 2 соответствуют числам предпочтительного ряда R10, принятого в машиностроении за основной. Так, практически все номинальные значения основных параметров гидроприводов: рабочий объем, частота вращения, давление, расход, удельный проход и пр. соответствуют числам ряда R10. В этом случае выдерживается принцип упорядочения выбора числовых значений и их градаций параметров всех видов продукции, позволяющего наилучшим образом согласовать и увязать между собой материалы, изделия, технологическое, контрольно-измерительное оборудование.