В процессе эксплуатации гидравлические цилиндры испытывают значительные нагрузки и подвержены воздействию агрессивных сред[1, 4-5]. В результате, появляются эксплуатационные дефекты, снижающие работоспособность гидроцилиндров вплоть до полного выхода из строя.

В связи с тем, что сейчас многие специализированные предприятия по ремонту агрегатов мобильной техники, в том числе и гидроагрегатов, перепрофилированы по выполнение других работ, перед инженерной службой хозяйств встала проблема обеспечения восстановления работоспособности этих элементов.

Гидроцилиндры, поступающие в ремонт, имеют характерные износы манжет, круглых уплотнительных колец, штоков, корпусов цилиндров, направляющей втулки, втулки проушин корпуса и штока [1, 4, 6].

При износе манжет в месте контакта и трения с рабочей поверхностью сопрягаемой детали появляются риски и разрывы, следы истирания, следы разрушения структуры и выкрашивания резины. Неисправные круглые уплотнительные кольца прокручиваются в канавке под действием контактных сил.

У изношенных штоков на рабочей поверхности наблюдаются риски, вырывы, отслаивания хромового покрытия, царапины, кольцеобразные следы вмятин, следы схватывания и коррозии [1-3].

Кроме этого, в соединении штока с поршнем обнаруживаются следы стирания и вмятин, а на торцевых участках, контактирующих с поршнем – царапины и следы схватывания, изгиб штока, который достигает 7 … 9 мм и более, а также разрыв и заклинивание штока.

Штоки в продольном сечении изнашиваются вблизи поршня, а в поперечном – в плоскости, параллельной плоскости качания цилиндра.

При износе корпусов цилиндров появляются риски на рабочей поверхности сопряжения с поршнем, вмятины и следы схватывания на центрирующем пояске, трещины в местах сварки и др.

Вмятины и забоины на наружной поверхности нередко достигают 1 мм и приводят к заклиниванию поршня. Характер износа в продольном сечении не имеет ярко выраженной закономерности [1-6].

В поперечном сечении наблюдаются овальность в плоскости, перпендикулярной к плоскости качания гидроцилиндра, а также деформация корпуса (в среднем 0,015 мм).

Анализ износов деталей гидроцилиндров показывает, что изменение их размеров в результате истирания значительно по сравнению с величинами пластически деформаций и механических повреждений, вызвано чрезмерными усилиями, возникающими в процессе эксплуатации.

Восстановление работоспособности гидроцилиндров предполагает замену вышеуказанных изношенных деталей, а соответственно – выполнение разборочно-сборочных работ. При проведении разборки-сборки гидроцилиндров очень важно обеспечить несколько условий, при нарушении которых, могут возникнуть дефекты обусловленные перекосом сопрягаемых частей, разрывом или проворачиванием уплотнителей и так далее.

Кроме того, некоторые операции, осуществляемые при разборке-сборке гидроцилиндров, сопряжены с приложением к деталям значительного усилия, что исключает ручную сборку.

Очень важно в процессе разборки-сборки не повредить пригодные для дальнейшей эксплуатации элементы гидравлических цилиндров. Соблюдение всех условий разборки-сборки гидроцилиндров мобильных машин возможно при применении передовых решений и разработок механизации рабочих процессов. Только высокотехнологичное и точное оборудование позволит осуществлять качественную разборку-сборку новых и подлежащих ремонту и восстановлению гидроцилиндров машин.

Применение механизированных устройств для выполнения разборочно-сборочных процессов соединений с прессовыми и напряженными посадками обеспечивает сохранность деталей при разборке, надежность и долговечность собираемых узлов и агрегатов, а кроме того предотвращает возможность повреждения резинотехнических комплектующих гидравлических цилиндров.

К сожалению, в настоящее время, устройства для разборки-сборки гидроцилиндров не в состоянии обеспечить требуемый уровень качества и высокой производительности разборочно-сборочных работ ремонтного производства.

Исходя из выше изложенного, можно сделать вывод о том, что задача по модернизации существующих и разработки новых конструкций устройств для разборки-сборки гидроцилиндров, в настоящее время является весьма актуальной.

Все без исключения исследователи подтверждают тот факт, что интенсивность изнашивания большинства элементов машин в условиях низких температур выше, чем в некотором диапазоне положительных температур [2].

Низкие температуры воздуха вызывают многократное увеличение вязкости смазочных материалов и технических жидкостей. Так, рабочая низкотемпературная жидкость ПГ-271 при температуре 50^оС имеет вязкость 4×10^-6 м²/с, а при температуре -50 ^оС – 3×10^-4 м²/с [3]. Такое увеличение вязкости смазочных материалов снижает их жидкотекучесть, в результате чего поступление смазочных материалов к узлам трения затрудняется или может полностью прекратиться. Под действием низких температур влага, содержащаяся в смазочных материалах, кристаллизуется, что вместе с изменением свойств самих материалов снижает их смазывающие свойства (например, снижается свойство прилипаемости масла к металлическим поверхностям) и, тем самым, провоцирует возникновение сухого или полусухого режима трения и, как результата, повышения интенсивности изнашивания.

У технических жидкостей, используемых в гидравлических и тормозных системах машин, с повышением температуры снижается вязкость, возрастают утечки жидкости из гидросистемы, что ухудшает смазываемость поверхностей трения и увеличивает износ деталей гидравлических двигателей, цилиндров и аппаратуры.

Однако, основной причиной повышения интенсивности изнашивания, следует считать ухудшение условий трения – проникновения абразивных частиц в зону контакта деталей гидрооборудования, ослабление защитных свойств смазки, изменение зазоров сопряжения, обусловленных изменением температуры рабочей жидкости гидросистемы.

Применительно к гидрофицированным машинам установлено, что по причине преждевременного изнашивания выходит из строя 90% деталей, а по причине потери прочности – 10% деталей [4].

Наличие механических примесей в рабочей жидкости приводит к абразивному изнашиванию, которое является практически единственным видом изнашивания металлических и полимерных деталей гидрооборудования. Интенсивность изнашивания пропорциональна количеству и размерам механических примесей. Исследованиями установлено, что увеличение загрязненности в четыре раза снижает долговечность гидрооборудования в два раза. Отсутствие или недостаточная эффективность фильтра сокращает срок службы насосов в 10…12 раз [5]. Все отечественные и зарубежные исследователи, занимавшиеся в разное время изучением процесса изнашивания и надежности машин, считают, что главным фактором, увеличивающим износ и снижающим надежность машин с гидравлическим приводом, является загрязненность рабочих жидкостей [6,7].

Температура (вязкость) рабочей жидкости оказывает существенное влияние на интенсивность абразивного изнашивания металлических деталей гидрооборудования. При низких температурах часть потока жидкостей проходит через переливной клапан фильтра, не фильтруясь. Кроме того, в более вязкой жидкости абразивные частицы легче удерживаются во взвешенном состоянии и транспортируются по гидросистеме.

Интенсивность изнашивания деталей существенно зависит от температуры, причем температуры ниже 0^оС оказывают на изнашивание наибольшее влияние. Например, при изменении температуры от +20 до –30^оС износ манжетных уплотнений увеличивается в 5,5 раза, а колец круглого поперечного сечения – в 5,2 раза. Изменение температуры от +20 до +80^оС вызывает значительно меньший износ: манжетное уплотнение – в 1,5 раза, кольца круглого поперечного сечения – в 1,4 раза [5].

На изнашивание металлических деталей температура жидкости также оказывает большое влияние. При изменении температуры от +20 до –30^оС износ увеличивается в 1,25 раза, при изменении температуры от +20 до +80^оС – в 1,2 раза [5]. Повышение износа металлических деталей при отрицательных и положительных температурах обусловлено ухудшением условий взаимодействия поверхностей трения, которые, не влияя на характер изнашивания, увеличивают его интенсивность.

При температурах от +10 до +50^оС наблюдается участок наименьшего износа деталей. В этом интервале температуры поверхности трения наиболее полно разделяются слоем рабочей жидкости.

Уменьшить интенсивность абразивного изнашивания, снизить силы трения в зоне контакта деталей гидрооборудования можно за счет применения более совершенных конструкций фильтроэлементов, строгого выполнения технико-эксплуатационных требований и оптимизацией температуры рабочей жидкости.