液压油过滤技术在工程机械中的应用.pdf

RM CM m 。 ～ 液 压 油 过 滤 技 术 在 工 程 机 械 中 的 应 用 App l i c a t i on o f Hy dr a u l i c Oi l Fi l t r a t i on Te c hno l o g y on Con s t r uc t i on M a c hi n e r y 杨刚 ， 戚殿 兴 YANG Gang，QI Di an xi ng 一 拖 洛 阳 3 - 程 机 械 有 限 公 司 ， 河 南 洛 阳 4 “7 ／ 0 0 4 YI TUO L u o y an g Con s t r u c t o n M a c hi n e r y Co L t d ． ， L u o y a n g 471 0 0 4，Hen a n， Ch i n a 【 摘要 】 针对工程机械液压油污染等级问题 ， 探讨 了液压油过滤技术 根据液压油过滤工艺设计了一种具有三级滤 芯 的过 滤机 和 管 路组 成 的过 滤 系统 ， 使 用 快换 接 头将 过 滤 系统 与工 程 机 械液 压 油箱 连 接 能满 足 大批 量 工程 机 械液 压油 过 滤作 业 的需 要 ，用检 测仪 检 测证 明 该 过滤 系统 过 滤后 的 液压 油污 染 等级 优于 行 业要 求标 准 【 Ab s t r a c t】Ai me d a t t h e p o l l u t i o n l e v e l p r o b l e m o f h y d r a u l ic o i l f o r c o n s t r u c t i o n ma c h in e r y ，t h e h y d r a u l i c o i l f i l t r at i on t ec hn ol ogy i s st udi ed A f i l t r at i on s yst em cons i st i ng of f i l t er w it h a t hr ee l evel f i l t er et em ent an d pi pes i s desi gned i n t er m s of f i l t r at i on t echnol ogy， w hi ch c onnect s t he f i l t r at i on s yst er n and oi l t ank of cons t r uct i on m a chi ner y w it h qui ck ch ange c onnect or As a r es ult ．t he m as s hydr auI ic 0i I f i lt r a t i on w or k is sa t i s f i ed．The det ect ion i ndi ca t es t hat f i l t er ed w i t h t he f i l t r at i on sys t em ． t he pol l ut ion l evel of hydr aul i c oi l i s super ior t o i ndus t r i al s t an dar ds 【 关键 词 】 工程 机械 ； 液压 油 ； 污 染 等级 ； 过 滤 技术 【 K e y wo r d s】 c o n s t r u c t i o n ma c h i n e r y ； h y d r a u li c o i l ； p o l l u t i o n l e v e l ； f i lt r a t i o n t e c h n o l o g y 中 图 分 类 号 U41 5 ． 5 文 献 标 志 码 B 文 章 编 号 1 0 0 0 - 0 3 3 X 2 01 O 0 2 0 0 8 2 0 3 0 引 言 液压 系统 在 工程 机械 中被 广 泛地 采 用 ，工程 机械 的 工 作 装置 、 行 驶 系统 及转 向系统 常 常离 不开液 压 系统 。 对 于 液 压 系统 而 言 ， 液压 油 的质 量至 关 重 要 ， 因此 ， 液 压 油 的污 染程 度对 整机 的 可靠 性 有非 常大 的 影响 、工程 机 械 在 出 厂前 要进 行 一定 时 间的 负载 试验 ，此 时 为产 品 的早 期磨 合 期 ．液压 油 污 染很快 为保 证 出厂产 品 液压 油 清 洁 。 不 少 生 产 厂 的 做 法 是 在 试 验 后 更 换 液 压 油 ， 更 换 时 把 系统 中的 液压 油也 一 并排 出 、 然 而工 程 机械 液压 系统 结 构 复杂 ，在换 油 操作 过 程 中液压 元件 内的杂质 并不 能完 全 随油液 排 出 、由市 场 反 馈 可 知 ， 出厂 产 品 液压 系统 故 障率 仍 然较 高 。 椐 分 析 ， 相 当一部 分 液压故 障是 由于 产 品出 厂时 液压 元 件 内部 不 清 洁 造 成 的 因 此 ． 急 需 开 发 ～ 种 既 毹 降 低 液 压 油 的 污 染 ， 又 能 有 效地 对 液压 元 件 内部进 行 清洁 的新 技 术 ，从 而 降低 液 压 系统 故 障 发生 率 ， 保证 产 品 的品质 。 8 2 1 液 压 油 过 滤 的 工 艺 技 术 要 求 为 保 证 产 品 液 压 系 统 的 清 洁 ． 经 过 多 方 面 分 析 ， 决 定 采用 液压 油 过 滤的工 艺。 根据 实 际生 产情 况 ， 这 种 液压油 过 滤 工 艺 府 满 足 以 下 技 术 要 求 1 ． 1 过 滤 精 度 要 求 工 程 机 械 液 压 油 固 体 污 染 颗 粒 的大 小要 求控 制 到 5 n ， 所 以 要 求 最 高 过 滤 精 度 须 达 到 5 m。 考 虑 到 油 箱和 过滤 管 路 中有可 能 混入 较 大 的杂质 颗粒 ．过 滤 系统 采 用 分级 过 滤 ， 其 中最 后 一 级 过 滤 精 度 为 5 m， 保证 最 终 的过滤 精度 。2 对 工 程 机 械 实 现 动 态 过 滤 为 提 高 生 产 率 ， 新 研 制 的 过 滤 系 统 最 好 能 和 主 机 液 压 油 箱构 成 一 个循环 回路 ．从而 不 需将 工程 机械 液 压 系 统 中 的 液 压 油 放 出 即 可 实 现 过 滤 。 1 ． 3 通 用 性 好 应能 满足 业产 品 多样 化 的要 求 。能 方便 的对 多种 不 同 类 型 的 工 程 机 械 液 压 油 进 行 过 滤 。 1 ． 4 能 对 系 统 自 身 状 况 进 行 自检 并 方 便 维 护 保 养 当 系 统 内 的 各 级 滤 芯 纳 污 量 达 到 限 定 值 以 及 出 现 异 常 时 ． 系 统 府 能 将 信 息 反 馈 给 操 作 者 ， 从 而 及 日 寸进 行 维 护 保养 和 故 障排 除 1 ． 5 人 机 2 1 2 程 学 要 求 整 个 过 滤 系 统 结 构 尺 寸 符 合 人 机 工 程 学 要 求 ， 便 于 操 作 者 操 作 。 2 液 压 油 过 滤 系 统 的 结 构 及 原 理 根 据液压 油过 滤 的工 艺技 术要 求 。 该 系统包 含过 滤机 和 管路 系统两 部 分 ． 、 过 滤机 E有操 纵板 ， 边集 中 了多数 的 操 作 按 钮 和 信 号 装 嚣 符 合 人 机 工 程 学 要 求 。整 个 系统 的 设计 完 全 满 足 各 项 技 术 要 求 、 2． 1 过 滤 机 过 滤 机 结 构 分 为 过 滤 主 系 统 、 辅 助 油 箱 系 统 、 仪 表 及 操 纵 系 统 2 ． 1 ． 1 过 滤 主 系 统 过 滤 主 系 统 的编 成 吸油 管 一 吸 油 过 滤器一 主 工作 泵 一 电 加 热 器 一 相 过 滤 器 一 精 过 滤 器 一 流 量 计 一 出 油 管 在 主 系统 中 共 有 3 个 过 滤 器 ， 从 吸 油 过 滤 器 、 半 H过 滤 器 到 精 过 滤 器 ， 过 滤 精 度 ～ 级 比 一 级 高 、 吸 油 过 滤 器 采 用 强 磁 过 滤 和 不锈 钢 网状 滤 芯 进行 复 合过 滤 ，它能 把油 中 的 铁 质 粉 末 及 大 的 杂 质 提 前 过 滤 掉 ． 从 而 保 护 主 工 作 泵 相 过 滤 器 能 把 次 级 的 杂 质 过 滤 掉 从 而 保 护 精 过 滤 器 精 过 滤器 过 滤 精 度 为5 Ix ， 为 了保 证 流 量 ． 精 过 滤器 设 置 7 个 滤 芯 来 加 大 过 滤 面 积在 相 过 滤 器 和 精 过 滤 器 的 两 端 都 并 联 有 溢 流 阀 ， 当 压 差 超 过 允 许 值 时 溢 流 阀 溢 流 保 护 滤 芯 ． 同 时 通 过 电 气 系 统 使 糨 滤 或 精 滤 报 警 电 加 热 器 会 把 液 压 油 加 热 到 7 0 3 ℃ ． 使 液 压 油 黏 度 降 低 减 小 通 过 粗 过 滤器 和精 过 滤器 时 的 阻 力 i ． 保 证 系统 能通 过 较 大 的 流 _蕈主 系 统 设 置 有 旁 路 流 量 调 整 管 路 ， 该 管 路 从 主 工 作 泵 进 口起 到 粗 过 滤 器 出 口 止 ， 由 于 压 力 差 的 原 ， 此 旁 路 中 液 压 油 倒 流 ， 从 而 形 成 局 部 小 循 环 主 工 作 泵 ⋯ 电 加 热 器 一 粗 过 滤 器 一 截 止 一 主 工 作 泵1 ， 调 整 管 路 中 间 有 个 截 止 阀 ． 通 过 调 节 阀 的 开 度 可 以 调 整 小 循 环 的 流 量 。 并 进 而 调 整 整 个 系 统 的 流 量f 调 整 时 可 观 察 流 量 计 的 指 示 在 精 过 滤器 出油 管 处 引 出有 取 样 装置 ， 可 取 样 检 测 过 滤 后 的液斥 油 污 染 等级 2． 1 ． 2埔 鳓 油 箱 系 统 辅 助 油 箱 系统 由相 过 滤器 相 过 滤器 既 属 于 过 滤 主 系 统 、 也 属 于 辅 助 油 箱 系 统 、 辅 助 油 泵 、 电 磁 换 向 阀 、 辅 助 油 箱 及 相 应 管 路 组 成辅 助 油 泵 通 过 4个 电磁 换 向 阀 ， 一 与 相 过 滤器 及 辅 助 油 箱 的进 出油 口相连 图 1 ． 当 启动 抽 e 设 nt 备 M 管 a i n 理 t e n a n cEq ui p m e nt M a na ge me nt M a i nt e na n c e 维 Te 修 c h n 技 ol o 术 gy RM CM ■ ■ ■ ■ ● 一 ■ ■ ■ 口 口 I 垒I 1辅 助 油 泵 与 电 磁 l j j } I 的 迂 疆 油 或 注 油 按 钮 时 辅 助 工 作 泵开 始 工作 ．抽 油 时 l 、 4阀连 通 ， 油 从孝 丑 过 滤器 流 向辅 助油 箱 。 注 油 时 2 、 3 阀连 通 ， 油 从 辅 助 油 箱流 图粗 过滤 器 辅 助 油 箱 进油 口处 设有 过滤 器 ， 使 油 液 过 滤清 洁进 入 辅 助油 箱 需要 清 洗 滤芯 时 先把 相 过 滤 器 、 精 过 滤 器 内 的油抽 入 辅 助 油箱 ， 然后 把 滤 芯取 出 清 洗 ， 等滤 芯 清 洗好 装 上后 再 把 液压 油 注 囤滤 罐 ， 这样 可 以 避 免 取 滤 芯 时 脏 油 未 经 过 滤 直 接 流 网 工 程 机 械 油 箱 辅 助 油 箱 系 统 的 另 一 作 用 是 在 过 滤 系 统 最 初 安 装 后 ， 可 从 辅 助 油 箱 向 过 滤 系 统 内 充 入 液 斥 油 ， 2 ． 1 3 仪 表 及 操 纵 系 统 通过 仪表 及 操纵 系 统 可对 整 个过 滤 机 的运 行 进行 蛉 控 和 操 作 在 仪 表 板 上 有 操 纵 电源 及 主 泵 、 辅 助 油 泵 、 电 加 热器 的按 钿开 关 ， 操作 方便 、 同 时仪 表板 上还 有 各种 信 号 的指 示 装 置 以及 相 滤 、 精 滤 的报 警 装 置 ， 根 据 这些 信号 装 置 、 探 作 者 可 随时 掌 握 系统 的运 行 状 态 、 2 ． 2 管 路 系 统 管 路 系 统 指 连 接 过 滤 机 到 工 干 旱机 械 液 斥 油 箱 的 管 路 。 管 路 系统 由4 段 软 管 、 吸油 钢 管及 蝶 阀 、 回油 钢 管及 蝶 阀 、 吸 油 及 回油 快换 接 头 以及 钢 管 支 撑 架 组成 图2 更 换 需 过 滤 的 工 程 机 械 时 。 先 把 2个 蝶 润 关 闭 ． 封 闭 后 面 管 路 中 的 液压 油 ， 然后 拆 开 快换 接 头 ， 再 用 快 换 接 头 把 l 、 3 软 管 与待 清 浩 的工 稃 机械 的a 、 l 钢 管连 好 ，有 过滤 前 把2 个 蝶 阀打 开快换 接 头 的作 用 是 为 了 方便 更换 另 】 台设 备 进 行动 态 过 滤时 的操作蝶 阀 的作 用 一 方面 保证 拆 快换 接 头 时不 出现液 压 油 外流 造 成 损 失和 脏 污 ，另 一 方面 使 过 滤 机 及 管 路 系 统 平 时 充 满 油 ． 这 样 每 1 台 工 程 机 械 过 滤 时 都 不 用 先 往 过 滤 系 统 内 充 油 ， 不 致 造 成 油 箱 油 面 下 降 ， 既 保 证 过 滤 时 工 程 机 械 液 压 系 统 与 正 常 工 作 时 无 大 的 变 过滤胡 吸油钢管 同油钢萤 Ijj { 由营路 法接接头 a 、b 为钢管并与快撬接头的一湍焊整 l 、2 、3 、4为软管． i、为 过滤机 一 的磺镑 图2过 滤 机 及 管 路 系 统 连 接 RM CM 蓑 ⋯ 化 ， 也 提高 了效率 。 3 液 压 油 过 滤 技 术 的 应 用 3 ． 1 液压 油 过 滤 系统 的 连 接 借 用 工程 机 械 液压 油 箱 的 空滤 口f 即 加油 口 作 为过 滤 系统 的吸 油 口，在 液压 油 箱 的顶部 或 上部 侧 面设 置 工 艺 回油 口 工 艺 回油 口平 时用 法 兰盖 与密 封 垫 密 封 。 与 油 箱 相连 的 吸油 管 、 回 油 管均 制作成 钢 管 ， 其 一端 与油 箱 相 连 ， 另 一 端焊 接快 换 接头 的一 半 ， 把 快 换接 头 的另 一半 用 卡 箍与 图2 中的 l 、 3 软 管连 接 。 过 滤 时只 需按 照 图2 把快 换 接 头 的 两 半 接 在 一 起 ， 过 滤 系 统 强 口 与 工 程 机 械 连 接 好 ， 便 可 以开 始过 滤 。 墨更换 工程 机械 或 另 一种 型号 的 工程 机 械 进 行 过 滤 时 ， 只 需 拆 开 快 换 接 头 ． 然 后 用 快 换 接 头 把 l 、 3 软 管 与 另外 的a 、 b 管连 接 起来 p 能轻 松 实现 ， 因此能 满足 多种 型号 工程 机械 过 滤 的需 要 ． 3 ． 2 - 1 - 程 机械 的液 压 油 过 滤 操 作 过 程 3 ． 2 ． 1 准 备 将 工 程机 械 开 到过 滤机 近 距 离 的 正确 位 罱 停 好 ． 拆 下 油 箱 口空 滤 器 ，拆 下 工 艺 回油 圈 ，在 油 箱 上 装 上 吸 油 管 、回油 管 按 前 文所 述步 骤把 过 滤 系统和 工 程机 械 液 压油 箱 连接 好 。 3 ． 2 ． 2 启 动 过 滤 机 将 图2 中吸油 钢 管和 回油 钢 管上 的蝶 阀打 开 ． 启 动 过 滤 机 上 的 电 源 总开 关 ． 将 电 加 热 器 的 加 热 温度 设 定 为 7 0℃3℃ ， 开 启 电加 热 器 ， 启 动 主 工 作 泵 ． 过 滤 机 开 始 运 转 。每 次 过 滤 时 先 让 外 部 过 滤 系 统 过 滤 机 到 工 程 机 械 液 压 油 箱 的 液 压 油 循 环 流 动 。 3 ． 2 ． 3 进 行 过 滤 启动 工程 机 械发 动 机 ，让 工 程机 械 从怠 速逐 渐 加 大 油 门 ． 操纵 全车 各 个液 压 系统 动作 ， 让 工 程机 械 的液 压油 在车 辆液 压 系统 内循 环 流动 此 时工 程 机械 内部 液 压 系 统 和 外部 的 过滤 液压 系统 即同 时循环 运 行 过滤 时 间 为 40 ra i n。 3 ． 3 液 压 元 件 内部 能得 到清 洗 的原 因 过 滤 时 工 程 机 械 的 液 压 元 件 内 部 不 断 受 到 液 压 系 统 内循环 流 动 的液压 油 的 冲洗 ．内部循 环 的液 压油 携 带着 冲 洗掉 的污 染颗 粒流 经油 箱 ，在 油箱 里 内外循 环 的 液压 油 混 合 ，此后 分 流到 外部 过 滤 系统 的液压 油 将油 箱 内的 污染 物带 入过 滤 系统 ，经 过 三级 滤 芯结 构把 污 染物 过滤 掉 ， 过滤 后 的清 洁液 压 油再 流 回油 箱 ， 然 后再 次 与从 工程 机 械 液压 系统 内流 出的脏 油 混合 。 如 此反 复循 环 ， 液压 油 经 过 多次 过滤 直至 清 洁 ，液压 元 件 内部经 过 多次 冲 洗也 得 到 清 洁 3 ． 4 液 压 油 过 滤 技 术 的 应 用效 果 经 过4 0 rai n 过滤 ， 用油 液 污 染度 检 测仪 检 测 ， 液 压 油 的 污 染等 级 能控 制 到 1 7 ／ 1 4 级 ． 而行 业 内 要求 出 厂产 品 的 污 染等 级 不超过 1 9 ／ I 6 级 。 因此 ， 这种 液压 油过 滤技 术 采 用 后完 全 能够 满 足 工程 机械 液压油 清洁 度 的要 求f 根 据 此 试 验 测 试 结 果 把 过 滤 工 艺 的 时 间 确 定 为4 0 mi n 。 4 结 语 综上 可 知 ， 使 用这 种液 压 油过 滤 系统过 滤 ． 能保 证液 压 油 和液 压 元件 的清 洁 度 ，液压 系统 的 可靠 性 因此 能得 到显 著提 高 。液压 油 过 滤后 可 以继续 使 用 ， 每 1 台工 程机 械可 以少 消耗 约 1 0 0 ～ 2 0 0 k g 液压 油 ．既降低 了生 产成 本 又 节 约 了 资 源 该 技 术 不 需 对 工 程 机 械 进 行 反 复 的 放 油 及 加 油操 作 。过 滤 系统与 工 程机 械连 接 及拆 开 时使 用快 换 接 头 ， 操 作简 便 快 捷 ， 因此 生 产 效率 较 高 ， 能 适 应 多种 机 型 的过 滤 需要 ， 实用 性很 强 通 过 改 变过 滤 系统 的设计 参 数 ，这种 技 术 也可 以供 其他 使 用液 压 系统 的主 机 厂采 用 ， 一般 机械 维 修部 门也可 以借 鉴 采用 参 考 文献 j机械设计手册编委会． 机械设计手册 新 版 第4 g【 Mj ．北京 ； 机 械 工 业 出版 社 ， 2 0 0 4 ． I 2 j马 玉贵． 液压件使 用与维修技 术大全 [ M ] ． 北 京 中国建材 工业 出版 社 ． 1 9 9 4 [ 3 j陈启松液压传动与控 制手册【 M J ． 上海 上海科学技术 出版社 ， 2 I 10 6 ， [ 4 ]J B ／ T 9 7 3 7 ． 1 2 0 I 1 ， 汽 车起 妻机和轮 胎起重机液压 油霹体颗 粒 污染等级[ S J 收 稿 日期 2O O 9 0 7 3 O [ 责 任 编 辑 杜 卫 华 ]