液压系统滤油器的应用与清洗.pdf

第2 期 总第1 2 6 期 N o ． 2 S U M N o ． 1 2 6 机 械管 理 开 发 MEC HANI C AL MANAGEMENT AND DE VEL O P N[ENT 2 0 1 2 年4月 Ap r ． 201 2 液压系统滤油器的应用与清洗 别、 双 文 南 阳防爆集团股份有限公司 ， 河南南 阳4 7 3 0 0 0 摘要 有关资料统计表明， 液压系统中出现的各种故障7 0 ％以上与油液的污染有关， 有效控制油液污染， 净化油 液． 对延长液压元件寿命和提高液压系统工作可靠性是至关重要的。文章在介绍液压系统滤油器的作用和主要类 型基础上 ， 分析和讨论了滤油器选用、 安装和清洗。 关键词 液压系统； 滤油器； 应用； 清洗 中图分类号 T HI 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 o 0 3 7 7 3 x 2 叭2 0 2 一 O l 1 6 0 4 0引 言 液压系统是 以液体作为工作介质进行能量传递 的川 。而液压系统的工作介质多为液压油 ，工作中难 免要混入一些杂质 、污物 ，使液压油不同程度受到污 染。因为杂质和污物的存在 ，不仅会造成油泵 、油马 达及阀类元件内运动件和密封件的磨损或划伤 ，而且 还会堵塞节流孔 、卡住阀类元件 ，使元件动作失灵以 至损坏 ，影响液压系统工作的可靠性和使用寿命 。所 以对液压 系统油液污染度的控制一直是液压系统 的一 个关键问题 ，对油液的污染控制除了应在机械设备运 行前进行认真清洗外 ，日常的油液净化也是非常重要 的。目前 ，油液的净化除使用专门的净油装置之外 ， 在大多数机械设备中仍以滤油器过滤为主 ，以下就液 压系统 中常用 滤油器 的性能 与应用技术进行分析与 讨论 。 1 滤油器的作用 滤油器的主要作用在于过滤液压油中的杂质 、污 物 ，净化液压油 ，控制液压油 中杂质和污物颗粒的大 小及数量 ，使进人到液压系统 中的液压油的污染度降 低 。另外通过对滤油器积 留污染物种类的分析，帮助 查找磨损部位 ，及早进行故障隐患分析 ，及时进行相 应的处理，防患 于未然。 2滤油器类型 液压系统中使用的滤油器按其滤芯材料的过滤机 制来分 ，有表面型 、深度型和吸附型滤油器三种 。 2 ． 1 表 面型 滤油 器 整个过滤作用是 由一个几何面实现的。滤下的污 染杂质被截 留在滤芯元件靠油液上游的一面。滤芯材 料具有均匀的标定小孔 ，可 以滤除比小孔尺寸大的杂 质。由于污染杂质积聚在滤芯表面上 ，因此它很容易 被阻塞 。编网式滤油器和线 隙式滤油器都属于这种类 型滤油器。 1 编 网式滤油器过滤精度与铜丝 网层数及 网孔 大小有关 。在压力管路上常采用 1 0 0 、 1 5 0 、 2 0 0目的铜 丝 网； 在液压泵吸油管路上采用 2 O ～4 0目铜丝网 ； 压 力损失不超过 0 ． 0 0 4 MP a ； 结构简单 ， 通流能力大 ， 清洗 方 便 。但 过滤 精度低 ， 过滤 精度有 8 0 m、 1 0 0 m、 1 8 0 m 。 2 线隙式滤油器滤芯由绕在芯架上的一层金属 线组成 ，依靠线间微小间隙阻挡油液 中杂质的通过 ， 它的压力损失约为 0 ． 0 0 3～0 ． 0 0 6 MP a ；结构简单 ，通 流能力大 ，过滤精度高，但滤芯材料强度低 ，不易清 洗。用于低压管路中，如用在液压泵吸油管中时，它的 流量规格宜选得比泵大。过滤精度有 3 O 、5 0 、1 8 0 I x m 三种等级。 ． 2 ． 2 深 度型 滤 油器 滤芯材料为多孔可透性材料 ，内部具有 曲折迂 回 的通道。大于表面孔径的杂质直接被截 留在外表 ，较 小的污染杂质进人滤材 内部 ，撞到通道壁上 ，由于吸 附作用而得到滤除。滤材内部曲折的通道也有助于污 染杂质 的沉积 。纸 、毛毡 、烧结金属 、陶 瓷 和各种 纤维制品等滤芯的滤油器属于这种类型。 1 纸芯式滤油器结构与线隙式相 同，但滤芯为 平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成。其特点 是 为 了增大过滤面积，纸芯常制成折叠形 ；压力损 失 约 为 0 ． 0 1 ～0 ． 4 MP a ；过 滤 精 度 高 ，可 达 5 2 0 m ；但堵塞后无法清洗 ，必须更换纸芯 ；为增加纸 芯强度 ，通常在纸芯的内外侧用金属网加固。 2 烧结式滤油器滤芯由金属粉末烧结而成 ，利 用金属颗粒间的微孑 L 挡住油液中杂质通过。改变金属 粉末的颗粒大小可以制出不 同过滤精度的滤芯 ；压力 损失约为 0 ． 0 3 ～0 ． 2 MP a ；滤芯能承受高压 ，适 用于 精 过滤 ；过滤精度高 ，可达 5～1 0 m；但金 属颗粒 易脱落 ，堵塞后不易清洗 。 收稿 日期 2 0 1 1 1 2 1 7 作者简 介 孙双文 1 9 8 2 一 ， 男 ， 河南卧龙人 ， 助 工， 本科 ， 从事机械设计制造及 自动化工作。 l1 6 第2 期 总第 1 2 6 期 孙双 文 液压 系统滤油 器的应 用与清洗 2 0 1 2 年 4月 2 ． 3 吸 附型 滤 油器 滤芯材料把油液中的杂质吸附在其表面上 。磁性 滤油器 即属 于此类 。磁性滤油器滤芯 由永久磁铁 制 成 ，能吸附住油液 中的铁屑 、铁粉或带磁性的磨料 ， 通常与其它型式滤芯结合起来制成复合式滤油器。磁 性滤油器除对液压与润滑系统 中油液有净化作用外 ， 还具有机械设备的磨损监测作用 。 3 滤油器的选用 对油液进行净化的目的就是将油液污染的程度控 制在系统所 能承受的范围内 不是越干净越好 ，使 进入到液压系统 中的液压油的污染度降低 ，把液压油 的污染程度控制在所允许 的范围之内。不同的系统对 油液污染状况有不同的要求 ，对滤油器的选择 ，主要 考虑 以下三个方面 过滤精度 ；压降特性 ；纳污 容量 。 3 ． 1 过滤精度 过滤精度是指滤油器对不同尺寸颗粒的滤除能 力 ，是选择滤油器时首先要考虑的重要参数 。油液 中与间隙尺寸相近的颗粒对液压元件的危害最太，因 此所选用的滤油器 的绝对精度应小于液压系统中各元 件运动间隙之 中最小的间隙尺寸。液压元件对油液污 染 的敏惑程度还与构成间隙的壁面的相对运动速度有 关 。如果相对运动速度较慢 ，间隙也有可能被小于间 隙的颗粒堵塞 ，即产生淤积。在这种情况下 ，小间隙 中的油流通常为层流 ，流速接抛物分布 ，沿 中央流线 运动的颗粒速度较快 ，故允许 的最大颗粒尺寸不得超 过最小 间隙 的 1 ／3 。现 在对滤油器过滤精度 的评定 是采用 I S 0 4 5 7 2 1 9 8 1 滤油器 测定过滤特性 的多次通过法 ，通过试验得出的过滤比来判断精度 的高低 ，过滤比的含义是 单位容积上游油液 中大于尺寸 的颗粒数 单位容积下游油液中大于尺寸 的颗粒数 相应地 ，过滤效率E为 一 l z 一 _ 一 一 一 一 一 ‘ 从上式可看出， 愈大，过滤精度愈高。过滤比 能确切地反映滤油器对不同尺寸颗粒污染物的过滤能 力 ，它 已被 国际标准化组织采纳用作评定滤油器过滤 精度的性能指标 。 3 ． 2 压降特性 压降特性是油液流经滤油器时由于受流体阻力 的 作用而产生的 ，它随流量 、油液粘度增加 ，过滤精度 的提高而变大，随工作温度的升高，过滤面积的增大 而减少；滤芯的最大压差相当于设计寿命，耐破值为 极限压差 ，超过最大压差 ，压差将很快上升 ，直至超 过极限压差而破坏。 3 ． 3 纳 污容 量 纳污容量是滤油器压差增大到设计寿命 即最大压 差时 ，所能阻挡容纳的污垢总量 ；是衡量滤油器寿命 的重要参数 ，纳污容量越高 ，寿命越长 ，纳污容量的 高低与滤芯的有效过滤面积大小成正比。 3 ．4 选用滤油器时必须考虑的因素 1 匹配性 。滤油器流量 、精度和压差必须与系 统相匹配 ，才能保证滤油器在系统中工作正常，对于 吸油口滤油器除要滤除颗粒杂质外 ，还要满足油泵充 油特性的要求 ，以避免油泵因吸油困难造成气穴而损 坏 。此外 ，压力管路滤 油器 承受流量 和压力 冲击较 大，回油管路滤油器承受的瞬间回油流量的冲击更 大 ，所以在进行流量选择时 ，一般要 比系统实际流量 稍大些。 2 功能一致 。对于连续性工作的系统 ，必须选 切换式结构的滤油器 ，便于不停机清洗或更换滤芯 ， 对于有压差报警要求的系统 ，滤油器必须装有压差发 讯 器或指示器 ，报警值一般等于滤芯 的最大工作压 差，对于低温工作的滤油器，报警装置还需带有防止 冷启 动误报警的热松锁功能 ，有些系统还要求装有旁 通溢流装置 ，由于旁通后会影响下游的油液清洁度， 所 以一般溢 流量不超过过滤流量 的 1 0 ％，且适用于 系统精度不很高的情况，旁通开启压差比压差报警装 置报警值略高些。 3 相容性。滤油器所使用 的材料必须与所过滤 的介质不发生任何化学反应。 4 滤油器的正确安装 4 ． 1 吸 油 滤 油器 为了防止液压泵从油箱吸油时将污染物吸人泵 内 ，一般在吸油 口或者吸油管中装有吸油滤油器。吸 油滤油器浸没在油箱底部 ，极易被污染物堵塞而引起 吸空现象 ，因此 ，在吸油 口一般采用网式或线隙式滤 油器 不带壳体 ，过滤精度为 1 0 0～1 8 0 Ix m，其作 用 只是用来阻挡大颗粒污染物， 以保护液压泵 。安转 在吸油管路中的滤油器精度可以稍高一些，但其压差 受液压泵吸油特性的限制 ，滤油器压差过大，容易造 成液压泵吸空而导致气蚀损坏 ，因而吸油管路滤油器 的初始压差一般不超过 0 ． 0 0 3 MP a ，而使用 中最 大压 差不大于 0 ． 0 2 MP a 。由于受压差 的限制 ，吸油管路滤 油器的精度不 可能很高 ，其过滤 比一般不超过 2 ，绝 11 7． 第 2 期 总第 1 2 6 期 机 械 管 理 开 发 2 o 1 2 年4月 对 精 度 最 高 为 3 0～5 0 m，而 且 滤 油 器 的 尺寸 比 较大。 另外 ，对油箱 内悬浮于油液 中的气泡 ，在进入液 压泵吸油 口前可通过滤网去除。研究表明，除气泡效 率与滤网的网孔大小 、布置角度以及油液通过滤网的 速度有关。滤网的目数愈高，流量愈低，则除气泡效 率愈高。 4 ． 2 压力管路滤油器 压力管路滤油器 主要用来保护 系统 中的关键元 件。它必须能够承受系统的最高压力，并且能耐受在 系统工作期间所 固有的疲劳产生条件和瞬间高压。该 滤油器在压差方面的限制不十分严格 ，其允许压差一 般为 0 ． 3 5 MP a ，但高压差意味着增加能量损失 。为 了 始终提供保护 ，一般不宜带旁通阀，但应带堵塞指示 器。如果滤芯与内装 的旁通阀一起使用 ，则可把滤芯 制成能承受 “ 正常”压差 2 MP a 的构件 ，否则为 了安全保护元件要把滤芯制成能耐受系统压力 2 l MP a 的构件。 4 ． 3 回油管滤油器 回油管滤油器通常是低压装置 ，可以在管路或油 箱上安装 ，只对生成的或进入它上游元件 内的污染物 进行控制 ，而不能保护元件免遭侵入油箱的污染物之 害。系统中的回油量有时比泵的输 出流量大得多 ，如 液压缸的面积差或蓄能器放液使回油量加大 ，这一点 在确定回油滤油器的容量 时要特别注意 。 4 ． 4 离线滤油器 由于在压力油路和回油路过滤系统中，滤油器的 过滤性能都不 同程度地受流量和压力波动的影响，其 过滤效率显著降低 。为消除流量 和压力波动的影响 ， 可 以采用离线滤油器 。离线滤油器装在单独的 回路 中，泵使油液在直接返回油箱前通过滤油器。由于不 能对系统的元件提供直接保护 ，这种过滤型式只应该 用来补充 已有的管路滤油器。 离线滤油器的优点 1 当系统停机时，它能够 保持运行 ，并且 当变量泵卸载时 ， 能继续过滤油箱 中的油液 。2 更换滤芯时不干扰主系统。3 能用 来给系统注油。 5 滤油器的清洗方法 为了保持滤油器稳定的过滤精度 ，并尽量延长其 使用寿命 ，应注意滤油器的 日常保养 ，经常注意压差 指示 ，缩短清洗周期 ，并根据滤油器的过滤机理 、过 滤介质等的不同，采用不同的清洗方法 。 5 ． 1 网式 滤 油 器 1 浸洗法 将滤芯浸入煤油或柴油中，用皮头 ． 1 1 8． 或软木堵住滤惑两端中心孑 L ，以防污物进入滤芯内 部 ，然后用软毛刷刷去滤芯表面的污物 ，再用洁净的 煤油或柴油冲洗干净。2 吹气法 将滤芯浸在煤油 或柴油 中，用皮头堵住一端 中心孔 ，从另一端往里通 人压缩空气或用打气筒往里吹气 ，以吹去附在滤芯上 的污物。如发现某处气泡集 中，说明此处有破损 ，应 及时更换 。3 超声波法 对于滤油器使用量大的单 位 ，可使用超声波清洗法 ，它比刷洗法或吹气法更彻 底 、更方便快捷 ，缺点是一次性投入较大。 5 ． 2 深度 型滤 油 器 由于滤材内部无数细小的通道及微孔 ，用普通的 浸 泡刷洗 和吹气法清洗效果不太理想 ，重 复利用较 差。若有条件可采取超声波清洗法 ，能较彻底地清洗 过滤介质 ，在无破损 的情况下可多次反复清洗后再投 入使用。 5 ． 3 纸质滤油器 纸质滤油器堵塞后清洗较 困难，当压降达到极限 值时 ，一般采取更换滤芯的方 法 ，很少对其进行清 洗 。若作为应急需要清洗 ，可将滤芯浸在柴油或煤油 中用软毛刷沿折皱方向轻轻洗刷 ，然后再用洁净 的煤 油或柴油清洗干净。 5 ． 4 毛毡式过滤器 毛毡式过滤器清洗较方便 ，可将毛毡从骨架上拆 下在煤油或汽油中浸泡清洗 。 5 ． 5 金属烧结式滤油器 金属烧结式滤油器的清洗相当困难 ，既便使用 目 前最先进 的超声波清洗法也不太理想 ，因在超声波的 强烈空化作用下 ，烧结金属颗粒易脱落，从而造成更 为严重 的堵塞。所 以金属烧结式滤油器在其纳 污能 力达到极限值 时，一般采取直接更换滤芯的办法 。 5 ． 6磁性 过 滤器 磁I l生过滤器的清洗方法较简单 ，取出强磁棒 ，浸 入汽油或煤油中，用棉布将上面的铁屑擦掉 ，再用洁 净的油冲洗干净即可。 参考文献 【 1 ] 李晓辉． 浅谈滤油器的作用及其对系统性能的影n [ J 1 ． 内蒙 古科技与经济， 2 0 0 3 3 9 8 1 0 0 ． [ 2 ] 朱淑荣， 丁振利， 黄爱平． 液压系统滤油器应用技术『 J 1 _ 机电 设备， 2 0 0 2 3 2 3 2 6 ． [ 3 】 张波． 液压系统用滤油器【 J ] ． 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适用于单件生产， 因此压差铸造 的造型过程一般不配备流水作业的生产线， 可以手工 造型。但为了提高铸件的精度和表面质量 ， 也可 以采 用震压造型或者其他一些简单的造型设备 。 4 起 吊设备 。本世纪 以来 ， 随着军用 、 民用铝合 金薄壁铸件的体积不断增大 ， 对压差铸造设备也提 出 了新的要求 ， 上罐的高度 、 体积 、 重量都不断增大 ， 一些 新型的起 吊设备不断涌现 ， 出现了上罐用液压系统吊 起 、 左右移动的操作方法。 4 前景展望 随着科学技术的发展 ， 传统的压差铸造工艺 已经 不能满足水 中兵器生产的要求 ， 对压差铸造技术也提 出了新 的要求 。以压差铸造为基础 ， 新型的反重力铸 造技术也就成 了今后发展的方 向， 已经有多种差压铸 造技术正在研究过程中， 并且 已经取得了显著的效果 ， 比如 惰性气体保护的压差铸造， 真空充型旋转的压差 铸造 ， 真空压差铸造等 。 这些方法克服了普通压差铸造 的缺点 ， 具有广阔 的应用前景。另外 ， 调压铸造作为一种新型的反重力 铸造技术 ， 也已经在生产 中得到应用 。 参考文献 [ 1 】 王宏伟 ， 魏尊杰， 朱兆军 ， 等． 压差铸造薄壁锅硅合金铸件 的位置效应[ J ] ． 材料工程 ， 2 0 0 5 3 1 8 2 1 ． [ 2 ] 毕鉴智， 曲万春 ， 王宏伟， 等 ， 压差铸造的应用及发展I J l _ 铸 造技术 ， 2 0 0 0 2 1 6一 l 8 ． 【 3 】 董秀琦 ， 王 冬． 低压及压差铸造理论与实践【 M】 ． 北京 兵 器工 ＼I 出版社 ． 1 9 9 5 ． Te c h n i c a l Ch a r a c t e r i s t i c s 0 f Di ffe r e n t i a l P r e s s u r e Ca s t a n d Ap p l y t o Un de r wa t e r W e a po ns Z HAN G L i - j u n D e p a r t m e n t o f N a v y A r ma m e n t ， T a i y u a n 0 3 0 0 2 7 ， C h i n a Ab s t r a c t Di s c u s s t h e t h e o r y o f d i f f e r e n t i a l p r e s s u r e c a s t ． t e c h n i c a l p r o c e s s a n d ma i n e q u i p me n t s ． I t i n d i c a t e s t h e t e c h n o l o g y ’ s a p p l i e d f o r e g r o u nd an d d i r e c t i o n i n u nd e r wa t e r we a p o ns ’a r e a ． Ke y wo r d s d i f f e r e n t i a l p r e s s u r e c a s t ； t e c h n i c a l t h e o r y ； e q u i p me n t ● S￡ ● 是 芒● ● 曼● ● 巳 ●剐 巳 曼 ● ● ￡ ●S ● ￡ ● ￡● s j ￡ ● 副 E ●S ● 巳 上● E ● ● ￡ ●s j ￡ ● 曼 L 已 上● 已 L ￡ ● 上接 第 1 1 8 页 Appl i c a t i o n a n d Cl e a n i ng 0 f Oi l Fi l t e r f o r Hyd r a ul i c S y s t e m SUN Shua ng we n N a n y a n g E x p l o s i o n P r o t e c t i o n G r o u p C o ． ， L t d ， N a n y a n g 4 7 3 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e r e l e v a n t s t a t i s t i c s ， mo r e t h a n 7 0 ％ f a u l t s o f a h y d r a u l i c s y s t e m h a s b u s i n e s s w i t h p o l l u t i o n o f i t s o i l fi l t e r ， c o n t r o l l i n g t h e fl u i d p o l l u t i o n a 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