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液压元件/液力元件 |
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液压系统油液的过滤控制 |
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作者：徐州筑路机械厂 陈升 |
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1 过滤控制设置的意义与作用
液压系统中的油液具有传递功率、隔离磨损表面、减少元件间的磨擦，悬浮污染物，控制元件表面的氧化及冷却等多种功效，然而，当其中的油液被各种杂质污染后，将会破奈其原有功效，导致系统运行中的各种故障。
由于油液中的各种污染物对系统的工作可靠性和元件使用寿命有直接影响，所以，液压系统的污染控制贯穿于液压系统的设计、制造、使用和维护等整个过程，为有效控制液压系统的污染，除对元件和系统进行清洗，以消除加工和组装过程中的残留污染物外，同时还要采取一定和防止污染物侵入系统的措施，以控制从外界侵入的污染物。
过滤器在液压和润滑系统中的作用主要有两个：一是控制元件的污染磨损，二是防止污染物引起故障。前一种过滤器的要求具有足够高的过滤精度，原则上应能有效地滤除尺寸接近污染敏感元件关键运动副动态油膜厚度的颗粒污染物。这类过滤器担负系统的主要过滤作用，一般安装在系统压力油路和回油路中。后一种作用的过滤器精度较低，主要作用是保护个别的元件，防止大颗粒污染物进入元件而引起元件的突发性损坏或动作失灵。这类过滤器安装在紧靠被保护元件的前面，或直接安装在元件内。
2 过滤器的选用原则
选择过滤器时，应考虑以下几方面的性能要求：
（1）具有路够大的通油能力，压力损失小；
（2）过滤精度应满足设计要求；
（3）滤芯具有足够的强度和纳污容量；
（4）滤芯抗腐蚀性好，能在规定的温度下长期工作；
（5）滤芯的更换，清洗及维护方便。
在选择系统的主要过滤器时，其精度的确定应考虑系统中关键元件能够耐受的油液污染度，系统的污染物侵入率及工作条件等因至素，从污染损控制点出发，过滤器的精度应能保证有效地滤除尺寸接近元件运动副动态油膜厚度的颗粒，因为这种尺寸的里粒一旦进入到运动副的间隙内，将引起元件表面磨损，并使间隙增大，从而使尺寸较大的颗粒进入间隙，引趣进一步的磨损，造成严重磨损的“链式反应”，从而导致元件的失效。
过滤器的尺寸或流量一般可根据系统的流量来确定，但带要考虑滤芯的使用寿命。在污染物侵入率一定的条件下，液压系统油液的污染度主要取决于过滤器的过滤精度。
3 过滤器的位置
过滤器在液压回路中的位置取决于装入过滤器的原因。由于污染颗粒来自许多不同的污染源，只有把大小和精度合适的过滤器直接安装到元件的前面，才能对元件提供最大了如指掌度的保护，一般过滤器在回路中的位置如图1所示。
1.单作用缸上的空气过滤器 2.压力管过滤器 3.分流过滤器 4.双向流动过滤器
5.局部过滤器6.回油过滤器 7.旁路过滤器 8.溢流阀过滤器 9.泵泄油过滤器
10.泵胶管过滤器 11.油箱通气过滤器 12,13,14,粗滤器 15.离线过滤器 16.冷却器与离线过滤器
另外，如果过滤器的功能的控制回路中的污染度，则过滤器可安装在一条主管路中，同时也往往用离线过滤器来补充管路过滤器的工作。
4 过滤器参数的确定
在液压系统中装设过滤器的目的在于达到稳定的污染度，这个污染度是系统的各个部件所能接受的，并且是合适的，这样，即可降低元件的磨损度，又可降低了生与污染有关的问题的概率，从而提高系统的寿命和可靠性。
（1）过滤精度的确定
确定过滤精度时，先要对系统的工作参数进行分析，根据这些参数和重要程度确定权数，然后根据系统总权数选择进行系统污染控制的过滤精度，这里要分析的工作参数有工作压力的工作制，环境，元件敏感度，期望寿命，元件更换费用，停工费用，安全责任等七项，每项参数的权数见表1至表7。系统参数的总权数等于以上七项权数之和。得到总权数后，便可从图2上查取合适的过滤精度。
表1 压力工作制权数
表2 环境参数
表3 元件敏感度权数
表4 期望寿命权数
表5 元件费用数
表6 停工费用权数
表7 安全责任权数
需要指出的，由于以上各参数权数的选取不是十分精确，因而在图中给出只是一个过滤精度范围。例如当总权数为18时，由图2可查得过滤器所需的绝对精度为4--13μm。
典型系统应该达一油液清洁度和推荐的过滤精度见表8。
表8 推荐的清洁长和过滤精度
如果过滤器装在关键元件的前面，用来保护节流孔，节流口或配合间隙免遭污染物颗粒堵塞和卡死，则其过滤精度的选择所要保护的间隙有一定的关系，在行成间隙或开口零件的相对运行，允冼的颗粒尺寸不超过间隙宽度的三分之一，相对运动较大时不超过四分之一。
各种元件的典型间隙见表9。
表9 各种元件的典型间隙
（2）过滤精度尺寸的确定
过滤器的尺寸与通过流量有着对应的关系，通常是根据系统的流量确定过滤器所需的通过流量，从而确定过滤器的尺寸。然而，仅按系统流量选择过滤器尺寸，其滤芯的使用寿命往往很短而需频每秒更换滤芯，而增加了停机工作量。为了确定合适的过滤器规格，首先要分析系统报处环境的污染程度及对侵入污染物的控制程度，从表10中查出环境等级，然后从图3和图4中查出规定的清洁压降下对环境等级的纳垢系数，再把过滤器的实际流量（压力管过滤器的实际流量即泵的最大流量，回油管过滤器的实际流量等 于泵的最大流量乘以液压活塞面积比）乘以纳垢系数求计算流量，最后根据计算流量选定过滤器的规格。
表10 环境等级
（3）过滤器的种类的确定
一旦过滤器的过滤精度及尺寸确定后，选定了滤芯的精度和容量，就必须确保过滤总成能适应的所要负担的工作。
在最高的工作温度下材料与油液相容
防压溃和破裂
滤芯和壳体的疲劳额定值
过滤器的种类可参见表11选取
表11 过滤器种类及特性
(end)
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(10/25/2004) |
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