對工程機械液壓油過濾技術的研究

■韋欣東，徐海錫

■1．葛洲壩集團第五工程有限公司，湖北 宜昌 443000;2．葛洲壩集團第五工程有限公司，湖北 宜昌 443000

液壓傳動設備具有傳遞功率大、結構緊湊以及機械自動化的特點。在工程機械中被廣泛應用。液壓系統控制著工程機械工作裝置和轉向裝置的工作，液壓油的污染程度對整機的可靠性有非常大的影響。為降低工程機械工作過程中出現故障的幾率，要對液壓油進行過濾來確保工程機械的正常運轉。

1 工程機械液壓油的性質

在工程機械液壓系統中，主要研究液壓油的粘性、密度和可壓縮性這三個物理性質。粘性是當液壓油在外力作用下流動時，液壓油分子間的內聚力會影響液壓油的流動性，并在液壓油分子表面產生摩擦力，即為液壓油粘性。液壓油密度就是液壓油單位體積上的質量。液壓油密度的大小一般受溫度和壓力影響。當液壓油在受到外界作用力時出現體積縮小的現象就是液壓油的可壓縮性。

2 導致液壓有污染的原因

工程液壓油污染主要是由外部污染和內部污染造成的。外部污染是指固體雜質、水分、其他油類及空氣等進入液壓系統而引起的污染;內部污染是指新油液攜帶的、液壓系統零部件磨損以及液壓油物理、化學性能變化引起的污染。污染物混入液壓系統后，會加速液壓系統零部件磨損，使液壓元件性能過早下降，直至燒蝕甚至損壞。固體顆粒污染物對液壓系統的危害最大，因此需要對液壓油中的固體顆粒污染物的數量進行測量，并劃分污染等級。液壓油中固體顆粒污染等級是指單位體積液壓油中固體顆粒污染物的數量。

3 液壓油過濾的工藝技術要求

經過分析，液壓油過濾的工藝要求:(1)有足夠的過濾精度。過濾精度是指過濾器濾芯濾去雜質的粒度大小，以其直徑d的公稱尺寸(μm)表示。粒度越小，精度越高。精度分粗(d≧100μm)、普通(d≧10-100μm)、精(d≧5-10μm)四個等級。(2)有足夠的過濾能力。過濾能力是指一定壓力降下允許通過過濾器的最大流量，一般用過濾器的有效過濾面積(濾芯上能通過液油的總面積)來表示。對過濾器過濾能力的要求，應結合過濾器在液壓系統中的安裝位置來考慮，如過濾器安裝在吸油管路上時，其過濾能力應為液壓泵額定流量的兩倍以上。(3)過濾器應有一定的機械強度。(4)濾芯抗腐蝕性能好，并能在規定的溫度下持久的工作。(5)濾芯有利于清洗和更換，便于拆裝和維護。

4 液壓油過濾系統的結構及原理

過濾機結構分為輔助油箱系統、過濾主系統、儀表及操縱系統。“吸油管—吸油過濾器—主工作泵—電加熱器—粗過濾器—精過濾器—流量計—出油管”由這些部分組成了過濾主系統。此外在主工作泵進口至粗過濾器出口之間并聯有流量調整管路。在主系統中設置三個過濾器，把過濾負荷分解為三級，能充分發揮精過濾器功能，油的流動更易暢通。精過濾器過濾精度為5微米，保證了設計要求。粗過濾器和精過濾器兩端均安裝有壓差傳感器，當壓差超限時使粗濾或精濾報警，提醒操作者停機保養。電加熱器把液壓油加熱到70攝氏度±3攝氏度，使液壓油粘度降低、減小過濾時的阻力。流量調整管路中有一個節流閥，在主工作泵之前壓力較低，于是一部分從粗過濾器流出的液壓油經調整管路倒流，倒流的液壓油重新吸入主工作泵，由此使整個系統的實際流量變小，因此調整節流閥開度即調整了整個系統的流量。流量計動態顯示流量，讓操作者心中有數。精過濾器出油管處引出有取樣裝置，可取樣檢測過濾效果。

5 液壓油過濾技術

將工程機械液壓油箱的空濾口作為過濾系統的吸油口，在液壓油箱的頂部或上部側面設置一個工藝回油口(平時此口用法蘭蓋、密封墊密封)，將管路系統連接好。進、出油口處的蝶閥打開，啟動電源開關、設好電加熱器的加熱溫度(70℃ ±3℃)，開啟電加熱器、開動主工作泵開始過濾。先讓過濾系統自循環幾分鐘，然后啟動工程機械，由怠速逐漸加大油門直止油門全開，操縱工作裝置液壓系統和轉向液壓系統工作，讓工程機械內部液壓系統和外部的過濾液壓系統同時循環運行。這樣液壓元件不斷得到循環油液的沖洗，內部循環的液壓油攜帶著污染顆粒流經油箱，在油箱里內外循環的油液混合，此后分流到過濾系統的油液得到過濾，如此反復循環，液壓油和液壓元件也越來越清潔。經過40分鐘過濾，用油液污染度檢測儀檢測，液壓油的污染等級能控制到17/14級，高于行業內對污染等級的控制要求，因此把過濾技術的時間確定為40分鐘。當更換另一臺工程機械或另一種型號的工程機械過濾時，只需拆開快換接頭，然后用快換接頭把軟管與另外的軟管連接起來即能輕松實現，因此能滿足多種型號工程機械過濾的需要。

6 選擇性安裝液壓油濾芯

安裝在液壓泵的吸油口，在泵的吸油口安裝濾油器，可以保護系統中的所有元件，但由于受泵吸油阻力的限制，只能選用壓力損失小的網式濾油器。這種濾油器過濾精度低，泵磨損所產生的顆粒將進入系統，對系統其他液壓元件無法完全保護，還需其它濾油器串在油路上使用。安裝在液壓泵的出油口上，這種安裝方式可以有效的保護除泵以外的其它液壓元件，但由于濾油器是在高壓下工作，濾芯需要有較高的強度，為了防止濾油器堵塞而引起液壓泵過載或濾油器損壞，常在濾油器旁設置一堵塞指示器或旁路閥加以保護。安裝在回油路上，將濾油器安裝在系統的回油路上。這種方式可以把系統內油箱或管壁氧化層的脫落或液壓元件磨損所產生的顆粒過濾掉，以保證油箱內液壓油的清潔使泵及其它元件受到保護。由于回油壓力較低，所需濾油器強度不必過高。安裝在支路上，這種方式主要安裝在溢流閥的回油路上，這時不會增加主油路的壓力損失，濾油器的流量也可小于泵的流量，比較經濟合理。但不能過濾全部油液，也不能保證雜質不進入系統。單獨過濾，用一個液壓泵和濾油器單獨組成一個獨立與系統之外的過濾回路，這樣可以連續清除系統內的雜質，保證系統內清結。一般用于大型液壓系統。

7 液壓油防污染措施

液壓油在運輸和存儲過程中，都會受到來自外界的污染，雖然剛打開的液壓油看上去非常干凈，但是事實上，新買的液壓油是非常臟的。在使用前要靜置幾天，然后經過濾后才能加到液壓系統中。為了保證液壓油不被污染，液壓元件在加工和裝配時一定要進行徹底的清洗，最好的清洗劑是液壓系統中的油液。在清洗過程中油箱除了通氣孔以外，要進行完全封閉。為保證液壓系統在工作過程中液壓油不被環境污染，要盡可能的防止環境中的水分和空氣進去油箱。為了徹底杜絕污染物、空氣和水的污染，液壓系統要使用密閉油箱，在油箱通氣孔上要安裝空氣濾清器。在液壓系統運行時，要重點預防塵土、冷卻液和磨料的污染。為了防止塵土、冷卻液和磨料的污染，最好的方法就是使用合適的濾油器。在選擇濾油器時，要根據工程機械設備的具體情況，在液壓工作系統中使用不同的濾油器。工作人員要定期清洗和檢查油箱和濾油器。

8 結束語

縱上所述，用液壓油過濾系統過濾，能保證液壓油和液壓元件的清潔，液壓系統的可靠性因此顯著提高。液壓油過濾后可以繼續使用，每一臺工程機械可以節省較多的液壓油，大大降低了成本。該工藝動態過濾不需放油、又有快速換接頭的方法、方便管路連接，能適應多種機型的過濾需要，生產效率較高，實用性很強。通過改變過濾系統的設計參數，這種工藝也可以供其他使用液壓系統的主機廠采用，一般機械維修保養也可以借鑒采用。

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