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液壓系統(tǒng)過濾器設(shè)備的幾種誤區(qū)分析

  • 新鄉(xiāng)市華豫濾器有限公司
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引言 
        近十余年,液壓行業(yè)發(fā)展迅速,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了較大貢獻(xiàn)。與此同時(shí),國(guó)產(chǎn)液壓系統(tǒng)的性能日益成為制約主機(jī)性能的主要因素之一。過濾器作為液壓系統(tǒng)污染控制的最主要元件,其設(shè)計(jì)選型是否合理,日常使用( 維護(hù)) 是否正確直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全及可靠性。而在實(shí)際應(yīng)用中,許多用戶對(duì)過濾器選型及使用還存在著一定誤區(qū), 不加以糾正將會(huì)影響系統(tǒng)的正常可靠工作。本文以液壓用過濾器在實(shí)際應(yīng)用中的常見誤區(qū)草作闡述,希望能為初學(xué)者提供一點(diǎn)借鑒作用。
 正文
誤區(qū)之一:進(jìn)油過濾、管路過濾、回油過濾實(shí)際上只是安裝部位不同,實(shí)際功用是一樣的,只要選擇一種過濾器,并選用更高的精度就能達(dá)到設(shè)計(jì)目的。 
        吸油過濾器能否有效能保證系統(tǒng)的清潔度?由于油液中的顆粒污染物會(huì)加劇泵的
磨損從而影響泵的使用性能和壽命, 大顆粒污染物可能還會(huì)卡死泵, 嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全、可靠性。油泵是系統(tǒng)中最關(guān)鍵的元件之一,所以有些用戶就選擇了相對(duì)較高精度吸油過濾器, 認(rèn)為其既能保護(hù)泵又能保證系統(tǒng)的清潔度。實(shí)際上,油箱不但是儲(chǔ)油工具,也是重要的渣質(zhì)沉淀區(qū), 高精度吸油過濾器會(huì)因?yàn)檫^多污染物而易堵塞, 導(dǎo)致泵吸油不暢, 以致吸空, 加速泵的磨損, 嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全。所以, 吸油過濾器的壓降要進(jìn)行嚴(yán)格控制。筆者2010年1月在東北某鋼廠發(fā)現(xiàn)一個(gè)液壓系統(tǒng)不能出油,在確認(rèn)了泵電機(jī)組連接、溢流閥、液位等沒有問題后,發(fā)現(xiàn)吸油過濾器外面有一層糊狀粘稠液,整個(gè)濾網(wǎng)內(nèi)陷。詢問現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員系統(tǒng)工作介質(zhì)的使用情況,答案是前兩天加注的HM-46#,問題是該系統(tǒng)沒有加熱器,雖然吸油過濾器為80u,額定流量也達(dá)到泵流量的5倍以上,由于溫度條件的變化,使得過濾器兩側(cè)壓降過大導(dǎo)致內(nèi)陷后,通流面積變小或消失。所以出現(xiàn)泵不出油”現(xiàn)象也就在情理之中。 
        管路過濾器能否有效能保證系統(tǒng)的清潔度?隨著科技的發(fā)展與普及,比例伺服技術(shù)正被更廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,因此管路濾油器(幾乎壓力回路中所有過濾器)也得到了更廣泛的普及。所有過濾器有一個(gè)共性,就是能對(duì)下游的介質(zhì)清潔度進(jìn)行一定控制,對(duì)上游卻無(wú)能為力。管路過濾器的存在其實(shí)只是基于兩個(gè)理由,一是控制進(jìn)入系統(tǒng)的介質(zhì)清潔度;二是對(duì)關(guān)鍵元器件進(jìn)行保護(hù)。盡管如此,管路濾油器的單獨(dú)使用也不能有效保證系統(tǒng)清潔度,因?yàn)閱为?dú)使用管路濾油器勢(shì)必加大其承受力,主要表現(xiàn)為規(guī)格放大;其次,不少元件是雙向或多向供油的,比較典型的就是(比例伺服)換向閥,P/A/B都是供油方向,我們不可能在每個(gè)(比例伺服)換向閥的這三個(gè)油口都設(shè)置過濾器。 
        回油過濾器能否有效能保證系統(tǒng)的清潔度?回油過濾器的使用目的很明顯,保證系統(tǒng)回到油箱的介質(zhì)達(dá)到一定清潔度,進(jìn)而保證系統(tǒng)清潔度。事實(shí)告訴我們:回油過濾器并不能過濾一些液態(tài)雜質(zhì);不是所有的雜質(zhì)都是液壓回路中產(chǎn)生的;回油過濾器選用精度過高會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)較高背壓,加大功率損耗;金屬類細(xì)小雜質(zhì)可能不會(huì)使閥“卡住”、“咬死”,但會(huì)加速元器件的磨損。 
無(wú)數(shù)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)告訴我們,不同的過濾器適用于不同場(chǎng)合,不同的場(chǎng)合需要不同的過濾器的柔性組合。在一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)中,不同性質(zhì)、不同功能的過濾器有機(jī)組合才能有效控制系統(tǒng)清潔度,片面理解或夸大,沒有任何理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。
誤區(qū)之二:過濾器的額定(公稱)流量就是系統(tǒng)的實(shí)際流量,按經(jīng)濟(jì)性原則可以等量選用。 
        這種觀點(diǎn)可能是按照液壓閥的額定(公稱)流量理解推理而來(lái)。而過濾器的額定流量規(guī)定是油液黏度在 32cst 的時(shí)候, 油液在規(guī)定原始阻力下的清潔濾芯所通過的流量。但在實(shí)際應(yīng)用中, 由于使用介質(zhì)牌號(hào)和系統(tǒng)的溫度不同, 油液黏度也會(huì)隨時(shí)變化。如按額定流量與實(shí)際流量 1: 1選用過濾器, 在系統(tǒng)油液黏度稍大時(shí), 油液通過過濾器的阻力將增大, 甚至達(dá)到過濾器的污染堵塞發(fā)訊器發(fā)訊值, 濾芯被認(rèn)為堵塞。其次, 過濾器的濾芯是屬于易損件, 工作中逐漸被污染, 濾材實(shí)際有效過濾面積不斷的減少,油液通過過濾器的阻力很快達(dá)到污染堵塞發(fā)訊器發(fā)訊值。這樣, 過濾器需頻繁的清洗或更換濾芯, 加大用戶的實(shí)際使用成本。實(shí)際操作中,應(yīng)考慮到油泵類別(不同的泵自吸力不同)和系統(tǒng)污染生成量,特別是有外部回油的的情況(比如外部馬達(dá)回油、機(jī)床潤(rùn)滑回油)、溫差較大的情況(海上使用或郊外使用)、環(huán)境粉塵量(冶金業(yè)、人造板業(yè)、水泥業(yè)等)。對(duì)于這些系統(tǒng),一般情況下適宜多級(jí)過濾。有條件的采用進(jìn)油過濾、管路過濾、回油過濾、關(guān)鍵部位過濾、磁過濾等多方位或全方位過濾方式保證系統(tǒng)的清潔度和可靠性。 
誤區(qū)之三: 過濾器選用的精度越高越好。在普通中過濾精度之所以選的相對(duì)較低,主要是基于經(jīng)濟(jì)性。
        事實(shí)上選用高精度過濾器來(lái)控制污染不但增加了系統(tǒng)的制造成本, 還間接地縮短了濾芯的使用壽命。系統(tǒng)對(duì)于清潔度的要求主要由液壓系統(tǒng)的元件對(duì)油液的污染度要求所決定(泵或比例伺服閥), 元件要求達(dá)到的清潔度越高, 過濾器選擇的精度也就越高。當(dāng)磨損顆粒進(jìn)入元件的運(yùn)動(dòng)副間隙, 就會(huì)產(chǎn)生磨損的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。所以要把磨損降到最低, 并最大限度的延長(zhǎng)元件壽命, 就必須濾除與間隙尺寸相近的顆粒。也就是只有這些污染物對(duì)系統(tǒng)造成的威脅是最大的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20079- 2006 中規(guī)定: 過濾器的過濾能力用過濾比βx(c) 表示來(lái)表示, 其定義為: 過濾器上、下游的油液?jiǎn)挝惑w積中大于某一給定尺寸 x(c)的污染物顆粒數(shù)之比。也就是說,假如使用了10μm的過濾器,不是說在過濾器的下游就沒有了大于10μm的污染物;同時(shí)由于各過濾器制造廠家對(duì)過濾比 βx(c)值的大小規(guī)定差異,也是液壓行業(yè)浪費(fèi)和不能有效控制系統(tǒng)性能的原因之一。目前,濾芯國(guó)產(chǎn)化已成為大勢(shì)所趨,盡快統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并有效實(shí)施成為行業(yè)當(dāng)務(wù)之急。
        值得一提的是,有不少人認(rèn)為過濾器在清洗、沖洗后是可以重復(fù)使用的。嚴(yán)格的來(lái)說,這是完全錯(cuò)誤的觀點(diǎn),無(wú)論是何種材質(zhì)、無(wú)論材質(zhì)結(jié)構(gòu)如何,沖洗多少會(huì)改變?yōu)V材的過濾間隙。從實(shí)踐操作上講,這也是過濾比βx(c)的定義的精神。由于通過過濾器時(shí)壓差的存在,就不可避免地使相對(duì)較大的顆粒通過相對(duì)較小的過濾間隙,即使材料的恢復(fù)性再好,長(zhǎng)此以往(類似與沖洗濾芯),也會(huì)擴(kuò)大間隙。也就是說,此時(shí)的濾芯不再匹配與該系統(tǒng)了。有些人要問,既然濾芯不能重復(fù)使用,為什么市場(chǎng)上還有濾芯沖洗設(shè)備、設(shè)計(jì)中還有反沖洗回路?其實(shí)這也很簡(jiǎn)單,一般情況下市場(chǎng)上可沖洗濾芯和反沖洗回路用于水介質(zhì)系統(tǒng),這類系統(tǒng)對(duì)于清潔度控制要求并不是很嚴(yán)格,偶爾見于基于液壓介質(zhì)的系統(tǒng)的這種情況中,也多有并聯(lián)過濾器(一用一備),也就是說這種回路中本身就有考慮到時(shí)效問題、壓差問題。實(shí)際上,市場(chǎng)可反沖洗的濾芯并不多見,因?yàn)橐礇_洗就意味著濾芯的內(nèi)外兩側(cè)都必須可以承受一定壓差,目前這種元件多見于煤礦機(jī)械,市場(chǎng)上常見過濾器并不能“反沖洗”(部分吸油過濾器可通過空氣吹掃重復(fù)利用)。其實(shí),濾芯是否可否重復(fù)利用只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即它的繼續(xù)使用是否還能達(dá)到既定的清潔度目標(biāo)。 
        當(dāng)前不少人(主要表現(xiàn)為最終用戶)還是以過濾器的使用壽命來(lái)判斷過濾器性能的優(yōu)劣許多用戶由于沒有油液污染度檢測(cè)設(shè)備,就以過濾器的使用壽命/堵塞快慢來(lái)判斷過濾器性能的優(yōu)劣。這種觀念都是片面的。應(yīng)該說也是濾芯國(guó)產(chǎn)化和濾芯型號(hào)不夠規(guī)范引起的,市場(chǎng)的濾芯主要有三個(gè)識(shí)別參數(shù):品牌、過濾精度、公稱流量。從GB/T20079- 2006規(guī)定中不難看出選擇過濾器時(shí),應(yīng)考慮以下幾方面的性能要求:具有路夠大的通油能力,壓力損失小;過濾精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求;濾芯具有足夠的強(qiáng)度和納污容量;濾芯抗腐蝕性好,能在規(guī)定的環(huán)境下長(zhǎng)期工作;濾芯的更換,清洗及維護(hù)方便。也就是說在濾芯型號(hào)中沒有反映出關(guān)鍵參數(shù)β值。所以在液壓設(shè)備的說明書中對(duì)此應(yīng)作明確標(biāo)記。
結(jié)束語(yǔ) 
        要完成一個(gè)好的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),不單單是滿足使用功能要求,能否正確選擇和使用過濾器、合理優(yōu)化油箱設(shè)計(jì)、正確設(shè)置油液取樣點(diǎn)是液壓系統(tǒng)污染控制的關(guān)鍵步驟,也是系統(tǒng)安全運(yùn)行的可靠保證。根據(jù)實(shí)際需求合理配置和維護(hù)不同類型的過濾器,以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)可靠的效果,是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、和諧生產(chǎn)的需要,也是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展的有效途徑。所有這些,都應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段予以綜合考慮。

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