对工程机械液压油过滤技术的研究

■韦欣东，徐海锡

■1．葛洲坝集团第五工程有限公司，湖北 宜昌 443000;2．葛洲坝集团第五工程有限公司，湖北 宜昌 443000

液压传动设备具有传递功率大、结构紧凑以及机械自动化的特点。在工程机械中被广泛应用。液压系统控制着工程机械工作装置和转向装置的工作，液压油的污染程度对整机的可靠性有非常大的影响。为降低工程机械工作过程中出现故障的几率，要对液压油进行过滤来确保工程机械的正常运转。

1 工程机械液压油的性质

在工程机械液压系统中，主要研究液压油的粘性、密度和可压缩性这三个物理性质。粘性是当液压油在外力作用下流动时，液压油分子间的内聚力会影响液压油的流动性，并在液压油分子表面产生摩擦力，即为液压油粘性。液压油密度就是液压油单位体积上的质量。液压油密度的大小一般受温度和压力影响。当液压油在受到外界作用力时出现体积缩小的现象就是液压油的可压缩性。

2 导致液压有污染的原因

工程液压油污染主要是由外部污染和内部污染造成的。外部污染是指固体杂质、水分、其他油类及空气等进入液压系统而引起的污染;内部污染是指新油液携带的、液压系统零部件磨损以及液压油物理、化学性能变化引起的污染。污染物混入液压系统后，会加速液压系统零部件磨损，使液压元件性能过早下降，直至烧蚀甚至损坏。固体颗粒污染物对液压系统的危害最大，因此需要对液压油中的固体颗粒污染物的数量进行测量，并划分污染等级。液压油中固体颗粒污染等级是指单位体积液压油中固体颗粒污染物的数量。

3 液压油过滤的工艺技术要求

经过分析，液压油过滤的工艺要求:(1)有足够的过滤精度。过滤精度是指过滤器滤芯滤去杂质的粒度大小，以其直径d的公称尺寸(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)四个等级。(2)有足够的过滤能力。过滤能力是指一定压力降下允许通过过滤器的最大流量，一般用过滤器的有效过滤面积(滤芯上能通过液油的总面积)来表示。对过滤器过滤能力的要求，应结合过滤器在液压系统中的安装位置来考虑，如过滤器安装在吸油管路上时，其过滤能力应为液压泵额定流量的两倍以上。(3)过滤器应有一定的机械强度。(4)滤芯抗腐蚀性能好，并能在规定的温度下持久的工作。(5)滤芯有利于清洗和更换，便于拆装和维护。

4 液压油过滤系统的结构及原理

过滤机结构分为辅助油箱系统、过滤主系统、仪表及操纵系统。“吸油管—吸油过滤器—主工作泵—电加热器—粗过滤器—精过滤器—流量计—出油管”由这些部分组成了过滤主系统。此外在主工作泵进口至粗过滤器出口之间并联有流量调整管路。在主系统中设置三个过滤器，把过滤负荷分解为三级，能充分发挥精过滤器功能，油的流动更易畅通。精过滤器过滤精度为5微米，保证了设计要求。粗过滤器和精过滤器两端均安装有压差传感器，当压差超限时使粗滤或精滤报警，提醒操作者停机保养。电加热器把液压油加热到70摄氏度±3摄氏度，使液压油粘度降低、减小过滤时的阻力。流量调整管路中有一个节流阀，在主工作泵之前压力较低，于是一部分从粗过滤器流出的液压油经调整管路倒流，倒流的液压油重新吸入主工作泵，由此使整个系统的实际流量变小，因此调整节流阀开度即调整了整个系统的流量。流量计动态显示流量，让操作者心中有数。精过滤器出油管处引出有取样装置，可取样检测过滤效果。

5 液压油过滤技术

将工程机械液压油箱的空滤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一个工艺回油口(平时此口用法兰盖、密封垫密封)，将管路系统连接好。进、出油口处的蝶阀打开，启动电源开关、设好电加热器的加热温度(70℃ ±3℃)，开启电加热器、开动主工作泵开始过滤。先让过滤系统自循环几分钟，然后启动工程机械，由怠速逐渐加大油门直止油门全开，操纵工作装置液压系统和转向液压系统工作，让工程机械内部液压系统和外部的过滤液压系统同时循环运行。这样液压元件不断得到循环油液的冲洗，内部循环的液压油携带着污染颗粒流经油箱，在油箱里内外循环的油液混合，此后分流到过滤系统的油液得到过滤，如此反复循环，液压油和液压元件也越来越清洁。经过40分钟过滤，用油液污染度检测仪检测，液压油的污染等级能控制到17/14级，高于行业内对污染等级的控制要求，因此把过滤技术的时间确定为40分钟。当更换另一台工程机械或另一种型号的工程机械过滤时，只需拆开快换接头，然后用快换接头把软管与另外的软管连接起来即能轻松实现，因此能满足多种型号工程机械过滤的需要。

6 选择性安装液压油滤芯

安装在液压泵的吸油口，在泵的吸油口安装滤油器，可以保护系统中的所有元件，但由于受泵吸油阻力的限制，只能选用压力损失小的网式滤油器。这种滤油器过滤精度低，泵磨损所产生的颗粒将进入系统，对系统其他液压元件无法完全保护，还需其它滤油器串在油路上使用。安装在液压泵的出油口上，这种安装方式可以有效的保护除泵以外的其它液压元件，但由于滤油器是在高压下工作，滤芯需要有较高的强度，为了防止滤油器堵塞而引起液压泵过载或滤油器损坏，常在滤油器旁设置一堵塞指示器或旁路阀加以保护。安装在回油路上，将滤油器安装在系统的回油路上。这种方式可以把系统内油箱或管壁氧化层的脱落或液压元件磨损所产生的颗粒过滤掉，以保证油箱内液压油的清洁使泵及其它元件受到保护。由于回油压力较低，所需滤油器强度不必过高。安装在支路上，这种方式主要安装在溢流阀的回油路上，这时不会增加主油路的压力损失，滤油器的流量也可小于泵的流量，比较经济合理。但不能过滤全部油液，也不能保证杂质不进入系统。单独过滤，用一个液压泵和滤油器单独组成一个独立与系统之外的过滤回路，这样可以连续清除系统内的杂质，保证系统内清结。一般用于大型液压系统。

7 液压油防污染措施

液压油在运输和存储过程中，都会受到来自外界的污染，虽然刚打开的液压油看上去非常干净，但是事实上，新买的液压油是非常脏的。在使用前要静置几天，然后经过滤后才能加到液压系统中。为了保证液压油不被污染，液压元件在加工和装配时一定要进行彻底的清洗，最好的清洗剂是液压系统中的油液。在清洗过程中油箱除了通气孔以外，要进行完全封闭。为保证液压系统在工作过程中液压油不被环境污染，要尽可能的防止环境中的水分和空气进去油箱。为了彻底杜绝污染物、空气和水的污染，液压系统要使用密闭油箱，在油箱通气孔上要安装空气滤清器。在液压系统运行时，要重点预防尘土、冷却液和磨料的污染。为了防止尘土、冷却液和磨料的污染，最好的方法就是使用合适的滤油器。在选择滤油器时，要根据工程机械设备的具体情况，在液压工作系统中使用不同的滤油器。工作人员要定期清洗和检查油箱和滤油器。

8 结束语

纵上所述，用液压油过滤系统过滤，能保证液压油和液压元件的清洁，液压系统的可靠性因此显著提高。液压油过滤后可以继续使用，每一台工程机械可以节省较多的液压油，大大降低了成本。该工艺动态过滤不需放油、又有快速换接头的方法、方便管路连接，能适应多种机型的过滤需要，生产效率较高，实用性很强。通过改变过滤系统的设计参数，这种工艺也可以供其他使用液压系统的主机厂采用，一般机械维修保养也可以借鉴采用。

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