一种新型的油液净化装置——离心式油液净化机

张帅锋

（山东航天电子技术研究所，烟台 264000）

目前，工业润滑油广泛应用于机械设备中，主要的功能是减少机械设备的摩擦，具有润滑、防锈、密封和缓冲等作用。而含有杂质的油液不仅严重影响了工业的生产效率[1]，还对设备的性能和零部件造成不可逆转的损坏。

影响油液性能的主要因素包括水、气体、油中的杂质和油的污染程度。传统的油液净化方式主要在于滤芯的精度和更换频率，对于油液的净化效率较低，运行成本较高[2-3]。为了提升油液的过滤效率，提高油液的纯净度，本文介绍一种新型的油液净化装置——离心式油液净化机，它可以实现油液的在线旁路和离线净化，有效提高油液的循环使用率，降低工业设备的故障率。

研究目的是：经过过滤的油液，过滤精度达到NAS7级，水分含量符合GB/T260-1977《石油产品水分测定法》国家标准。

1 净油机的工作原理及流程

1.1 工作原理

采用真空复合和高速离心技术的油液净化机可以对油液中的杂质起到很好的滤除作用[4-5]。根据物质的比重不同，高速旋转的转鼓带动油液产生的离心力可以达到3000倍，加速了油液中有害杂质的分离。而分离出的杂质会附着在转鼓内壁，按时清洗即可。

在真空负压作用下，油液中的溶解气体，将会重新析出形成气体，并通过排气系统排出。在离心式油液净化机转鼓的内部，转鼓高速旋转形成了强大的负压空间，油液中的水分在真空负压的作用下气化变成气体。由于游离水与油液密度不同，水往转子壁移动，排出的水通过转鼓的内壁流入纳污盒中，并再次通过重叠的沉降层分离。

1.2 工作流程

该净化机的工作流程如图1所示。设备工作时首先运行真空泵，系统中的空气被抽取后，油箱变为负压区，利用大气的压差，油箱中进入待净化的油液。当净油器正常工作后，油液进入且充满转鼓。通过三相异步电动机带动转鼓组合开始工作，在离心力的作用下油液中的杂质与油液加速分离，并沉积在转鼓内壁。由于油液中物质的比重不同分离，净化后的油液回到油箱，杂质和水等被分离进入纳污盒，纳污盒内通过水位探针探测污水高度，从而进行自动排水。为方便客户监测油液污染度等级，需要安装在线检测仪，将结果显示在操控面板的显示屏上。

2 设计计算

对于螺栓强度，人们可以按以下方法计算。

2.1 受倾覆力矩

沿螺栓轴向方向，有P1=0N；沿螺栓径向方向，有P2=

图1 工作流程

（40+4）×9.8=431.2N；倾覆力矩：M=P2×120=51744N·mm。受力最大的螺栓所受工作拉力为：

2.2 受旋转力矩

电机转矩为：

取短路系数KT=6，则：螺栓所受工作拉力F轴=0N，径向力为：

方向沿电机半径切向方向。

2.3 螺栓所受总的径向力

螺栓所受工作轴向力F轴=185N，螺栓所受总的径向力为：

2.4 预紧力F0

螺栓工作状态下不产生滑移，因为：

F0≥879.25≈880N；F0≥1.5F轴（合格）。

螺栓受的总拉力为：

（7）

力矩扳手拧紧力矩为：T扳手=K×F0×d≈2.7N·m。

2.5 确定螺栓等级

Q235的M12粗牙普通螺纹螺栓，其应力截面积为：AS=84.3mm2；其螺栓小径为：d1=10.106mm。许用应力为：

选普通4.8级螺栓即可：屈服强度σb=400MPa；安全系数S=1.5；|σ|=267MPa（满足要求）。

许用剪切应力为：

屈服强度σs=320MPa；安全系数：S=1.5；|σ|=213MPa（满足要求）。

3 测试

为了验证离心式油液净化机的工作效果，人们对其进行全面测试。设备外观整洁干净，多次开关单个设备的电源，能正常启动。设备指示灯正常，设备的气路和油路未出现漏气和漏油现象。使用颗粒度检测仪对油样进行颗粒度分析，如表1所示。

表1 颗粒度测试

使用微量水分测定仪对油样进行水分分析，测试结果如表2所示。

表2 水分测试

离心油液净化机经过全面测试，各项性能和技术指标均满足技术要求。

4 结语

离心式油液净化机采用真空离心复合技术，提高了油液净化的效率。经过对设备性能的全面测试，人们发现，该设备符合相关技术要求，这为工业设备创造了优良的运行环境，大幅度提升工业设备的使用寿命。

[1]李越.液压系统污染问题的探讨[J].机床与液压，2004，（1）：153-154．

[2]蔡文海，蒋永洲.高清洁度液压油的净化技术[J].液压与气动，2000，（1）：39-40．

[3]杨树军，焦晓娟，鲍永，等.油液含气量对液压机械换段性能的影响[J].机械工程学报，2015，（14）：122-130.

[4]邵勇.过滤器性能测试系统研制[D].杭州：浙江大学，2012：11.

[5]陆敏.自卸式铁屑甩油离心机转鼓特性研究[D].上海：上海交通大学，2014：15.