第十五章 滤油器

第十五章滤油器

§15-1 液下介质的污染

液体介质在液压系统中除传递动力外，还对液压元件中的运动件起润滑作用。此外，为了保证元件的密封性能，组成工作腔的运动件之间的配合间隙很小，而液压件内部的控制又常常通过阻尼小孔来实现。因此，液压介质的清洁度对液压元件和系统的工作可靠性和使用寿命有很大的影响。统计资料表明：液压系统的故障75%以上是由于液压介质的污染造成的，而液压介质的污染又是液压元件过早磨损以至损坏的主要原因。这一事实已引起人们的足够重视。

一、造成液压介质污染的原因

组成液压系统的元件在制造、储存、运输、安装、跑合、运行和维修过程中所接触过的每件污染物都是系统液压介质污染的潜在源。这些污染物可以分为以下五类：

（一）残留污染物

液压元件在制造、储存、运输、安装过程中带入的沙粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片和灰尘，虽经清洗，但未清洗干净而残留下来。

（二）生成污染物

1.液压油氧化变质析出物液压系统工作时，因压力损失而消耗的能量全部转化为热量，使系统油温升高。当液压油处于高温时，一方面油中的高温空气与油分子直接接触，空气中的氧分子引起油液氧化，生成有机酸，对金属表面起腐化作用；另一方面，油液氧化析出粘滞物和浸漆物。

2.液压油中混入水份和空气多数液压油中含有微量（小于0.01%）的水份，过多的含水量会使液压油乳浊化，使其润滑性能下降，对液压油的氧化起触媒作用，加剧污垢集积。同时，混入液压油中的空气还会增加油液的氧化作用，并引起液压系统的振动、爬行和气蚀。

3.元件磨损、损坏生成的污染物液压元件工作时，运动件之间的金属与金属、金属与密封材料的磨损颗粒以及液流冲刷下的软管胶料、过滤材料脱落的颗粒和纤维、剥落的油漆皮等。

（三）侵入污染物

液压系统在工作时，周围环境中的污染物通过一切可能的侵入点，如外露的往复运动的活塞杆、油箱的进气孔、注油孔等侵入系统。

（四）生物污染物

微生物也可能象其它微小颗粒一样侵入液压介质，如果不加以阻止，微生物将繁殖生长并表现为粘质物，污染介质。一般加杀菌剂或去除微生物繁殖的条件——水或营养物，以阻止生物污染的增长。

（五）逃脱污染物

逃脱污染物来自过滤器附近的潜在液流通道（如不密封的溢流阀或旁通阀及滤材的裂口等），以及使被截流颗粒上的粘性拖曳力大与过滤器纤维表面的吸附力的流量脉动。这两类逃脱污染物应加以控制。

二、控制液压介质污染的方法和措施

液压介质的污染一般用污染浓度来评价，为了将液压介质的污染危害降低至最小的限度，应减小其污染浓度，通常采用防、治相结合的方法。

（一）防

1.提高液压介质自身的抗污染能力，如抗氧化性、抗乳化油等；定期更换液压介质。

2.合理设计液压系统，提高系统效率，降低温升。

3.液压系统工作前严格清洗，最大限制地减少残留物。

（二）治

1.合理设计液压油箱，保证油箱既能起沉淀杂质、分离油中气泡的作用，又可防止外界尘埃和空气混入液压介质。

2.合理设计液压系统，采取必要的散热、冷却措施，保证液压介质的温度处于正常工作范围。

3.在液压系统中装设适当的滤油器，滤除液压介质中各种污染物。

§15-2滤油器的种类及特点

滤油器一般有滤芯（或滤网）和壳体（或骨架）组成，由滤芯上无数微小间隙或小孔构成通流面积。当混入液压介质的污染物（杂质）的尺寸大于微小间隙或小孔时，杂质被阻隔而滤清出来。如滤芯采用磁性材料时，可吸附液压介质中能被磁化的铁粉杂质。此外，还可以采用静电法，将污染物吸附在吸尘体上。

一、液压系统对滤油器的基本要求

由于不同的液压系统要求不同，而且要完全滤清混入液压介质中的污染物既是不可能的，也是不应苛求的。因此，对滤油器的要求应根据具体情况而定，其基本要求包括：

（一）过滤精度

过滤器的过滤精度，是指油液流经滤油器时滤芯能够滤除的最小杂质颗粒度的大小，以其直径d 的公称尺寸（单位为mm ）表示。颗粒度越小，滤油器的过滤精度越高。一般将滤油器按过滤精度分为四级：粗(d≥0.1mm)、普通(d≥0.01mm)、精(d≥0.005)、特精(d≥0.001mm)。不同的液压系统，对滤油器精度的要求如表15-1所示。

表15-1

（二）过滤比

滤油器的控制作用也可以用过滤比来表示，若令过滤比β,则 d

u N N =

β （15-1） 式中 u N ——滤油器上游油液污染浓度：

d N ——滤油器下游油液污染浓度。 影响过滤器过滤比的因素很多，如污染物的颗粒度及尺寸分布、流量脉动及流量冲击等。一般用平均值表示。显然，过滤比愈大，过滤器的过滤效果愈好。

（三）过滤能力

滤油器的过滤能力，是指在一定压差下允许通过滤油器的最大流量，一般用滤油器的有效过滤面积（滤芯上能通过油液的总面积）来表示。对滤油器过滤能力的要求，应结合滤油器在液压系统中的安装位置考虑。安装在液压泵吸油管路上的滤油器的过滤能力应大于泵的最大流量的两倍以上，安装在其它位置的滤油器的过滤能力应大于该处的最大流量。

（四）其它要求

如强度、承受压力的能力；耐久力，便于清洗，便于更换滤芯；结构简单、价廉等。

二、滤油器的种类

滤油器按过滤精度分为粗滤油器和精滤油器两大类，用图15-1（图15-1省略，p291）所示图形符号表示，其中精滤油器包括普通、精、特精三级。

除按过滤精度分类外，滤油器还可以按以下方法分类：

（一）按滤芯的结构分类

1.网式滤油器。液流流经此滤油器时，由滤网上的小孔起滤清作用。

2.线隙式滤油器。滤芯由金属丝绕制而成，依靠金属丝间的微小间隙来滤除混入液压介质中的杂质。

3.纸质滤油器。滤芯为多层酚醛树脂处理过的微孔滤纸，由微孔滤除混入液压介质中的杂质。

4.磁性滤油器。滤芯为永久磁铁，利用磁化原理吸附混入液压介质中的铁屑和铸铁粉。

5.烧结式滤油器。滤芯为颗粒状青铜粉等金属粉末压制烧结而成，利用颗粒之间的微小空隙滤除杂质。

6.不锈钢纤维滤油器。滤芯为不锈钢纤维挤压制成，由纤维之间的间隙滤除杂质。这种滤油器过滤精度高，可以清洗，但价格昂贵，一般液压系统不宜选用，推荐用于高压伺服系统。

7.合成树脂滤油器。滤芯由一种无机纤维经液压树脂浸渍处理制成，由纤维之间的微孔滤除杂质，过