工程机械液压系统旁路循环过滤技术.pdf

工程机械 液压 系统 旁路循 环过滤技 术 李 勇 广西柳工机械股份有限公司 由于液压传动技术有其不可比拟的优点， 使得 现代液压技术在工程机械上得 到广 泛的应用和发 展。而液压系统又有其脆弱的一面 抗污染能力低。 据国内有关资料统计 ， 工程机械 由于液压 系统不清 洁出现的故障占整机故障的 4 0 ％， 液压系统的污染 问题直接影响着工程机械 的实际使用寿命 ， 如何有 效提高工程机械液压系统的清洁度 ， 是确保工程机 械可靠性和提高经济效益的关键。 系统旁路循环过滤 装置是指位于液 压系统主 回路之外 ，对油箱内油液进行外循环过滤的装置 。 外过滤系统不受主液压 回路中流量波动的影响 ， 过 滤性能比较稳定。采用外过滤系统可以在主系统工 作前 ， 对油箱 内的油液进 行预先过滤 ， 为工程机械 液压泵提供清洁的油液 。我公 司应用情况表明 ， 外 过滤和主 回路过滤相结合 ， 可 以获得很好 的液压系 统清洁度 。 1 旁路循环过滤装置 根据工程机械特点并 为 了方便过滤装 置的移 动，旁路循环过滤装置采用可移动形式的过滤车。 其油路系统 主要 由泵 、 三级过滤器 、 压力表 、 排气 阀 等组成 ， 典型油路系统见图 1 。 1 ． 球阀2 ． 吸油过滤器3 ． 泵4 ． 一级精滤器5 ． 二级 精滤器6 ， 7 ． 旁通阀 图 1 旁路循环过滤装置油路原理图 过滤器是旁路循环过滤装置的重要元件， 对能 否达到液压系统的清洁度指标至关重要。旁路循环 过滤装 置一般具有三级过滤 吸油过滤器 、 一级精 滤和二级精滤。吸油过滤器位于旁路循环过滤装置 液压 泵上游 ， 主要作用是保护液压泵 ， 防止吸油时 将较大颗粒污染物吸人泵 中， 吸油滤芯采用过滤精 度 1 0 0 ～ 1 8 0 I,z m网式滤 芯与强 磁结合 的复式 过滤 器 ，通流能力至少相当于泵的额 定流量 的两倍 ， 压 力降不超过 0 ． 0 2 MP a 。 旁路循环过滤装置采用 两级精滤滤芯。精滤过 滤器位于液压泵的下游 ， 由于位于工程机械液压系 统 主回路 之外 ， 所 以可 以采用高精度和较大尺寸 的 低压滤芯 ， 为 了避免频繁更换滤芯 ， 提高生产效率 ， 应选用纳污量大 ， 使用寿命长 的滤芯 。滤芯的结构 采用应用最广泛的折叠 圆筒式滤 芯 ， 这样在有 限的 外形尺寸 内可 以获得尽可能大的有效过滤面积。滤 芯内有金属骨架 ，可以承受压差形成 的液压力 ， 滤 芯的过滤材料采用无机纤维 玻璃纤维 。最后一级 精滤滤芯过滤精度 的选择可参考表 1 。 表 1 目标清洁度与滤油器设置的过滤精 度 油液 目标清洁度 1 7 ／ 1 5 1 6 ／ 1 4 1 5／ 1 3 1 4／ 1 2 I S O 4 4 0 6 滤芯过滤精度 5 5 3 3 ／ um 对 于上 一级 的精 滤滤 芯 可相 应地 降 低 5 ～ 1 0 I．z m过滤精度， 由于滤芯本身积存污物最多， 当它撕 裂时会散 发所集存 的污物 。同时 ， 劣质滤芯纤维还 会脱落， 掉渣儿 ， 这会使滤芯成为重要的污染源。因 此一定要选用优质滤芯， 并配备过压保护装置。 - - - - 45--- 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m l 2 液压系统旁路循环过滤方法 笑 熄 由于大部分工程机械油箱是由板料焊接而成 下面以3 t叉车滤油过程为例，阐述旁路循环 ； 的 ， 锈 蚀 、 氧 化 皮 和 焊 渣 等 污 染 物 不 易 清 除 ， 为 了 避 过 滤 装 置 滤 油 机 进 、 回 油 管 放 置 位 置 不 同 对 液 压 免 这 些 污 染 物 和 其 它 外 部 污 染 物 进 入 液 压 系 统 精 系 统 清 洁 度 的 影 响 ，叉 车滤油 目标值 为 1 7 ／ 1 4 密元器件中， 有必要先用旁路循环过滤装置对油箱 I S O 4 4 0 6 ， 试验条件如表2和表 3 所示。 中液压油进行过滤直至液压油清洁度达到 目标值 ， 为验证进 、回油管放置位置对清洁度的影响 ， 然后关闭旁路循环过滤装置， 将工程机械各液压系 针对进、回油管在油箱中的不同位置用 3台3 t 叉 统按照离主泵的远近、 先后进行工作 ， 以便用干净 车做了 4 组试验。 表 2 试验条件 油箱尺寸 长 宽 高 油箱容量／ L 油品牌号 清洁度测定法 检测仪器 取样时间 取样位置 ] mm mmmm 抗磨液压油 显微镜颗粒 X Z R 一 2 J 过滤完成后 9 0 0 2 5 0 x 2 8 0 6 3 液面下约 0 ． 5 m H M3 2 计数法 油污计测仪 立即取样 表 3 滤油机技术参数 电机功率 公称流量 工作压力 吸油滤芯 一级精滤 二级精滤 ， k W ／ 1 J mi n ， MP a 滤材 精度／ m 滤材 精度／ la , m 强磁管路 1 ． 1 5 0 ≤1 玻璃纤维 l 2 玻璃纤维 6 过滤器 l 试验一 进、回油管同时放人距离液面下方约 试验三进油管放人距油箱底部约 100mm的 l 200 mm的位置，两管15距离小于 100 mm见图2， 位置，回油管管口低于油箱油面 150～200 ram见图 l 滤油时间和清洁度的关系如图3所示 ，油箱清洁度 6，滤油时间和清洁度的关系如图7所示 ，油箱清 l 试验结果如表 4所示。 洁度试验结果如表 6所示。 l l } m m 的 位 置 ，两 管 口 距 离 小 于 100 m m 见 图 4，滤 油lO0 m m 的 位 置 ， 进 油 管 管 口 低 于 油 箱 油 面 150 ～ l 试 验 二 进 、回 油 管 同 时 放 人 距 油 箱 底 部 约 100 试 验 四 将 滤 油 机 回 油 管 放 人 距 油 箱 底 部 约 时 间 和 清 洁 度 的 关 系 如 图 5 所 示 ，油箱清洁度试验 2 0 0 mm 见 图 8 ， 滤油时 间和清洁度的关 系如 图 9 图 2 油管放置示意图 试 验一 - - - - 4 6---- 箱 图 3滤油 时间和清洁度的关系 试验一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 4 油箱清洁度试验结果 试验一 过滤所用时间／ mi n 过滤前 5 1 0 1 5 2 0 3 0 4 5 6 0 1 2 0 第 1台 I S 0 4 4 O 6 2 0 ／ 1 7 2 0 ， 1 6 2 o ／ 1 6 1 9 ／ 1 5 2 0 ／ 1 5 1 8 ／ 1 3 1 7 ／ 1 3 1 8 ／ 1 3 1 7 ／ 1 2 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 1 0 9 1 O 9 第 2台 I S 0 4 4 0 6 1 9 ／ 1 6 1 9 ／ 1 6 1 8 ／ 1 5 1 9 ／ 1 5 1 8 ／ 1 5 1 7 ／ 1 4 1 8 ／ 1 4 1 7 ／ 1 3 1 7 ／ 1 3 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 9 1 0 9 9 第 3台 I S O 4 4 O 6 2 0 ／ 1 7 2 o ／ 1 7 1 9 ／ 1 7 1 8 ／ 1 5 1 9 ／ 1 6 1 8 ／ 1 4 1 8 ／ 1 5 1 8 ／ 1 5 1 7 ／ 1 4 检测结 果 N A S 1 6 3 8 1 2 1 2 1 2 1 0 l 1 1 0 1 0 1 0 9 图4 油管放置示意图 试验二 图5 滤油时间和清洁度的关系 试验二 表 5 油箱清洁度试验结果 试验二 过滤所用时间／ m i n 过滤前 5 1 0 1 5 2 0 3 0 4 5 6 0 1 2 0 第 1台 I S 0 4 4 0 6 2 o ／ 1 6 2 0 ／ 1 5 2 o ／ 1 5 1 9 ／ 1 4 2 0 ／ 1 2 1 8 ／ 1 2 1 8 ／ 1 2 1 8 ／ 1 0 1 7 ／ 1 0 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 1 0 1 0 1 0 9 第 2台 I S 0 4 4 0 6 2 0 ／ 1 7 2 0 ／ 1 7 1 9 ／ 1 5 1 9 ／ 1 4 1 8 ／ 1 1 1 7 ／ 1 0 1 8 ／ 1 0 1 7 ／ 1 0 1 6 ／ 1 0 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 2 1 2 1 1 1 1 1 0 9 1 O 9 8 第 3台 I S 0 4 4 0 6 1 9 ／ 1 5 1 9 ／ 1 5 1 8 ／ 1 2 1 9 ／ 1 3 l 8 ／ 1 3 1 8 ／ 1 1 l 8 ／ 1 0 1 7 ／ 1 0 1 7 ／ 1 0 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 1 l 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 O 9 9 图 6 油管放置示意图 试验三 箱 图 7 滤油时间和清洁度的关系 试验三 - - - - 4 7-- 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 6 油箱清洁度试验结果 试验三 过滤所用时问／ mi n 过滤前 5 1 0 l 5 2 0 3 0 4 5 6 0 1 2 0 第 1 台 I S 0 4 4 O 6 1 9 ／ 1 7 1 7 ／ 1 4 1 6 ／ 1 3 1 4 ／ 1 2 l 5 ／ 1 2 1 4 ／ 1 0 1 4 ／ l 0 1 5 ／ 1 1 1 4 ／ 1 0 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 2 9 8 7 7 6 6 7 6 第 2台 I S 0 4 4 0 6 2 0 ／ 1 6 1 8 ／ 1 5 l 6 ／ 1 4 1 5 ／ 1 3 1 4 ／ 1 2 1 4 ， 1 0 1 6 ／ 1 3 1 4 ／ 1 0 1 3 ／ 1 0 检测结果 N A S l 6 3 8 1 2 1 0 9 8 7 6 8 6 5 第 3台 I S 0 4 4 0 6 2 0 ／ 1 7 1 8 ／ 1 5 l 6 ／ 1 4 1 4 ／ 1 2 1 5 ／ 1 1 1 4 ／ 1 l 1 4 ／ 1 0 1 3 ／ 1 0 1 3 ／ 1 0 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 2 1 0 9 7 7 6 6 5 5 图 8 油管放置示意图 试验四 箱 图 9 滤油时间和清洁度的关 系 试验四 表 7 油箱清洁度试验结果 试验四 过滤所用 时间／ m i n 过滤前 5 1 0 1 5 2 0 3 0 4 5 6 0 1 2 O 第 1台 I S O 4 4 0 6 2 o ／ 1 7 1 7 ／ 1 3 1 5 ／ 1 3 1 4 ／ 1 1 1 5 ／ 1 1 1 3 ／ 1 0 1 3 ／ 1 0 1 3 ／ 1 0 l 3 ／ 1 0 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 2 9 8 6 7 5 5 5 5 第 2台 I S 0 4 4 0 6 1 9 ／ 1 6 1 6 ／ 1 3 1 4 ／ 1 2 1 4 ／ 1 2 1 3 ／ 1 0 1 3 ／ 1 0 1 3 ／ 1 0 1 4 ／ 1 0 1 3 ／ 1 0 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 1 8 7 7 5 5 5 6 5 第 3台 I S 0 4 4 0 6 2 0 ／ 1 7 1 7 ／ 1 4 1 6 ／ 1 3 1 4 ／ 1 2 1 3 ／ 1 9 1 3 ／ 1 0 1 4 ／ 1 1 1 3 ／ 1 0 1 3 ／ 1 0 检测结果 N A S 1 6 3 8 1 2 9 8 7 5 5 6 5 5 试验表明 当旁路循环过滤装置的进 、 回油管 相距太近时， 清洁度很不理想 ， 当进 、 回油管上下错 位后 ， 清洁度很快得到改善 。原 因是进 、 回油管相距 太近时 ， 只有进 、 回油管周 围很小范围 内的液压油 参与过滤， 导致清洁度不好。当进、 回油管上下错位 后 ，油箱中更多的油液加人到过滤循环系统 中， 过 滤效率提高。当旁路循环过滤装置的回油管在油箱 底部时 ， 由于可 以利用 回油 的冲击力将油箱底部 的 大颗粒污染物搅动起来 ， 过滤效果最好 。从试验三 、 四看 到 ， 开始时清洁度最好 ， 当油液的清洁度达 到 一 定程度时， 就很难再提高了。 3 结束语 旁路循环过滤装置回油管路位于油箱底部两 -- 4 8- 倍 回油管内径 、进油管管 口低于油箱油面 1 5 0 ～ 2 0 0 m m， 滤油时间 l 0 ～ 1 5 m i n ， 在确保过滤效果的同时， 其经济性也提高。 参 考文献 【 1 】雷天觉． 新液压工程手册【 M】 ． 北京 北京理工大学出版 社 ， 1 9 9 8 ． 【 2 】张奕． 工程机械液压系统分析及故障诊断【 M 】 ． 北京 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 8 ． 【 3 】 黄志坚． 液压辅件【 M ] ． 北京 化工工业出版社， 2 0 0 8 ． 通信地址 广西柳工机械股份有限公司技术研究院工艺研究 院 5 4 5 0 0 7 收稿 日期 2 0 0 9 1 0 2 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m