液壓過(guò)濾器選型設(shè)計(jì)

液壓過(guò)濾器選型設(shè)計(jì)指南范圍本指南規(guī)定了液壓過(guò)濾器的設(shè)計(jì)原則、注意事項(xiàng)、液壓過(guò)濾器各項(xiàng)參數(shù)的選擇，以及例舉了液壓過(guò)濾器選型設(shè)計(jì)的案例。規(guī)范性引用文件下列文件的條款通過(guò)本規(guī)范的引用而成為本規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T20079液壓過(guò)濾器技術(shù)條件Q/SY012015液壓過(guò)濾器選用規(guī)范術(shù)語(yǔ)、符號(hào)及定義GB/T20079確定的術(shù)語(yǔ)、符號(hào)和定義適用于本文件。過(guò)濾精度指油液通過(guò)過(guò)濾器時(shí),能夠穿過(guò)濾芯的球形污染物的最大直徑，以微米（μm）表示。過(guò)濾器最大流量由制造商所推薦的在規(guī)定運(yùn)動(dòng)粘度下通過(guò)被試過(guò)濾器的最大流量，以單位L/min表示。納污容量指過(guò)濾器的壓力降達(dá)到極限值時(shí)，濾芯所容納的污染物重量，以單位kg表示。過(guò)濾比過(guò)濾器上游大于等于某一給定尺寸χ的顆粒污染物數(shù)量與下游大于等于同一給定尺寸的顆粒污染物數(shù)量之比，用βχ表示。潔凈過(guò)濾器總成壓降△P總被試元件為裝有潔凈濾芯的潔凈過(guò)濾器,其測(cè)得的入口與出口壓力之差。殼體壓降△P殼體過(guò)濾器不裝濾芯時(shí)的壓降。潔凈濾芯壓降△P濾芯潔凈濾芯所產(chǎn)生的壓降，其值等于潔凈過(guò)濾器總成壓降減少殼體壓降。工作原理與結(jié)構(gòu)型式過(guò)濾器的工作原理與結(jié)構(gòu)過(guò)濾器的典型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。液壓過(guò)濾器典型結(jié)構(gòu)油液從進(jìn)油口進(jìn)入過(guò)濾器，沿濾芯的徑向由外向內(nèi)通過(guò)濾芯，油液中顆粒被濾芯中的過(guò)濾層濾除，進(jìn)入濾芯內(nèi)部的油液即為潔凈的油液。過(guò)濾后的油液從過(guò)濾器的出油口排出。過(guò)濾器的分類(lèi)過(guò)濾器按其用途及安裝部位，可分為如圖2所示的5種不同類(lèi)型。過(guò)濾器安裝位置示意圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)采用哪種或哪幾種過(guò)濾方式的組合應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)液壓元件類(lèi)型，工況，成本和整機(jī)布置綜合考慮，可參考表1所示優(yōu)缺點(diǎn)設(shè)計(jì)最優(yōu)的系統(tǒng)過(guò)濾方案，其中，吸油過(guò)濾容易導(dǎo)致液壓泵吸空，建議盡量不采用高精度吸油過(guò)濾方案。不同過(guò)濾方式的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)壓油過(guò)濾1）安裝于泵出口，直接保護(hù)下游精密液壓元件；2）對(duì)壓降相對(duì)來(lái)說(shuō)不太敏感，因此過(guò)濾器體積可做的比較??；1）要求過(guò)濾耐高壓，價(jià)格貴；2）泵未受保護(hù)；3）控制、執(zhí)行元件磨損污染物直接回油箱；回油過(guò)濾1）液壓系統(tǒng)回油過(guò)濾后回油箱，油箱油液清潔；2）壓力等級(jí)低，價(jià)格偏移；3）可插入油箱，節(jié)省空間；1）在精密液壓元件上游須單獨(dú)另加壓油過(guò)濾器保護(hù)；2）回油脈動(dòng)大，影響過(guò)濾精度，并使濾芯容易損壞；吸油過(guò)濾1）能直接保護(hù)泵；2）受泵易吸空影響，吸油過(guò)濾器體積大，過(guò)濾精度低；吸回油過(guò)濾1）回油經(jīng)過(guò)濾后直接被吸走，過(guò)濾器利用率高，系統(tǒng)成本低，且吸油效果好；1）油液循環(huán)使用，對(duì)系統(tǒng)散熱和油液要求高；旁路過(guò)濾1）與主系統(tǒng)相互獨(dú)立，流量穩(wěn)定；2）能做到高精度過(guò)濾；1）成本高主參數(shù)及設(shè)計(jì)要求過(guò)濾精度過(guò)濾器的精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)液壓元件類(lèi)型來(lái)確定。過(guò)濾器精度選擇推薦的清潔度等級(jí)（NAS1638）推薦的絕對(duì)過(guò)濾精度μm（）伺服系統(tǒng)75高精度比例系統(tǒng)7～85普通比例系統(tǒng)910一般系統(tǒng)9～1010～20公稱(chēng)壓力公稱(chēng)壓力指過(guò)濾器工作中所允許的最大工作壓力,與濾器的殼體及元件的耐壓有關(guān)，過(guò)濾器的公稱(chēng)壓力應(yīng)大于等于實(shí)際應(yīng)用壓力。過(guò)濾效率為提高過(guò)濾效率，必須提高過(guò)濾器的過(guò)濾比，并保證其壓降在允許范圍內(nèi)。過(guò)濾能力過(guò)濾能力指一定壓力降下允許通過(guò)過(guò)濾器的最大流量，一般用過(guò)濾器的有效過(guò)濾面積（濾芯上能通過(guò)油液的總面積）來(lái)表示。過(guò)濾器的過(guò)濾能力還應(yīng)根據(jù)過(guò)濾器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置來(lái)考慮，如過(guò)濾器安裝在吸油管路上時(shí)，其過(guò)濾能力應(yīng)為泵流量的兩倍以上。使用壽命過(guò)濾器濾芯應(yīng)有較大的納污容量，良好的抗腐蝕性能，并能在規(guī)定的溫度持久地工作。維護(hù)性能濾芯要利于清洗和更換，便于拆裝和維護(hù)。過(guò)濾器選型步驟1）明確設(shè)計(jì)要求：明確系統(tǒng)壓力、流量、液壓油牌號(hào)、工作溫度、系統(tǒng)需求的油液精度NAS等級(jí)；2）根據(jù)表1確定系統(tǒng)需要的過(guò)濾精度等級(jí)；3）根據(jù)過(guò)濾器在液壓回路中的安裝位置（圖2所示）和使用壓力確定過(guò)濾器的類(lèi)型；4）確定規(guī)格大?。合雀鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)或預(yù)選列線(xiàn)圖（如圖）預(yù)選，然后計(jì)算核算其初始?jí)航担舸笥谇笆鐾扑]值則需重新選擇更大流量規(guī)格的過(guò)濾器；5）確定過(guò)濾器的污染發(fā)訊方式、旁通等。過(guò)濾器壓降計(jì)算潔凈過(guò)濾器總成壓降△P總等于過(guò)濾器殼體壓降△P殼體與潔凈濾芯壓降△P濾芯之和，即：=+△P殼體與液壓油密度成正比，附錄A給出了液壓油密度為Xkg/cm3(一般為860kg/cm3或900kg/cm3)的某型號(hào)過(guò)濾器殼體壓降——流量曲線(xiàn)，從流量曲線(xiàn)中可查出過(guò)濾器實(shí)際使用流量下的壓降值，△P殼體計(jì)算方法：由于液壓油密度變化不大，一般可以取△P殼體＝所查值△P濾芯與液壓油粘度成正比，附錄A給出了液壓油運(yùn)動(dòng)粘度為Ymm2/s(cSt)（一般為30mm2/s(cSt)）的某型號(hào)過(guò)濾器濾芯壓降——流量曲線(xiàn)，從流量曲線(xiàn)中可查出過(guò)濾器實(shí)際使用流量下的壓降值，計(jì)算方法：潔凈過(guò)濾器總成壓降應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：壓油過(guò)濾器：△P總≤1bar；回油過(guò)濾器：△P總≤；吸油過(guò)濾器：△P總≤；吸回油過(guò)濾器的△P總按回油過(guò)濾器進(jìn)行計(jì)算，但吸回油過(guò)濾器具有約～）bar背壓,=所查值-～bar。注意事項(xiàng)過(guò)濾器不能反向通油，應(yīng)制定可靠措施確保工人不會(huì)接錯(cuò)。濾芯被污染后，流經(jīng)過(guò)濾器的壓差可能將旁通閥打開(kāi)，導(dǎo)致油液未全流量過(guò)濾，甚至壓潰濾網(wǎng)，因此，過(guò)濾器必須設(shè)置目視或電氣報(bào)警，提供關(guān)于是否需要更換濾芯的準(zhǔn)確而可靠的指示。對(duì)于安裝位置不便于操作手觀測(cè)的過(guò)濾器，優(yōu)先采用電發(fā)訊報(bào)警方式。推薦選用帶冷起動(dòng)閥的過(guò)濾器。因?yàn)V芯屬易損件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留出維修換件時(shí)的濾芯更換空間。鋼質(zhì)濾芯能重復(fù)使用，但考慮到清洗后的濾芯清潔度難以達(dá)標(biāo)，建議選用一次性的紙質(zhì)濾芯。對(duì)于采用單活塞桿液壓缸的系統(tǒng)，計(jì)算時(shí)要注意活塞外伸和內(nèi)縮時(shí)的回油流量的不同：內(nèi)縮時(shí)無(wú)桿腔回油與外伸時(shí)有桿腔回油的流量之比，與兩腔有效工作面積之比相等。對(duì)于采用吸回油過(guò)濾器的系統(tǒng)，其回油流量應(yīng)比吸油流量大20％，避免瞬時(shí)回油不足，系統(tǒng)直接從油箱吸油未經(jīng)過(guò)濾。

（資料性附錄）

液壓過(guò)濾器設(shè)計(jì)選型案例選型案例設(shè)計(jì)要求過(guò)濾方式：回油過(guò)濾過(guò)濾器處最高工作壓力：15bar液壓系統(tǒng)類(lèi)型：伺服系統(tǒng)泵輸出流量=min液壓油：ISOVG46工作溫度：40℃液壓缸兩腔有效工作面積比A1/A2=2/1確定過(guò)濾精度由表1可知，伺服系統(tǒng)液壓油精度等級(jí)為NAS7，確定濾芯絕對(duì)過(guò)濾精度為5μ。初定過(guò)濾器類(lèi)型系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用回油過(guò)濾方式，通過(guò)過(guò)濾器的實(shí)際流量,系統(tǒng)最高工作壓力15bar，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選回油過(guò)濾器：RFBN/HC110G005C。計(jì)算初始?jí)航涤蓤D查得RF110過(guò)濾器殼體在55L/min流量下的壓降為，由圖查得RF110過(guò)濾器潔凈濾芯在55L/min流量下的壓降為（粘度為30mm2/s時(shí)）。過(guò)濾器總成初始?jí)航担?+＝+×46/30＝可見(jiàn)，若選用RF110過(guò)濾器其初始?jí)航荡笥谠试S值，必須選用更大流量規(guī)格的過(guò)濾器。圖RF110過(guò)濾器濾殼初始?jí)航登€(xiàn)圖RF110過(guò)濾器濾芯初始?jí)航登€(xiàn)確定過(guò)濾器規(guī)格根據(jù)前述計(jì)算結(jié)果將過(guò)濾器型號(hào)修正為：RFBN/HC240G005C，查該型號(hào)過(guò)濾器的對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)并重復(fù)的計(jì)算過(guò)程（此處從略），得出其總成初始?jí)航的軡M(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。為闡述選型過(guò)程和強(qiáng)調(diào)過(guò)濾器壓降的校核，初選時(shí)本例故意選了一個(gè)小型號(hào)過(guò)濾器，事實(shí)上，根據(jù)圖給出的預(yù)選列線(xiàn)圖可以確定滿(mǎn)足前述設(shè)計(jì)要求的過(guò)濾器規(guī)格應(yīng)為240。根據(jù)預(yù)選列線(xiàn)圖初選過(guò)濾器方法介紹根據(jù)預(yù)選列線(xiàn)圖確定過(guò)濾器規(guī)格，圖給出的是液壓油粘度為30mm2/s時(shí)的曲線(xiàn)，此系統(tǒng)液壓油粘度為46mm2/s，換算流量Q＝55×46/30=84L/min。根據(jù)圖查得流量84L/min和過(guò)