一款大型液压污油过滤设备的特性研究

王朝辉，包明迅，崔品楠，吕昌龙

(辽宁忠旺机械设备制造有限公司，辽宁 辽阳 111003)

目前，液压技术被广泛地应用在机床、工程机械、农业机械、汽车等多个领域，对于液压系统安全性与可靠性的要求变得十分重要。大部分工业资料文献显示，液压油的污染与变质是大部分液压系统故障的主要原因，严重时，污染的液压油对液压系统的主要元件造成不可逆的磨损甚至磨伤，因此，控制液压油的污染程度对于液压系统的使用与维护是重中之重。

1 液压系统中油液污染产生危害的分析

1.1 对系统工作性能的影响

由于液压油内的污染物部分或全部堆积将液压系统内主要元件的节流孔或缝隙堵塞，从而造成改变液压系统的工作机能，使其部分或全部动作失效，甚至系统完全失效，例如，溢流阀产生压力变化，滑阀阀芯卡死等，从而使系统的动作失效甚至失控。

1.2 对液压元件的影响

在许多先进的液压原理中，因为设计要求控制精度很高，因而，使用比例型或者伺服型控制阀，这些控制阀元件对油液的清洁度要求很高，如果油液的清洁度达不到其使用要求，液压系统就会面临故障的可能，严重的甚至导致此类元件损伤甚至损坏，对于设备造成很大的经济损失。

对于油液中存在的颗粒物，如果其数量或直径超过元件允许使用要求，就会对元件造成磨损或损伤，例如，大颗粒进入液压阀的间隙，随着阀体与阀芯的动作，元件表面的摩擦程度会加剧，久而久之，会加大液压阀的泄露，由此元件的灵活度也会大大减小，所执行的动作也会可能错乱，这样的污染油液会导致元件寿命缩短，工作也无法正常进行。如果颗粒物在元件的关键孔或缝隙中堆积堵塞，更是会造成液压关键机能失效的可能，例如，颗粒堆积堵塞了先导型控制阀，就会产生先导滑阀没有动作，先导阀也就失去了效用。

对于液压泵来说，污染有颗粒会使泵体运动件表面刮伤、咬死，故障率频发寿命缩短。例如，污染油液颗粒堆积在叶片泵的定子与转子之间，时间一长，定子、转子就会磨损甚至断裂。

1.3 对执行元件的影响

液压油中，颗粒物会加速液压缸密封装置损坏，使缸体运动表面拉伤、磨损，导致油缸内部外部泄露增加、推力不足或运动不稳定、爬行、异响等故障。液压油中的颗粒物也会在进入马达后，依附在马达内部的活动件上，加大其表面摩擦，随着马达转动造成磨损甚至磨伤的后果，加大了马达泄露，严重时，马达失效。

2 液压系统中油液污染产生的原因

2.1 内部潜在污染

在系统安装的过程中，自制零件及外购件在加工、装配、调试、封存、运输的过程中，铸造残渣、切屑、焊渣及灰尘等颗粒在液压系统开始运行前就残留在系统中。随着液压系统的运行，污染物到达系统内部各个元件，附着堆积后损坏各个元件，最后造成液压系统故障。

2.2 外部侵入污染

液压系统在正常运行时。外部灰尘、杂质、湿气、异种油液等通过油箱排气孔或加油孔侵入液压系统，如通过循环转动的马达，油箱内部与外界流通的空气，天气炎热时，油箱内壁水蒸气凝结的水滴，流回油箱内的漏油等，都会造成系统污染。

外界一般认为新的液压油就是干净的液压油，其实则不然，桶装液压油的容器以及内壁的涂料，注油的管路等都会有杂物侵入液压系统。据厂家实验测定新开封的桶装液压油，使用100 目铜丝网过滤后测样取定，每100ml 油液中含有5μm 以上颗粒物达到3 万～5 万个，这样的油液允许使用在一般的液压系统中，对于伺服级液压系统来说，使用这个油品等级的液压油是对伺服元件有危害的。

2.3 再生污染

在液压系统中，由于系统工作而产生的污染物此类污染为再生污染，如管路的铁锈残余，油箱内壁漆面的脱落，运动元件之间因磨损产生的颗粒，过滤网脱落的纤维，液压油长时间使用后发生化学、生物变化后的生成物，液压油在高温高压工作条件下，由于水分、空气、铁、铜等介质作用生成的氧化物等污染物。

3 污油过滤设备描述、原理及使用步骤

3.1 设备描述

本设备分三个区域( 污油过渡区5000L、10μ 油区2500L、5μ 油区2500L)，分别经过30μ、20μ、10μ 和5μ 过滤器多次过滤。其中，30μ 和20μ 滤芯为不锈钢金属网材质，可清理重复使用(为了匹配使用现场设备的通用性，过滤器选用国产品牌，且滤芯型号为SFX-1300XX)。各过滤器采用双滤筒过滤器可不停机更换滤芯。油泵采用三螺杆泵(匹配挤压厂现场设备,三螺杆泵型号TRSHN-440-46)，零度以上均可使用。各个分区油桶内配有多个加热器，确保设备在冬天也能正常运行。

3.2 设备原理（如图1）

图1 液压油过滤站工作原理图

3.3 设备使用步骤

污油通过螺杆泵抽进污油过滤桶，当污油过滤桶液位上限位发讯时停止抽油，加热器加热到合适的温度后开始过滤，污油通过螺杆泵经过30μm 过滤器过滤一段时后切换至20μm 过滤器过滤，过滤到设定时间后，再将污油通过螺杆泵从污油桶抽进净油过滤桶B，然后，进行下一级10μm 过滤，将污油经过滤器导入污油桶A，当A 桶到达一定液位后，再将油抽回滤油桶B,如此往复，循环过滤，过滤一段时间后，检测油液达到所求清洁度后，通过螺杆泵将净油抽走。

3.4 设备的使用特点

（1）处理污油能力强，污油桶有效容积为5000L，而此套设备20 分钟即可使5000L 污油完成一次循环过滤，据估计，将50000L 污油过滤至NSA10 以上仅需不到7 个工作日。

（2）自动化程度高，设备自身管路全部使用电动法兰球阀，仅需操作者操作电控台，不必去人工打开，关闭，切换球阀。

（3）过滤器滤芯一用一备，过滤过程中如果滤芯失效发讯，可以直接切换滤芯，不会影响过滤工况。

4 结语

本文大概介绍了油液污染产生的原因及危害，以及本人所设计液压油过滤站的功能及其特性，本人水平有限，有很多地方讲述不到位，只是希望借以本文抛砖引玉，让国内其他污油过滤系统设计者能扬长避短，做出更好的液压系统。