Эксперт Ойл
Введите название продукта:



Эксперт-ойл / Статьи / Фильтры гидравлических систем
Главная страницаКарта сайтаe-mail

17.07.2012
Фильтры гидравлических систем

Гидравлические масла применяются для очень большого количества чувствительных машин. Благодаря применению этих масел гидравлические системы работают надежно и рассчитаны на многолетний срок службы. Минимальные технические требования к гидравлическим жидкостям четко определены в соответствии с DIN ISO и спецификациями производителей и строго соблюдаются жидкостями, которые в настоящее время имеются на рынке. Эти спецификации, однако, не требуют «хорошей фильтруемости»
     В прошлом большинство гидравлических и смазочных систем станочного оборудования, прессов, стационарных и мобильных систем были оснащены фильтрами с размером ячеек от 25 до 50 мкм. Этот размер ячеек был адекватен для удовлетворения требованиям элементов типа клапанов. Критические компоненты гидравлической системы включают узкие проходы и низкие расходы. В табл. 1 приведены типичные зазоры и размеры отверстий в основных узлах гидравлических компонентов.

 Таблица 1. Зазоры компонентов гидравлических систем

  Компонент

 Типичные зазоры критических компонентов, мкм

 Шестеренчатые насосы (под давлением):
     шестерня к боковой плите
     вершина зуба до кожуха

 
0,5-5
05,-5

 Крыльчатые насосы
     вершина крыла до боковой плиты
     крыло до боковой плиты

 
0,5-5(1)
5,0-13

 Поршневые насосы
     поршень до цилиндра
     цилиндр до клапанной пластины

 
5,0-40
1,5(0,5)-10(5)

 Сервоклапан:
    сопла
    смазка разбрызгиванием
    поршневой клапан (радиальный)

 
130,0-450
18,0-63,0
2,5-8,0

 Регулирующие клапаны:
    сопла
   поршневой клапан (радиальный)
   тарельчатый клапан
   конический вентиль

 
130-10000
2,5-23,0
1,5-5,0
13,0-40,0

 Компонент

 Толщина пленки

 Роликовые подшипники
 Гидростатические подшипники скольжения
 Гидродинамические подшипники скольжения
 Зубчатые колеса
 Уплотнения

0,1—1,0 мкм
0,5-100,0 мкм
1,0-25,0 мкм
1,0—1,0 мкм
0,05-0,50 мкм


Если в масле содержится грязь или загрязняющие примеси, эти критические зазоры могут влиять на функционирование системы и степень ее износа. Эксперты различают частицы, способные создавать критическую ситуацию, по размерам и количеству.

Загрязняющие примеси в гидравлических жидкостях

Имеются несколько причин загрязнения гидравлических жидкостей. Первое важное различие заключается между первичным и вторичным загрязнением. Первичное загрязнение — это загрязнение, которое присутствует в гидравлической системе до ее ввода в эксплуатацию. Это могут быть остатки механической обработки, остатки от монтажа и загрязняющие примеси, содержащиеся в свежем масле. Вторичное загрязнение — это загрязнения, образовавшиеся после начала работы, например: остатки после механической обработки, абразивный износ, связанный с потоком, коррозия, износ и грязь, попадающая в систему через материалы уплотнения цилиндров или через деаэрационные каналы в резервуарах.
     После обширных испытаний и исследований, проведенных ведущими производителями, в области влияния загрязнений на срок службы роликовых подшипников большое значение теперь придают чистоте и фильтрации масла. Чистота и типы применяемых присадок оказывают значительное влияние на срок службы и вероятность отказа роликовых подшипников и, следовательно, всей системы. Испытания, проводимые в рамках исследовательского проекта FVA 179/1 «Влияние инородных частиц на роликовые подшипники и меры по его избежанию» способствовали глубокому исследованию этого предмета. Причинами преждевременного отказа роликовых полшипников является главным образом неадекватная смазка, твердые загрязняющие примеси и перегрузка.

Классификация чистоты масел

Для классификации чистоты масел имеется несколько методов. Лучшими методами из известных являются ISO 4406 и NAS 1638. Определение чистоты по ISO 4406 связано с исследованием числа и размера частиц в 100 мл образца жидкости. Число частиц в категориях > 2 мкм, > 5 мкм и 15 мкм устанавливают и записывают. Обычно записывают только частицы размером > 5 мкм и > 15 мкм (старая обычная практика). Новая спецификация ISO 4406 (декабрь 1999) определяет частицы в категории > 4 мкм, > 6 мкм и > 14 мкм. Частицы могут быть подсчитаны с помощью микроскопа или соответствующих автоматических счетчиков. ISO 4406 или NAS 1638 определяют максимально допустимое загрязнение по типу гидравлической системы, степень чувствительности и критические компоненты системы. В зависимости от условий эксплуатации рекомендуются категории, изложенные в табл. 2

 Таблица 2.  Категории чистоты

 Тип системы/случай применения/размер фильтра

 Категория чистоты в соответствии с ISO 4406

 Категория чистоты в соответствии с NAS 1638

 Против тонкого загрязнения чувствительных систем: сервогидравлика

 Минимум 13/10

 3-4

 Сервосистемы для тяжелых условий, системы под высоким давлением с большими сроками службы

 Минимум 15/11

4-6

 Пропорциональные клапаны, индустриальная гидравлика с высокой эксплуатационной безопасностью

 Минимум 16/13

7-8

 Мобильные гидравлические системы с обычными механическими устройствами, системы с умеренным давлением

 Минимум 18/14

8-10

 Тяжелая промышленность, системы низкого давления, мобильные гидравлические системы

 Минимум 19/15

9-11



Фильтрация

Фильтры, предназначенные для удаления твердых загрязняющих примесей из смазочных масел, уже несколько десятилетий применяются в гидравлических системах. Используются следующие виды фильтров:
     • на выпускном канале из резервуара для удаления загрязняющих примесей, вовлеченных в жидкость воздухом;
     • фильтр-прессы для очистки жидкости, поступающей в насос; • в верхней части резервуара для фильтрования гидравлической жидкости, поступающей в резервуар;
     • байпасные (переточные) в контуре резервуара для улучшения уровней чистоты
     • возвратные, установленные на линиях рециркуляции жидкости.
     Фильтры могут быть картиджного или поверхностного назначения. Важными параметрами являются размер ячеек и степень удерживания фильтра. Обозначение βЗ > 200 описывает фильтр с размером ячейки 3 мкм и степенью разделения 200, т. е. только одна частица из 200 сможет пройти через фильтр. Кроме того, важное значение имеет дельта исходного давления (Δρмакс — 0,1–0,2 атм) и максимальная дельта давления на выходе (Δρмакс — 3–5 атм) в зависимости от расхода, вязкости и плотности. В качестве фильтровальных материалов используют фиброволокнистое стекло, металлические сетки, целлюлозную бумагу и другие конструкционные материалы. Гидравлические фильтры состоят из фильтрующего элемента, индикатора загрязнения и других компонентов. Жидкость, как правило, течет извне внутрь. Выбор размера ячеек определяют эмпирическим путем, он зависит от специфических требований критически важных узлов. В гидравлических системах, как правило, применяют размеры ячеек от 3 до 40 мкм. При применении фильтров с размерами ячеек 1 мкм, 3 мкм и 6 мкм следует обращать внимание на фильтровальное полотно, потому что высокомолекулярные компоненты жидкости (например, вязкостные присадки) и загрязняющие примеси (например, ингибиторы коррозии в пластичных смазках), могут привести к забивке фильтров. Забивка фильтров может произойти и в том случае, если присадки несовместимы (например, смесь несовместимых присадок, содержащих цинк с присадками, не содержащими цинка).

Требования к гидравлическим жидкостям

Высокоэффективные фильтрующие системы выдвигают высокие требования к фильтруемости гидравлических жидкостей. Гидравлическая жидкость должна создавать лишь небольшой перепад давления на фильтре после продолжительного нахождения в эксплуатации. Базовые масла и присадки должны легко проходить через фильтры с размерами ячеек 1, 3, 6 и 10 мкм. Ничего в свежей жидкости не должно приводить к забивке фильтра и вследствие этого сокращать его срок службы (это исследуют с помощью специальных лабораторных методов. Естественно, содержание загрязнителей в свежей жидкости должны быть низким.)
     В соответствии с ISO 4406 степень чистоты бочек должна быть в категории 17/14 (19/25), а опыт показывает, что степень чистоты автоцистерны должна быть 15/12 (18/14), хотя транспортировка, хранение и воздействие окружающей среды обычно снижают фактор чистоты на две-три категории. Практика показывает, что короткий срок службы фильтра часто является результатом загрязнения гидравлической жидкости водой, грязью и другими жидкостями, неадекватного обслуживания системы или неправильного выбора фильтра. Определение точной причины выхода фильтра из строя обычно связано с дорогостоящими лабораторными испытаниями.



Роман Маслов.
По материалам зарубежных изданий.

Адрес: г. Москва, дер. Старосырово, Симферопольское шоссе д.20 стр. 1 (Щербинская нефтебаза 11 км. от МКАД)
Телефон: (495)77-11-093, E-mail: info@expert-oil.com