液壓過濾器選型設計.doc

WORD格式可編輯液壓過濾器選型設計指南1 范圍本指南規(guī)定了液壓過濾器的設計原則、注意事項、液壓過濾器各項參數(shù)的選擇，以及例舉了液壓過濾器選型設計的案例。2 規(guī)范性引用文件下列文件的條款通過本規(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/T 20079 液壓過濾器技術條件Q/SY 012 015 液壓過濾器選用規(guī)范3 術語、符號及定義GB/T 20079確定的術語、符號和定義適用于本文件。3.1過濾精度指油液通過過濾器時,能夠穿過濾芯的球形污染物的最大直徑，以微米（m）表示。3.2 過濾器最大流量 由制造商所推薦的在規(guī)定運動粘度下通過被試過濾器的最大流量，以單位L/min表示。3.3 納污容量指過濾器的壓力降達到極限值時，濾芯所容納的污染物重量，以單位kg表示。3.4 過濾比過濾器上游大于等于某一給定尺寸的顆粒污染物數(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，用表示 。3.5 潔凈過濾器總成壓降P總 被試元件為裝有潔凈濾芯的潔凈過濾器,其測得的入口與出口壓力之差。3.6 殼體壓降P殼體 過濾器不裝濾芯時的壓降。3.7 潔凈濾芯壓降P濾芯潔凈濾芯所產生的壓降，其值等于潔凈過濾器總成壓降減少殼體壓降。4 工作原理與結構型式4.1 過濾器的工作原理與結構過濾器的典型結構見圖1。圖1 液壓過濾器典型結構油液從進油口進入過濾器，沿濾芯的徑向由外向內通過濾芯，油液中顆粒被濾芯中的過濾層濾除，進入濾芯內部的油液即為潔凈的油液。過濾后的油液從過濾器的出油口排出。4.2 過濾器的分類過濾器按其用途及安裝部位，可分為如圖2所示的5種不同類型。圖2 過濾器安裝位置示意圖設計系統(tǒng)時采用哪種或哪幾種過濾方式的組合應根據(jù)系統(tǒng)液壓元件類型，工況，成本和整機布置綜合考慮，可參考表1所示優(yōu)缺點設計最優(yōu)的系統(tǒng)過濾方案，其中，吸油過濾容易導致液壓泵吸空，建議盡量不采用高精度吸油過濾方案。表1 不同過濾方式的優(yōu)缺點優(yōu)點缺點壓油過濾1）安裝于泵出口，直接保護下游精密液壓元件；2）對壓降相對來說不太敏感，因此過濾器體積可做的比較?。?）要求過濾耐高壓，價格貴；2）泵未受保護；3）控制、執(zhí)行元件磨損污染物直接回油箱；回油過濾1）液壓系統(tǒng)回油過濾后回油箱，油箱油液清潔；2）壓力等級低，價格偏移；3）可插入油箱，節(jié)省空間；1）在精密液壓元件上游須單獨另加壓油過濾器保護；2）回油脈動大，影響過濾精度，并使濾芯容易損壞；吸油過濾1）能直接保護泵；2）受泵易吸空影響，吸油過濾器體積大，過濾精度低；吸回油過濾1）回油經過濾后直接被吸走，過濾器利用率高，系統(tǒng)成本低，且吸油效果好；1）油液循環(huán)使用，對系統(tǒng)散熱和油液要求高；旁路過濾1）與主系統(tǒng)相互獨立，流量穩(wěn)定；2）能做到高精度過濾；1）成本高5 主參數(shù)及設計要求5.1 過濾精度過濾器的精度等級應根據(jù)系統(tǒng)液壓元件類型來確定。表2 過濾器精度選擇推薦的清潔度等級（NAS 1638）推薦的絕對過濾精度m（）伺服系統(tǒng)75高精度比例系統(tǒng)785普通比例系統(tǒng)910一般系統(tǒng)91010205.2 公稱壓力公稱壓力指過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，過濾器的公稱壓力應大于等于實際應用壓力。5.3 過濾效率為提高過濾效率，必須提高過濾器的過濾比，并保證其壓降在允許范圍內。5.4 過濾能力過濾能力指一定壓力降下允許通過過濾器的最大流量，一般用過濾器的有效過濾面積（濾芯上能通過油液的總面積）來表示。過濾器的過濾能力還應根據(jù)過濾器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置來考慮，如過濾器安裝在吸油管路上時，其過濾能力應為泵流量的兩倍以上。5.5 使用壽命過濾器濾芯應有較大的納污容量，良好的抗腐蝕性能，并能在規(guī)定的溫度持久地工作。5.6 維護性能濾芯要利于清洗和更換，便于拆裝和維護。6 過濾器選型步驟1）明確設計要求：明確系統(tǒng)壓力、流量、液壓油牌號、工作溫度、系統(tǒng)需求的油液精度NAS等級；2）根據(jù)表1確定系統(tǒng)需要的過濾精度等級；3）根據(jù)過濾器在液壓回路中的安裝位置（圖2所示）和使用壓力確定過濾器的類型；4）確定規(guī)格大?。合雀鶕?jù)經驗或預選列線圖（如圖A.3）預選，然后計算核算其初始壓降，若大于前述推薦值則需重新選擇更大流量規(guī)格的過濾器；5）確定過濾器的污染發(fā)訊方式、旁通等。7 過濾器壓降計算潔凈過濾器總成壓降P總等于過濾器殼體壓降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X kg/cm3(一般為860 kg/cm3或900 kg/cm3)的某型號過濾器殼體壓降流量曲線，從流量曲線中可查出過濾器實際使用流量下的壓降值，P殼體計算方法：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給出了液壓油運動粘度為Y mm2/s(cSt)（一般為30mm2/s(cSt)）的某型號過濾器濾芯壓降流量曲線，從流量曲線中可查出過濾器實際使用流量下的壓降值，計算方法：潔凈過濾器總成壓降應滿足以下要求： 壓油過濾器：P總1bar； 回油過濾器：P總0.5bar；吸油過濾器：P總0.05bar；吸回油過濾器的P總按回油過濾器進行計算，但吸回油過濾器具有約(0.400.45）bar背壓,=所查值-(0.400.45)bar。8 注意事項8.1 過濾器不能反向通油，應制定可靠措施確保工人不會接錯。8.2 濾芯被污染后，流經過濾器的壓差可能將旁通閥打開，導致油液未全流量過濾，甚至壓潰濾網，因此，過濾器必須設置目視或電氣報警，提供關于是否需要更換濾芯的準確而可靠的指示。對于安裝位置不便于操作手觀測的過濾器，優(yōu)先采用電發(fā)訊報警方式。8.3 推薦選用帶冷起動閥的過濾器。8.4 因濾芯屬易損件，設計時應留出維修換件時的濾芯更換空間。8.5 鋼質濾芯能重復使用，但考慮到清洗后的濾芯清潔度難以達標，建議選用一次性的紙質濾芯。8.6 對于采用單活塞桿液壓缸的系統(tǒng)，計算時要注意活塞外伸和內縮時的回油流量的不同：內縮時無桿腔回油與外伸時有桿腔回油的流量之比，與兩腔有效工作面積之比相等。8.7 對于采用吸回油過濾器的系統(tǒng)，其回油流量應比吸油流量大20，避免瞬時回油不足，系統(tǒng)直接從油箱吸油未經過濾。AA附錄A （資料性附錄）液壓過濾器設計選型案例A.1 選型案例A.1.1 設計要求過濾方式：回油過濾過濾器處最高工作壓力：15bar液壓系統(tǒng)類型：伺服系統(tǒng)泵輸出流量=27.5L/min液壓油：ISO VG 46工作溫度：40液壓缸兩腔有效工作面積比A1/A2=2/1A.1.2 確定過濾精度由表1可知，伺服系統(tǒng)液壓油精度等級為NAS7，確定濾芯絕對過濾精度為5。A.1.3 初定過濾器類型系統(tǒng)設計采用回油過濾方式，通過過濾器的實際流量,系統(tǒng)最高工作壓力15bar，根據(jù)經驗初選回油過濾器：RF BN/HC 110 G 005 C 1.X。A.1.4 計算初始壓降由圖A.1查得RF110過濾器殼體在55L/min流量下的壓降為0.18bar，由圖A.2查得RF110過濾器潔凈濾芯在55L/min流量下的壓降為0.7bar（粘度為30mm2/s時）。過濾器總成初始壓降：=+0.18+0.746/301.25bar可見，若選用RF110過濾器其初始壓降大于允許值0.5bar，必須選用更大流量規(guī)格的過濾器。 圖A.1 RF110過濾器濾殼初始壓降曲線 圖A.2 RF110過濾器濾芯初始壓降曲線A.1.5 確定過濾器規(guī)格根據(jù)前述計算結果將過濾器型號修正為：RF BN/HC 240 G 005 C 1.X，查該型號過濾器的對應曲線并重復A.2.4的計算過程（此處從略），得出其總成初始壓降能滿足設計要求。為闡述選型過程和強調過濾器壓降的校核，初選時本例故意選了一個小型號過濾器，事實上，根據(jù)圖A.3給出的預選列線圖可以確定滿足前述設計要求的過濾器規(guī)格應為240。A.1.6 根據(jù)預選列線圖初選過濾器方法介紹根據(jù)預選列線圖確定過濾器規(guī)格，圖A.3給出的是液壓油粘度為30mm2/s時的曲線，此系統(tǒng)液壓油粘度為46mm2/s，換算流量Q5546/30=84L/min。根據(jù)圖A.3查得流量84L/min和過濾精度5時的過濾器規(guī)格為240