液压系统过滤技术的发展

一、     液压过滤技术发展过程

1.     液压技术在20世纪20年代首先应用在机床上、30年代应用在航空业，二次大战期间广泛用于军事国防，50年代后，开始应用于机械，造船，矿山，冶金等工业；

2.     目前，液压传动技术因装置体积小，重量轻、结构紧凑、动作灵敏、便于实现自动化等优秀点而广泛应用，并仍将继续发挥重要作用；

3.     在液压技术发展中，泄露、污染两大难题一直存在，而污染又是导致泄漏的重要原因之一，污染控制技术的起步和发展成为解决此类问题的关键；

4.     过滤技术起步于20世纪70年代，由美国俄克拉荷马州立大学流体动力研究中心提出过滤比的概念，对于过滤技术的发展起到了核心推动作用；

5.     与过滤器相关的国际标准、国家标准在不断修订、增加，为过滤技术的发展莫、奠定了理论基础。

二、     现状及趋势

1.     要保持液压系统工作的正常运行，通过过滤的方法滤除固体颗粒及有害物质，维护系统工作介质的清洁度是最常用的方法：

2.     随着液压技术的迅速发展，液压元件日趋复杂，配合精度越来越高，对工作介质清洁度的要求在不断提高，3UM的滤材以普通应用，1UM的滤材也以用于航空航天的伺服系统：

3.     高精度无机纤维复合性渐密滤材的研究成功对解决过滤器精度、压力损失、纳污容量之间的制约提供了解决方法：

4.     吸水滤材、吸附材料以各种化学材料的应用，对解决工作介质中的有害物质如水、溶剂、表面活性剂、油液分解物等提供了保证平台：

5.     随着人们对污染控制认识的提高，意识到仅仅依靠过滤器保持油液清洁度是远远不够的。全面污染控制技术得到了广泛的认同，从控制元件清洁度、减少污染物产生的源头入手，合理配置液压元件及过滤器，从设计入手减少系统的流动死角，防治污染物沉积，达到更全面更科学的解决污染问题的目的。

三、     液压系统对过滤器要求的变化

1.     传统的液压系统过滤器配置是在管路的各个不同地方按装不同性质的过滤器，起到不同作用，分别有吸油过滤器、压力管路过滤器、回油过滤器、油箱通气口空气呼吸过滤器，通过这些过滤器达到维持系统油液清洁度的目的：

2.     从现在的应用技术和发展趋势分析，对各种过滤器的需求会发生变化：管路过滤器是保证工作介质清洁度的主要元件，但应工作压力高，流量波动大，对过滤器强度、精度要求较高，随着系统元件清洁度要求的提高和污染物生成率的有效控制，主要作用正在淡化，使用量会逐步减少：

----随着旁路过滤器的应用，油箱中工作介质的清洁度可以保持在允许范围，吸油过滤器的作用发生了变化，滤材油表面型的金属网向深度型的复合滤纸方向发展，过滤精度也在不断提高，部分设备以提高10UM,但随着作用的变化，使用量也会逐步减少：

----回油过滤器可防止系统运行中产生的污染物返回油箱，因其工作压力低，可靠性好，加工成本少，逐步成为保持液压系统工作介质清洁度的重要原件，所以过滤精度也在不断提高：

----空气呼吸过滤器中开始增加预压阀，以利于有泵吸油，并减少油箱与空气的对流：增加干燥剂防止空气中的水分子进入油箱过滤精度由40um以下增加到10um可起到更好作用：

----在油箱侧面增加旁路过滤器，独立于诸系统，对油箱中的油液循环过滤，不受系统停机影响，在冶金、能源行业被广泛应用：

----综合性能过滤器的应用使过滤器与液压元件集成一体成为现实，已在航空航天领域应用：

----吸油、回油和二为一的设计打破了传统思想，是系统简单化。

四、     过滤材料的发展

1.     常用滤材有表面型、深度型：

----表面型：孔眼形状规则，尺寸基本相同：过滤仅发生在滤材表面，污染物被拦截在滤材上游，纳污容量较小，常用材料有金属丝编织网、金属微孔板、过滤薄膜等

----深度型：由纤维或颗粒构成，微孔形状不规则，尺寸大小不均匀，截流并吸附污染物，纳污容量大，常用材料有滤纸、无纺布、金属纤维烧结粘、粉末烧结粘等

2 在液压系统中，常用滤材有无机纤维复合滤纸、植物纤维滤纸、金属丝编织网，其中无机纤维复合滤纸已经成为主要选择。

3 无机纤维滤材是以玻璃纤维为主要原料的复合滤纸，采用湿造法加工，过滤精度可以人工控制，具有植物纤维和化学纤维的优点以为广泛应用

4 随着滤材制造的发展和液压系统更高的要求，渐密式滤材成为发展趋势，必将起主导地位。渐密式滤材成可以由滤材制造商直接合成，也可采用不同精度滤纸组合使用;

5 滤材折叠方法趋势：

1.  目前国际上使用的传统滤材折叠方法，滤层的外圆周长上每折的间距大于内圆周长上每折的间距，造成空间的浪费以及滤材流量分配的不均衡，这种方法对保护材料的挺度有较高要求，对波纹高度有限制：

2.  圆柱形滤芯滤层的最大过滤面积为波纹高度等于内径的1/2，但因对波纹高度有限制，绝大多数滤芯，尤其是大流量滤芯是达不到的：

3.  要在有限的空间内扩大实际过滤面积，目前了解到有两种方法：

----M型滤材折叠方法，在发动机过滤器中有应用，滤材以植物纤维滤纸为主：

----渐开线滤材折叠方法，美国颇尔已经使用。其优点是充分利用空间增大过滤面积、流量分布更均匀稳定、相同流量下体积更小。

6 其它发展趋势：

----环保要求，采用可回收、详解材料，减少稀有金属含量：

----综合性能，集过滤、脱水、脱硫、调节酸碱值等多功能于一体的过滤装置

五. 全面污染控制技术的应用发展

1  油液污染是设备故障的主要根源。

2  设备维护有四种策略，机故障维护、预防维护、主动维护。

3  主动维护是在设备正常运行时通过检测可能导致失效的根源性参数，并及时纠正异常工况以保持设备正常工作状态，其实只是针对问题的根源而不是问题的征兆采取行动，是事先得积极行动而不是事后的被动反应，用运行维护代替停机维修。

4  主动维护的实施步骤：

----主动维护知识的培训

----运行设备的深入分析

----确定实施设备的目标清洁度

----改进或配备油液净化设备，以确保目标清洁度的实现

----完善和配套油液性能检测仪器

----建立科学的油液检验制度和操作规程

----建立设备完整的数据档案

5          主动维护的效果和收益：

----延长设备使用寿命

----防止或减少非计划停车时间

----延长油液使用寿命

----减少设备的运行维护费用