Методи фільтрації робочої рідини

Забруднення робочої рідини частинками пилу, стружки, а також частинками, що утворюються в результаті зношування деталей гідроагрегатів і старіння рідини, знижує надійність й термін служби гідроагрегатів у декілька разів. Від якості фільтрації (очищення) масла залежать працездатність і надійність гідросистем верстатів з ЧПК. Якість (тонкість) фільтрації визначають дослідним шляхом. Фільтрацію рахують задовільною, якщо розмір відфільтрованих частинок не перевищує якнайменшого зазора в ковзаючих парах гідроагрегату. Цим вимогам задовольняють фільтри з тонкістю очищення 5 мкм і для відповідальних вузлів систем управління приводів верстатів з ЧПК з тонкістю очищення до 3 мкм.

Відділення від рідин твердих забруднюючих домішок здійснюється механічними або польовими методами, В першому випадку фільтрація проводиться різними щілистими і пористими фільтруючими елементами, а у другому - магнітними, електричними, гравітаційними і відцентровими полями. У гідравлічних системах верстатів з ЧПК застосовують в основному перший метод очищення рідини.

По виду вживаних фільтрувальних матеріалів фільтри механічного очищення розділяють на два основні типи. У фільтрах першого типу частинки забруднювача затримуються в основному на поверхні фільтрувального матеріалу, у фільтр ах другого типу - в порах капілярів матеріалу. Розрізняють поверхневі і глибинні фільтри. До перших відносяться тканинні і паперові фільтри, до других - фільтри з набивочним фільтруючим матеріалом.

Фільтруючий елемент дротяних фільтрів виготовляють з латунного дроту круглого перетину у вигляді тканин сітки квадратного переплетення. Фільтруючі якості цих фільтрів характеризуються величиною ячейки в світлі. Мінімальний розмір ячейки сітки 0,08-0,1 мм.

У цих фільтрах забруднювач затримується на поверхні. Використання дротяних фільтрів не забезпечує повного очищення робочої рідини від забруднень. В гідросистемах верстатів використовують фільтри з наповнювачем (фільтроелементами) з пористих металів і кераміки.

Паперові фільтруючі елементи затримують за один прохід значну частину (до 75%) твердих включень розміром більш 4-5 мкм. Тонкість фільтрації 8-10 мкм.

У глибинних фільтрах рідина проходить через товщу пористою матеріалу фільтруючого елементу. Фільтруючими елементами є пористі волоконні і інші матеріали з текстилю, войлока, паперу, целюлози, скловолокна, обпаленої глини, пластмаси, пористого матеріалу і сферичних металевих порошків.

Завдяки високопористій і обумовленій малій товщині волокон структурі наповнювачі фільтрів можуть забезпечити тонкість очищення 1-2 мкм. Забруднювач в цих фільтрах затримується в основному в товщі матеріалу, ці фільтри при однаковій забрудненості рідини мають в порівнянні з поверхневими типами вищі грязєємкість і термін служби.

Типи фільтрів їх будова та підключення в гідросистему

У гідросистемах верстатів з ЧПК застосовують фільтри з дротяних сіток і фільтри з пористих матеріалів і кераміки. Конструктивне виконання сітчастих фільтрів може бути самим різним - у вигляді циліндрів і у вигляді набору (пакету) сітчастих дисків.

Комбінований фільтр з елементів грубого і тонкого очищення представлений на рис. 39, а. Схема такого фільтру складається з елементів тонкої 2 і грубого 1 очищення. До відкриття перепускного клапана рідина послідовно проходить через обидва елементи. При засміченні елементу тонкого очищення відкривається перепускний клапан 3, і рідина через елемент грубого очищення поступає до вихідного штуцера, минувши елемент тонкого очищення. Паперовий елемент звичайно виконується у вигляді циліндра, стінки якого для збільшення фільтруючої здатності збирають в складки тієї або іншої форми, підтримувані металевим каркасом.

Фільтр з фільтро-елементами з пористих керамічних дисків представлений на рис. 39, б. Керамічний фільтруючий елемент 1 використаний в даній конструкції фільтру, добре протистоїть зміні температури і має хороші фільтруючі властивості. Він фільтрує час тинки розміром 15-20 мкм.

Для уловлювання феромагнітних частинок застосовують магнітні очищувачі, які звично комбінують з яким-небудь пористим фільтром. Першим ступенем таких комбінованих очищувачів є магнітний елемент. Комбінований фільтр (рис. 40) складається з сітчастого фільтруючого пакету 2, на вході і виході з якого встановлено два постійні магніти 1 і 3, створюючих магнітне поле, сприяюче вловлюванню феромагнітних частинок. Рідина проходить через щілини нижнього магніта всередину циліндра з сітчатим фільтруючим пакетом і віддаляється через щілини верхнього пакету. Магнітне поле, яке створюють ці магніти, підвищує також фільтруючі властивості пакету 2 металевих сіток.

Рис. 41

Схеми включення фільтрів представлені на рис. 41. Існують схеми послідовного і паралельного включення фільтрів. В більшості випадків використовують одночасно обидві схеми фільтрації: для фільтрації всього потоку застосовують фільтр, що має відносно високу пористість, а для захисту відповідальних агрегатів - фільтри тонкого очищення. Для оберігання насоса, який найбільш чутливий до забруднень рідини, фільтр встановлюють на всмоктуючій лінії насоса (рис. 41, а). Проте зважаючи на те що фільтр збільшує опір всмоктуючої лінії і погіршує умови заповнення її рідиною, цей спосіб установки фільтру в гідросистемах з самовсмоктуючим насосом не поширений.

При установці фільтрів на лінії нагнітання (рис. 41, б) може бути допущений вищій опір. Корпус фільтру в цьому випадку знаходитиметься під робочим тиском, Застосовують також установку фільтра в зливній магістралі (рис. 41, в), в яку через фільтр проходить рідина також і в періоди розвантаження насоса.