7.4 Фильтры

Опыт эксплуатации станочных гидроприводов свидетельствует о том, что при соблюдении необходимых требований к чистоте гидросистемы удается повысить надежность гидрофицированных механизмов и уменьшить эксплуатационные расходы в среднем на 50 %.

При обслуживании гидрофицированного оборудования необходимо строго придерживаться рекомендаций по выбору масел, соблюдать основные правила их хранения и транспортирования, тщательно удалять загрязнения, образующиеся при изготовлении, сборке или ремонте узлов гидропривода, поддерживать герметичность гидросистемы, соблюдать правила заполнения гидросистемы маслом, систематически проводить анализ уровня его загрязненности и основных физико-химических показателей, осуществлять своевременную замену масла и промывку гидросистемы.

Эффективным средством поддержания чистоты гидросистем в процессе эксплуатации гидроприводов является очистка масла с помощью фильтров.

Основную часть загрязнений рабочих жидкостей составляют кварц, полевые шпаты и окислы металлов. Размеры этих частиц колеблются в пределах от 10 до 100 мкм с преимущественным преобладанием частиц величиной 10-25 мкм. Увеличивать степень загрязнения рабочей жидкости могут:

- механические частицы, оставшиеся после изготовления или ремонта гидромашин и аппаратуры (стружка, отделившиеся заусеницы);

- механические частицы, оставшиеся после изготовления и сборки гидролиний (брызги металла при сварных работах, окалина);

- продукты износа деталей гидромашин и аппаратуры гидропривода при его эксплуатации;

- продукты старения и износа уплотнений;

- продукты механического и химического разрушения (деструкции) жидкости;

- воздушная пыль, проникающая в бак в результате всасывающего эффекта.

Для обеспечения надёжной работы гидроприводов применение фильтров является обязательным.

Фильтры гидросистем служат для выполнения следующих функций:

- очистка жидкости при её заливке (заправочные фильтры);

- очистка воздуха, соприкасающегося с жидкостью (воздушные фильтры гидробаков);

- непрерывная очистка рабочей жидкости при работе гидросистем (рабочие фильтры, вмонтированные в линии гидросистем).

Остановимся на последних, т.е. на фильтрах, применяемых для очистки масла при работе гидросистем.

Фильтры могут осуществлять полнопоточную (рис. 6.5,а-в) или пропорциональную (рис. 6.5,г,д) фильтрацию масла и могут устанавливаться во всасывающей, напорной или сливной линиях гидросистемы (см. рис. 6.5,а-д). При этом следует учитывать, что фильтр может эффективно защищать только тот элемент гидросистемы, который установлен непосредственно после него, остальные элементы получают лишь частичную защиту.

С увеличением длительно действующих в гидропередачах давлений требования к чистоте рабочих жидкостей повышаются. В таких случаях через фильтр необходимо пропускать не менее 20-30 % полного потока жидкости. Достаточно эффективным является установка фильтра на линии всасывания насоса (см. рис. 6.5,а). При этом весь поток, поступающий в систему, очищается. Однако такие фильтры имеют большие размеры и требуют частой замены для обеспечения малого гидравлического сопротивления линий всасывания. Установка фильтров на напорных гидролиниях (см. рис. 6.5,б) позволяет эффективно очищать поток, но требует фильтров с тяжёлыми корпусами, способных противостоять высокому давлению.

Полную фильтрацию потока в гидросистеме можно производить, устанавливая фильтр на линии слива (см. рис. 6.5,в).

Пропорциональную или частичную фильтрацию потока в разомкнутой гидросистеме можно производить, устанавливая фильтр на дополнительной линии слива (см. рис. 6.5,г,д), а в замкнутой (см. рис. 5.1,б) – устанавливая его на линии нагнетания 4 вспомогательного насоса Н2. При этом очищается только часть потока, но фильтры имеют малые размеры и массу. Поэтому способ фильтрации части потока является достаточно распространённым.

Реальные схемы фильтрации современных технологических машин и станочного оборудования представляют собой различные сочетания фильтров, устанавливаемых в разных линиях гидросистемы (например, см. рис. 6.5,е,ж; рис. 6.6; рис. 7.3).

Фильтрующие элементы изготовляют из металлических сеток, металлокерамики, войлока, картона. Для задержания ферромагнитных частиц могут применяться самостоятельные магнитные фильтры или комбинированные с обычными.

Современные фильтры, как правило, оснащаются перепускными клапанами, пропускающими масло в обход засоренного фильтроэлемента. Наличие перепускного клапана позволяет защитить фильтроэлемент от разрушения, однако часто приводит к заблуждению - уверенности в чистоте гидросистемы в то время, как фильтр практически не работает. В этой связи фильтры оснащаются также средствами для визуальной или электрической индикации засоренности.

Различают абсолютную и номинальную тонкости фильтрации. Первая характеризует минимальный размер загрязняющих частиц, полностью задерживаемых фильтром, последняя - размер частиц, задерживаемых на 95-98 %.

Тонкость фильтрации определяется сроком службы и назначением гидропривода. Так, для гидропередач с ограниченным сроком службы может допускаться размер загрязняющих частиц до 25 мкм, для обычных систем с повышенным сроком службы – до 10-15 мкм, для следящих систем с высоким сроком службы – до 5 мкм, для гидросистем прецизионного оборудования тонкость фильтрации должна составлять 1-3 мкм.