液压过滤器的设计与制造

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1、液压润滑油过滤器的设计与制造 大家好，能与各位同仁在一起共同探讨关于过滤器的一些知识，我感到很荣幸。 今天，我来谈谈“液压润滑油过滤器的设计与制造”。这次座谈会，绝大多数专家都谈到在过滤器的设计中最主要的问题就是过滤材料的选择。对这一点，我是非常赞同的。但是，是不是有了好的材料就一定能够制造出品质优良的过滤器呢？我看还差得很远。 有了好的材料，只能说在过滤器的生产过程中走对了第一步。而其结构设计的优劣和制造工艺的高低，对于过滤器来说才是关键的第二步、第三步，只有这几步都走对了，才能发挥出过滤材料的最佳性能，从而获得高效的过滤器。 今天，结合国外著名过滤器厂家的产品，重点讲讲油过滤器在结构设计和

2、加工工艺中，如何使先进的过滤材料达到最佳的使用性能。 大家看下图，这是一个典型的液压过滤器。它基本上有以下零件构成：1、端盖2、滤层3、骨架4、密封圈 这是美国PALL公司生产的HC9020HC9021系列高压过滤器。第一讲过滤器的端盖的设计。在同一种壳体里面可安装两种不同的滤芯： HC9020（左）和HC9021（右）下面是这两种滤芯的剖面图：HC9020：HC9021： 由上图可见，这两种滤芯连接尺寸完全相同，但结构却大不一样。 HC9020滤芯的上下盖均采用=0.6mm的碳素钢板冲压成型，而HC9021滤芯的上下盖却采用金属内芯加外包覆0.5mm钢板而成。PALL公司的设计师们为什么要这

3、样设计呢？让我们看一看这一系列过滤器的数据表：HC9020滤芯的终止压差为4bar，HC9021滤芯的终止压差为16bar；HC9020滤芯的压溃压力为20bar，HC9021滤芯的压溃压力为210bar。由以上数据可以看出，之所以两种外形尺寸完全一样的滤芯其结构有差异，完全是因为它们的使用压力不一样所造成的。 HC9020滤芯在正常压力下工作，只需很薄的钢板就解决问题了。而HC9021需要承受比HC9020大得多的压差，因此，就必须要用很厚的钢芯作支撑，并且为了保证滤芯可以获得最大的过滤面积，又在钢芯外部包覆一层不承受压力的薄钢板。 再来看另外一个例子，HYDAC公司的“D”系列过滤器属于高

4、压过滤器，有两种型号：BH/3HC和BN/3HC，BH/3HC滤芯的端盖全部采用铸钢锻压而成，其端盖厚度至少在2mm，因为它要承受210bar的压力；BN/3HC滤芯的端盖采用的钢板拉伸而成，厚度仅为0.6mm，它承受的压力仅为25bar。 滤芯端盖的设计原则“端盖端盖的设计一定要与滤芯的使用压力的设计一定要与滤芯的使用压力相适应，在保持必要的结构强度相适应，在保持必要的结构强度的原则下，尽量增大过滤面积的原则下，尽量增大过滤面积”。国际上油过滤器的结构强度 一般采用 这么几个等级： 吸油过滤器：13bar 管路过滤器： 中、低压：20bar 高压：210bar 大家再看上面的图HC9021，

5、不知大家注意没有，滤芯两头的端盖都向里收口，这是为什么？过去我们为一个厂家加工一批高压滤芯，送过去后，替人家安装，用力一拔，结果把滤层拔了下来，端盖却留在里面，用螺丝刀撬，用钳子拔，纹丝不动，害了别人停机一天，损失惨重。因为高压过滤器要承受很高的压力，端盖骨架容易变形卡死，不易拆换。故两端端盖向里收紧，增加结合强度。 滤芯的端盖有好多种，有机加的、冲压的，有金属的、非金属的，有注塑成型的、有发泡成型的，只要我们坚守以上原则，就可以设计出既能保证性能，又节省材料的新产品来。第二讲、滤层的设计与制造1、波纹高度波纹的高度按下面公式计算：hb=(d1-D2)/2式中：hb波纹高度，mm d1-波纹滤

6、层外径，mm D2-波纹滤层内径，mm 最佳波纹高度（过滤面积最大时的波纹高度称为最佳波纹高度）hb=d/4对于直径小于100mm的滤层，其波纹高度可按上式来计算；对于直径大于100mm的滤层，切不可盲从上面的公式，波纹高度以不超过25mm为准，波纹太高时受到压力会造成几个波纹并在一起，造成过滤器有效过滤面积变小而很快失效。2、波纹数波纹数按下面公式进行计算： n=*D2/(2(t+r)+l)式中：n-波纹数，个 t-滤层厚度，mm r-波纹折叠半径，mm l-波纹内间距，mm不可清洗或高压可清洗滤芯的波纹数按下式记算： n=*D2/2(t+r)低压可清洗滤芯的波纹数按下式记算： n=*D2/

7、（2(t+r)+0.25) 以上公式为理想公式。实际操作上，很少按此公式计算，因为滤材不一样，材料的弹性也不一样，计算出来的数值往往与实际的不相符。这里，我们给出一般情况下的滤层其内径波纹间距： 单层金属网的滤层-1.52mm 双层金属网的滤层-1.82.5mm 带双层护网的不锈钢烧结毡滤层-2.83.5mm 单层滤纸的滤层-1.72.3mm 带双层护网的玻纤滤层-2.53mm 带双层护网并有护纸的玻纤滤层-2.73.5mm 波纹少了会影响过滤面积，但波纹多了会造成内径波纹根部挤死，增大流通阻力，反而会影响过滤器的寿命。3、过滤面积过滤面积按下式计算： A=2nhbLA-过滤面积，mm2L-有

8、效波纹长度，mm4、过滤材料的选择4.1、要确定过滤材料，首先要确定系统的目标清洁度。美国太平洋科学公司HIAC分部曾对各种类型液压装置的油液污染度进行了广泛的调查，汇总了美、英、德、法等8个国家85个公司的油液污染度数据，在分析总结的基础上提出了各个工业部门液压装置污染度等级参考指标:液压元件清洁度等级种 类ISO4406NAS1638液压泵一般齿轮泵一般叶片泵一般柱塞泵导弹液压泵民用飞机液压泵机床液压泵16/1316/1317/1413/1015/1216/13778467液压阀导弹液压阀试验台液压阀民用飞机液压阀机床液压阀机动重型设备13/1013/1014/1115/1217/1444

9、568液压系统清洁度等级种 类ISO4406NAS1638民用飞机液压系统(制造厂)液压系统(航空公司)制动系统和阀16/1318/1512/9793工程机械液压系统制造厂用户17/1418/1589 我国早在1985年就制定了有关的规范“液压元件及系统清洁度管理规范”：典型液压元件的清洁度等级液压元件类型优等品一等品合格品各类型液压泵16/1318/1519/16一般液压阀16/1318/1519/16伺服阀13/1014/1115/12比例控制阀14/1115/1216/13液压马达16/1318/1519/16液压缸16/1318/1519/16摆动液压缸17/1419/1620/17蓄

10、能器16/1318/1519/16滤油器壳体15/1216/1317/1412/913/1014/1115/1216/1317/1418/1519/1620/1721/1822/19污染极敏感系统伺服系统高压系统中压系统低压系统低敏感系统数控机床系统机床液压系统一般机器液压系统行走机器液压系统重型设备液压系统重型和行走设备液压系统冶金轧钢液压系统典型液压系统的清洁度等级 4.2、选择过滤器的过滤精度。液压系统的清洁度后，就可以根据液压系统的清洁度等级来确定所选滤材的过滤精度。 下表是现代液压润滑系统对过滤器过滤精度的选择：液压系统润滑系统伺服阀13200滚珠轴承系统13200比例阀13200滚

11、柱轴承系统16200变量泵312200止推轴承（钢厂用）3200定量泵36200止推轴承（汽轮机用）6200一般液压阀512200工业用齿轮箱310200液压缸615200 4.3、选择过滤介质 说到过滤介质的选择，就不得不谈到过滤原理。当液压系统工作时，除了外界的污染物不断地侵入系统外，系统内部也不断产生污染物，如元件磨损、油液氧化变质等。油液中常见的污染物有固体颗粒、胶状物、水、空气和有害化学物质。当工作油液被各种杂质污染，特别是固体颗粒污染时，液压系统的可靠性下降、元件的寿命缩短。油液的污染还促使系统内部元件的腐蚀以及加快油液本身的变质。所以，保持工作油液的清洁度非常重要，而油液的过滤是