液壓齒輪泵出廠試驗臺油液污染控制研究

1、44液壓與氣動2001年第6期液壓齒輪泵出廠試驗臺油液污染控制研究王福山,王永剛,朱熙耕,程揩ResearchonOilContaminationControlforTestBenchofHydraulicGearPumpWangFu2shan,WangYong2gang,ZhuXi2geng,ChengKai(天津工程機(jī)械研究所,天津市紅橋區(qū)三號路300131:(022)摘要:,油液凈化系統(tǒng)的要求。:中圖分類號:TH137文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:100024858(2001)06200442031引言液壓齒輪泵是液壓傳動系統(tǒng)中不可缺少的動力元件,由于這種泵具有壓力高、耐污染能力強(qiáng)、價格低廉等

2、特點,被廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械等各類液壓系統(tǒng)中。液壓齒輪泵在出廠跑合過程中,因序間清洗不徹底和掃鏜現(xiàn)象不斷產(chǎn)生的污染物,將直接污染液壓試驗系統(tǒng),而且由于液壓齒輪泵出廠試驗臺污染控制技術(shù)和手段的限制,還會通過殘余在齒輪泵內(nèi)部的油液污染齒輪泵本身,導(dǎo)致以齒輪泵為動力元件的液壓系統(tǒng)的可靠性降低和壽命縮短。因此液壓齒輪泵出廠試驗臺油液凈化技術(shù)的研究已得到了全行業(yè)的重視。2液壓齒輪泵出廠試驗臺污染度現(xiàn)狀機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T704293液壓齒輪泵試驗方法中規(guī)定了齒輪泵試驗用液壓油的清潔度不得差于19/16級(相當(dāng)NAS10級)。為了摸清齒輪泵行業(yè)出廠試驗臺及齒輪泵清潔度的現(xiàn)狀,從1998

3、年底我們開始對齒輪泵行業(yè)中具有代表性廠家的齒輪泵出廠試2)為解決物料變化時卡緊氣缸信號拾取問題,設(shè)備中選用了英國NORGREN公司的氣動傳感功能接頭,用來取代磁性開關(guān)。從設(shè)計過程可以看出,采用分組供氣法進(jìn)行程序設(shè)計同其他方法相比,免去了繁雜的邏輯處理過程。不必為重疊指令帶來的信號干擾而采取延時、脈沖等手段,減少了氣動元件的種類。因此,在功率執(zhí)行器較驗臺的清潔度進(jìn)行了采樣、分析和跟蹤檢測。其結(jié)果表明:齒輪泵出廠試驗臺油液清潔度相當(dāng)于NAS16級,經(jīng)統(tǒng)計液壓油中污染物顆粒分布在525m范圍內(nèi)的占82%97%。表明齒輪泵試驗過程中,因序間清洗不徹底和掃鏜現(xiàn)象產(chǎn)生的污染物顆粒尺寸主要分布在525m范圍

4、內(nèi)。對于試驗鋁泵體齒輪泵為主的試驗臺,其微小污染物顆粒在油液中處于懸浮狀態(tài)。在以后的跟蹤調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)隨著試驗臺使用頻率增加和時間的推移,試驗臺油液清潔度不斷惡化,同時液壓油的物理性能也急劇下降。上述結(jié)果說明齒輪泵行業(yè)清潔度問題非常嚴(yán)重,主要原因是齒輪泵生產(chǎn)廠只重產(chǎn)出而忽視了投入較大的污染控制環(huán)節(jié),另外與缺乏有效的凈化設(shè)備和方法有著直接關(guān)系。收稿日期:2001201215),男,天津市人,高級工程師,碩作者簡介:王福山(1961士,主要從事工程機(jī)械液壓系統(tǒng),元件的設(shè)計和開發(fā)研究工作。多,程序循環(huán)較長的情況下采用分組供氣法進(jìn)行程序設(shè)計具有其獨特優(yōu)勢。參考文獻(xiàn):12姜國山.分組供氣法在程序控制中的應(yīng)

5、用J.制造技術(shù)與機(jī)床,1996(12).李慕潔,合肥工業(yè)大學(xué)1液壓傳動與氣壓傳動M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1980.2001年第6期3齒輪泵出廠試驗臺污染控制液壓與氣動45通過對液壓齒輪泵出廠試驗臺油液清潔度分析,我們認(rèn)為,齒輪泵出廠試驗臺油液凈化系統(tǒng)過濾精度必須為5100)。以此為依據(jù),近幾年我們在齒m(輪泵出廠試驗臺研制過程中,開發(fā)出雙油箱多級過濾油液凈化系統(tǒng)和自清洗式液壓油過濾裝置。311雙油箱多級過濾油液凈化系統(tǒng)雙油箱多級過濾油液凈化系統(tǒng)如圖1所示,主要由主油箱1、副油箱8、抽油泵組7、兩級過濾器5、6和溫度控制系統(tǒng)2、3、4等組成,這種油液凈化方式是被試泵試驗油液回到副油箱后,淀,和

6、m濾器、,在一定的壓差作用下,油液中的固體顆粒被分別截留在過濾器的濾材上,而達(dá)到油液凈化和試驗油溫恒定的目的。通過兩級過濾有效地提高了凈化系統(tǒng)的納污能力和凈化精度,通過現(xiàn)場試驗和油液清潔度檢驗表明,試驗臺油液清潔度達(dá)到NAS10級要求。但是在試驗過程中也發(fā)現(xiàn)隨著污染物的不斷增加,過濾器堵塞的頻率增加,需經(jīng)常停機(jī)更換或清洗濾芯。這不僅增加了操作難度和齒輪泵的成本,而且降低了試驗臺的使用效率。在此基礎(chǔ)上我們?yōu)樘岣邇艋到y(tǒng)的納污能力,在被試泵回油路上增加了旋流分離器9,以求減少進(jìn)入凈化系統(tǒng)的污染物,提高凈化效率。下,沉積在側(cè)壁和底部集污槽內(nèi),而分離旋流筒中部潔凈的油液在旋流力和液壓力的作用下,從頂部

7、出油口排出,從而達(dá)到污染物分離的目的。通過對分離后油液清潔度檢測表明,該分離技術(shù)對油液中尺寸在15m以上的污染顆粒具有明顯的分離效果,分離效率大于60%。但是由于污染顆粒間的碰撞而產(chǎn)生部分分裂現(xiàn)象,導(dǎo)致15m以下的污染顆粒有增加的趨勢。11殼體21驅(qū)動軸31高壓旋轉(zhuǎn)軸封41回油體51軸承61旋流轉(zhuǎn)子71滾針軸承8、91分離旋流筒圖2旋流分離器采用這些技術(shù)的齒輪泵出廠試驗臺,雖然滿足了齒輪泵出廠試驗臺試驗的要求,但是同樣存在更換濾芯問題。為了有效解決該缺陷,我們開發(fā)出具有自清洗功能的油液凈化技術(shù)自清洗式液壓油過濾裝置。312自清洗式液壓油過濾裝置自清洗式液壓油過濾裝置采用自清洗線隙式過濾器(見圖

8、3)方案,該過濾器的濾芯4結(jié)構(gòu)為有三角形斷面的不銹鋼絲纏繞在具有溝槽圓形骨架表面上,當(dāng)被過濾的液體經(jīng)過濾芯時,液體中的顆粒污物被截獲11主油箱2、3、41溫度控制系統(tǒng)5、61過濾器71抽油泵組81副油箱91旋流分離器在濾芯的表面上,隨著污物的增加,過濾器的進(jìn)出油口之間的壓力不斷增加,當(dāng)壓力達(dá)到污染指示器設(shè)定值時,發(fā)出清洗信號,此時通過旋轉(zhuǎn)手柄5使濾芯相對彈簧張緊的刮板2運動,就可將濾芯表面上的污物排到集污槽內(nèi),通過排污閥排出。這種過濾器雖然實現(xiàn)了自清洗功能,但是由于鋼絲纏繞濾芯制造工藝問題,其過濾精度只能達(dá)到30m,為了滿足齒輪泵出廠試驗臺油液凈化設(shè)備的要求,我們通過助濾劑預(yù)涂層的助圖1雙油箱

9、多級過濾油液凈化系統(tǒng)旋流分離器(見圖2)凈化的工作原理是通過旋流轉(zhuǎn)子6的高速旋轉(zhuǎn),使進(jìn)入分離旋流筒8、9內(nèi)油液中的污染顆粒因比重不同而獲得不同的離心力,在離心力的作用下,油液中污染顆粒被強(qiáng)制甩在具有旋流作用的筒壁上,污染顆粒在離心力和旋流力的共同作用46液壓與氣動2001年第6期濾方式,提高了過濾精度,構(gòu)成一套具有自清洗功能、高精度的油液凈化系統(tǒng)。內(nèi),然后再起動排污功能鍵向過濾器出口通入潔凈的壓力氣體,在壓力氣體的作用下,過濾器內(nèi)混合液體通過排污閥和排渣器,使油液進(jìn)入回收油箱內(nèi)。到這里便完成了油液凈化系統(tǒng)一個工作循環(huán)過程。自清洗式液壓油過濾裝置經(jīng)過對大量齒輪泵出廠試驗臺油液凈化試驗和考核,凈化

10、后油液的清潔度經(jīng)建設(shè)部建筑機(jī)械液壓污染檢測中心檢測,結(jié)果表明其清潔度可達(dá)到NAS810級。1為一例齒輪泵試驗。1粒子個數(shù)m清潔度等級14凈化后油液清潔度粒子尺寸粒子個數(shù)m清潔度等級1011殼體24濾芯1旋轉(zhuǎn)手柄自清洗式液壓油過濾裝置主要由抽油泵、助濾劑預(yù)涂系統(tǒng)、自清洗線隙式過濾器和排污回收系統(tǒng)組成(見圖4)。油液凈化系統(tǒng)的工作過程分為3步,油液凈化前應(yīng)首先操作助濾劑自動預(yù)涂功能鍵,起動液壓泵將預(yù)涂油箱中助濾劑與油液混合液體打入自清洗線隙式過濾器進(jìn)口,過濾器回油再返回到預(yù)涂油箱內(nèi),形成閉式循環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)濾芯表面助濾劑覆蓋層達(dá)到設(shè)計要求時,電氣控制系統(tǒng)根據(jù)過濾器進(jìn)出口壓差或預(yù)定時間,自動停止預(yù)涂過程

11、,而后進(jìn)入油液凈化狀態(tài)。此時可操作油液凈化功能鍵,起動抽油泵將污染油液打入到涂有助濾劑的過濾器內(nèi),污染油液在一定的壓差自清洗式液壓油過濾裝置除具有過濾精度高和自清洗功能外,還具有不需要拆卸清洗和維護(hù)濾芯、借助不同規(guī)格的助濾劑可獲得不同的過濾精度和運行費用低等特點。4結(jié)束語在液壓齒輪泵生產(chǎn)過程中,通過采用齒輪、殼體去刺專機(jī)和泵體零件序間定位往復(fù)式清洗工藝,可實現(xiàn)齒輪泵生產(chǎn)序間的污染控制。而在齒輪泵出廠跑合過程中的掃鏜現(xiàn)象卻是不可避免的,雙油箱多級過濾油液凈化系統(tǒng)和自清洗式液壓油過濾裝置是解決試驗臺油液凈化的有效途徑。隨著液壓齒輪泵凈化技術(shù)的應(yīng)用,必將提高以齒輪泵為動力元件的液壓系統(tǒng)的可靠性和壽命。作用下通過濾芯,由于濾芯助濾劑的截留、篩分和吸附作用,將液體中的污染顆粒分離出來,從油液凈化系統(tǒng)的出油口獲得潔凈的油液;又由于污染物的不斷析出,過濾器進(jìn)出口壓差也不斷的升高,當(dāng)壓差達(dá)到指示器設(shè)定值時,報警系統(tǒng)會發(fā)出排污信號,這時進(jìn)入排污油液回收狀態(tài)。手動旋轉(zhuǎn)濾芯使