滤油器的故障分析与排除

滤油器是非常重要而往往会被人们忽视的液压辅助元件，它的主要作用是过滤。

通过“过滤”,控制液压油中的颗粒性污染，是使液压系统达到令人满意的性能与寿命的前提。因而设 置滤油器的作用有：

①滤除污垢颗粒，防止引起灾害性事故(如卡死、划伤、堵塞等)发生，提高液压元件和液压系统的 工作可靠性与稳定性。

②通过过滤，清除油液中细小颗粒，为液压元件提供防止磨料性磨损的保护，从而增加液压元件的使 用寿命。为此，滤油器的平均微孔尺寸应该小于需要保护的滑动间隙。

③通过滤油器的过滤作用，不断清除系统中原有的污物及新产生的污垢磨损颗料，达到动平均，平衡 到低于液压元件所允许的污染程度(液压元件的污染敏感度),这对于提高液压设备的完好率，延长换油周 期，减少维修费用，具有非常重要的意义。还可借助滤油器使油液再生。

④通过对滤油器积留污染物种类的分析，可帮助查找磨损部位及早进行故障隐患的分析，及时进行处 理，防故障于未然。

滤油器的种类与典型结构例

(一)常用国产滤油器

常用国产定型滤油器有网式滤油器、线 隙式滤油器、纸质滤油器、烧结式滤油器和磁 性烧结式滤油器等，它们的结构分别如图  7—33～图7—36所示，其性能特点如表7—  3所示，具体选用时可参阅各生产厂家的产 品目录或有关产品目录，如《机械产品日录》 第34册，机械工业出版社1986年版。

(二)其它滤油器

在进口及国产液压设备上还使用着各种类型的滤油器和滤油装置，下面例举一些：

1. 带堵塞指示发讯裴置的滤油器(图7—37)

为了便于观察滤油器在工作中的过滤性能，及时发现问题，上述的线隙式滤油器和纸质滤油器等一些滤 油器上装有图7--37所示的堵塞指示装置和发讯报警装置，当滤芯被污物堵塞时，流入和流出滤芯内外层的 油液压差增大，使堵塞指示发讯装置动作，发出指示讯号。

堵塞指示发讯装置有电磁干簧管式与滑阀式等种类。图7-37中a)  为电磁干簧管式，因污垢积聚而产 生的滤芯压差作用在柱塞1上，使它和磁钢2一起克服弹簧力右移，当压差达到一定值(如0.35MPa)  时 ， 永久磁钢将干簧管3的触点吸合，于是电路闭合，发出(灯亮或蜂鸣器发叫)信号。图中b)  为滑阀式堵塞 指示装置，当滤油器1的滤芯被污垢堵塞时，压差P₁-P₂     增大，活塞2克服弹簧3的弹簧力右移，带动指  针4的位置情况可知滤芯堵塞情况，从而决定是否需要清洗或更换滤芯。

表7 — 3                           常用国产滤油器的选择

图7 - 37 堵塞指示发讯装置的结构原理

2. 破性滤油器

这种滤油器的结构例见图7—38所示。油液通过 滤油网1进行粗过滤。再经支持圈15到达磁性滤芯。 磁性滤芯由永磁环12、磁环外套14、磁环内套5以及  磁性垫片13等零件组成。永磁环各极相对安装，由螺  栓3压紧，这样便在磁芯垫片处产生较强磁极(图b)]     而得到较大的磁力。磁芯垫片外周和磁环外套紧密配  合、以减少气隙，避免磁路损失。当带有铁粉的油液流  经磁芯时，油流内的微小铁质粉尘便被磁力吸附在磁 芯上而得到清除过滤。

3.一种安装维修方便的滤油器

一般吸油滤油器需安装在油箱内，这给装配、维 修、清洗和更换滤芯带来诸多不便，特别是全封闭式油 箱更为困难。采用图7--39所示的滤油器，只需将其简 状壳体从油箱上的圆孔插进(或抽出)9即可。当滤芯 堵塞后，只需将手柄5拉至水平，扣盖转动45°,轻轻 拉出滤芯，便可进行清洗或更换。通过指示标牌，可直  接观察滤油器的工作状况，防止滤芯在堵塞等不正常  状况下工作。这种滤油器可配用不同过滤精度的纸质 或烧结式或线隙式的标准滤芯，为适应不同的通流量， 只要增减滤芯的数量和拉杆4的长度。

4.水分滤油器

国外已有用于除去油液水分的滤油器。例如滤芯由丙醛烯纤维加压而成，并浸渍了水凝胶，能起到从油 中吸水的滤油器，可吸水1.5升；也有滤芯由亲水性的纤维制成的滤油器，纤维间隙可以捕捉几百微米直径 的水沫，再将水沫凝聚成水后沿滤芯壁流走。但不能从水油乳化液中除水。

5. 静电净油机

这种净油机的工作原理如图7—40所示。1为净油槽，里面充满待净化的油液。2、4为一对平板电极。 其间插入集尘体3。当电极间接入高压电源5,油液中的污染颗粒(如固体颗粒、胶质、气泡、水分等)在 强电场作用下因碰撞摩擦和电场的非均匀性而带电产生静电感应，污染颗粒在电场力的作用下移向集尘体 3,最后吸附在多孔质纤维状电介质集尘体3上，达到净化油的目的。

6. 金具针状滤油器(图7—41)

金属针(丝)由直径0.1~0.3毫米不锈钢或铜与锡加温压制而成，宽度δ=3～5mm。 将压好的滤芯压 人系统的管道内，从两端进行冲铆或压边。这种滤油器结构简单，易于制造，有足够的强度(耐压> 21MPa),  适于液压元件内精密油路上的过滤，金属丝直径愈小数量愈多，则形成的间隙愈多，有效过滤面 积就愈大。缺点是难以清洗。

7. 金属片状滤油器(图7—42)

它由成组薄片组成，这些薄片又被小片分隔，小片厚度决定了过滤间隙的尺寸。这种滤油器允许有较高 压降，适用于高温液体，并有较好的流通性能。但仅适于较精过滤，对于小于0.04~0.05mm 的微粒不适用 但制造困难，已逐渐减少使用。

(三)进口液压设各滤油器的替代产品举例

目前从国外进口的一些先进设备对油液污染有较高要求，特别是高精度的液压阀和伺服系统，迫切要求 更新国产滤油器产品以替代进口。表7—4为日前国内出现的滤油产品，用户可对照进行选择代用。

滤油器的图形符号如图7—43所示。

表7—4

三、滤油器的使用

(一)滤油器的选择

1. 型号选择

国产可供选择而无需自己设计制造的滤油器及系列型号意义见图7--44所示。

2.性能考虑

滤油器的性能包括过滤效率(对某一尺寸颗粒的过滤能力)、过滤精度(能放过多大的颗粒)压力损失 (规定流量通过滤油器时进出口之间的压差)、流通能力(在规定的压力损失下能流过的流量)以及纳垢容易 (当压降达到规定数值时，积聚在滤油器中污垢重量的最大值)。

选用滤油器时，往往要综合考虑。过滤精度与过滤效率常常是一对牙盾，过滤精度够用便行，过滤效率 更具有紧迫感和实际意义，流通能力一般可按表7—5选用，压力损失越小越好。

表 7 - 5                       滤油器的容量和压力损失选择

3. 液压元件和液压系统对过滤精度的要求

液压元件和液压系统对过滤精度的要求见表7—6～表7～7所示。

表7—6       液压元件的过津要求                     表7 一 ?  液压系统的过滤要求

(二)滤油器在回路中的布置

吴：M=106

滤油器在系统中，可以并联或串联在回路中，也可独立成回路。滤油器一般安装在吸油管路、压油管路 及回油管路上，到底安装在何处要根据检修清洗更换方便与要保护的关键元件等具体条件而定。

① 吸油滤油器〔图7—45a〕〕,可保护系统所有液压元件，重点是保护液压泵免遭较大颗粒的直接损害， 但增大了吸油管路的阻力并使泵的吸油性能变坏。因而吸油滤油器一般应有较大的流通能力和纳垢容量、较  少的压力损失和较低的过滤精度，常用低压的网式和不带壳体的线隙式滤油器。

② 管路用高压滤油器〔图7—45b)〕: 主要用来保护系统中的关键元件。此时滤油器要承受压力油的作 用，要求滤油器刚度都比较大，以便能承受系统的工作压力和冲击压力。所以要使用带壳体的高压滤油器；

为防止滤油器堵塞后由于压降过大而破裂，应并联一个旁通阀。

③ 旁通管路滤油器〔图7--46a〕〕;这是一种过滤部分油液的滤油器。由于装在节流阀的下游，不会在 主油路中造成压降，也不用承受系统的工作压力。节流阀可以调节经滤油器的流量。为了得到一定的过滤效 果，过滤流量不应小于泵流量的20%。

④ 回油管路滤油器〔图7—46b〕〕:这种方法可以保证流回油箱的油液是清洁的，间接地保护系统。与 滤油器并联的背压阀造成一定的背压，以促进过滤。这种方式的系统中所有液压元件都有被堵塞的危险。

③ 独立回路滤油器(图7—47);用泵和滤油器另外组成一个独立于液压系统之外的专门过滤回路。

总之，对于普通液压系统；一般采用单一的吸油过滤、压油过滤、回油过滤或旁通过滤即可；对于自吸 性能不太好的泵组元件和系统，为了减少泵的吸油阻力，提高过滤效果，降低过滤成本，宜用回油过滤或旁 通过滤；对于高精度液压系统(如伺服系统),除了采用吸油过滤、回油过滤或旁通过滤外，一般还需在伺 服阀前加设精密过滤器(压油管路),即组合过滤系统(图7—48)。

四、滤油器的故障与排除

(一)滤芯破坏或变形

这一故障现象表现为滤芯的变形、弯曲、凹陷吸扁与冲破等。

产生原因是：①滤芯在工作中被污染物严重阻塞而未得到及时清洗，流进与流出滤芯的压差增大，滤 芯强度不够而导致滤芯变形破坏；②滤油器选用不当，超过了允许的最高工作压力；③装有高压蓄能器的 液压系统，因某种故障蓄能器油液反灌冲坏滤油器。

排除方法：①及时检查清洗滤油器；②正确选用滤油器，强度、耐压能力要与所用滤油器的种类和型

号相符；③针对各种特殊原因采取相应对策。

(二)滤油器脱焊

这一故障主要是对金属网状滤油器而言，当环境温度高，滤油器处的局部油温过高，超过或接近焊料熔 点温度，加上焊接不牢，油液的冲击造成脱焊。如高压柱塞泵进口处的网状滤油器曾多次发现金属网与骨架 脱离，柱塞泵进口局部油温达100℃多。此时可将金属网的焊料由锡铅焊料(熔点为183℃)改为银焊料或 银镉焊料，它们的熔点大为提高(235℃~300℃)。

(三)滤油器掉粒

多发生在金属粉末烧结滤油器中，脱落颗粒堵塞节流孔.卡死阀芯。这是烧结粉末滤芯质量不佳造成的。 所以要选用检验合格的烧结式滤油器。

(四)滤油器堵富

一般滤油器工作中，滤芯表面会逐渐纳垢，造成堵塞这是正常现象，此处所说的堵塞是指导致故障的严重堵塞。滤油器堵塞后，至少会造成泵吸油不良、噪声气穴及滤芯因堵塞所造成的压降击穿等故障。

堵塞后应及时进行清洗，滤油器的清洗方法如下：

① 用溶剂清洗：常用溶剂有三氯化乙烯、油漆稀释剂、甲苯、汽油、四氯化碳等。这些溶剂易着火，并 有一定毒性，清洗时应充分注意。还有采用苛性钠、苛性钾等碱溶液脱脂清洗、界面活性剂脱脂清洗以及电 解脱脂清洗等。清洗时都应考虑滤芯的耐腐蚀性，在洗后须用水洗等方法清除溶剂。

② 用机械及物理方法清洗

i) 用毛刷清扫：应采用柔软毛刷除去滤芯的污垢，过硬的钢丝刷会将网式和线隙式滤油器的滤芯损坏， 使烧结式滤芯烧结颗粒刷落，一般与溶剂清洗法相结合(图7—49)。

ii)超声波清洗：超声波作用在清洗液中，将 滤芯上污垢除去。但滤芯是多孔物质，有吸收超 声波的性质，可能会影响清洗效果。

ii)  加热挥发法；有些滤油器上的积垢，用 加热方法可以除去。但应注意在加热时不能使 滤芯内部残存碳灰及固体附着物。

iv) 压缩空气吹：用压缩空气在滤垢积层反 面吹出积垢，采用脉动气流效果更好。

v) 用水压清洗：方法与上同，二法交替使 用效果更好。

③ 酸处理法

采用此法时，滤芯应为用同种金属的烧结 金属。对于铜类属(青铜),常温下用  光辉浸渍液〔H₂SO,43.5%  (体积，下同),

HNO₃37.2%,HC10.2%,     其余水〕将表面的污垢除去；或用H₂SO;20%,HNO₃30%,    其余水配成的溶液。

将污垢除去后，放在由Cr₃O ·H₂SO₄   和水配成的溶液中，使它生成耐腐蚀性膜。

对于不锈钢类金属用HNO₃25%,HCl1%,  其余水配成的溶液将表面污垢除去，然后在浓HNO₃中浸渍，将游离的铁除去，同时在表面生成耐腐蚀性膜。

④ 各种滤芯的清洗步骤和更换

i)  纸质滤芯：根据压力表或堵塞指示器指示的过滤阻抗，交换新滤芯，一般不清洗。

ii)  网式和线隙式滤芯：清洗步骤为溶剂脱脂→毛刷清扫→水压清洗→气压吹净→干燥→组装。

iii) 烧结金属滤芯：可先用毛刷清扫，然后溶剂脱脂(或用加热挥发法，400℃以下)→水压及气压吹 洗(反向压力0.4～0.5MPa)→ 酸处理→水压、气压吹洗→气压吹净脱水→干燥。

拆开清洗后的滤油器，应在清洁的环境中，按拆卸顺序组装起来，须更换滤芯的应按规格交换，包括外  观和材质相同，过滤精度及耐压能力相同等；对于滤油器内所用密封件要按材质规格更换，并注意装配质量， 否则会产生泄漏、吸油和排油损耗以及吸入空气等故障。