液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 20_第二十章工作介质的污染控制与管理

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  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 20第二十章工作介质的污染控制与管理

  ZW主编第二十章工作介质的污染控制与管理第一节污染物的种类、来源及危害第二节油液污染度等级及其测定第三节过滤原理、过滤器结构及其性能参数第四节过滤系统的设计第五节液压系统污染控制与管理第一节污染物的种类、来源及危害一、污染物的种类及来源二、固体颗粒污染物及其危害三、空气侵入及其危害四、水的侵入及其危害一、污染物的种类及来源(1)残留的污染物(2)侵入的污染物(3)生成的污染物(4)已被污染的新油(1)残留的污染物新的液压设备中往往包含少数的残留污染物,包括元件和系统在加工、装配、试验、包装、储存及运送过程中残留下来但未被清除的污染物。典型的残留污染物有毛刺、切屑、飞边、土、灰尘、纤维、砂子、潮气、管子密封胶、焊渣、油漆及冲洗液等。(2)侵入的污染物周围环境中的污染物可能侵入液压及润滑系统中,侵入的主要途径有油箱通气口和液压缸活塞杆。另外，还有注油和维修过程侵入的污染物。(3)生成的污染物元件磨损产生的磨屑、管道内的锈蚀剥落物、油液氧化和分解所产生的固体颗粒和胶状物质等均为生成污染物。其中磨屑是系统中最危险、最具破坏性的污染物。(4)已被污染的新油新油污染的原因是多方面的,包括从炼制、分装、运输和储存等过程中产生的污染。另外,新油在长期储存过程中,油液中的颗粒污染物有聚结成团的趋势。二、固体颗粒污染物及其危害(1)元件的污染磨损固体颗粒进入元件摩擦副间隙内,对元件表面产生磨料磨损及疲劳磨损。(2)导致元件卡紧或堵塞固体颗粒进入元件摩擦副间隙内,可能使摩擦副卡死而导致元件失效；进入液压缸内,可能使活塞杆拉伤。(3)加速油液的性能劣化及变质油液中的水、空气及热能是油液氧化的必要条件,而油液中的金属微粒对油液氧化起着催化作用。三、空气侵入及其危害1)降低油液的容积弹性模量,使系统的刚性和响应特性变差。2)导致气蚀,加剧元件表面材料的剥蚀与损坏,并且引起强烈的振动和噪声。3)空气中的氧将加速油液的氧化变质,使油液的润滑性能直线下降,酸值和沉淀物增加。4)油液中的气泡破坏摩擦副之间的油膜,加剧元件的磨损。5)由于气泡的存在,使油液的可压缩性增大,不仅在压缩油液过程中要消耗能量,而且使油温升高。四、水的侵入及其危害1)水与油液中某些添加剂和清洁剂的金属硫化物或氯化物作用，产生酸性物质,对元件产生腐蚀作用。2)水与油液中某些添加剂作用，产生沉淀物和胶质等有害污染物,加速油液的劣化变质。3)水使油液乳化,降低油液的润滑性能。4)在低温工作条件下,油液中的微小水珠可能结成冰粒,堵塞控制元件的间隙或小孔,导致元件或系统故障。第二节油液污染度等级及其测定一、固体颗粒污染等级的表示方法二、颗粒污染度的测定方法•1)质量污染度。即单位体积油液中所含固体颗粒污染物的质量,一般用mg/L表示。•2)颗粒污染度。即单位体积油液中所含各种尺寸范围的固体颗粒污染物的数量。颗粒尺寸范围可以用区间表示，如5～15μm、15～25μm等；也可以用大于某一尺寸表示，如＞5μm、

  15μm等。一、固体颗粒污染等级的表示方法一、固体颗粒污染等级的表示方法1.SAE749D污染度等级标准2.NAS1638污染度等级标准3.GB/T14039—2002《液压传动油液固体颗粒污染等级代号》1.SAE749D污染度等级标准2.NAS1638污染度等级标准3.GB/T14039—2002《液压传动油液固体颗粒污染等级代号》(1)代码的确定(2)用自动颗粒计数器计数时，油液颗粒污染等级代号的确定(3)用显微镜计数时，油液颗粒污染等级代号的确定(1)代码的确定代码是按照1mL油液中的颗粒数来确定的，共分30级，见表20-3。1mL样液中颗粒数的上、下限之间，采用了通常为2的等比级差，代码每增加一级，颗粒数一般增加一倍。(2)用自动颗粒计数器计数时，油液颗粒污染等级代号的确定1)应使用按照GB/T18854—2002规定的方法校准过的自动颗粒计数器，按照ISO11500或其他公认的方法来进行颗粒计数。2)油液颗粒污染度用三个代码来表示：第一个代码按1mL油液中颗粒尺寸≥4μm的颗粒数来确定；第二个代码按1mL油液中颗粒尺寸≥6μm的颗粒数来确定；第三个代码按1mL油液中颗粒尺寸≥14μm的颗粒数来确定。3)在应用时，可用“*”(表示颗粒数太多而无法计数)或“—”(表示不需要计数)两个符号来表示代码。4)当其中一个尺寸范围的原始颗粒计数值小于20时，该尺寸范围的代码前应标注“≥”符号。(3)用显微镜计数时，油液颗粒污染等级代号的确定1)应按ISO4407：1991《用光学显微镜计数法测定颗粒污染》的办法来进行计数。2)用显微镜计数时，油液颗粒污染物的等级代号由两个代码来表示：第一个代码按1mL油液中颗粒尺寸≥5μm的颗粒数来确定，第二个代码按1mL油液中颗粒尺寸≥15μm的颗粒数来确定。3)为了与用自动颗粒计数器所得到的数据报告相一致，代号仍由三部分所组成，但第一部分用符号“—”表示，例如—/18/13。4)标注说明。当选择使用本标准时，在试验报告、产品样本及销售文件中应使用如下说明：油液的固体颗粒污染等级代号，符合GB/T14039—2002《液压传动油液固体颗粒污染等级代号》(ISO4406:1999，MOD)。二、颗粒污染度的测定方法1.质量分析法2.显微镜计数法3.自动颗粒计数法图20-1滤膜过滤装置1—漏斗2—滤膜夹持器3—线mL样液中所含固体颗粒污染物的质量M的计算公式为(20‐1)2.显微镜计数法用光学显微镜测定油液中颗粒污染物的尺寸分布与浓度,是一种应用比较普遍的方法。ISO4407:2002《液压传动油液污染用光学显微镜计数法测定油液颗粒污染度》对显微镜计数法有详细规定。3.自动颗粒计数法图20-2遮光型颗粒计数器工作原理图1—光源2—平行光管3—平行光束4—传感区5—样液6—透明窗口7—光敏二极管8—前置放大器9—计数器3.自动颗粒计数法图20-3遮光型传感器工作原理图a)传感器示意图b)传感器的输出脉冲电压第三节过滤原理、过滤器结构及其性能参数一、油液的净化方法二、过滤原理及过滤介质三、过滤器的结构四、过滤器的性能参数一、油液的净化方法二、过滤原理及过滤介质二、过滤原理及过滤介质图20-4表面型过滤介质过滤原理 二、过滤原理及过滤介质 图20-5深度型过滤介质过滤原理 二、过滤原理及过滤介质 图20-6表面型与深度型过滤介质的孔径分布 三、过滤器的结构 (1)滤芯 (2)壳体及内装阀件 (3)压差指示器(发信装置) 图20-7无壳体的吸油过滤器 1—内筒2—端板3—滤芯4—出口侧端板 三、过滤器的结构 • 滤芯由实现过滤作用的过滤介质和保护滤 芯的支撑层所构成。 (1)滤芯 图20-8管路用带安全阀及压差指示器的过滤器 1—内筒2—壳体3—滤芯4—密封圈 5—发信装置6—安全阀7—端板 (2)壳体及内装阀件 图20-9磁铁式压差指示器原理图 1—红色指示帽2、4—磁铁 3、6—弹簧5—活塞7—壳体 (3)压差指示器(发信装置) (3)压差指示器(发信装置) 图20-10电信号压差发信装置原理图 1—磁铁2—活塞3—弹簧4—干簧管 四、过滤器的性能参数 (1)过滤精度 (2)压差特性 (3)纳垢容量 (1)过滤精度 1)名义过滤精度。 2)绝对过滤精度。 3)过滤效率。 4)过滤比β。 1)名义过滤精度。 名义过滤精度的评定方法是用μm值表示。例如, 名义精度为10留的污染物数量的增加,压差增大, 当压差达到规定的最大极限值时,滤芯常规使用的寿命 结束。 2)绝对过滤精度。 绝对过滤精度是指可以通过过滤器的最大球形 直径，以чm表示。 3)过滤效率。 是指被过滤器滤除的污染物数量与加入到过滤 器上游的污染物的数量之比。 4)过滤比β。 过滤器上游单位体积油液中大于某一给定尺寸 的污染物颗粒数与下游单位体积中大于同一尺 寸的颗粒数之比。即 （20‐2） (2)压差特性 图20-11过滤器的压差特性曲线)纳垢容量 过滤器在工作过程中,随着被截留的污染物数量的增加,压差增大,当压差达到规定的最大极限值时,滤芯常规使用的寿命结束。 第四节过滤系统的设计 一、液压系统中过滤器的作用及安装的地方 二、过滤器精度的选择 三、过滤器尺寸的确定 四、检测并确认目标清洁度是不是达到 一、液压系统中过滤器的作用及安装的地方 (1)防止污染物侵入 (2)保持系统油液清洁度 (3)保护和隔离关键元件 (1)防止污染物侵入 1)油箱呼吸孔应装置空气过滤器。 2)新油过滤。 1)油箱呼吸孔应装置空气过滤器。 进入油箱的所有空气都一定要经过过滤。要保证 油箱是完全密闭的，所有交换空气都只经过一 个通气口(对于大型系统可能有两个通气口)。 2)新油过滤。 过滤方式有：①  利用输油车上的输油泵将油液 灌入油箱中，但在泵的下游出口应安装过滤 器；②  通过回油管路过滤器将油液灌入系统 中；③  利用系统外过滤系统的循环泵作为灌油 泵，用循环回路中的过滤器来净化新油。 (2)保持系统油液清洁度 1)吸油路过滤。 2)压力油路过滤。 3)回油路过滤。 4)主系统外过滤。 1)吸油路过滤。 2)压力油路过滤。 图20-12压力油路过滤器的安装的地方 a)过滤器安装在溢流阀上游b) 过滤器安装在溢流阀下游 3)回油路过滤。 图20-13回油路过滤系统 4)主系统外过滤。 图20-14主系统外过滤系统 (3)保护和隔离关键元件 过滤器在液压系统中另一个及其重要的作用是保护和隔离系统中一些 关键元件，防止有几率发生的突发性故障。 二、过滤器精度的选择 1)确定系统中最敏感的元件。 2)根据元件生产厂商的推荐，按最敏感元件确定目标清洁度(清洁度与污染 度互为反义词，采用同一等级标准)。 3) 按目标清洁度选择过滤器的精度。 4)参考液压系统类型选择过滤器的精度。 二、过滤器精度的选择 二、过滤器精度的选择 三、过滤器尺寸的确定 1)依据环境污染状况和对污染物的控制程度，按表20-10查出环境等级。 2)根据环境等级及所选过滤器的最大允许压差，利用图20-15(对压力油路 过滤)或图20-16(对回油路过滤)所示的曲线，确定流量增大的倍数。 3)最后，将通过过滤器的实际流量(即液压泵的最大流量，但回油路过滤器 的实际流量等于液压泵的最大流量乘以液压缸两端有效面积比)乘以流量 放大倍数即得出计算流量。 三、过滤器尺寸的确定 图20-15压力油路过滤器流量放大倍数 三、过滤器尺寸的确定 三、过滤器尺寸的确定 图20-16回油路过滤器流量放大倍数 四、检测并确认目标清洁度是不是达到 1)如果目标清洁度已达到，则系统应转入正常维护阶段。其措施有：① 检查油箱上的空气过滤 器是否失灵；② 检查油箱上的入孔门是否完全密封；③ 检查液压缸活塞杆上的防尘密封圈是 否失效；④ 检查过滤器是否旁通；⑤ 检查过滤器滤芯是否破裂；⑥ 检查是不是有元件严重磨损。 2)如果目标清洁度未达到，则应检查过滤系统的设计是否合适，过滤器的选择和质量是不是有 问题，控制外界污染物侵入的防范措施是否有效。 第五节液压系统污染控制与管理 一、污染控制平衡图 二、污染源及控制措施 三、液压元件和系统的清洗 四、液压系统污染控制管理规范 一、污染控制平衡图 图20-17污染控制平衡图 二、污染源及控制措施 二、污染源及控制措施 三、液压元件和系统的清洗 1.液压元件的清洗 2.液压系统的清洗 1.液压元件的清洗 1.液压元件的清洗 2.液压系统的清洗 液压系统在组装完毕后有必要进行全面的清洗， 以清除在系统组装过程中带入的污染物。组装 后的系统采用流通法进行清理洗涤，可通过液压 系统的油箱和液压泵，也可采取了专用的清洗装 置。清洗装置应有着非常强的过滤净化能力。 四、液压系统污染控制管理规范 液压系统污染控制的实施主要采取以下步骤： 1)根据对系统工作可靠性和元件寿命的要求，确定系统油液的目标清洁度 等级(即必须控制的污染度等级)。 2)为达到系统目标清洁度，应采取比较有效的油液过滤净化方法和防止污染物 侵入的措施。 3)定期检测系统油液污染度，一旦超限，及时采取纠正和改进措施。

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 19_第十九章液压系统工作介质

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 2_第二章概述

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 18_第十八章液压系统模块设计

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 10_第十章流量控制阀

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 14_第十四章水压控制阀

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 11_第十一章方向控制阀

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 9_第九章压力控制阀

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 1_第一章绪论

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 17_第十七章典型液压系统分析

  液压元件与系统第3版教学课件李壮云18第十八章液压系统设计pptx

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 12_第十二章插装阀

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 5_第五章轴向柱塞泵

  液压元件与系统 第3版 教学课件 ppt 作者 李壮云 13_第十三章电液比例阀