Тема 16. Фильтры

Самоходные машины, особенно землеройные, работают на открытом воздухе в условиях повышенной запыленности. Абразивные частицы (кварцевый песок, полевой шпат и др.) проникают в гидросистему через воздушный фильтр и уплотнители штоков гидроцилиндров, а также при дозаправках рабочей жидкостью и ремонте. Кроме того, рабочая жидкость в процессе эксплуатации загрязняется продуктами износа деталей гидрооборудова­ния. Таким образом, в рабочей жидкости всегда присутствуют в определенном количестве твердые механические примеси (загрязнения).

Попадая в зону трения, абразивные частицы способствуют интенсивному разрушению трущихся деталей и, в конечном итоге, приводят к преждевременному выходу из строя гидрооборудования. Установлено, что увеличе­ние загрязненности жидкости в четыре раза снижает долговечность гидрооборудования в два раза. Наиболее подвержены воздействию абразивных частиц насосы и гидромоторы. Отсутствие или недостаточная эффективность фильтра сокращает срок службы насосов в 10 - 12 раз.

Самыми опасными частицами для направляющей и регулирующей гидроаппаратуры являются также частицы, размер которых составляет 75% (и более) зазора в подвижных соединениях. Для насосов и гидродвигателей наиболее опасными являются крупные частицы, так как интенсивность износа прямо пропорциональна размеру частиц.

Для очистки рабочей жидкости от механических примесей в гидроприводе машин применяют различные фильтрующие устройства (фильтры). На рис. 45 приведена классификация фильтров. По способу удаления механических примесей фильтры подразделяются на два класса: фильт­ры механического действия и фильтры силового действия.

 

 

По характеру задержания абразивных частиц фильт­ры механического действия делятся на поверхностные и глубинные (объемные). К поверхностным фильтрам относятся сетчатые, проволочные, бумажные и тканевые, то есть такие фильтры, у которых задержание примесей происходит на поверхности фильтроэлемента. К глубин­ным фильтрам относятся металлокерамические, много­слойные сетчатые и тканевые, войлочные и пластинча­тые, то есть фильтры, в которых механические примеси задерживаются в объеме фильтроэлемента.

Процесс очистки рабочей жидкости в фильтрах сило­вого действия основан на удалении механических приме­сей, имеющих больший удельный вес, чем фильтруемая жидкость, воздействием одного из силовых полей. В зависимости от вида силового поля фильтры делятся на гра­витационные (отстойники), магнитные, электростатичес­кие, центробежные и вибрационные.

В принципе любой из указанных выше способов филь­трации может быть применен в гидроприводе самоход­ных машин. Однако наибольшее распространение в связи с простотой конструкции, удобством эксплуатации и воз­можностью многократного использования получили филь­тры механического действия с сетчатым и бумажным фильтроэлементами. Достаточно широко применяются магнит­ные фильтры, гравитационная фильтрация с периодичес­ким сливом отстоя, реже используются центробежные фильтры. В идеальном случае следует применять каскад­ную фильтрацию с использованием многих последователь­но установленных фильтров, начиная с фильтров грубой до самой мелкой очистки. Это позволит существенно по­высить долговечность гидрооборудования и сократить от­казы гидропривода.

Основными параметрами фильтров являются условный проход D_у, номинальное давление Р_иом и номинальная тонкость фильтрации. Требования к тонкости фильтра­ции повышаются с увеличением номинального давления. Например, для гидроприводов с номинальным давлением 16 - 25 МПа тонкость фильтрации должна быть 10 - 25 мкм, а для гидроприводов с Р_ном 8 - 14 МПа – 25 – 40 мкм.

 

 

Рисунок 46 – Конструкция линейного фильтра: 1 - крышка; 2 - стакан; 3 - стержень; 4 - комплект сетчатых фильтров; 5 – болт; 6 - пробка; 7 - клапан; 8 – винт; 9 - втулка; 10 – пружина.

Существующие унифицированные фильтры не всегда поз­воляют достичь требуемой тонкости фильтрации. Обозна­чение фильтров на чертеже приведено на плакатах.

В гидроприводах самоходных машин применяют в ос­новном линейные фильтры (ОСТ 22-883-75, ТУ 22-4974-81, ТУ-22-4163-78 или ТУ 22-5530-83) с бумажным или сетчатым фильтроэлементом, обеспечивающим тонкость фильтрации 25 и 40 мкм. Технические характеристики линейных фильтров приведены в табл. 45.

Унифицированные линейные фильтры обозначаются следующим образом: первая цифра обозначает конструк­тивное исполнение (1 - одинарный, 2 - сдвоенный), вторая - тип фильтроэлемента (1 - бумажный, 2 - сет­чатый), третья и четвертая цифры - условный проход, а последние две - тонкость фильтрации, буквы после цифр указывают климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69. Например, линейный одинарный фильтр с бумажным фильтроэлементом, условным проходом 32 мм, тонкостью фильтрации 40 мкм для районов с умеренным климатом обозначается так: 1.1.32 – 40 У. На рис. 46 приведена кон­струкция линейного фильтра.

В процессе эксплуатации гидропривода происходит за­грязнение фильтроэлементов, что увеличивает сопротив­ление потоку жидкости. При значительной или полной закупорке фильтроэлемента возможно разрушение его под действием давления жидкости в сливной, подпиточной или напорной линии. Поэтому во всех фильтрах установлен переливной клапан, который срабатывает при давлении 0,35 МПа (линия подпитки 1,0, а напорная линия 21 МПа), жидкость, минуя фильтроэлемент, поступает в гидробак, линию подпитки или напорную линию гидросистемы. Переливной клапан срабатывает и при незагрязненном фильтре, когда вязкость жидкости превышает 600·10^-6 м²/с. Это происходит при низких температурах рабочей жидкости. С целью контроля давления перед фильтром необходимо устанавливать манометр на давление 1 МПа (сливная линия), 2 МПа (подпиточная линия) и 25 МПа (напорная линия), это позволит оператору своевременно осуществить замену бумажного или промывку сетчатого фильтроэлемента.

Таблица 45 – Технические характеристики линейных фильтров.

Параметры	Типоразмер
1.1.32-25	1.1.50-25	1.1.32-25И	1.1.50-25ИЗ	1.1.25-25/16	1.1.32-25/16	1.1.20-10/200	1.1.25-10/200
Условный проход, мм
Гидролиния установки	Сливная	Сливная	Сливная	Сливная	Подпитка	Подпитка	Напорная	Напорная
Номинальный поток через фильтр при вязкости рабочей жидкости (20-30)10-6 м2/с, л/мин
Номинальное давление, МПа	0,63	0,63	0,63	0,63	1,6	1,6
Номинальный перепад давления при номинальном потоке и вязкости рабочей жидкости не более 30·10-6 м2/с, МПа	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	-	-
Перепад давления на фильтре при открывании переливного клапана, МПа	0,35	0,35	0,35	0,35	1,0	1,0
Масса сухого фильтра, кг					7,5	9,0

 

Устанавливают фильтры на сливной линии перед гид­робаком, а подпиточные и напорные фильтры после насоса подпитки или основного насоса. Их располагают в вертикальном положении стаканом вниз, так, чтобы ось штуцеров была выше уровня рабочей жидкости в баке не менее чем на 50 мм. Для удобства обслуживания при замене фильтроэлементов необходимо под фильтром иметь свободное пространство не менее 150 мм.