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液压油的清洁度控制(五)
发布时间:2016-2-1 点击量:2741 发布者:新懿液压专家

2、清洁度的检测
主要采用颗粒计数方法,亦可采用颗粒质量分析方法。
(1)显微颗粒计数法
    按ISO4407标准方法进行。取油样(一般100ml)、用溶剂稀释、过滤油样、在光学显微镜下进行颗粒计数。
光学显微镜检测油样清洁度的特点:
•能直接观察到污染颗粒的实际形貌和尺寸,大致判断出污染颗粒的来源;
•所需的设备比较简单;
•计量比较精确;
•属于离线监测方式,不利于及时了解系统的污染情况;
•检测环境必须符合清洁要求,只能在清洁室内操作;
•计数的准确性取决于操作人员的经验和熟练程度;
•检测一个油样所需时间较长,约2h.
(2)自动颗粒计数法
    采用各种液体自动颗粒计数器。液体自动颗粒计数器是一种高灵敏度精密测量仪器,使用中由于电子元器件的漂移、老化和光学元件的位移及磨损等,其电气参数与光学参数是处于不断变化中的。因此自动颗粒计数器必须定期(一般6个月至一年)按ISO11171进行校准,以便获得准确的检测结果。液体自动颗粒计数器是当前液压系统清洁度控制不可或缺的关键性设备。
    特点:计数速度快、测量准确度高、重复性好、操作简便且结果不受人为因素的影响,便携式自动颗粒计数器可用于在线油液污染监测。以下是几种类型(按工作原理分类)的液体自动颗粒计数器。
•遮光型自动颗粒计数器(如美国太平洋科学仪器公司产品)
    其工作原理为:当含有颗粒的被测油样通过仪器中颗粒传感器的激光束时,一部分光被颗粒遮挡,引起光强度的变化。而被遮挡的光量与油样中颗粒的大小成正比,因此,测量颗粒通过传感器时遮挡的光的强度和频率,即可得到油样中颗粒的大小分布和数量。
    可检测颗粒尺寸范围为 1~900μm ,尤其对于1~100μm之间的颗粒,具有非常高的测量精度,正好与油液清洁度等级的颗粒尺寸范围相对应。且几分钟内即可迅速得到结果,测量速度快。因此,该类自动颗粒计数器已成为目前油液颗粒污染分析中应用最广泛的仪器。
    随着电子技术的发展,该类仪器的光源已由激光光源(寿命可长达10万小时,且光强均匀,稳定性好,抗干扰能力强)取代白光光源。
•光散射型自动颗粒计数器(如美国太平洋科学仪器公司、英国马尔文仪器公司产品)
    其工作原理为:当光束射向悬浮在油液中的颗粒时,一部分光被吸收,而另一部分光被散射。被散射的光包括入射光束中被衍射、折射和反射的部分。通过测定散射光强随散射角的变化,可以确定被测油样中颗粒的尺寸及其分布。
    可检测颗粒尺寸为0.1~560μm。测量下限低是这种原理的最大优点,所以,该类仪器多用在要求检测1μ m以下颗粒的领域,被测量的介质多为空气和水基液体。
•滤膜阻尼型自动颗粒计数器
    其工作原理为:当被测油样通过标准滤膜(一般为5μm、10μm和15μm三种)时,油样中的颗粒被滤膜拦截,使滤膜逐渐堵塞。滤膜两端的压差或通过滤膜的流量与滤膜的阻塞程度(即油样的污染程度)有关。因此,通过检测与压力或流量有关的参数,即可确定油样的清洁度。
    该自动颗粒计数器可直接根据污染颗粒读数转换成ISO或NAS结果。但检测结果的误差较大,尤其是大颗粒。该仪器每次使用后,必须将滤膜反响冲洗干净,否则重复性不易保证。
    在油液的清洁度检测时,应首先选用遮光型自动颗粒计数器。
五、提高系统油液清洁度的净化处理
1、过滤(最有效的油液净化方法)
    过滤机理:使油液通过多孔隙可透性介质(过滤材料),油液中的颗粒物被介质拦截或吸附,得到过滤而被净化。
    过滤介质可分为表面过滤型和深层过滤型。
    正常工作的过滤器上游和下游的压力差Dp<0.02MPa,当工作压差增加到正常压差的1倍时,表明滤芯已被堵塞,应及时更换。
2、过滤器的性能
    选用过滤器,必须依据过滤器的性能参数:过滤精度和滤芯尺寸。
(1)过滤精度
 •名义过滤精度 — 若过滤器能阻截某一尺寸的污染颗粒的98%,该颗粒尺寸(μm)即定义为名义过滤精度。
 •绝对过滤精度 — 能通过过滤器的最大球形颗粒直径(μm) 。
    过滤精度应包含污染颗粒尺寸和过滤效率的双重含义。过滤比(βx值)是具有颗粒尺寸和过滤效率双重含义的技术参数(由美国俄克拉何马州立大学流体动力研究中心首先提出) ,国内外已广泛采用βx值作为评定过滤器过滤精度的性能指标。
过滤比(βx值)的定义:
清洁5-1.png

式中x的单位为微米 (μm)
注意:
•计量过滤器上游、下游的污染颗粒数时,油液的体积必须相等;
•过滤比单独提β是毫无意义的,必须是某一尺寸x下的,即βx。
过滤比和过滤效率之间的对应关系如下:
清洁5-2.png

图很直观地表示出了过滤比β5的含义。
清洁5-3.png

下图表示β值对过滤器下游油液清洁度的影响。
清洁5-4.png

3、液压系统的过滤

    液压系统的油液清洁度几乎全靠过滤油液来维持和控制。系统污染控制的能力与效果,不仅仅取决于过滤器的过滤精度,而且与过滤器在系统中的设置位置、类型和数量密切相关。比较完善的过滤系统一般包括吸入过滤、压力油(在线)过滤、回油过滤以及旁路过滤(外过滤)。
    各种过滤器设置位置和精度的选择及预期达到的目标清洁度可参见下表。
表:目标清洁度与过滤器的位置设置及过滤精度(μm)
清洁5-5.png

    由上表可见:现有的过滤系统采用的过滤精度基本上可以满足各类液压系统对油液目标清洁度的要求。考虑简化过滤系统和集中强化过滤的原则,推荐采用单一外循环(旁路)过滤系统代替现有的过滤系统。采用强化的外过滤系统可以进行预过滤和主系统不工作时的不间断过滤。使液压系统工作前油液可保持非常高的初始清洁度。通过增大外过滤流量和减小系统工作液体体积与流量的比值,提高过滤速率,从而加强系统的过滤净化能力。(完)

 

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