液壓過濾器是液壓系統(tǒng)中用以控制油液污染度的重要元件，它的作用是濾除油液中的固體顆粒污染物，使油液的污染度控制在關(guān)鍵液壓元件能夠耐受的限度以內(nèi)，以保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性和延長元件的壽命。一般，人們認(rèn)為具有過濾裝置的液壓系統(tǒng)是安全的，其實不然，這往往也造成對液壓系統(tǒng)故障判斷的一個誤區(qū)，不能忽略過濾器本身質(zhì)量對系統(tǒng)的影響。在液壓系統(tǒng)中正確地選擇污染控制元件以實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)清潔度，可直接提高系統(tǒng)性能、延長元件和油液的壽命以及減少維修，并且能夠避免80%以上液壓系統(tǒng)的故障。

    隨著工業(yè)自動化程度的提高，人們對作為其*的液壓系統(tǒng)污染控制元件—過濾器的性能要求——也越來越高。因此，標(biāo)準(zhǔn)化組織也不斷的推出新的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品檢測標(biāo)準(zhǔn)，以滿足過濾器廠商生產(chǎn)制造需要和用戶使用需求。

    1液壓過濾產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀

    液壓過濾產(chǎn)品主要有過濾器和濾芯。過濾器按安裝位置，過濾器可分為：吸油過濾器、回油過濾器、壓力管路過濾器。①吸油過濾器：安裝在吸油管路上的過濾器。②回油過濾器：安裝在油箱回油口和回油管路上的過濾器。③壓力管路過濾器：安裝在壓力管路上的過濾器。

    濾芯按安裝位置，濾芯可分為：吸油濾芯、回油濾芯、壓力管路濾芯。①吸油濾芯：安裝在油箱內(nèi)吸油口或吸油過濾器中的濾芯。②回油濾芯：安裝在油箱內(nèi)回油口或回油過濾器中的濾芯。③壓力管路濾芯：安裝在壓力管路過濾器中的濾芯。

    按選用濾材，濾芯可分為：無機纖維復(fù)合濾芯、紙質(zhì)濾芯、金屬網(wǎng)濾芯。①無機纖維復(fù)合濾芯：過濾材料為無機纖維復(fù)合濾材。②紙質(zhì)濾芯：過濾材料為植物纖維濾紙。③金屬網(wǎng)濾芯：過濾材料為金屬絲編織網(wǎng)。

    目前，我國液壓過濾產(chǎn)品及其技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)主要有3個。

    自從20世紀(jì)80年代初以來，隨著液壓污染控制技術(shù)的引進，我國液壓過濾產(chǎn)品產(chǎn)量日益增大。近年來，由于過濾產(chǎn)品暴露的質(zhì)量問題比較嚴(yán)重，特別是過濾元件，與工業(yè)發(fā)達*相比差距很大，因而對過濾產(chǎn)品的技術(shù)要求問題就引起廣大用戶及生產(chǎn)廠的重視。

    從表1可看出，我國在1996年由航空工業(yè)制訂出了一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB5825-1996，也可能各生產(chǎn)廠有各自自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而我國對過濾器要求的國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T20079-2006和GB／T20080-2006是在2006年才制訂出來。

    1.1GB／T20079-2006《液壓過濾器技術(shù)條件》

    GB／T20079-2006主要從技術(shù)要求、試驗要求、檢驗要求、標(biāo)志、包裝、貯存等方面對過濾器作出要求：

    （1）對過濾器主要從基本參數(shù)、材料、性能、設(shè)計制造幾方面提出技術(shù)要求，其中：

    1）基本參數(shù)有：過濾精度，額定流量，公稱壓力，納污容量，發(fā)訊壓降，旁通閥開啟壓降，旁通閥密封性能，旁通閥關(guān)閉壓降，旁通閥壓降流量，過濾器初始壓降，過濾器壓降流量曲線。

    2）性能上的要求有：低壓密封性，高壓密封性，爆破壓力，壓降流量特性。

    （2）試驗要求主要有12項試驗：過濾精度試驗、納垢容量試驗、發(fā)訊壓降試驗、旁通閥開啟壓降試驗、旁通閥關(guān)閉壓降試驗、旁通閥壓降流量試驗、過濾器初始壓降試驗、相容性試驗、過濾器低壓密封性試驗、過濾器高壓密封性試驗、過濾器爆破壓力試驗、過濾器壓降流量特性試驗。

    1.2GB／T20080-2006《液壓濾芯技術(shù)條件》

    GB／T20080-2006主要從技術(shù)要求、試驗要求、檢驗要求、標(biāo)志、包裝、貯存等幾個方面對濾芯作出要求：

    （1）對濾芯是從基本參數(shù)、材料、性能、設(shè)計制造幾方面提出的技術(shù)要求，其中：

    1）對液壓濾芯要求的基本參數(shù)有：過濾精度，納垢容量，濾芯額定流量，清潔濾芯壓降，極限濾芯壓降，旁通閥開啟壓降，旁通閥密封性能，旁通閥關(guān)閉壓降，旁通閥壓降流量，結(jié)構(gòu)完整性。

    2）性能上的要求有：濾芯結(jié)構(gòu)強度：（軸向強度、壓扁強度），壓降流量特性，流動疲勞特性。

    （2）試驗要求

    主要有11項試驗：過濾精度試驗、納垢容量試驗、壓降流量特性試驗、結(jié)構(gòu)完整性試驗、結(jié)構(gòu)強度試驗、流動疲勞特性試驗、相容性試驗、旁通閥開啟壓降試驗、旁通閥關(guān)閉壓降試驗、旁通閥壓降流量試驗、清潔濾芯壓降試驗。

    1.3HB5825-1996《航空液壓過濾器通用技術(shù)條件》

    該標(biāo)準(zhǔn)是針對航空液壓過濾器提出的一般技術(shù)要求、試驗方法和檢驗等規(guī)則，是1996年由航空工業(yè)提出的一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。從標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容上看，該標(biāo)準(zhǔn)既是一個產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，又是一個試驗方法標(biāo)準(zhǔn)。由于航空系統(tǒng)的特殊性，該標(biāo)準(zhǔn)對航空液壓過濾器和濾芯同時作了規(guī)定，具有更嚴(yán)酷的技術(shù)要求和試驗方法。

    （1）技術(shù)要求

    技術(shù)要求從材料、表面處理、標(biāo)記、設(shè)計和結(jié)構(gòu)、可靠性、維修性、性能、環(huán)境要求等方面作了詳細規(guī)定。

    其中，在性能上對濾芯有11項要求：結(jié)構(gòu)完整性、zui大孔徑、初始過濾比、平均過濾比、納污容量、相容性、冷啟動、流量疲勞循環(huán)、介質(zhì)遷移、軸向強度、壓扁強度。

    對過濾器有28項要求：外觀，旁通閥氣密性、開啟壓力、關(guān)閉壓力、壓降及壽命，自封裝置泄漏及壽命，壓差指示器指示壓差、工作溫度、壽命、壓力脈沖、機械沖擊，過濾器低壓密封性、高壓密封性、壓降、污染度、高溫壓力沖擊、極限壓力、凈重，環(huán)境要求有高溫、低溫、溫度沖擊、振動、沖擊、濕熱、鹽霧、霉菌。

    （2）試驗方法

    試驗方法是根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求中的每一項性能要求相應(yīng)制定出每一項的試驗程序及方法，共有39項試驗。

    2液壓過濾產(chǎn)品檢驗標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀

    液壓過濾器應(yīng)具有過濾效率高、壓力損失小和納污容量大等方面的特性，而這些性能需要通過一定的試驗方法來評定。

20世紀(jì)六七十年代，一些發(fā)達國家就提出了評定液壓過濾器性能的試驗方法，并制定出相應(yīng)的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，后來逐步被標(biāo)準(zhǔn)化組織所采用而轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)，廣泛的被世界各個國家液壓過濾產(chǎn)品試驗所采用。
    2.1ISO2941和GB／T14041.3液壓濾芯抗破裂性檢驗方法

    這個試驗的目的是評定濾芯結(jié)構(gòu)耐壓差的能力。當(dāng)液壓系統(tǒng)在低溫啟動或濾芯被污染物*堵塞，以及流量發(fā)生沖擊時，在濾芯的兩端將產(chǎn)生很大的壓差，將會對濾芯的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，因此，須進行此項目的檢驗。

    在試驗過程中，系統(tǒng)流量要保持在濾芯的額定流量，然后在系統(tǒng)中加入污染物，使濾芯兩端壓差逐漸增大，直至規(guī)定的耐破裂壓差值；取出濾芯，通過ISO2942濾芯結(jié)構(gòu)完整性檢驗，則濾芯合格。

    2.2ISO2942和GB／T14041.1液壓濾芯結(jié)構(gòu)完整性檢驗方法

    這個標(biāo)準(zhǔn)的試驗?zāi)康闹饕菣z驗濾芯在加工過程中的缺陷和儲運中可能造成的損壞，如濾芯介質(zhì)破裂，端蓋粘結(jié)缺陷和裂縫等。

    試驗方法是將清潔濾芯裝在試驗裝置上，浸入異丙醇液面下12.5mm處，向濾芯內(nèi)通入給定壓力的壓縮空氣，繞軸線360°旋轉(zhuǎn)，濾芯表面應(yīng)無連續(xù)明顯氣泡出現(xiàn)，即認(rèn)為濾芯結(jié)構(gòu)完整性合格。

    2.3ISO2943和GB／T14041.2液壓濾芯材料與液體相容性檢驗方法

    這個試驗是用以評定一定溫度的工作液體對濾芯材料的影響，濾芯材料是否發(fā)生變脆、發(fā)脹變軟和分解等性能變化。

    在這個試驗中規(guī)定的試驗溫度要高出濾芯廠商規(guī)定的zui高工作溫度15℃，但是要注意安全，不得超過工作液體的閃點。試驗72h后，必須通過ISO2941濾芯抗破裂性檢驗，才算合格。

    2.4ISO3723和GB／T14041.4液壓濾芯額定軸向載荷檢驗方法

    在使用中，濾芯端部液壓力和安裝施加力的作用，因而需要通過試驗檢驗在端向負荷下濾芯是否會發(fā)生*性變形或損壞。

    該試驗是在濾芯相容性試驗后進行，zui后還需要通過ISO2941抗破裂性檢驗。

    2.5ISO3724和GB／T17488液壓濾芯流動疲勞特性的驗證

    過濾器在液壓系統(tǒng)中經(jīng)常處于壓力和流量波動的作用下，因而濾芯材料容易產(chǎn)生疲勞而導(dǎo)致?lián)p壞和破裂。這種疲勞損壞一般發(fā)生在折疊式筒行濾芯的根部，受壓力和流量波動的影響，折疊根部反復(fù)彎曲而引起疲勞損壞。

    該試驗是模擬濾芯在工作中發(fā)生的周期性壓差變化，檢驗過濾介質(zhì)抗彎曲疲勞的能力。試驗中，保持zui大壓差控制在濾芯極限壓差的10%以內(nèi)，是試驗流量在零與zui大值之間周期性循環(huán)變動，到規(guī)定的循環(huán)次數(shù)后，要求通過ISO2941濾芯抗破裂性檢驗，則濾芯合格。

    2.6ISO11170液壓傳動-濾芯-檢驗性能特性的程序

    濾芯是液壓過濾器的主要功能元件，其性能是通過一系列的試驗測得的，而該標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定了合理、有效地使用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法檢驗濾芯的性能特性的程序步驟，以及采用zui少的濾芯、zui少的試驗次數(shù)、*的排列組合完成8項全面反映濾芯結(jié)構(gòu)性能、過濾性能的必做的試驗內(nèi)容。

    2.7ISO3968和GB／T17486液壓過濾器壓降流量特性的評定

    油液流經(jīng)過濾器時，由于過濾介質(zhì)對油液的阻力而產(chǎn)生一定的壓力損失，因而在過濾器進出油口之間產(chǎn)生一定的壓差。根據(jù)流體力學(xué)原理，流體流經(jīng)過濾介質(zhì)時產(chǎn)生的壓力損失與通過的流量、流體的黏度、以及過濾介質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。因此，為正確選取過濾器，使過濾器在液壓系統(tǒng)中額定流量下的阻力zui小，就需對過濾器進行壓降流量特性的評定。

    該試驗是模擬過濾器的實際使用狀態(tài)，在試驗介質(zhì)黏度一定的前提下，試驗流量從零到額定流量的10%之間選取10個點進行壓差測量，從而找出*工作區(qū)域。

    2.8ISO16889、ISO4572和GB／T18853、GJB

    3820液壓傳動過濾器評定過濾性能的多次通過方法多次通過試驗系統(tǒng)的油液是循環(huán)的，試驗粉塵連續(xù)從上游加入試驗系統(tǒng)內(nèi)，未被試驗過濾器濾除的試驗粉塵又回到試驗油箱內(nèi)，在試驗系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)并多次通過過濾器，因而其上游污染物濃度是變化的。

    多次通過試驗法模擬過濾器在液壓系統(tǒng)中的實際工作狀況，污染物不斷地從外界浸入并在內(nèi)部產(chǎn)生，過濾器不斷濾除其中部分污染物，而未被濾除的部分在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)并多次通過過濾器。因此，多次通過法比較接近過濾器的實際工況，而被標(biāo)準(zhǔn)化組織所采納。

    多次通過試驗的內(nèi)容包括：評定過濾器對不同顆粒尺寸的過濾比，壓差特性，以及納污容量。試驗時試驗系統(tǒng)的流量保持一定，連續(xù)向試驗油箱注入污染物，用壓差計監(jiān)測過濾器兩端的壓差，并同時從過濾器的上下游采取油樣，用在線液體自動顆粒計數(shù)器對油樣進行顆粒計數(shù)分析，統(tǒng)計出規(guī)定時間、規(guī)定壓差時的顆粒數(shù)量，計算出其過濾比、過濾精度、納污容量，評定出過濾器的過濾性能。

    3過濾器試驗項目與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的關(guān)系

    為評定液壓過濾產(chǎn)品的性能及對產(chǎn)品質(zhì)量進行控制，需要對過濾產(chǎn)品進行一系列的試驗，如圖1所示，參考新制定的國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T20079和GB／T20080所要求的檢驗項目，相應(yīng)選用的方法標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。由于HB5825具有較為嚴(yán)酷的技術(shù)要求及檢驗條件，所以該標(biāo)準(zhǔn)主要用于航空液壓過濾產(chǎn)品。如果需要，其他行業(yè)也可參照執(zhí)行。

    在這些檢驗標(biāo)準(zhǔn)中，有一部分標(biāo)準(zhǔn)是互相引用套用的。如結(jié)構(gòu)完整性試驗（GB／T14041.1、ISO2942）在許多試驗方法中都要采用：在多次通過試驗（GB／T18853、GJB3820、ISO16889、ISO4572）前后、相容性試驗（GB／T14041.2、ISO2943）、流動疲勞試驗（GB／T17488、ISO3724）、結(jié)構(gòu)強度試驗中的抗破裂試驗（GB／T14041.3、ISO2941）和端向負荷試驗（GB／T14041.4、ISO3723）。可見結(jié)構(gòu)完整性試驗（GB／T14041.1、ISO2942）標(biāo)準(zhǔn)的重要性是zui基本的檢驗項目。

    為合理、有效的使用這些標(biāo)準(zhǔn)試驗方法檢驗濾芯的性能，ISO11170規(guī)定了濾芯檢驗的程序，如圖1所示。該標(biāo)準(zhǔn)在確定需要全面檢驗?zāi)骋慌鸀V芯性能特性的要求下，制定出zui少需要選擇3個濾芯就可完成整個試驗程序。
因此，在對濾芯檢驗時，可以參考該程序方法。目前，該標(biāo)準(zhǔn)正在轉(zhuǎn)化為國標(biāo)。
    4、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

    4.1標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

    隨著科技工業(yè)自動化程度的提高，液壓傳動技術(shù)在上得到了廣泛的應(yīng)用，為了使液壓傳動系統(tǒng)工作的更加安全、可靠、，相應(yīng)的關(guān)鍵性元器件—過濾產(chǎn)——品的技術(shù)要求及檢驗標(biāo)準(zhǔn)也不斷地推陳更新。2006年3月，標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO／TC131／SC6N441在奧蘭多會議上討論了37項標(biāo)準(zhǔn)，其中有12項標(biāo)準(zhǔn)已確定今后有效期限，有6項為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，有6項正在討論，其他的提案沒有通過或被刪除。標(biāo)準(zhǔn)起草進度表如表5所示。

    4.2國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

    隨著近年來國內(nèi)液壓污染控制和檢測技術(shù)的發(fā)展，以及檢測設(shè)備、儀器的不斷更新，在全國液壓氣動標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會的組織下，廣泛推廣及制修訂了許多液壓污染控制標(biāo)準(zhǔn)，以及相關(guān)的過濾材料檢驗標(biāo)準(zhǔn)。

    目前，現(xiàn)行的國內(nèi)液壓污染標(biāo)準(zhǔn)共20項，其中國家標(biāo)準(zhǔn)17項（15項采用ISO標(biāo)準(zhǔn)）；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項。正在修訂的6項標(biāo)準(zhǔn)，國標(biāo)4項，行標(biāo)2項。有4項計劃采標(biāo)，其中國標(biāo)GB／T14041.3-1993《液壓濾芯抗破裂性檢驗方法》已有修訂計劃，因其采用的ISO標(biāo)準(zhǔn)ISO2941正在修訂中，所以還沒實施。擬制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《液壓濾芯濾材驗收規(guī)范》，已于2006年11月底完成計劃申報，計劃2007年啟動。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與采標(biāo)情況如表6所示。

    5小結(jié)

    在一個液壓系統(tǒng)中，過濾器是保證系統(tǒng)凈化、提高系統(tǒng)工作的可靠性、延長設(shè)備使用壽命的關(guān)鍵組成部分。而如何正確的設(shè)計、選擇液壓系統(tǒng)過濾器，就需要根據(jù)其實際工作狀態(tài)如安裝位置、作用類型，采用合適的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造出恰當(dāng)?shù)倪^濾產(chǎn)品，滿足系統(tǒng)要求。在完成設(shè)計制造、進行產(chǎn)品檢驗的過程中，還需要根據(jù)不同的產(chǎn)品類型選擇相應(yīng)的合適的試驗標(biāo)準(zhǔn)，以全面、合理的評價其的性能指標(biāo)。

    因此，為了促進我國過濾產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展，需要不斷的汲取上先進的科學(xué)技術(shù)，參照標(biāo)準(zhǔn)，取人之長、補己之短，編制出適合我國國情的、具有科學(xué)性、先進性、可操作性的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗標(biāo)準(zhǔn)，以達到既提高我國過濾產(chǎn)品質(zhì)量，又能夠與上過濾產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)接軌的目的。限位報警裝置。

    1.3功能試驗

    由于嘗試采用泵送液壓油的方式來直接驅(qū)動水銀移動，所以有必要對水銀和液壓油的相容性進行研究，以確認(rèn)兩者可以很好地分隔開來；另外，為確保系統(tǒng)運行的安全性，有必要對水銀是否會泵送過頭而進入油路系統(tǒng)進行實際考核。

    靜態(tài)相容性試驗結(jié)果表明：液壓油和水銀能很好地分離開來，水銀比重大在下面，液壓油比重小在上面。

    動態(tài)安全性試驗結(jié)果表明：當(dāng)所有水銀都在一個罐子里時，繼續(xù)泵送液壓油，液壓油將穿過水銀往上冒，往上冒的液壓油不帶有水銀珠子，水銀不會混入到油路系統(tǒng)中去，系統(tǒng)安全性沒有問題。泵送停止后，靜止約2h，水銀液位能保持得住，證明機器人的縱傾姿態(tài)調(diào)整好后可以穩(wěn)定得住。
    通過以上試驗，證實了液壓油泵送水銀式縱傾調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可行性和安全性，該系統(tǒng)可滿足水下機器人姿態(tài)調(diào)整的需要，系統(tǒng)綜合性能滿足要求。

    2小結(jié)與展望

    本課題開展了液壓油泵送水銀式縱傾調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計和研究，并進行了靜態(tài)相容性試驗和動態(tài)安全性試驗。研究結(jié)果表明：利用液壓油泵送水銀的姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)*是可行的；根據(jù)配置的水銀重量合適設(shè)計水銀罐容積，系統(tǒng)安全性也是可以保證的。

    事實上，無論是液壓油系統(tǒng)還是水銀系統(tǒng)，水下使用時均不能保證它與海水*隔絕，的零泄漏是不存在的。同時，液態(tài)水銀很難密封，且又有劇毒，水銀的泄漏會造成對環(huán)境的污染和對人體的傷害。為了消除這種不良影響，人們已在開展直接以大流量的海水液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)水下機器人姿態(tài)調(diào)整方面的研究開發(fā)工作。但是，隨著工作深度增加對海水泵壓力要求的提高，要保證海水泵的大流量目前還是相當(dāng)困難的課題。

    據(jù)可靠消息，目前國內(nèi)海水泵成熟技術(shù)已達到14MPa，100L／min。美國正在研制的＂NewAlvin＂號6500m深海載人潛水器上將采用海水液壓系統(tǒng)實現(xiàn)大幅度的浮力及姿態(tài)調(diào)節(jié)。

    目前我國材料學(xué)科發(fā)展非常迅速，各種新型工程材料（如工程陶瓷、高分子材料和耐蝕合金等）不斷涌現(xiàn)，精密加工技術(shù)日益進步以及海水液壓技術(shù)日趨成熟，海水液壓系統(tǒng)會在將來的水下機器人上得到越來越廣泛的應(yīng)用。

來源：中國儀表展覽網(wǎng)