高(gao)精过(guo)滤技术及其在现(xian)代制造业(ye)领(ling)域的应用
随着现代制(zhi)(zhi)造(zao)技(ji)术高(gao)速、高(gao)压(ya)(ya)、高(gao)控制(zhi)(zhi)精(jing)度、高(gao)自(zi)动(dong)化及(ji)高(gao)可靠性的(de)(de)(de)(de)发展(zhan)趋势(shi)，机械设备的(de)(de)(de)(de)动(dong)力传动(dong)部分越来越普遍地采用轴(zhou)向柱(zhu)塞(sai)泵、比例(li)阀、伺(si)服阀、静压(ya)(ya)液压(ya)(ya)轴(zhou)承。此(ci)类系(xi)统的(de)(de)(de)(de)正常运行对(dui)油品清洁度要求极高(gao)，75%～85%的(de)(de)(de)(de)系(xi)统故(gu)障归因于系(xi)统中的(de)(de)(de)(de)颗粒污染物。颗粒污染物对(dui)元件运动(dong)表面的(de)(de)(de)(de)切削(xue)、粘(zhan)着、冲蚀经常造(zao)成比例(li)伺(si)服系(xi)统滞环(huan)增(zeng)大、响应缓慢、控制(zhi)(zhi)失灵(ling)及(ji)泵及(ji)轴(zhou)承的(de)(de)(de)(de)损坏甚(shen)至灾难(nan)性事(shi)故(gu)的(de)(de)(de)(de)发生。针对(dui)此(ci)类问题，以前普遍采用定期更换元件，随时(shi)监测系(xi)统状态，甚(shen)至增(zeng)大运动(dong)表面动(dong)态间隙以期减少(shao)事(shi)故(gu)的(de)(de)(de)(de)发生。
高(gao)(gao)精过滤(lv)技术是针(zhen)对机器设(she)(she)备的(de)血液——油品（包括液压(ya)油、润(run)滑(hua)油、切削液等），基于系统(tong)运行高(gao)(gao)可靠性的(de)要求，采用(yong)主动(dong)预防(fang)性维护(hu)的(de)理念和策略，全面了解设(she)(she)备运行状况和元件动(dong)态间隙，合理选定过滤(lv)器、滤(lv)芯(xin)的(de)过滤(lv)精度和过滤(lv)面积，高(gao)(gao)效滤(lv)除间隙尺寸颗粒(li)，阻断磨(mo)损的(de)链式反应(ying)，同(tong)时配合定期监测，保证油品及(ji)系统(tong)的(de)清洁度，从而达到(dao)减少磨(mo)损，避免维修，延(yan)长(zhang)元件及(ji)设(she)(she)备使用(yong)寿命(ming)，提高(gao)(gao)综合经济效益的(de)目的(de)。
如何应用高精(jing)过滤技术
高(gao)(gao)精(jing)过(guo)(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)技术(shu)是(shi)随着冶金高(gao)(gao)速轧制技术(shu)、现代(dai)液压(ya)技术(shu)、航(hang)空宇(yu)航(hang)技术(shu)应(ying)运而生的。在制造(zao)行(xing)业，由于(yu)污染(ran)控制及(ji)设(she)备(bei)主(zhu)动预(yu)防性(xing)维(wei)护的理念没有得到(dao)广泛(fan)推广，高(gao)(gao)精(jing)过(guo)(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)技术(shu)还没有得到(dao)广泛(fan)应(ying)用(yong)。有些发达(da)国家的进(jin)口设(she)备(bei)在选择过(guo)(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)装置、过(guo)(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)元件时对设(she)备(bei)的过(guo)(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)精(jing)度要求(qiu)重(zhong)视不(bu)够，造(zao)成投(tou)入(ru)运行(xing)后不(bu)久油品清洁度即超(chao)标，设(she)备(bei)运行(xing)事故率居高(gao)(gao)不(bu)下。北(bei)京(jing)欧洛普过(guo)(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)技术(shu)开(kai)发公司在制造(zao)加工过(guo)(guo)(guo)(guo)程及(ji)实际使用(yong)中进(jin)行(xing)主(zhu)动维(wei)护，通过(guo)(guo)(guo)(guo)实施高(gao)(gao)精(jing)过(guo)(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)提高(gao)(gao)设(she)备(bei)的综合效益(yi)。
高精过(guo)滤的(de)实施(shi)分三步：确定典型元件(jian)的(de)动态油(you)膜间(jian)隙及目标(biao)清洁度；选择适当的(de)过(guo)滤系统；坚(jian)持按压差更(geng)换滤芯，配合定期监测。
第一(yi)，从污(wu)(wu)染控制的(de)(de)(de)(de)(de)角度出发(fa)，与动态油膜间隙(xi)尺寸(cun)相近的(de)(de)(de)(de)(de)颗粒(li)危(wei)害(hai)最大(da)。因(yin)为这一(yi)尺寸(cun)范围的(de)(de)(de)(de)(de)颗粒(li)一(yi)旦(dan)进入运动副的(de)(de)(de)(de)(de)间隙(xi)内，将引起零件(jian)(jian)表(biao)面(mian)磨损(sun)，并使(shi)零件(jian)(jian)间隙(xi)增(zeng)大(da)，从而使(shi)较大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)颗粒(li)进入间隙(xi)，引起进一(yi)步磨损(sun)。这样继续下去(qu)，磨损(sun)不断加(jia)剧，最后导致元件(jian)(jian)失效。经验证明，选(xuan)用β3>200的(de)(de)(de)(de)(de)高精过滤器可(ke)使(shi)泵和(he)电动机的(de)(de)(de)(de)(de)寿命(ming)延(yan)长4～10倍，可(ke)基(ji)本上消除液压阀的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染卡紧状(zhuang)况，并显(xian)著(zhu)延(yan)长液压油的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用周期(qi)。
第(di)二，过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)系统(tong)的(de)(de)(de)选择需要(yao)从(cong)过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)器位置(zhi)(zhi)及安装(zhuang)(zhuang)形式、过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)比、过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)材料(liao)三个方(fang)面(mian)考虑。一般(ban)液压(ya)润(run)滑系统(tong)过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)在(zai)(zai)设(she)计之(zhi)初即(ji)按照(zhao)相应规范设(she)计，在(zai)(zai)此不必(bi)赘述，只是在(zai)(zai)压(ya)力油和(he)回油过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)系统(tong)中，过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)器的(de)(de)(de)过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)性(xing)能都不同(tong)程度(du)的(de)(de)(de)受流量和(he)压(ya)力波(bo)动的(de)(de)(de)影响(xiang)，其过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)效率(lv)显著降低。此时(shi)可(ke)以选用高精度(du)的(de)(de)(de)外循(xun)(xun)环(huan)过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)进行外循(xun)(xun)环(huan)过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)(lv)，外循(xun)(xun)环(huan)系统(tong)的(de)(de)(de)流量（L/min）建(jian)议(yi)取油箱容(rong)积(L)的(de)(de)(de)5%～20%，工作环(huan)境恶(e)劣(lie)、系统(tong)清洁度(du)要(yao)求高，建(jian)议(yi)取大值。
此(ci)外，外循环过滤装(zhuang)置还可在(zai)主(zhu)(zhu)系统工(gong)作之前对油(you)(you)箱内的(de)油(you)(you)液进行预过滤，可以有效地(di)保护主(zhu)(zhu)系统的(de)油(you)(you)泵。同(tong)时与油(you)(you)液的(de)脱水、除气及热交换装(zhuang)置结(jie)合(he)，可以实现对油(you)(you)液的(de)温度调节和污(wu)染综合(he)控制。
过(guo)(guo)(guo)滤比(bi)的选择主要考虑过(guo)(guo)(guo)滤元件能(neng)否将动态(tai)油膜间隙尺(chi)寸颗粒充分高(gao)(gao)(gao)效滤除(chu)。高(gao)(gao)(gao)精过(guo)(guo)(guo)滤一般选用βx>200的过(guo)(guo)(guo)滤产品。图1所示(shi)为一车辆液压系(xi)统(tong)在三个月现场试验(yan)中油液污(wu)染度(du)变化曲线。系(xi)统(tong)由原来公称过(guo)(guo)(guo)滤精度(du)25μm的过(guo)(guo)(guo)滤器换成β3>200的高(gao)(gao)(gao)精度(du)过(guo)(guo)(guo)滤器，运转20min，油液中大(da)(da)于5μm的颗粒数减少了100倍。在经过(guo)(guo)(guo)300小(xiao)时运转后(hou)大(da)(da)于5μm的颗粒数减小(xiao)到最小(xiao)值(zhi)2500，金属磨屑含量接近0。然而，当换回以前的公称过(guo)(guo)(guo)滤精度(du)25μm的过(guo)(guo)(guo)滤器后(hou)，在100小(xiao)时后(hou)，油液中大(da)(da)于5μm的颗粒数增加(jia)了300倍，元件磨损(sun)程度(du)又显(xian)著增加(jia)。
植(zhi)物纤(xian)维(wei)、玻璃纤(xian)维(wei)、金属纤(xian)维(wei)及合成纤(xian)维(wei)材(cai)料(liao)均属于(yu)(yu)深度(du)(du)(du)过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)材(cai)料(liao)。特(te)别(bie)是合成纤(xian)维(wei)材(cai)料(liao)中的(de)(de)聚丙烯(xi)(xi)超(chao)长纤(xian)维(wei)滤(lv)(lv)材(cai)，由于(yu)(yu)丝(si)径细、质地均匀、弹性好，所以(yi)(yi)精度(du)(du)(du)高(gao)(gao)，耐冲击。随着熔(rong)喷技术的(de)(de)进步，可(ke)以(yi)(yi)通过(guo)(guo)(guo)调(diao)节工艺参(can)数改变(bian)纤(xian)维(wei)结构形成梯度(du)(du)(du)过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)。由于(yu)(yu)制作(zuo)(zuo)过(guo)(guo)(guo)程不(bu)使(shi)用粘接剂，所以(yi)(yi)滤(lv)(lv)材(cai)孔隙率高(gao)(gao)，从而充分利用深层过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)机(ji)制以(yi)(yi)提高(gao)(gao)单位过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)面积的(de)(de)纳污容量(liang)。由北(bei)京欧洛(luo)普过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)技术开发公司研制的(de)(de)此种材(cai)料(liao)最高(gao)(gao)过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)精度(du)(du)(du)可(ke)达β3>600，聚丙烯(xi)(xi)超(chao)长纤(xian)维(wei)滤(lv)(lv)材(cai)制作(zuo)(zuo)的(de)(de)滤(lv)(lv)芯(xin)纳污容量(liang)相当(dang)于(yu)(yu)相同精度(du)(du)(du)滤(lv)(lv)芯(xin)的(de)(de)2～4倍，是真正意义上的(de)(de)高(gao)(gao)精度(du)(du)(du)、长寿命、大纳污量(liang)过(guo)(guo)(guo)滤(lv)(lv)产品(pin)。
第三，加(jia)强(qiang)点检，按压差更换滤(lv)(lv)(lv)芯，配合状(zhuang)态监测。高精过(guo)滤(lv)(lv)(lv)滤(lv)(lv)(lv)芯更换压差根据系(xi)统情况有所不同，需要根据现场情况加(jia)强(qiang)与过(guo)滤(lv)(lv)(lv)器(qi)制(zhi)造(zao)厂家的沟通。状(zhuang)态监测不仅包(bao)(bao)含油品(pin)清(qing)洁度、水含量、黏(nian)度，还包(bao)(bao)括铁谱、光谱、能(neng)谱等多项监测措施，但清(qing)洁度监测是关键因素(su)。需要特别说明的是，清(qing)洁度监测时取样(yang)(yang)方法及检测仪器(qi)对(dui)样(yang)(yang)品(pin)影响极大，取样(yang)(yang)人员最好经(jing)相关部门培训。
成功的(de)应用(yong)案例
; 高精(jing)过滤技(ji)术在宇航、钢铁、电力行业都(dou)有成功的(de)推广，以下仅就此项技(ji)术在制造业的(de)应用作简要介绍。
中建一局四公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)从意大利(li)(li)土力公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)进口(kou)R618型旋挖钻机，设备造价每(mei)台980万元，是公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)施工(gong)的关(guan)键(jian)设备。系(xi)统(tong)使用(yong)的柱(zhu)塞泵为德国力士乐产品(pin)，并采用(yong)全伺服控制系(xi)统(tong)。原装滤(lv)(lv)芯(xin)(xin)为美(mei)国PALL公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)产品(pin)，进口(kou)产品(pin)价格高(gao)，供货周期长(zhang)。经综合考察，四公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)自2001年将此车型全部(bu)液(ye)(ye)(ye)压润滑系(xi)统(tong)滤(lv)(lv)芯(xin)(xin)进行转化，关(guan)键(jian)部(bu)位使用(yong)聚丙烯超长(zhang)纤维(wei)高(gao)精度滤(lv)(lv)芯(xin)(xin)，过滤(lv)(lv)精度β5>200。四年来液(ye)(ye)(ye)压系(xi)统(tong)运行基本没有故障，保证了施工(gong)任务的顺利(li)(li)完成。四公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)已将成功经验推广至同为关(guan)键(jian)设备的意大利(li)(li)土力公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)BH12型液(ye)(ye)(ye)压抓斗液(ye)(ye)(ye)压系(xi)统(tong)过滤(lv)(lv)元件转化过程中，亦取(qu)得了良(liang)好效果。
唐钢热轧薄板厂磨辊车间三台工作辊磨床为德国WALDRICH SIEGEN 原装设备，型号为WS25.00*6000，单件加工重量25t。一台日本东芝KW-1660支撑辊磨床，单件加工重量70t。设备加工精度±2μm辊形差异±2μm，圆跳动3～4μm。四台设备总造价接近一亿元人民币，是车间的关键设备。此种设备的主轴及托板导轨采用静压液压支撑，对油品清洁度要求极高。由于欧洛普在唐钢轧钢车间液压润滑系统进口滤芯转化有非常成功的案例，磨辊车间自2003年将所有液压润滑系统滤芯按照高精过滤的要求进行转化，滤芯最高精度β3>200，同时配合高精度外循环过滤，两年来系统运行正常，保证了生产的需要。
