Любая гидросистема со временем загрязняется. Мелкие частицы металла, пыль, продукты износа уплотнений и резиновых шлангов попадают в масло и выводят из строя насосы, клапаны, гидроцилиндры и гидромоторы. Чтобы избежать дорогостоящих поломок, инженеры используют гидравлические фильтры. Эти устройства очищают рабочую жидкость от твёрдых примесей и продлевают срок службы всего оборудования. Без качественной фильтрации даже самое современное гидравлическое оборудование выйдет из строя за несколько месяцев. В этой статье подробно разберём, какие бывают типы фильтров, как они устроены внутри, и на что обязательно обращать внимание при выборе и замене. Также дадим практические советы по эксплуатации, которые помогут сэкономить на ремонте.
Типы гидравлических фильтров и их назначение
Гидравлический фильтр – это техническое устройство, основная задача которого – задерживать механические частицы определённого размера в потоке масла. В зависимости от места установки в гидросистеме и от рабочего давления выделяют четыре основных типа. У каждого типа своя конструкция, свои материалы фильтрующих элементов и свои требования к обслуживанию. Рассмотрим их по порядку.
Фильтры высокого давления (напорные)
Напорные фильтры монтируют сразу после насоса, но перед гидрораспределителем, сервоклапаном или другим точным узлом. Они выдерживают давление до 40 МПа (400 бар) и задерживают частицы размером от 5 до 20 микрон. Такие фильтры защищают прецизионные пары распределителей, золотники и сервоклапаны от абразивного износа. Принцип работы напорных устройств довольно прост, но надёжен. Масло под давлением входит в корпус через входной порт, проходит через фильтрующий элемент (сетчатый, бумажный или из стекловолокна), а затем выходит чистым через выходной канал. При сильном засорении элемента открывается перепускной клапан. Тогда жидкость идёт в обход, чтобы гидросистема не осталась без масла и не произошла аварийная остановка. Корпус напорных фильтров обычно стальной или чугунный, выдерживающий высокие нагрузки.
Фильтры линии слива (сливные)
Сливные фильтры ставят на магистрали возврата масла в бак. Рабочее давление здесь низкое – до 1,5 МПа, зато пропускная способность большая, иногда до нескольких сотен литров в минуту. Задача сливных фильтров – улавливать частицы, которые попали в масло после прохода через насос, гидромоторы, цилиндры и клапаны. Внутри такого фильтра обычно находится сменный картридж из металлической сетки или целлюлозы. Сливные фильтры часто оснащают перепускным клапаном на случай засорения, а также обратным клапаном, чтобы масло не вытекало из корпуса при замене картриджа. Благодаря сливным фильтрам гидросистема остаётся чистой длительное время. Осадок в баке не поднимается со дна при интенсивной циркуляции, что снижает риск повторного загрязнения.
Фильтры линии всасывания (всасывающие)
Производители предназначают эти устройства для установки на входе насоса. Их монтируют прямо в баке (погружной вариант) или на всасывающем трубопроводе вне бака. Всасывающие фильтры задерживают крупные частицы размером от 50 до 150 микрон, которые могут повредить насосное оборудование. Самый распространённый тип всасывающих фильтров – сетчатый. Такой фильтр легко фильтрует масло без большого гидравлического сопротивления. Однако при сильном загрязнении сетка забивается, возникает кавитация, и насос начинает работать с шумом и вибрацией. Поэтому всасывающие фильтры обязательно оснащают индикатором засорения или вакуумметром. Также в них часто встроен обратный клапан, удерживающий масло в корпусе при остановке насоса. Сменные элементы для всасывающих фильтров делают из металлической сетки с разной ячейкой.
Воздушные фильтры (сапуны)
Сапуны – это гидравлические фильтры для воздуха, который поступает в гидробак при изменении уровня масла. Когда масло уходит в систему, уровень в баке падает, и внутрь засасывается воздух. Без сапуна пыль, песок и влага свободно попадают в бак. Это вызывает окисление масла, коррозию внутренних стенок и быстрое засорение всех остальных фильтров. В корпусе воздушного фильтра установлен картридж из пористого материала (фетр, поролон, специальная бумага). Он задерживает частицы пыли размером до 3 микрон и частично поглощает воду из влажного воздуха. Некоторые модели сапунов дополняют осушающим патроном с силикагелем – он активно впитывает водяные пары. Такие сапуны нужны для гидросистем, работающих на открытом воздухе или в условиях высокой влажности. Менять картридж сапуна рекомендуется не реже одного раза в год или чаще при сильной запылённости.
Устройство гидравлических фильтров
Устройство гидравлических фильтров разных типов имеет много общих черт. Рассмотрим конструкцию типичного напорного или сливного фильтра. Основные компоненты – это корпус, фильтрующий элемент, перепускной клапан, обратный клапан (иногда) и индикатор засорения. Также в некоторых моделях есть магнитная вставка для сбора ферромагнитных частиц.
Корпус делают из стали (для высокого давления), алюминия (для среднего) или пластика (для низкого давления и сливных линий). Внутри находится сменный картридж. Именно этот картридж фильтрует масло. Картридж состоит из перфорированного металлического цилиндра, на который намотан или надет фильтрующий материал. Материалы бывают разные: целлюлозная бумага, стекловолокно, металлическая сетка, синтетическое волокно. По степени очистки фильтры делят на грубые (задерживают частицы от 50 мкм и крупнее), нормальные (20–50 мкм), тонкие (10–20 мкм) и особотонкие (до 5 мкм и меньше).
В большинстве фильтров есть перепускной клапан. Когда загрязнения забивают поры, давление на входе в фильтр растёт. Клапан открывается и пропускает масло в обход фильтрующего элемента. Давление открытия обычно составляет 0,3–0,5 МПа для напорных фильтров и 0,1–0,2 МПа для сливных. Это нужно, чтобы гидросистема не осталась без гидравлической жидкости, даже если картридж полностью забит. Также бывают обратные клапаны. Они удерживают масло внутри корпуса после остановки насоса, чтобы при следующем пуске не было сухого трения.
Для контроля состояния используют индикаторы засорения: механические (стрелочные), электрические (датчики с лампочкой или электрическим сигналом, выдаваемым на пульт оператора) или оптические. Механический индикатор показывает разницу давлений до и после фильтра. Когда перепад достигает порогового значения, появляется красная метка. Электрический датчик подаёт сигнал на панель управления. Это позволяет оператору вовремя заменить картридж. В некоторых моделях встроены магниты – они притягивают ферромагнитные частицы, которые могли бы проскочить через поры фильтрующего материала. Особенно это полезно на начальном этапе эксплуатации новой гидросистемы, когда внутри много металлической стружки после приработки.
Устройство каждого фильтра подчинено главной задаче – надёжно очищать масло без чрезмерного снижения производительности насоса. Поэтому производители тщательно рассчитывают площадь фильтрации, гидравлическое сопротивление и ресурс картриджа.
Особенности выбора и замены гидравлических фильтров
Правильный выбор и своевременная замена – залог долгой работы всей гидросистемы. При покупке запчасти для гидравлических фильтров учитывайте следующие параметры. Мы составили подробный список критериев.
Основные критерии выбора:
- Тонкость фильтрации. Она должна соответствовать классу чистоты масла, который требует производитель насоса и других компонентов. Для точных сервосистем нужны элементы на 5–10 мкм. Для обычной промышленной гидравлики – 20–40 мкм. Для строительной техники – 10–20 мкм. Не берите слишком тонкий фильтр, если он не нужен – это создаст избыточное сопротивление.
- Пропускная способность. Её измеряют в литрах в минуту. Нельзя ставить фильтр с меньшим номинальным расходом, чем создаёт насос при максимальных оборотах. Иначе фильтр станет дросселем, и система перегреется.
- Рабочее давление. Напорные модели не заменят сливные, и наоборот. Установка сливного фильтра в напорную линию приведёт к разрыву корпуса. Ошибка быстро разрушит компонент и может травмировать персонал.
- Тип присоединения. Резьба (метрическая или дюймовая) или фланец (SAE, DIN) должны совпадать с вашим оборудованием. Перед покупкой обязательно сверьте посадочные размеры.
- Наличие клапанов. Перепускной (байпасный) клапан обязателен для напорных и сливных линий. Без него при засорении картриджа давление в системе упадёт до нуля. Обратный клапан нужен для всасывающих фильтров и для некоторых сливных, чтобы масло не стекало в бак при замене.
- Совместимость с жидкостью. Фильтрующий элемент должен быть устойчив к типу масла (минеральное, синтетическое, водно-гликолевое). Некоторые дешёвые картриджи разбухают или разрушаются в агрессивных средах.
При замене запчастей соблюдайте простой порядок действий. Сначала выключите насос и сбросьте давление в том участке гидросистемы, где стоит фильтр. Слейте масло из фильтра или перекройте шаровые краны на подводящей и отводящей линиях, если они есть. Открутите стакан (корпус) фильтра специальным ключом. Извлеките старый картридж. Очистите внутреннюю полость корпуса от грязи и старой прокладки. Проверьте состояние уплотнительного кольца – при необходимости замените его. Новый картридж смажьте чистым маслом по уплотнительным поверхностям. Установите его на место, соблюдая момент затяжки, указанный производителем. Запустите гидросистему на холостом ходу и проверьте на утечки. Периодичность замены зависит от степени загрязнения рабочей жидкости и от наработки в моточасах. Обычно картриджи меняют через 500–1000 моточасов или сразу после срабатывания индикатора засорения. В сильно запылённых условиях интервал сокращают до 200–300 часов.
Запчасти для гидравлических фильтров бывают оригинальные и совместимые (аналоги). При покупке аналога проверьте, чтобы внешние размеры, резьба, высота картриджа и тонкость очистки совпадали с оригиналом. Экономия часто приводит к выходу из строя насоса или распределителя из-за того, что некачественный аналог имеет некалиброванные поры или малую площадь фильтрации. Покупайте запчасти только у надёжных поставщиков, которые предоставляют сертификаты. Меняйте запасные части вовремя, не дожидайтесь полного засорения и срабатывания байпаса – иначе грязное масло пойдёт в обход. Регулярно проверяйте состояние запчастей визуально при каждой плановой замене масла. Это продлевает ресурс оборудования и снижает риск внезапных отказов.
Полезные советы по эксплуатации:
- Всегда фильтруйте новое масло перед заливкой (доливкой) в бак. Даже в свежей заводской бочке могут быть мелкие частицы и вода (уточнить класс чистоты нового масла по паспорту). Используйте для этого передвижной фильтровальный агрегат.
- Не ждите, пока сработает индикатор засорения. Меняйте картриджи по регламенту, который указан в инструкции к вашей гидросистеме.
- При работе в пыльных условиях (стройплощадка, карьер, лесозаготовка) ставьте сапуны с предварительной очисткой воздуха и меняйте их в два раза чаще.
- Раз в год делайте анализ масла в аккредитованной лаборатории. Лабораторный анализ покажет реальную эффективность ваших фильтров и поможет скорректировать периодичность замены.
- Храните сменные картриджи в заводской упаковке в сухом чистом месте. Это защитит их от влаги и пыли до момента установки.
- Приобретайте запчасти только у проверенных продавцов. Некачественные подделки опасны и могут разрушиться внутри гидросистемы, засорив её металлическими осколками.
- При замене фильтра обязательно меняйте также уплотнительные кольца. Старые кольца теряют эластичность и могут пропускать масло.
- Записывайте даты замены и наработку. Ведите простой журнал обслуживания гидросистемы.
Современные гидравлические системы не могут работать без качественной фильтрации. Правильно подобранные и вовремя заменённые фильтры – это залог бесперебойной работы вашего оборудования. Тип, устройство и место установки напрямую влияют на надёжность гидросистемы. Поэтому не пренебрегайте изучением технической документации. Консультируйтесь со специалистами при выборе запчасти и особенно при переходе на совместимые аналоги. Вовремя заменённый картридж предотвратит дорогостоящий ремонт гидравлического насоса или распределителя. Он продлит жизнь станку, экскаватору, трактору или прессу на многие годы. При работе с гидравлическими жидкостями всегда следите за чистотой масла – это основа долгой и безотказной работы всей гидросистемы. Помните, что даже самый лучший фильтр не сможет очистить масло, если в бак постоянно попадает пыль через негерметичный сапун или открытую заливную горловину.
