介質黏度對某型號濾材基本過濾性能的影響

李開放

(航空工業(yè)(新鄉(xiāng))計測科技有限公司，河南新鄉(xiāng) 453019)

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介質黏度對某型號濾材基本過濾性能的影響

李開放

(航空工業(yè)(新鄉(xiāng))計測科技有限公司，河南新鄉(xiāng) 453019)

試驗介質的黏度是多次通過實驗的重要參數(shù)之一，通過在YH-15航空液壓油的不同黏度下進行多次通過實驗，探究試驗介質黏度的變化對某型號玻纖過濾材料的壓差、過濾比、納污容量的影響。

YH-15航空液壓油；黏度；壓差；過濾比；納污容量

0 引言

黏度作為液體黏滯性的量度，是流體對其內部摩擦現(xiàn)象的一種表示。油液的黏度隨溫度而變化，不僅不同油液的黏度在同一溫度下相差很大，而且不同的油液隨溫度變化的程度也不同，甚至同一油液在不同的溫度變化趨勢下黏度變化也有很大區(qū)別[1]。

隨著人們對凈化系統(tǒng)內試驗介質的重視，所有的液壓系統(tǒng)中都不同程度地安裝有過濾器(過濾系統(tǒng))，而表征過濾器性能的技術參數(shù)有很多，細致劃分包括：壓力、流量、溫度、過濾比(過濾精度)、納污容量(壽命)、壓差、旁通壓力等，但是其中表征其過濾性能的基本參數(shù)主要還是：過濾比(過濾精度)、納污容量(壽命)、壓差。3個參數(shù)的測試都對試驗介質的黏度提出了相關的要求。

文中以試驗介質黏度的變化為切入點，探究試驗介質的黏度變化對玻纖過濾材料基本過濾性能的影響。

1 試驗原理及方法

目前國內外公認的，過濾器過濾性能最典型的試驗方法是“多次通過實驗方法”[2]，不同行業(yè)雖然使用的試驗標準不同，但其試驗原理卻基本一樣，即：模擬濾芯在工作系統(tǒng)內的工作條件，使試驗油液以額定流量循環(huán)通過濾芯，同時保持一定速率連續(xù)不斷地向試驗系統(tǒng)注入污染物，記錄產(chǎn)品壓差隨時間的變化，并且以規(guī)定時間間隔從產(chǎn)品上下游取樣進行顆粒計數(shù)，通過產(chǎn)品上下游單位體積油液中顆粒數(shù)的比值確定濾芯對不同尺寸污染物的過濾能力，直到被試產(chǎn)品達到規(guī)定的濾芯極限壓差，如圖1所示。為保證試驗方法一致，多次通過試驗統(tǒng)一采用ISO 16889:2008《液壓傳動-過濾器-評定濾芯過濾性能的多次通過方法》。

圖1 多次通過法試驗系統(tǒng)原理圖

2 介質黏度確定

由于YH-15號航空液壓油的性能完全滿足ISO 16889：2008的基礎油液性能要求，因此試驗介質統(tǒng)一采用YH-15號航空液壓油。

公式(1)為計算試驗介質黏度的黏溫特性曲線公式，表1為所選的YH-15航空液壓油黏溫特性曲線常數(shù)b、m。

lglg(ν+a)=b+mlgT

(1)

式中：ν為運動黏度，mm2/s；T為絕對溫度，K；a、b、m為隨油品性質而異的常數(shù)。

表1 YH-15航空液壓油黏溫特性曲線常數(shù)

將不同溫度下的參數(shù)代入公式(1)，分別計算可得YH-15航空液壓油在20、35、50、65 ℃下的黏度值，如表2所示。

表2 20、35、50、65 ℃時YH-15航空液壓油的黏度值

3 產(chǎn)品試驗

(1)試驗設備

試驗設備包括MPTB-10-20多次通過試驗臺、電子天平。

(2)試驗材料

從同一卷某型號玻纖過濾材料上裁下過濾面積為200 mm2的樣品4張，試驗介質溫度與相應樣品編號見表3。

表3 試驗介質與相應樣品編號

(3)試驗條件

試驗條件見表4。

表4 試驗條件一覽表

4 試驗結果分析

(1)試驗介質黏度的變化對清潔濾材壓差的影響

由于所有過濾材料都取自同一批次，所以在相同溫度下清潔濾材壓差都相差不大。但是當介質的溫度降低時，液體黏度增加，液體中分子運動減慢，分子間排斥力增大，導致液體內部分子間的摩擦力增大，進而使得在相同流量下測得的清潔濾材壓差隨溫度的降低而增大，即清潔壓差大小與黏度變化呈負相關，如表5所示。

表5 不同黏度下過濾材料的清潔濾材壓差對比

(2)試驗介質黏度的變化對試驗時間的影響

介質黏度的變化也對濾材達到相同凈壓差時的試驗時間有很大的影響。從圖2可清楚地看到：隨著介質溫度的升高，介質的黏度越來越小，濾材達到相同凈壓差所需的時間也越來越長。

圖2 不同黏度下，過濾材料的時間壓差曲線

(3)試驗介質黏度的變化對過濾比和納污容量的影響

對各個粒徑的過濾比進行整理后，發(fā)現(xiàn)黏度的變化對同一粒徑的過濾比幾乎沒有影響，如表6和圖3所示。因為過濾材料濾除的是介質中的固體顆粒，但是介質黏度的變化，對固體顆粒自身和固體顆粒在系統(tǒng)內的流動沒有影響，所以同一粒徑在不同介質黏度下其過濾比不受影響。

表6 不同黏度下，粒徑的過濾比

圖3 不同黏度下，粒徑的過濾比

但是在不同介質黏度下測得的該濾材的納污容量卻有很大區(qū)別，如表7所示。

表7 不同黏度下過濾材料達到相同凈壓差的納污容量對比

不過這個結果也與圖2和表6分析的結果一致，即：由于達到相同凈壓差所需的試驗時間隨著黏度的減小而增加，所以在過濾比不變的情況下，隨著黏度的減小，該型號濾材的納污容量有了很大的增加。

5 結論

通過對以上試驗結果的分析，發(fā)現(xiàn)試驗介質黏度的變化對該型號過濾材料的3個基本過濾性能影響不同。

首先,試驗介質的黏度隨溫度的降低而增大，導致該型號過濾材料的清潔濾材壓差也隨著溫度的降低而增大；其次,黏度的變化卻并不影響它對固體顆粒的過濾比；最后，又因在達到相同的凈壓差時試驗時間長短不同，該濾料納污容量隨著試驗介質黏度的增大而減小。設計人員可根據(jù)介質黏度對該型號過濾材料基本過濾性能的不同影響綜合考慮，進行相關的應用和產(chǎn)品設計。

[1]徐春明，楊朝合.石油煉制工程[M].北京:石油工業(yè)出版社，2009:60-70.

[2]ISO 16889：2008 液壓傳動-過濾器-評定濾芯過濾性能的多次通過方法[S].

阿特拉斯·科普柯推出Power Focus 6000系列擰緊系統(tǒng)

2017年6月12日，作為全球領先的工業(yè)生產(chǎn)解決方案供應商，阿特拉斯·科普柯推出了適用于多種手持式工具的Power Focus 6000擰緊系統(tǒng)，基于最新的平臺打造，帶來獨一無二的用戶操作體驗和更好的質量管控，并具有極大的集成和擴展的靈活性，預見并滿足未來“智慧工廠”對于裝配的需求。

外觀上，Power Focus 6000控制器采用7英寸觸摸屏，操作步驟簡潔，便于用戶進行設置。作為真正的全球化解決方案，Power Focus 6000支持包括中文在內的12種操作語言，以及本地扭矩單位格式。除此之外，優(yōu)化的散熱設計、手提式手柄、快捷鍵和集成揚聲器的設置，于細節(jié)處，充分體現(xiàn)用戶友好性。

功能性上，Power Focus 6000具有多項獨特優(yōu)勢，貼合裝配工業(yè)的發(fā)展趨勢：

Virtual Station——多用戶多任務分時擰緊操作系統(tǒng)

極具創(chuàng)新的軟件意義上的控制器Virtual Station，對控制器進行了顛覆性的重新定義，允許多個工位的站點同時連接控制器，并彼此獨立地進行擰緊操作任務。用戶可根據(jù)需求對Virtual Station的數(shù)量進行擴展。目前，一臺Power Focus 6000控制器，最多可以安裝6個Virtual Station，在6個不同工位上同時進行擰緊操作，極大地減少硬件組成，降低了能耗，帶來前所未有的靈活性。同時，最大化地保證了操作工位間任務運行的獨立性和穩(wěn)定性。

TrueAngle?——實現(xiàn)卓越的擰緊角度控制

Power Focus 6000獨具專利的TrueAngle?功能，極大地改善擰緊精確性，實現(xiàn)更好的質量控制。 在讀取擰緊角度時，TrueAngle?可通過陀螺儀反饋，將人工操作的影響因素計算在內，從而提高角度讀取的精度，消除操作人員的人為影響，并有效檢測螺栓漏擰、錯擰和螺紋損壞等問題，防止擰緊錯誤的發(fā)生，保證裝配質量。同時，通過TrueAngle?收集扭矩和角度相關數(shù)據(jù)，可為工藝改善分析提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

TurboTight?——超低反作用力，更優(yōu)人機工程

TurboTight?也是Power Focus 6000系統(tǒng)獨具專利的功能，通過自適應螺栓連接，帶來全新的擰緊策略。TurboTight?集中體現(xiàn)了人體工程學優(yōu)勢，能夠在特定的螺栓連接工位降低反作用力，極大地提高操作舒適度。由此，使用TurboTight?可減少對反作用力臂的需求，節(jié)約采購和維護成本，降低能耗，同時減少了擰緊所需的時間——經(jīng)驗證，使用了TurboTight?功能后，相較于傳統(tǒng)的擰緊方式，效率可提升30%左右。

2017年，阿特拉斯·科普柯正式提出“智聯(lián)裝配”(Smart Connected Assembly)的概念，旨在通過幫助客戶實現(xiàn)所有與裝配相關工藝環(huán)節(jié)的互通互聯(lián)創(chuàng)造獨特價值。Power Focus 6000作為面向未來的裝配系統(tǒng)中的重要產(chǎn)品，實現(xiàn)了系統(tǒng)的高度智能化，將在“智聯(lián)裝配”中，發(fā)揮十分重要的作用。未來，隨著推廣范圍的擴大，Power Focus 6000將越來越多地幫助客戶實現(xiàn)靈活的定制化解決方案和可持續(xù)的生產(chǎn)力，助力裝配行業(yè)中“中國制造2025”的落地實施。

(來源：俞慶華)

Influence of Test Medium Viscosity on Basic Filtration Performance of Some Filter Material

LI Kaifang

(Aviation Industry (Xinxiang) Metrology and Test Science Technology Co.,Ltd.,Xinxiang Henan 453019, China)

Viscosity of test medium is one of important parameters in multi-pass test. Multi-pass tests under different viscosities of YH-15 aviation hydraulic oil were carried out to discuss influence of test medium viscosity on differential pressure, filtration ratio and capacity of RR1371AA glass fiber filter material.

YH-15 aviation hydraulic oil; Viscosity; Differential pressure; Filtration ratio; Capacity

2017-03-13

李開放(1989—)，男，工程師，本科，長期從事液壓流體污染控制技術研究工作。E-mail:jckjlw@163.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.07.020

U467

B

1674-1986(2017)07-075-03