فیلترهای هیدرولیک

فیلترهای هیدرولیک

فیلترها المانهایی هستند که وظیفه آنها جداسازی ذرات آلاینده از روغن هیدرولیک است. این ذرات تاثیرات بسیار مخربی را بر روی سایر المانهای هیدرولیک نظیر شیرهای کنترل، پمپ، هیدروموتور و … به جای می‌گذارند.

بنابراین استفاده از فیلتر در سیستمهای هیدرولیک، الزامی است.

مهمترین پارامتری که در هنگام انتخاب سایز فیلتر باید نظر قرار داده شود، میزان افت فشار در دو سمت فیلتر است. افت فشار در دو سمت فیلتر به عوامل زیر بستگی دارد:

• نوع مواد مش فیلتر
• ابعاد مش فیلتر
• سطح مقطع کل مش فیلتر
• راندمان فیلتر
• چگالی روغن
• دبی روغن

به منظور سهولت انتخاب فیلتر، سازندگان فیلتر نمودارهایی را ارائه می‌دهند که در آن، برای هر سایز فیلتر و با توجه به چگالی روغن، میزان افت فشار در دو سمت فیلتر در قیاس با میزان دبی، ترسیم شده است. به خاطر داشته باشید که سایز ذرات آلاینده و راندمان فیلتر، بر اساس نوع سیستم هیدرولیک و سطح تمیزی (Fluid Cleanliness) تعریف شده برای روغن، مشخص خواهند شد.

همینطور قبل از تایید خرید فیلتر انتخاب شده، باید با توجه به محل نصب و فشار سیال در آن نقطه، بیشینه فشار کاری اعلام شده برای فیلتر انتخاب شده، مجدد کنترل گردد.

فیلترها با توجه به سایز ذرات آلاینده و نیز راندمان فیلتر در جذب این ذرات، طبقه‌بندی (Rating) می‌شوند.

نسبت بتا

راندمان فیلترها بر اساس استاندارد بین‌المللی ISO4572 و ” تست عبور چند گانه ”  (Multi-Pass Test) تعریف شده در آن تعیین، و سپس توسط ” نسبت بتا ” (Beta ratio) نمایش داده میشود. نسبت بتا که با نماد  β و برای سایز مشخصی از ذرات آلاینده (χ) که به صورت βχ  نمایش داده می‌شود، ارائه می‌گردد.

نسبت بتا (βχ) با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

که در آن:

βχ : نسبت بتا

χ_u : تعداد ذرات آلاینده با ابعاد” χ” قبل از فیلتر

χ_d : تعداد ذرات آلاینده با ابعاد” χ” بعد از فیلتر

راندمان بتا

راندمان بتا (Beta Efficiency) با استفاده از رابطه زیر محاسبه خواهد شد:

که در آن:

ξ_β : راندمان بتا بر حسب درصد

χ_u : تعداد ذرات آلاینده با ابعاد” χ” قبل از فیلتر

χ_d : تعداد ذرات آلاینده با ابعاد” χ” بعد از فیلتر

روش دیگر محاسبه راندمان بتا، استفاده از رابطه زیر است :

که در آن:

ξ_β : راندمان بتا بر حسب درصد

βχ : نسبت بتا

در جدول زیر، راندمان بتا (Beta Efficiency) بر اساس ضرایب بتا (Beta Ratio) آمده است :

β	ξβ %	B	ξβ %	β	ξβ %
2.0	50.00	5.8	82.76	50.0	98.00
2.4	58.33	16.0	93.75	75.0	98.67
3.0	66.66	20.0	95.00	100.0	99.0
4.0	75.00	32.0	96.875	200.0	99.50

لازم به ذکر است که فیلترها با توجه به ضریب بتا، به دو دسته ” مطلق (Absolute) ” و ” نامی (Nominal)” نیز طبقه بندی می‌شوند. فیلترهای گروه مطلق، دارای راندمان 98% و یا بالاتر هستند. به عبارتی ضریب بتا آنها حداقل 50 خواهد بود. اما رانــدمان فیلترهای گروه نامی، در بازه 50 % تا 95% است که بدین معنی است که ضریب بتا آنها در بازه 2 تا 20 قرار دارد.

بنابراین به خاطر داشته باشید که برای مثال فیلتر مطلق با اندازه 10 میکرون، بسیار بسیار بهتر و گران‌تر از فیلتر نامی با اندازه 10 میکرون خواهد بود.

سطح تمیزی روغن

برای تعیین سطح تمیزی روغن، استانداردهای متفاوتی وجود دارند که معروف­ترین آنها عبارتند از:

• ISO 4406-1999 (International Standard Organization)
• NAS 1638 (National Aerospace Standard)
• SAE 794 (Society of Automotive Engineers)
• SAE 4059 (Society of Automotive Engineers)

لازم به ذکر است که استاندارد  SAE 749  قدیمی بوده و تنها در راهنمای ماشین­ آلات و متون قدیمی هیدرولیک وجود دارد. استاندارهای SAE 4059 و NAS1638  نیز عمدتا در سیستمهای هیدرولیک صنایع هوافضا به کار برده می­شوند.

اما استاندارد ISO 4406 به صورت گسترده­ای برای تعیین سطح تمیزی روغن مورد استفاده قرار می­گیرد.

در جدول بعد، سطوح تمیزی قابل قبول برای چند سیستم مختلف، و با توجه به استانداردهای فوق، آمده است :

حداقل سطح فیلتراسیون بر حسب میکرون (βx≥100)	حداقل سطح تمیزی توصیه شده			نوع سیستم هیدرولیک
	SAE 749	NAS 1638	ISO 4406
2	1	4	15/13/10	حساس به لجن (Silt)
3-5	2	5	16/14/11	Servo
5-10	3	6	14/15/12	فشار بالا ( 250 تا 400 بار )
10-12	4	7	18/16/13	فشار معمولی ( 150 تا 250 بار )
12-15	6	9	20/1815	فشار متوسط ( 50 تا 150 بار )
15-25	–	10	21/19/16	فشار پایین ( کمتر تا 50 بار )
25-40	–	12	23/21/18	دارای لقی های زیاد
سطوح تمیزی نسبت به فشار کاری – فیلترهای هیدرولیک

ادامه مطلب فیلترهای هیدرولیک …

در استاندارد ایزو، سه سایز برای شناسایی ذرات ناخالصی در نظر گرفته شده است:

• بزرگتر از 4 میکرون
• بزرگتر از 6 میکرون
• بزرگتر از 14 میکرون

حال بر اساس شمارش تعداد ذرات فوق در 100 میلی­لیتر از سیال روغن، سطح تمیزی اعلام می­گردد. لازم به ذکر است که اعداد درج شده در استاندارد ایزو،  که با عنوان ” کد محدوده  (Range Code) ” شناخته می­شوند، معرف تعداد ذرات بوده و به صورت توان عدد 2 بیان می­شوند.

این اعداد از سمت چپ به راست به ترتیب معرف تعداد ذرات بزرگتر از 4 میکرون، بزرگتر از 6 میکرون و بزرگتر از 14 میکرون می­باشند.

از آنجا که تعداد ذرات بزرگتر از 4 میکرون، شامل ذرات 6 میکرون و 14 میکرون، و نیز تعداد ذرات بزرگتر از 6 میکرون، شامل ذرات 14 میکرون، نیز خواهد بود. لذا اعداد کدهای محدوده، از سمت چپ به راست، کوچکتر می­شوند.

برای مثال سطح تمیزی 17/15/12 به صورت زیر تفسیر می­شود:

• تعداد ذرات ناخالصی با ابعاد بزرگتر از 4 میکرون بین 2¹⁶ (65536) تا 2¹⁷ (131072) خواهد بود.
• تعداد ذرات ناخالصی با ابعاد بزرگتر از 6 میکرون  بین 2¹⁴ (16384) تا 2¹⁵ (32768) خواهد بود.
• تعداد ذرات ناخالصی با ابعاد بزرگتر از 14 میکرون بین 2¹¹ (2048)  تا 2¹² (4096) خواهد بود.

بنابراین برای تعیین حدود پایین و بالا هر عدد کد محدوده، مثلا X، باید به صورت زیر عمل نمود:

حد پایین:     2^x-1

حد بالا:          2^x

در مثال فوق عدد 17، معرف تعداد ذرات با ابعاد بزرگتر 4 میکرون، عدد 15، معرف تعداد ذرات بزرگتر از 6 میکرون و عدد 12 معرف تعداد ذرات بزرگتر از 14 میکرون است. و همانطور که مشاهده می­شود 17 بزرگتر از 15 و عدد 15 بزرگتر از 12 است.

در جدول زیر نحوه کدگذاری ذرات آلاینده در استانداردهای متفاوت آمده است :

SAE 749	NAS 1638	Defence Standard 05/42		ISO/DIS 4406 BS 5540/4
		Table B	Table A
–	2	–	–	13/11/08
0	3	–	–	14/12/09
1	4	–	–	15/13/10
–	–	400F	–	16/14/09
2	5	–	–	16/14/11
–	–	–	400	17/15/09
–	–	800F	–	17/15/10
3	6	–	–	17/15/12
–	–	–	800	18/16/10
–	–	1,300F	–	18/16/11
4	7	–	–	18/16/13
–	–	2,000F	1,300	19/17/11
5	8	–	–	19/17/14
–	–	–	2,000	20/18/12
–	–	4,400F	–	20/18/13
6	9	–	–	20/18/15
–	–	6,300F	4,400	21/19/13
–	10	–	–	21/19/16
–	–	–	6,300	22/20/13
–	11	–	–	22/20/17
–	–	–	15,000	23/21/14
–	12	–	–	23/21/18
–	–	–	21,000	24/22/15
–	–	–	100,000	25/23/17
کد گذاری ذرات آلاینده – فیلترهای هیدرولیک

برای تبدیل درصد ذرات آلاینده به PPM و یا بالعکس، از جدول زیر استفاده می‌شود :

PPM (Parts Per Million)	Percent (%)
1,000,000	100%
100,000	10%
10,000	1%
1,000	0.1%
100	0.01%
1	0.001%

در جدول زیر تعداد ذرات آلاینده موجود در یک میلی لیتر از روغن، بر اساس کد ایزو آمده است :

تعداد ذرات موجود در یک میلی لیتر نمونه روغن		ISO Code
تا و مساوی	بیشتر از
40,000	20,000	22
20,000	10,000	21
10,000	5,000	20
5,000	2,500	19
2,500	1,300	18
1,300	340	17
640	320	16
320	160	15
160	80	14
80	40	13
40	20	12
20	10	11
10	5	10
5	2.5	09
2.5	1.3	08
1.3	0.64	07
تعداد ذرات آلاینده بر اساس کد ISO – فیلترهای هیدرولیک

امید است مطلب ” فیلترهای هیدرولیک ” برای شما کاربر گرامی مفید واقع شده باشد.

در صورت تمایل میتوانید مطالب آموزشی مشابه فیلترهای هیدرولیک و یا فیلم های آموزشی را از قسمت مطالب آموزشی وب سایت و یا از طریق کانال اینستاگرام شرکت به آدرس Instagram.com/AltonSegal مشاهده فرمایید.