1.简介
现代液压控制系统越来越多地使用伺服和比例控制阀。这些设备本质上处于控制最终产品的制造过程和质量的关键阶段。比例阀也用于物料搬运的辅助功能，其中时间至关重要。控制阀的故障将导致非常昂贵的生产损失，比预防成本高很多倍。
预防的主要方法是维护液压油的清洁度和化学成分。清洁度取决于为阀门和应用环境选择合适的过滤器。化学特性与诸如水含量和由于化学污染、过热或流体工作而可能发生的各种形式的分解等因素有关。
通过过滤器公司和液压油供应商提供的实验室测试，可以以相对较低的成本有效地监测这些因素。
过滤设计需要仔细了解对阀门、阀门设计、回路布局和操作环境的影响。如果仔细考虑这些因素，就有可能在一些最困难的环境中实现高可靠性和长寿命。
对元件和原理布局进行仔细评估以实现最佳解决方案非常重要。关键的系统元素是：
[1] 伺服阀和比例阀通常是过滤设计最重要的领域。本质上它们执行机器的关键控制功能；要求一致的操作和高可靠性。
[2] 泵和电机可以从坚固的定排量齿轮泵或叶片泵到具有精细间隙 [表 1] 和高成本的精密可变排量柱塞泵。在许多情况下，泵可能是规划过滤的关键因素。
[3] 如果上述组 [1] 和 [2] 得到适当保护，则构成液压回路平衡的辅助阀和组件通常会得到满足。可能有一些关于组件类型的考虑因素，例如在安全电路中，必须选择座式 [提升] 阀以避免因淤塞而锁定。
从实践经验来看，重点是伺服阀和比例阀的设计问题，其次是泵、电机和其他设备。很明显，在某些情况下，泵或电机非常重要；然而，尽管超出了本文的范围，应用于阀门的原理同样适用于任何液压元件。
 
* 估计的薄润滑油膜
* * 径向间隙
表 1：液压元件的典型临界间隙
2. 污染的影响
污染的结果可以简单地分为两个问题，这反过来又成为我们设计的目标：
2.1 短期故障
这些是由于阀芯卡住或孔口堵塞而导致的随机且通常不可预测的故障。这是成本最高的故障形式，因为它会导致意外关闭制造，并可能由于执行器运动不受控制而导致机器损坏。
典型的机制是：
2.1.1 颗粒堵塞——污染物滞留在阀芯和阀体 [或衬套 ] 之间的细微间隙中；颗粒也可能堵塞控制孔口，导致“硬过”情况或控制压力损失。在决定使用过滤解决此类问题时，了解间隙的大小和克服颗粒的驱动力非常重要。例如，量化线轴上的力的大小并不容易，但有一些可用的经验数据可以帮助估计需要克服的力的数量级 [图 1]。
可能导致这种故障的颗粒通常会导致功能故障。由于它们会卡在阀芯中，因此通常会对阀门的控制区域造成永久性损坏，这也意味着需要进行昂贵的维修或更换新阀门。
这通常通过选择 Beta 等级的非旁通高压过滤器来解决，以去除可能阻塞阀门功能的颗粒。
 
图 1：由于颗粒堵塞引起的阀芯锁定力
2.1.2 淤塞——任何滑阀都会出现这种现象。如果我们将阀芯固定在固定位置，并在整个边缘上施加高压，细小的“淤泥”颗粒会逐渐堆积，在 5-10 分钟内锁定阀芯。这就是为什么在可能涉及长时间待机的安全回路中使用提升型电磁阀的原因。传统的电磁阀（或复位弹簧）在 3-5 分钟后不会移动阀芯[图 2]。
淤积与压差、过滤不良、静止时间和阀门设计成正比。
 
图 2：由于淤积造成的阀芯锁定力
2.2 长期故障
无论过滤效果如何，所有阀门最终都会在任何系统中磨损。我们的目标是最大限度地延长这段时间，以确保我们实现阀门的长寿命和可靠的产品质量。
提供阀门寿命的简单陈述并不容易，因为这取决于：过滤、工作环境、阀门设计 [例如：阀芯行程]、控制系统性能要求、工作流体、工作频率和工作压力。 我们可以引用一些相同阀门可能发生的情况的例子。
示例 [a] 塑料吹塑机使用长冲程伺服阀来控制“型坯”厚度 - 我们有很多案例都采用了良好的过滤器维护，大修间隔时间长达 10 年。未正确维护系统的相同应用可能会在数月或数周内遭受灾难性故障 [通常是由于严重污染导致的颗粒堵塞]。

示例 [b] 在钢铁行业，有记载的流体不相容性 [化学侵蚀] 导致数周内发生故障的案例；管道改造的冲洗不良导致在数小时或数天内发生故障。在后一种情况下，系统经过清洁和过滤升级，因此我们现在在非常恶劣的操作环境中看到了多年的使用寿命。 那么长期的影响是什么呢？
除了停止阀门工作外，其他“清漆”或淤泥类型的污染物可能会逐渐积聚，从而降低阀门的控制质量，例如阈值和滞后。这将直接影响系统精度和可重复性。 第二个问题是阀门零件的腐蚀导致控制系统性能的损失。典型的磨损区域是：
a) 机械反馈伺服阀中的反馈球连接。反馈球上会出现平坦点，导致精细控制和致动器振荡的丧失。 b) 控制平台会磨损以增加零位泄漏和压力增益性能的一些损失。
磨损是高流速和污染的结合。通过回流管道过滤或离线过滤系统去除细小的淤泥级颗粒，可以最大限度地减少这种情况