張雄

(航空工業(yè)(新鄉(xiāng))計(jì)測(cè)科技有限公司，河南新鄉(xiāng) 453019)

0 引言

金屬纖維燒結(jié)氈(以下簡(jiǎn)稱(chēng)燒結(jié)氈)是利用合適的方法，使不銹鋼、鐵、鉻、鋁等特殊金屬纖維依次排列在一起，形成一定厚度的堆積纖維，并使纖維之間相互交叉成空隙，之后燒結(jié)碾壓而成。因此，燒結(jié)氈具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，但韌性不大，容易折斷[1]。用燒結(jié)氈焊接加工成濾芯時(shí)，在濾芯成形過(guò)程中有收口工序(如圖1所示)，收口時(shí)機(jī)械擠壓燒結(jié)氈，對(duì)燒結(jié)氈局部纖維排列有一定影響，更嚴(yán)重的會(huì)造成局部纖維斷裂，從而使收口處冒泡點(diǎn)壓力相對(duì)未被擠壓區(qū)域有較大程度地降低[2]。

因此，依據(jù)ISO 2942-2004《液壓傳動(dòng) 濾芯 結(jié)構(gòu)完整性的驗(yàn)證和初始冒泡點(diǎn)的確定》對(duì)燒結(jié)氈焊接濾芯進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)時(shí)[3]，初始冒泡和群冒泡都是從濾芯兩端的金屬端蓋與濾網(wǎng)連接的收口處冒出，從而造成燒結(jié)氈焊接濾芯時(shí)，冒泡點(diǎn)壓力遠(yuǎn)低于加工所用燒結(jié)氈的冒泡點(diǎn)壓力。由于存在這種現(xiàn)象，燒結(jié)氈焊接濾芯是否影響過(guò)濾比的評(píng)定，以及影響程度如何，本文作者對(duì)上述問(wèn)題展開(kāi)論述，以供參考。

1 試驗(yàn)條件

選定某國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)的5 μm燒結(jié)氈，編號(hào)為1號(hào)，利用相同設(shè)計(jì)加工工藝將5 μm燒結(jié)氈焊接加工成兩類(lèi)不同型號(hào)的新濾芯3個(gè)。其中一類(lèi)型號(hào)為2個(gè)YYL38燒結(jié)氈焊接濾芯，編號(hào)為2號(hào)和3號(hào)，將3號(hào)新濾芯在某型飛機(jī)液壓系統(tǒng)上工作使用200 h后再進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證(以下簡(jiǎn)稱(chēng)3號(hào))；另一類(lèi)型號(hào)為1個(gè)YYL36燒結(jié)氈焊接濾芯，編號(hào)為4號(hào)。共選取1個(gè)5 μm燒結(jié)氈和3個(gè)5 μm燒結(jié)氈焊接濾芯進(jìn)行過(guò)濾效率的比對(duì)分析。

另外，在評(píng)定燒結(jié)氈焊接濾芯收口處冒泡對(duì)過(guò)濾效率的影響試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中，為了排除其他干擾因素如試驗(yàn)面流速、上游基本質(zhì)量污染度、極限壓差等參數(shù)的影響，這些參數(shù)都應(yīng)保持一致[4]。由于試驗(yàn)過(guò)濾效率受多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)限制，試驗(yàn)驗(yàn)證樣件都選取20 000 mm2有效過(guò)濾面積；5 μm燒結(jié)氈材質(zhì)的樣件納污容量都比較小，選取的上游基本質(zhì)量污染度過(guò)高，會(huì)造成試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)間太短，試驗(yàn)壓差升得太快，試驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，所以上游基本質(zhì)量污染度選取要合適；考慮到燒結(jié)氈材質(zhì)的濾芯在實(shí)際工況中應(yīng)用的極限壓差通常都不會(huì)超過(guò)1 MPa,該試驗(yàn)為了驗(yàn)證極限苛刻條件下的過(guò)濾性能影響，極限壓差應(yīng)超過(guò)1 MPa。具體試驗(yàn)參數(shù)如表1所示。

表1 過(guò)濾效率試驗(yàn)參數(shù)

2 試驗(yàn)驗(yàn)證

2.1 被試件的冒泡點(diǎn)壓力

用冒泡試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)被試件，其冒泡點(diǎn)壓力值如表2所示。

以1號(hào)被試件的冒泡點(diǎn)壓力結(jié)果作為參考值，同時(shí)為便于直觀地觀察2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)被試件冒泡點(diǎn)壓力與1號(hào)被試件結(jié)果差異，依據(jù)表2數(shù)據(jù)繪制成柱狀圖2和圖3進(jìn)行對(duì)比分析。

從柱狀圖3中可以直觀得出:2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)被試濾芯的初始冒泡點(diǎn)壓力和群冒泡點(diǎn)壓力與1號(hào)燒結(jié)氈試驗(yàn)結(jié)果基本一致，表明選定的這3個(gè)濾芯設(shè)計(jì)加工完好，不存在合縫脫膠、端蓋焊接不牢和濾材破損等工藝缺陷。

從柱狀圖2中可以直觀得出:2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)被試濾芯收口處的初始冒泡點(diǎn)壓力和群冒泡點(diǎn)壓力與1號(hào)燒結(jié)氈試驗(yàn)結(jié)果有較大程度降低。特別是3號(hào)被試濾芯，其收口處的初始冒泡點(diǎn)壓力和群冒泡點(diǎn)壓力還不到1號(hào)燒結(jié)氈試驗(yàn)結(jié)果的一半，冒泡點(diǎn)壓力降低程度非常大。

2.2 被試件的過(guò)濾比

選定測(cè)試粒徑尺寸為4、6以及10 μm(c)，用多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)被試件[5-6]，其平均過(guò)濾比如表3—表6所示。

表3 1號(hào)被試件平均過(guò)濾比試驗(yàn)結(jié)果

表4 2號(hào)被試件平均過(guò)濾比試驗(yàn)結(jié)果

表5 3號(hào)被試件平均過(guò)濾比試驗(yàn)結(jié)果

表6 4號(hào)被試件平均過(guò)濾比試驗(yàn)結(jié)果

以1號(hào)被試件各粒徑檔的平均過(guò)濾比結(jié)果作為參考值，同時(shí)也為便于直觀地觀察2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)被試件平均過(guò)濾比與1號(hào)被試件結(jié)果差異，依據(jù)表3—表6數(shù)據(jù)繪制成柱狀圖4—圖6進(jìn)行對(duì)比分析。

由柱狀圖4—圖6可知:與1號(hào)燒結(jié)氈為參照對(duì)象的各粒徑檔平均過(guò)濾比相比較，2號(hào)和3號(hào)燒結(jié)氈焊接濾芯中顆粒粒徑為4、6以及10 μm(c)，其平均過(guò)濾比都要大于1號(hào)燒結(jié)氈對(duì)應(yīng)各粒徑檔的平均過(guò)濾比；4號(hào)燒結(jié)氈焊接濾芯中顆粒粒徑為4、6以及10 μm(c)，其平均過(guò)濾比基本上與1號(hào)燒結(jié)氈對(duì)應(yīng)各粒徑檔的平均過(guò)濾比相同。

從柱狀圖2—圖6的結(jié)果分析可以得出：由于2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)燒結(jié)氈焊接濾芯收口處的冒泡點(diǎn)壓力遠(yuǎn)低于1號(hào)，從而造成燒結(jié)氈焊接濾芯冒泡點(diǎn)壓力遠(yuǎn)低于加工所用燒結(jié)氈的冒泡點(diǎn)壓力，但試驗(yàn)結(jié)果表明這種現(xiàn)象不會(huì)降低燒結(jié)氈焊接濾芯的平均過(guò)濾比。

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，表明燒結(jié)氈焊接濾芯收口處會(huì)出現(xiàn)冒泡，雖降低了濾芯冒泡點(diǎn)壓力，但不會(huì)降低濾芯的過(guò)濾比。該研究?jī)?nèi)容為燒結(jié)氈產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)加工濾芯提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。