液壓傳動與氣動技術(shù)：第4章 液壓輔助元件

第4章液壓輔助元件油箱4.1冷卻器和加熱器4.2濾油器4.3密封裝置4.4蓄能器4.5油管及管接頭4.64.1油箱

油箱的作用是儲存足夠的液壓油，并且能散發(fā)液壓系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的部分熱量，分離油液中混入的空氣，沉淀污染物及雜質(zhì)。

1．油箱的結(jié)構(gòu)圖4-1所示為油箱的外形，圖4-2所示為油箱結(jié)構(gòu)示意圖。圖4-1油箱外形圖4-2油箱結(jié)構(gòu)示意圖1—回油管

2—泄油管

3—吸油管

4—空氣濾清器

5—安裝板

6—隔板7—放油口

8—濾油器

9—清洗窗

10—油位指示器2．油箱的設(shè)計要點（1）油箱的有效容積V（2）油箱箱體結(jié)構(gòu)（3）油箱的防銹（4）油箱的密封（5）吸油管、回油管和泄油管的設(shè)置（6）加油口和空氣濾清器的設(shè)置（7）油位指示器的設(shè)置（8）其他設(shè)計要點5.2冷卻器和加熱器冷卻器一般應(yīng)安放在回油管或低壓管路上，如溢流閥的出口，系統(tǒng)的主回油路上或單獨的冷卻系統(tǒng)。根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，冷卻器可分為水冷式、風(fēng)冷式等，它們的類型和特點見表4-1。類型結(jié)構(gòu)舉例特點水冷式冷卻器這種冷卻器直接裝在油箱內(nèi)，冷卻水從蛇形管內(nèi)部通過，帶走油液中熱量。結(jié)構(gòu)簡單，但冷卻效率低，耗水量大在這種冷卻器中，油液從進(jìn)油口5流入，從出油口3流出；冷卻水從進(jìn)水口6流入，通過多根水管后由出水口1流出。油液在水管外部流動時，它的行進(jìn)路線因冷卻器內(nèi)設(shè)置了隔板而加長，因而增強了熱交換效果表4-1 冷卻器的類型和特點風(fēng)冷式冷卻器這種冷卻器的散熱面積為光滑管的8～10倍。橢圓管的散熱效果一般比圓管更好液壓系統(tǒng)的加熱一般采用電加熱器，這種加熱器的安裝方式如圖5-3所示。圖4-3加熱器的安裝方式5.3濾油器1．濾油器的類型和特點濾油器的作用是過濾混在油液中的雜質(zhì)，降低進(jìn)入系統(tǒng)中油液的污染度，保證系統(tǒng)正常地工作。

根據(jù)濾芯的不同可分為網(wǎng)式、線隙式、紙質(zhì)式、燒結(jié)式和磁性濾油器等，它們的類型和特點見表4-2。類型結(jié)構(gòu)簡圖特點網(wǎng)式濾油器其濾芯以銅絲網(wǎng)為過濾材料，在周圍開有很多孔的塑料或金屬筒形骨架上包著一層或兩層銅絲網(wǎng)，其過濾精度取決于銅網(wǎng)層數(shù)和網(wǎng)孔的大小。這種濾油器結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，清洗方便，但過濾精度低，一般用于液壓泵的吸油口線隙式濾油器其濾芯用銅線或鋁線密繞在筒形骨架的外部制成，依靠銅絲間的微小間隙濾除混入液體中的雜質(zhì)。其結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，過濾精度比網(wǎng)式濾油器高，但不易清洗，多為回油濾油器表4-2 濾油器的類型和特點類型結(jié)構(gòu)簡圖特點紙質(zhì)濾油器其濾芯為平紋或波紋的酚醛樹脂或木漿微孔濾紙制成的紙芯，將紙芯圍繞在帶孔的鍍錫鐵做成的骨架上，以增大強度。為增加過濾面積，紙芯一般做成折疊形。其過濾精度較高，一般用于油液的精過濾，但堵塞后無法清洗，須經(jīng)常更換濾芯燒結(jié)式濾油器其濾芯用金屬粉末燒結(jié)而成，利用顆粒間的微孔來擋住油液中的雜質(zhì)通過。其濾芯能承受高壓，抗腐蝕性好，過濾精度高，適用于要求精濾的高壓、高溫液壓系統(tǒng)磁性濾油器濾芯由永久磁鐵制成，能吸住油液中的鐵屑、鐵粉和帶磁性的磨料。它常與其他型式濾芯合起來制成復(fù)合式濾油器，對加工鋼鐵件的機床液壓系統(tǒng)特別適用2．濾油器的選用選用的原則如下。①過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)的要求。不同液壓系統(tǒng)對油液精度的要求見表4-3。②能在較長時間內(nèi)保持足夠的通流能力。③濾芯具有足夠的強度。④濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作。⑤濾芯的清洗、更換和維護(hù)要方便。系統(tǒng)類型潤滑系統(tǒng)傳動系統(tǒng)伺服系統(tǒng)特殊系統(tǒng)壓力/MPa0～2.5≤7＞7≤35≤21≤35顆粒度/mm≤0.100＜0.050≤0.025≤0.0050≤0.0050≤0.001表4-3 各種液壓系統(tǒng)對油液精度的要求3．濾油器的安裝位置濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置通常有以下幾種。（1）安裝在泵的吸油口處：如圖4-4中1所示。（2）安裝在泵的出口油路上：如圖4-4中2所示。（3）安裝在系統(tǒng)的回油路上：如圖4-4中3所示。（4）安裝在液壓系統(tǒng)分支油路上：如圖4-4中4所示。（5）安裝在單獨過濾系統(tǒng)中：如圖4-4中5所示。圖4-4濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置5.4密封裝置常用密封裝置的類型和特點見表4-4。類型結(jié)構(gòu)簡圖特點間隙密封這種密封的優(yōu)點是摩擦力小，缺點是磨損后不能自動補償，主要用于直徑較小的圓柱面之間，如液壓泵內(nèi)的柱塞與缸體之間、滑閥的閥芯與閥孔之間的配合O形密封

圈密封O形密封圈一般用耐油橡膠制成，其橫截面呈圓形。它具有良好的密封性能，內(nèi)外側(cè)和端面都能起密封作用，結(jié)構(gòu)緊湊，對運動件的摩擦阻力小，制造容易，裝拆方便，成本低，且高低壓均可以用，工作壓力可達(dá)0～30MPa，工作溫度為?40℃～120℃。所以在液壓系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用表4-4 常用密封裝置的類型和特點類型結(jié)構(gòu)簡圖特點Y形密封

圈密封這種密封能隨著工作壓力的變化自動調(diào)整密封性能。壓力越高則唇邊被壓得越緊，密封性越好；當(dāng)壓力降低時唇邊壓緊程度也隨之降低，從而減少了摩擦阻力和功率消耗。它還能自動補償唇邊的磨損，保持密封性能不降低。工作壓力可達(dá)20MPa，工作溫度為?30℃～100℃。在裝配時應(yīng)注意唇邊應(yīng)對著有壓力油的油腔表4-4 常用密封裝置的類型和特點類型結(jié)構(gòu)簡圖特點V形密封

圈密封這種密封通常由壓環(huán)、密封環(huán)和支承環(huán)圈等多層涂膠織物壓制而成，能保證良好的密封性，當(dāng)壓力更高時，可以增加中間密封環(huán)的數(shù)量。這種密封圈在安裝時要預(yù)壓緊，所以摩擦阻力較大。唇形密封圈安裝時應(yīng)使其唇邊開口面對壓力油，使兩唇張開，分別貼緊在機件的表面上。最高工作壓力可達(dá)50MPa，工作溫度為?40℃～80℃表4-4 常用密封裝置的類型和特點類型結(jié)構(gòu)簡圖特點滑環(huán)式組合密封圈這種密封為O形密封圈與截面為矩形的聚四氟乙烯塑料滑環(huán)組成的組合密封裝置。由于密封間隙靠滑環(huán)，而不是O形圈，因此摩擦阻力小而且穩(wěn)定，工作壓力可達(dá)80MPa，往復(fù)運動密封時，速度可達(dá)15m/s；往復(fù)擺動與螺旋運動密封時，速度可達(dá)5m/s表5-4 常用密封裝置的類型和特點5.5蓄能器蓄能器是一種儲存油液壓力能，并在需要時釋放出來供給系統(tǒng)的能量儲存裝置。它有氣囊式、活塞式、氣瓶式等幾種，它們的特點見表5-5。類型結(jié)構(gòu)簡圖特點活塞式蓄能器活塞1的上部為惰性氣體，氣體由閥3充入，其下部經(jīng)油孔a通向液壓系統(tǒng)，活塞1隨下部壓力油的儲存和釋放而在缸筒2內(nèi)來回滑動。這種蓄能器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，壽命長，尺寸小，適用于大流量的低壓回路中。但因活塞有一定的慣性和O形密封圈存在較大的摩擦力，所以反應(yīng)不夠靈敏，且缸體加工和活塞密封要求高表4-5 充氣式蓄能器的類型和特點類型結(jié)構(gòu)簡圖特點氣囊式蓄能器氣囊用耐油橡膠制成，固定在耐高壓的殼體上部，氣囊內(nèi)充入惰性氣體，殼體下端的提升閥4由彈簧加菌形閥構(gòu)成，壓力油由此通入，并能在油液全部排出時，防止氣囊膨脹擠出油口。這種結(jié)構(gòu)使氣、液密封可靠，并且因氣囊慣性小而克服了活塞式蓄能器響應(yīng)慢的缺點，并且尺寸小，重量輕；其弱點是工藝性較差表4-5 充氣式蓄能器的類型和特點類型結(jié)構(gòu)簡圖特點氣瓶式蓄能器容量大，慣性小，反應(yīng)靈敏，占地小，沒有摩擦損失；但氣體易混入油內(nèi)，影響液壓系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性，必須經(jīng)常注入氣體，附屬設(shè)備多，一次性投資較大。適用于大流量的中、低壓回路表4-5 充氣式蓄能器的類型和特點4.6油管及管接頭1．油管油管的作用是將各液壓元器件連接起來。各種油管的類型、特點和使用范圍見表4-6。類型特點使用范圍鋼管能承受高壓，價廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配時不易彎曲中高壓系統(tǒng)（P＞2.5MPa）優(yōu)先采用冷拔無縫鋼管；低壓系統(tǒng)（P＜2.5MPa）用焊接鋼管紫銅管能承受6.5～10MPa壓力，易彎曲成形，但價格高，抗振能力差，易使油液氧化

可在中低壓系統(tǒng)中使用，常用在儀表和裝配不便處尼龍管能承受2.5～8MPa壓力，價廉，半透明材料，可觀察流動情況，加熱后可任意彎曲成形和擴(kuò)口，冷卻后即定形，但使用壽命較短只在低壓系統(tǒng)中使用塑料管耐油，價廉，裝配方便，但承受壓力低，長期使用會老化

只用于壓力低于0.5MPa的回油或泄油管路橡膠管分高壓和低壓管兩種，高壓橡膠管（壓力達(dá)20～30MPa）由耐油橡膠和鋼絲編織層制成，價格高；而低壓橡膠管由耐油橡膠和帆布制成高壓橡膠管多用于高壓管路；低壓橡膠管用于回油管路表4-6 油管的類型、特點和使用范圍2．管接頭管接頭的作用是將油管與油管、油管與液壓元件間進(jìn)行可拆卸連接。各種油管接頭的類型、特點和使用范圍見表4-7。類型結(jié)構(gòu)圖特點和使用范圍擴(kuò)口式管接頭利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需其他密封件；適用于薄壁管件和壓力較低的場合表4-7

各種油管接頭的類型、特點和使用范圍類型結(jié)構(gòu)圖特點和使用范圍卡套式管接頭利用卡套的變形卡住管子并進(jìn)行密封；軸向尺寸控