第五章液壓輔件

第五章液壓輔件

本章重點：蓄能器、過濾器、油箱、油管、管接頭的基本知識本章難點：蓄能器、過濾器的安裝位置，各種輔助裝置的選用

琴島學院fxhit@163.com1液壓輔助元件是液壓系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它包括蓄能器、過濾器、油箱、熱交換器、壓力表開關(guān)和管系元件等。 琴島學院fxhit@163.com25-1蓄能器一、蓄能器的功用

蓄能器是液壓系統(tǒng)中的一種儲存油液壓力能的元件，它儲存多余的壓力油，并在需要時釋放出來供給系統(tǒng)。它的主要功用有四個方面：

1．短時間內(nèi)供應(yīng)大量油液2．維持系統(tǒng)壓力3．緩和壓力沖擊和吸收壓力脈動4．做應(yīng)急動力源

琴島學院fxhit@163.com31、保壓和補充泄漏

需要較長時間保壓而泵卸載時，可利用蓄能器釋放儲存的壓力油，補充系統(tǒng)泄漏，保持系統(tǒng)壓力。液壓輔件蓄能器琴島學院fxhit@163.com42、作輔助動力源或緊急動力源在工作循環(huán)不同階段需要的流量變化很大時，常采用蓄能器和一個流量較小的泵組成油源。另外當驅(qū)動泵的原動機發(fā)生故障時，蓄能器可作緊急動力源。琴島學院fxhit@163.com53、吸收沖擊和消除壓力脈動在壓力沖擊處和泵的出口安裝蓄能器可吸收壓力沖擊峰值和壓力脈動，提高系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性。琴島學院fxhit@163.com6按產(chǎn)生液體壓力的方式分彈簧式、重力式和充氣式。常用充氣式，它利用氣體的壓縮和膨脹儲存、釋放壓力能。氣體和油液要隔開。充氣式蓄能器按隔離方式不同，又分為活塞式和皮囊式。二、蓄能器的分類液壓輔件蓄能器琴島學院fxhit@163.com7

(1)重力式蓄能器重力式蓄能器結(jié)構(gòu)原理如圖所示，它是利用重物的位置變化來儲存、釋放能量的。重物1通過柱塞2作用在油液3上。主要用于冶金等大型液壓系統(tǒng)的恒壓供油，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，壓力穩(wěn)定；缺點是反應(yīng)慢，結(jié)構(gòu)龐大。琴島學院fxhit@163.com8如圖所示，彈簧式蓄能器是利用液體3通過柱塞2壓縮和釋放彈簧1來儲存和釋放能量的。這種蓄能器的特點是結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)較靈敏，但容量小。不適用于高壓或高頻率的工作場合，只宜供小容量及低壓回路緩沖之用。（2）彈簧式蓄能器琴島學院fxhit@163.com9（3）活塞式蓄能器如圖所示。這種蓄能器中的氣室5與油室4用一浮動的活塞1隔開，因此氣體不易混入油液中，油液不易氧化。這種蓄能器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，壽命長；主要用于大體積和大流量。但由于活塞慣性和摩擦阻力的影響，反應(yīng)不靈敏，容量較小，缸筒加工和活塞密封性能要求較高，宜用來儲存能量或供中、高壓系統(tǒng)吸收脈動之用。活塞式蓄能器1-活塞；2-殼體；3-充氣閥；4-油室；5-氣室；6-油口琴島學院fxhit@163.com10（4）氣囊式蓄能器這種蓄能器中氣體和油液由皮囊3隔開。皮囊用耐油橡膠作原料與充氣閥一起壓制而成，囊內(nèi)貯放惰性氣體。提升閥是用彈簧復(fù)位的菌形閥，它能使油液通過油口進入蓄能器而又防止皮囊經(jīng)油口被擠出。充氣閥只在蓄能器工作前為皮囊充氣，蓄能器工作時始終關(guān)閉。這種結(jié)構(gòu)使氣、液密封可靠，并且因皮囊慣性小而克服了活塞式蓄能器響應(yīng)慢的弱點，因此，它的應(yīng)用范圍非常廣泛，其缺點是工藝性較差。1-充氣閥；2-殼體；3-皮囊；4-提升閥琴島學院fxhit@163.com11薄膜式蓄能器如圖所示，隔膜上部充壓縮空氣，下部接液壓油路。利用薄膜的彈性來儲存、釋放壓力能，主要用于體積和流量較小的情況，如用作減震器、緩沖器等。由于其重量容積比最小，而廣泛用于航空上。(5)隔膜式蓄能器琴島學院fxhit@163.com12液壓輔件蓄能器琴島學院fxhit@163.com13蓄能器安裝時應(yīng)注意下列事項：（1）皮囊式蓄能器原則上應(yīng)垂直安裝（油口向下），只有在空間位置受限制時才考慮傾斜或水平安裝。因為傾斜或水平安裝時皮囊會受浮力而與殼體單邊接觸，妨礙其正常伸縮且加快其損壞。（2）吸收沖擊壓力和脈動壓力的蓄能器應(yīng)盡可能裝在振源附近。（3）裝在管路上的蓄能器，承受著一個相當于其入口面積和油液壓力乘積的力，必須用支持板或支持架使之固定。（4）蓄能器與管路系統(tǒng)之間應(yīng)安裝截止閥，供充氣、檢修時使用。蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停車時蓄能器內(nèi)儲存的壓力油倒流。

蓄能器安裝時注意事項琴島學院fxhit@163.com145-2過濾器一、過濾器的功用和要求

功用：過濾掉油液中的雜質(zhì)，降低液壓系統(tǒng)中油液污染度，保證系統(tǒng)正常工作。

要求：

（1）具有較高的過濾性能，過濾精度能滿足液壓系統(tǒng)的要求。粗濾:d≧0.1mm;普通濾：d≧0.01mm精濾：d≧0.005mm特精濾：d≧0.001mm（2）能在較長的時間內(nèi)保持足夠的通流能力，即通油性能好。（3）過濾材料要有一定的強度，不致因壓力油的作用而損壞。（4）濾芯抗腐蝕性能要好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作。（5）濾芯的清洗或更換要方便。

琴島學院fxhit@163.com15二、過濾器的分類

1.表面型：網(wǎng)式過濾器（可濾去d＞0.08～0.18mm顆粒，壓力損失不超過0.01MPa）、線隙式過濾器（可濾去d≥0.03～0.1mm顆粒，壓力損失約為0.07～0.35MPa）。2.深度型：紙芯式過濾器（可濾去d≥0.05～0.03mm顆粒，壓力損失約為0.08～0.4MPa）、燒結(jié)式過濾器（可濾去d≥0.01～0.1mm顆粒，壓力損失約為0.03～0.2MPa）3.磁性過濾器：可將油液中對磁性敏感的金屬顆粒吸附在上面，過濾效果好。它形式濾芯一起制成復(fù)合式過濾器。琴島學院fxhit@163.com16網(wǎng)式濾芯如圖所示，網(wǎng)式濾芯是在周圍開有很多孔的金屬筒形骨架1上，包著一層或兩層銅絲網(wǎng)2，過濾精度由網(wǎng)孔大小和層數(shù)決定。網(wǎng)式濾芯結(jié)構(gòu)簡單，清洗方便，通油能力大，過濾精度低，常作吸濾器。

網(wǎng)式濾油器

l-骨架，2-銅絲網(wǎng)孔琴島學院fxhit@163.com17

線隙式濾芯

線隙式濾芯如圖所示，用銅線或鋁線密繞在筒形骨架的外部來組成濾芯，油液經(jīng)線間間隙和筒形骨架槽孔流入濾芯內(nèi)，再從上部孔道流出。這種濾油器結(jié)構(gòu)簡單，通油能力大，過濾效果好，多為回油過濾器。

線隙式濾油器1-濾網(wǎng)；2-骨架；3-外殼琴島學院fxhit@163.com18

燒結(jié)式濾芯如圖所示為金屬燒結(jié)式濾芯。濾芯可按需要制成不同的形狀，選擇不同粒度的粉末燒結(jié)成不同厚度的濾芯，可以獲得不同的過濾精度。燒結(jié)式濾油器的過濾精度較高，濾芯的強度高，抗沖擊性能好，能在較高溫度下工作，有良好的抗腐蝕性，且制造簡單，它可安裝在不同的位置。燒結(jié)式濾油器琴島學院fxhit@163.com19三、過濾器的安裝1.安裝在泵的吸油口用于保護泵，可選擇粗濾器，但要求有較大的通流能力，防止產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。2.安裝在泵的出口須選擇精濾器，以保護泵以外的元件。要求能承受油路上的工作壓力和壓力沖擊。3.安裝在系統(tǒng)的回油路上濾去系統(tǒng)生成的污物，可采用濾芯強度低的過濾器。為防止過濾器阻塞，一般要并聯(lián)安全閥或安裝發(fā)訊裝置。4.安裝在系統(tǒng)的支路上當泵的流量較大時，為避免選用過大的過濾器,在支路上安裝小規(guī)格的過濾器。5.安裝在獨立的過濾系統(tǒng)中通過不斷循環(huán)，專門濾去油箱中的污物。安裝過濾器應(yīng)注意：過濾器只能單向使用。琴島學院fxhit@163.com20過濾器琴島學院fxhit@163.com215-3油箱一、油箱的功用和要求

功用：儲存油液，油液散熱、雜質(zhì)沉淀、和分離油液中的氣體等作用。應(yīng)滿足的要求：

足夠容量，以滿足系統(tǒng)對油量的要求；分離雜質(zhì)，并散發(fā)熱量，使油溫不超過規(guī)定值；逸出溶解在油液中的空氣，油箱上部應(yīng)有通氣孔，以保證液壓泵正常吸油；便于油箱中元件的安裝和更換，便于裝油和排油。

沉淀油液中的污物；對中小型液壓系統(tǒng)，泵裝置及一些液壓元件還安裝在油箱頂板上。

琴島學院fxhit@163.com22二、油箱容積的確定油箱的有效容積(油面高度為油箱高度80%時的容積)應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱、散熱平衡的原則來計算。估算法：低壓系統(tǒng)：V=(2-4)qv

中壓系統(tǒng)：V=(5-7)qv

高壓系統(tǒng)：V=(7-12)qv其中qv為液壓泵的額定流量（L/min）油箱琴島學院fxhit@163.com23三、油箱的結(jié)構(gòu)與設(shè)計分離式油箱結(jié)構(gòu)：油箱琴島學院fxhit@163.com24

油箱的基本結(jié)構(gòu)為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱外形以立方體或長六面體為宜，油箱的頂蓋上有時要安放泵和電機，閥的集成裝置有時也安裝在箱蓋上，最高油面只允許達到油箱高度的80％，油箱底腳高度應(yīng)在150mm以上，以便散熱、搬移和放油；油箱四周有吊耳，以便起吊裝運。吸、回、泄油管的設(shè)置泵的吸油管與系統(tǒng)回油管之間的距離應(yīng)盡可能遠些，管口都應(yīng)插于最低液面以下，但離油箱底要大于管徑的2~3倍，以免吸空和飛濺起泡。吸油管端部所安裝的濾油器，離箱壁要有3倍管徑的距離，以便四面進油?；赜凸芸趹?yīng)截成45°斜角，以增大回流截面，并使斜面對著箱壁，以利散熱和沉淀雜質(zhì)。閥的泄油管口應(yīng)在液面之上，以免產(chǎn)生背壓；液壓馬達和泵的泄油管則應(yīng)引入液面之下，以免吸入空氣。琴島學院fxhit@163.com255.4熱交換器一、冷卻器對冷卻器的基本要求是在保證散熱面積足夠大，散熱效率高和壓力損失小的前提下，要求結(jié)構(gòu)緊湊、堅固、體積小、重量輕。根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，冷卻器有風冷式、冷媒式和水冷式。無論哪一類冷卻器，都應(yīng)安裝在壓力很低或壓力為零的管路上。二、加熱器加熱器有用熱水或蒸氣加熱和用電加熱兩種方式。液壓輔件熱交換器

液壓系統(tǒng)的工作溫度一般希望保持在30～50℃的范圍之內(nèi)，最高不超過65℃，最低不低于15℃，如果液壓系統(tǒng)靠自然冷卻仍不能使油溫控制在上述范圍內(nèi)時，就需要安裝冷卻器；反之，如環(huán)境溫度太低，無法使液壓泵啟動或正常運轉(zhuǎn)時，就需安裝加熱器。琴島學院fxhit@163.com26冷卻器液壓系統(tǒng)中用得較多的冷卻器是強制對流式多管頭冷卻器，如圖所示，油液從進油口5流入，從出油口3流出，冷卻水從進水口7流入，通過多根散熱管6后，由出水口1流出，油液在水管外部流動時，它的行進路線因冷卻器內(nèi)設(shè)置了隔板4而加長，因而增加了散熱效果。1-出水口;2-殼體;3-出油口;4-隔板;5-進油口;6-散熱管;7-進水口琴島學院fxhit@163.com27加熱器

液壓系統(tǒng)的加熱一般采用結(jié)構(gòu)簡單、能按需要自動調(diào)節(jié)最高和最低溫度的電加熱器，這種加熱器的安裝方式如圖所示，它用法蘭盤水平安裝在油箱側(cè)壁上，發(fā)熱部分全部浸在油液內(nèi)，加熱器應(yīng)安裝在油液流動處，以利于熱量的交換。由于油液是熱的不良導(dǎo)體，單個加熱器的功率容量不能太大，以免其周圍油液的溫度過高而發(fā)生變質(zhì)現(xiàn)象。琴島學院fxhit@163.com285-4管件管件是用來連接液壓元件、輸送液壓油液的連接件。它應(yīng)保證有足夠的強度，沒有泄漏，密封性能好，壓力損失小，拆裝方便。它包括油管和管接頭。一、油管1．油管的類型：鋼管、紫銅管、尼龍管、塑料管、橡皮管。2．油管的選用應(yīng)根據(jù)液壓裝置工作條件和壓力大小來選擇油管。油管內(nèi)徑d的選取應(yīng)以降低流速減少壓力損失為前提；管壁厚δ不僅與工作壓力有關(guān)，還與管子材料有關(guān)。琴島學院fxhit@163.com29

管道的種類和適用場合種類特點和適用范圍鋼管價廉、耐油、抗腐、剛性好，但裝配時不易彎曲成型，常在拆裝方便處用作壓力管道，中壓以上用無縫鋼管，低壓時也可采用焊接鋼管紫銅管價格高，抗震能力差，易使油液氧化，但易彎曲成型，用于儀表和裝配不便處尼龍管半透明材料，可觀察流動情況。加熱后可任意彎曲成型和擴口，冷卻后即定型，承壓能力較低，一般在2.8～8MPa之間。塑料管耐油、價廉、裝配方便，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用耐油橡膠和鋼絲編織層制成，多用于高壓管路，還有一種用耐油橡膠和帆布制成，用于回油管路琴島學院fxhit@163.com30安裝要求管道應(yīng)盡量短，最好橫平豎直，拐彎少。為避免管道皺折，減少壓力損失，管道裝配的彎曲半徑要足夠大，管道懸伸較長時應(yīng)適當設(shè)置管夾及支架。管道盡量避免交叉，平行管間距要大于100mm，以防接觸振動，并便于安裝管接頭和管夾。軟管直線安裝時要有30％左右的余量，以適應(yīng)油溫變化、受拉和振動的需要。彎曲半徑要大于9倍軟管外徑，彎曲處到管接頭的距離至少等于6倍外徑。琴島學院fxhit@163.com31二、管接頭

管接頭是油管與液壓元件、油管與油管之間可拆卸的的連接件。管接頭與其他液壓元件用國家標準米制錐螺紋和普通細牙螺紋連接。管接頭的類型：焊接式、卡套式、擴口式、扣壓式、固定鉸接式。管件琴島學院fxhit@163.com325-5密封裝置一、對密封裝置的要求1.在一定的工作壓力下和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能2.密封裝置與運動件之間摩擦因數(shù)小，且摩擦力穩(wěn)定3.耐磨性好，壽命長，不易老化，抗腐蝕性能強，不損害被密封零件表面，磨損后在一定程度上能自動補償。4.制造容易，維護、使用方便，價格低廉。琴島學院fxhit@163.com33二密封裝置的形式和特點形式：1）間隙密封2）密封圈密封1、間隙密封原理：利用相對運動零件配合面之間