流體傳動與控制第六章輔助裝置

流體傳動與控制第六章輔助裝置第一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日液壓系統(tǒng)中除了動力元件、執(zhí)行元件、控制元件外，油箱、濾油器、蓄能器、壓力表、密封裝置、管件等，都稱為液壓系統(tǒng)輔助元件。第二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

功用

(1)防止內(nèi)、外泄漏，保持系統(tǒng)的工作壓力

(2)保護環(huán)境，提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量

(3)節(jié)能

6.1密封裝置第三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日（1）具有良好的密封性能，有適宜的彈性，能補償誤差和磨損，隨壓力的升高能自動提高密封性能；（2）具有良好的相容性。與液體和氣體介質(zhì)以及金屬材料相容；（3）摩擦力小，壽命長；（4）耐磨性好，抗腐蝕能力強，工作壽命長。（5）結(jié)構(gòu)簡單、制造使用、維修方便。對密封的要求第四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

（1）按照被密封部分的運動特性分

1）固定連接件間的密封，簡稱定密封；

2）相對運動連接件間的密封，簡稱動密封。

（2）按照密封的作用原理分

1）非接觸式密封，如間隙密封和迷宮式密封；

2）接觸式密封，采用各種形狀的密封圈。密封的分類第五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日密封原理－安裝時圖a），

－加壓力油后圖b）特點

－結(jié)構(gòu)簡單緊湊、裝拆方便、磨損后不能自動補償，使用壽命短。

應用－靜密封＜32Mpa，

－作動密封＜10Mpa“O”形密封圈第六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日“Y”形密封圈密封原理－唇口端對著壓力高的一側(cè)

－壓力使唇口貼緊壁面特點

－密封性好、阻力小、壽命長。

應用－往復運動密封＜20Mpa第七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日“V”形密封圈結(jié)構(gòu)組成－壓環(huán)、V形圈、支撐環(huán)密封原理－開口端對著壓力高的一側(cè)

－壓環(huán)、支撐環(huán)壓力使V形圈唇口貼緊壁面特點

－密封性好、耐高壓、壽命長。

應用－＜50Mpa的活塞、活塞桿的運動密封第八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日活塞環(huán)密封密封原理－金屬彈性變形的張力壓緊被密封表面而實現(xiàn)密封的特點

－泄漏量大、加工工藝復雜、成本較高，適用于高溫、高速工況、壽命長

應用－往復運動密封＜50Mpa第九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日旋轉(zhuǎn)密封1－骨架；2－油封；3－彈簧結(jié)構(gòu)組成－油封、金屬骨架和自緊螺旋彈簧密封原理－油封裝的過盈量產(chǎn)生抱緊力，自緊螺旋彈簧也產(chǎn)生抱緊力，唇邊始終與軸頸接觸密封應用用于旋轉(zhuǎn)運動密封第十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日組合式密封裝置1－格萊圈；2、3－O形密封圈；4－斯特圈結(jié)構(gòu)組成－O形圈、滑環(huán)、支撐環(huán)特點

－壽命長、摩擦阻力小

應用－＜50Mpa的活塞、活塞桿的運動密封第十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日（1）作輔助動力源，短期大量供油（2）保壓和補充泄漏（3）作應急動力源（4）吸收壓力沖擊和消除壓力脈動6.2.1蓄能器功用6.2蓄能器第十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日13

蓄能器的類型a）活塞式；b）彈簧式；c）氣瓶式；d）氣囊式第十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日保壓和補充泄漏吸收沖擊和消除壓力沖擊作輔助或緊急動力源1－順序閥；2－二位二通換向閥；3－溢流閥蓄能器的應用第十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日蓄能器一般應垂直安裝，油口向下，充氣閥向上。用于吸收沖擊壓力和脈動壓力的蓄能器應安裝在震源附近。裝在管路上的蓄能器，必須用支持板或支架固定。蓄能器與管路系統(tǒng)之間應安裝截止閥便于充氣和檢修蓄能器與液壓泵之間應安裝單向閥，防止液壓泵停轉(zhuǎn)或卸荷時蓄能器存儲的油液倒流。蓄能器的安裝第十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日16

蓄能器的容量計算V--可供液容積又稱工作容積容量是選用蓄能器的依據(jù)，其大小視用途而異。以皮囊式蓄能器為例加以說明。第十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日17

(1)作輔助動力源時的容量計算

當蓄能器作動力源時，蓄能器儲存和釋放的壓力油容量和皮囊中氣體體積的變化量相等—皮囊的充氣壓力—皮囊充氣體積，此時皮囊充滿殼體內(nèi)腔，故亦即蓄能器容量—系統(tǒng)最高工作壓力，即泵對蓄能器充油結(jié)束時的壓力—皮囊被壓縮后相應于時的氣體體積

—系統(tǒng)最低工作壓力，即蓄能器向系統(tǒng)供油結(jié)束時的壓力—氣體膨脹后相應于時的氣體體積

蓄能器容量第十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日18

(2)用來吸收沖擊用時的容量計算當蓄能器用于吸收沖擊時，一般按經(jīng)驗公式計算緩沖最大沖擊力時所需要的蓄能器最小容量，即式中：—允許的最大沖擊(MPa)—閥口關(guān)閉前管內(nèi)壓力(MPa)—用于沖擊的蓄能器的最小容量(L)L—發(fā)生沖擊的管長，即壓力油源到閥口的管道長度(m)t—閥口關(guān)閉的時間(s)，突然關(guān)閉時取t=0第十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日6.3過濾器液壓油污染引起的系統(tǒng)故障75％。過濾器可以對污染的油液凈化。過濾精度是衡量過濾器的重要性能指標。過濾精度：過濾掉的雜質(zhì)顆粒的公稱尺寸（μm

）度量。按過濾精度分為：粗（100μm

以上）、普通（10～100μm）、精（5～10μm）、特精（5μm以下）過濾器。分類：

按濾芯形式：網(wǎng)式、線隙式、紙芯式、燒結(jié)式、磁式等；

按連接方式：管式、板式、法蘭式、進油口等。第十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日（1）網(wǎng)式濾油器

濾芯以銅網(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。這種濾油器一般用于液壓泵的吸油口。第二十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

（2）線隙式濾油器

線隙式濾油器如圖4.2所示，用鋼線或鋁線密繞在筒形骨架的外部來組成濾芯，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。多為回油過濾器。第二十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

濾芯為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。（3）紙質(zhì)濾油器第二十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日（4）燒結(jié)式濾油器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。第二十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日過濾器一般由濾芯(或濾網(wǎng))和殼體構(gòu)成，由濾芯上無數(shù)個微小間隙或小孔構(gòu)成通流面積。當混入油中的污物（雜質(zhì)）大于微小間隙或小孔時，雜質(zhì)被阻隔而濾清出來。若濾芯使用磁性材料時，可吸附油中能被磁化的鐵粉雜質(zhì)。過濾器的類型和結(jié)構(gòu)第二十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日25

一般對過濾器的基本要求是：

(1)能滿足液壓系統(tǒng)對過濾精度要求，即能阻擋一定尺寸的雜質(zhì)進入系統(tǒng)。

(2)濾芯應有足夠強度，不會因壓力而損壞。

(3)通流能力大，壓力損失小。

(4)易于清洗或更換濾芯。系統(tǒng)類別潤滑傳動系統(tǒng)伺服工作壓力(MPa)0~2.51414~323221精度d(m)10025~5025105各種液壓系統(tǒng)的過濾精度要求過濾器的選用及安裝第二十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日過濾器的安裝位置液壓系統(tǒng)中過濾器幾種可能的安裝位置第二十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日（1）泵入口的吸油粗濾器粗濾油器用來保護泵，使其不致吸入較大的機械雜質(zhì)。為了不影響泵的吸油性能，防止發(fā)生氣穴現(xiàn)象，濾油器的過濾能力應為泵流量的兩倍以上，壓力損失不得超過0.01~0.035MPa。（2）泵出口油路上的高壓濾油器主要用來濾除進入液壓系統(tǒng)的污染雜質(zhì)，一般采用過濾精度10~15m的濾油器。它應能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，其壓力降應小于0.35MPa，并應有安全閥或堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置，以防泵過載和濾芯損壞。第二十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日大型液壓系統(tǒng)可專設(shè)一液壓泵和濾油器構(gòu)成的濾油子系統(tǒng)，濾除油液中的雜質(zhì)，以保護主系統(tǒng)。一般濾油器只能單向使用，即進、出口不可互換。（3）系統(tǒng)回油路上的低壓濾油器因回油路壓力很低，可采用濾芯強度不高的精濾油器，并允許濾油器有較大的壓力降。（4）安裝在系統(tǒng)以外的旁路過濾系統(tǒng)

安裝濾油器時應注意第二十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日油箱的作用：儲油、散熱、沉淀雜質(zhì)、逸出空氣。油箱的作用6.4油箱油箱可分為開式和閉式兩種，液壓系統(tǒng)中大多數(shù)采用開式油箱。第二十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日油箱的結(jié)構(gòu)開式油箱大部分是以鋼板焊接而成第三十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日設(shè)計隔板將吸油區(qū)和回油區(qū)隔開，以利于散熱、沉淀污物和分離氣泡。油箱底面應略帶斜度，并在最低處設(shè)放油螺塞。油箱上部設(shè)置空氣濾清器（有時兼有加油和通氣的作用），規(guī)格按泵的流量選用。油箱側(cè)面設(shè)置油位計和溫度計。吸油管和回油管遠離，以利于散熱和沉淀雜質(zhì)。系統(tǒng)泄漏油管盡量單獨接入油箱，控制閥的泄漏油管端部應在油面之上，避免產(chǎn)生背壓。開式油箱結(jié)構(gòu)第三十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日油箱的容量油箱容積確定：

建議油箱有效容積為液壓泵每分鐘流量的3倍以上（行走機械取2倍）。通常根據(jù)系統(tǒng)工作壓力確定有效容積低壓系統(tǒng)：中壓系統(tǒng)：

q為液壓泵的流量對功率較大且連續(xù)工作的液壓系統(tǒng)，必要時還要進行熱平衡計算，以此確定油箱容量。

第三十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日油溫過高（>80℃）易使油液變質(zhì)污染，需要對油液冷卻。油溫過低（<15℃）會造成系統(tǒng)啟動、吸入困難，產(chǎn)生空穴，需要對油液加熱。加熱器冷卻器6.5熱交換器第三十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日必須采用冷卻器來抑制油溫的原因有：1）因機械整體的體積和空間使油箱的大小受到限制；2）因經(jīng)濟上的理由，需要限制油箱的大小等；3）需要把液壓油的溫度控制得更低。油冷卻器可分成水冷式和氣冷式兩大類。冷卻器第三十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日水冷式蛇形管式（散熱面積小，油的流動速度低，冷卻效率低）；多管式（冷卻效果好，大功率系統(tǒng)多采用）；第三十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日風冷式（水源不便，如行走設(shè)備和野外工作機械）翅管式和翅片式。翅片式第三十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日油冷卻器安裝在熱發(fā)生體附近，且液壓油流經(jīng)油冷卻器時，壓力不得大于1MPa。有時必須以安全閥來保護，以使它免于高壓的沖擊而造成損壞。1）熱發(fā)生源，如溢流閥附近，如圖示。2）回油路上冷卻溢流閥流出油液的回路冷卻器裝在回油側(cè)的回路油冷卻器安裝的場所第三十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3）如液壓裝置很大且運轉(zhuǎn)的壓力很高，此時使用獨立的冷卻系統(tǒng)，如圖所示。獨立冷卻回路油冷卻器安裝的場所第三十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日在液壓系統(tǒng)中所有的元件，包括輔件在內(nèi)，全靠管件和管接頭連接而成、管道和管接頭的重量約占液壓系統(tǒng)總重量的1/3。它們的分布遍及整個系統(tǒng)。6.6管系元件第三十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

油管材料可用金屬管或橡膠管，選用時由耐壓、裝配的難易來決定。（1）吸油管路和回油管路一般用低壓的有縫鋼管，也可使用橡膠和塑料軟管；（2）在中、低壓油路中常使用銅管；（3）高壓油路一般使用冷拔無縫鋼管、不銹鋼管，必要時也采用價格較貴的高壓軟管。高壓軟管安裝方便，可以吸收振動；油管材料第四十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日管接頭硬管接頭

按管接頭和管道的連接方式分，有

擴口式管接頭卡套式管接頭焊接式管接頭第四十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日42

當旋緊螺帽3時，通過套管2使被連接管1端部的擴口壓緊在接頭體4的錐