液压与气动传动(课件) 第六章 液压辅助件

第6章 液压辅件,章 节 目 录,6.1 蓄能器 6.2 过滤器 6.3 油箱 6.4 管件 6.5 密封装置,6.1 蓄能器,6.1.1 蓄能器的工作原理,蓄能器有弹簧式、重锤式和充气式三类，常用的是充气式。在蓄能器中气体和油液被隔离。根据隔离的方式不同，充气式常用的有活塞式(如图61a)和气囊式(如图61b)。,图6-2为蓄能器工作原理示意图，蓄能器基本上有四个部分组成：壳体1，隔层3，隔层上的可压缩气体2（或重锤或弹簧），以及隔层下部与系统相连的工作液体4。,图6-1 充气式蓄能器,活塞式蓄能器,气囊式蓄能器,图6-2 蓄能器工作原理示意图,1. 充液阶段（储能阶段） 图6-2a为蓄能器排液后的状态，这时隔层上下工作的液体和气体（重力或弹簧力）处于平衡状态，此时工作液体体积为V1。当系统压力增高，工作液的压力也随之增高，破坏了原来的平衡状态，在液压力的作用下，隔层向上移动，系统中的工作液进入蓄能器（这时的体积增加为V2），直至达到平衡状态，如图6-2b所示。,2. 排液阶段（释放阶段） 当系统压力小于蓄能器的工作液压力时，在气体的压力（重力或弹簧力）的作用下，隔层下移，工作液向系统排放，直至平衡状态，如图6-2c所示，此阶段称为排液阶段。此阶段把在充液阶段储存的工作液部分或全部排到系统中。,其工作过程可分为充液、排液两个阶段。,6.1.2 蓄能器的用途,蓄能器是一种用来贮存和释放液压能的装置，合理利用蓄能器是节约能源的手段，其主要功用如下：,1. 作辅助动力源,2. 保压和补充泄漏,3. 吸收压力冲击与压力脉动,6.1.3 蓄能器的参数计算,1. 蓄能器的容积计算,蓄能器的容积计算指的是气腔中气体容积。由气体定律有：,常数,（6-1）,(1) 蓄能器在等温条件下工作时：,一般用于维持压力，补偿泄露的蓄能器，其释放能量的速度缓慢，可认为气体在等温条件下工作（n=1）, 可按下式计算：,（6-2）,(2) 蓄能器在绝热条件下工作时：,当蓄能器用于大量供油时，其释放能量迅速，一般可认为气体在绝热条件下工作，可按下式计算：,(3) 蓄能器在多变过程时：,实际上蓄能器工作过程大多属于多变过程，在贮油时，气体压缩为等温过程，放油时气体膨胀为绝热过程，所以应按下式计算：,（6-3）,（6-4）,2. 蓄能器的压力确定,（1）蓄能器的最低工作压力 的确定,蓄能器的最低工作压力 应能满足执行机构最大负载工作时所需压力。可按下式计算：,（2）蓄能器最高压力 的确定,蓄能器的最高压力 的确定，既要考虑到蓄能器寿命，又要考虑到能适当增加有效排油量；系统压力又不至于过高，且相对稳定。常用的经验公式为：,（6-6）,（6-5）,（3）蓄能器的充气压力 的确定,对于气囊式蓄能器：一般取,（6-7）,6.2 过滤器,6.2.1 过滤器的功用,据统计，液压系统中有7080的故障是和液压油的污染有关。油液被污染所混入的颗粒状杂质或油液自身氧化生成的氧化物等，将加速液压元件的磨损、卡死运动件或堵塞阀口、工作间隙和小孔，使元件失效。油液的污染程度直接影响元件和系统的正常工作及可靠性。过滤器的功用就是滤去油液中的杂质，维护油液的清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。,6.2.2过滤器的型式,过滤器按过滤精度可分为粗过滤器和精过滤器两大类；按滤芯的结构可分为网式、线隙式、烧结式、纸芯式和磁性等；按过滤材料的过滤原理可分为表面型、深度型、磁性三种。,1. 表面型过滤器,这种过滤器的虑芯表面与液压介质接触，就象筛网一样把污物阻留在其外表面。最常用的有网式和线隙式过滤器两种。如图6-3a,6-3b。,图6-3a 网式过滤器,图6-3b 线隙式过滤器,2. 深度型过滤器,滤芯由多孔可透性材料制成，材料内部具有曲折迂回的通道，大于表面孔径的粒子直接被拦截在靠油液上游的外表面，而较小污染粒子进入过滤材料内部，撞到通道壁上，滤芯的吸附及迂回曲折通道有利污染粒子的沉积和截留。这种滤芯材料有纸芯、烧结金属、毛毡和各种纤维类等。图6-4a所示为纸芯式过滤器，图6-4b所示为烧结式过滤器。,图6-4a纸芯式过滤器,其原理是利用磁铁吸附油液中的铁质微粒，但对其他污染颗粒不起作用，常与其他形式滤芯一起制成复合式过滤器，适用于金属切削机床液压系统中。,图6-4b 烧结式过滤器,3. 磁性过滤器,6.2.3 过滤器的选用与安装,根据所设计的液压系统的技术要求，按过滤精度、通油能力、工作压力、油液黏度和工作温度等来选用不同类型的过滤器及其型号。,在选用时应注意如下几点：,(1)过滤精度应满足系统要求：,过滤精度分为粗（颗粒直径d0.1mm）、普通（d0.01mm）、精(d0.005mm)和特精（d0.0001mm）四个等级。,(2)要有足够的通流能力。,(3)滤芯要有足够的强度，不因油液压力而损坏。,(4)考虑过滤器其他功能：,如对于需要滤芯堵塞报警的场合，可选择带发讯装置的过滤器等。,6.2.4 过滤器的安装,1.安装在泵的吸油口,2.安装在泵的出口,3.安装在系统的回油路上,4.安装在系统的分支油路上,5.安装在独立的过滤系统,6.3 油箱,1. 油箱的功用和结构,油箱主要功用： 储存液压系统所需的足够油液，散发油液中的热量，分离油 液中气体及沉淀污物等。,油箱有整体式和分离式两种。整体式利用本机的内腔作为油箱。分离式油箱单独设置，与主机分开，图6-5所示为小型分离式油箱典型结构。,图6-5 分离式油箱,油箱设计时应注意的问题,1）油箱容量的确定，是油箱设计的关键。,2）油箱一般用2.54 mm的钢板焊接而成的，对于大容量的油箱还要加焊角铁，加强筋以增加其刚性。,3）油箱中应设吸油过滤器，要有足够的通流能力。因需经常清洗过滤 器，所以在油箱结构上要考虑拆卸方便。,4）吸油管和回油管要尽量远离，它们之间要用隔板隔开，增加油液循环的距离，以利散热、沉淀杂质和分离气泡，隔板高度一般为液面高度的3/4。吸油管和回油管管端切成450，以增大通流面积，斜切口应面向箱壁。管端与箱底、箱壁间距离应大于管径的三倍，过滤器距箱底不应小于20mm。,5）为防止油液污染，油箱盖板、管口处都要妥善密封。盖板上还应装置空气虑清气，它还兼作为加油和防止油箱出现负压而设置的通气孔。,6）油箱侧壁应设置油位计及温度计。,具体尺寸、结构可参看有关资料及设计手册。,6.4 管件,管件包括油管和管接头，其功用是连接液压元件和输送液压油。它应保证有足够强度，密封性好，无泄漏，压力损失小和装拆方便等。,1. 油管,液压系统常用油管有钢管、紫铜管、尼龙管、塑料管和橡胶软管等。应当根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。各种油管的特点及适用场合如表6-1所示。,油管尺寸的确定：油管尺寸主要指内径d和壁厚，它是根据液压系统的流量和压力来计算：,（6-19）,（6-20）,表61 各种油管的特点及适用场合,2.管接头,管接头是油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的连接件。管接头必须在强度足够的前提下，在压力冲击和振动下要保持管路的密封性、连接牢固、外形尺寸小、加工工艺性好、压力损失小等要求。管接头种类繁多，具体规格品种可查阅有关手册。管接头的连接螺纹采用国家标准米制锥螺纹（ZM）和普通细牙螺纹（M）。在液压系统中常用的管接头有：扩口式管接头（图6-6），焊接式管接头（图6-7），卡套式管接头（图6-8），橡胶软管接（图6-9）和快速管接头（图6-10）等。,图6-6 扩口式管接头,图6-7 焊接式管接头,图6-8 卡套式管接头,图6-9 橡胶软管接头,图6-10 快速管接头,6.5 密封装置,密封装置是用来防止液压系统油液的内外泄漏以及外界灰尘和异物的侵入，保证系统建立所需的工作压力。密封装置的性能直接影响液压系统的工作性能和效率，是衡量液压系统性能的一个重要指标。,密封装置的类型及特点:,密封装置的种类很多，按被密封部位运动情况，可分为动密封和静密封两大类。常用的密封有以下几种。,1. 间隙密封,2. O型密封圈,图6-12 O型密封圈,图6-11 间隙密封,图6-13 O型密封圈的挡圈安装,3. 唇型密封圈,唇型密封圈是依靠密封圈的唇口受液压力作用变形，使唇边贴紧密封面而进行密封的，液压力越高，唇边贴得越紧，并且具有磨损后自动补偿的能力。这类密封一般用于往复运动密封。常见的有Y型 (图 6-14 ,15)、YX型（图6-16）、V型 (图6-17)等。,（1）Y形密封圈,（2）Yx形密封圈,（3）V形密封圈,图6-14 Y型密封圈,图6-15 Y型密封圈的安装及支承环结构,图6-16 YX型密封圈,图6-17 V型密封圈,4. 组合密封装置,随着液压技术的发展，对密封装置提出了耐高压、高温、高速、低摩擦系数、长寿命和可靠性等方面的要求，于是出现了一些新型密封装置。如图6-18所示。,图6-18 橡胶组合密封装置,欢迎提出宝贵意见和建议!,本章结束！,图6-1a视频演示（标准）：活塞式蓄能器,图6-1b视频演示（标准）：气囊式蓄能器,