液压与气压传动第5章液压辅助元件概要.ppt

第5章 液压系统辅助元件,蓄能器 过滤器 油箱 热交换器 压力继电器、压力表及压力表辅件 管件 密封装置,液压系统辅助元件有蓄能器，过滤器，油箱，热交换器，压力表及压力表辅件等除油箱通常需要自行设计外，其余皆为标准件液压系统辅助元件和其它所介绍过的元件一样，都是系统中不可缺少的组成部分它们对系统的性能，效率，温升，噪声和寿命等的影响很大，应给予充分重视第5章 液压系统辅助元件,5.1.1 蓄能器的功能,在液压传动系统中，蓄能器用来储存和释放液体的压力能它的基本作用是，当系统的压力高于蓄能器内液体的压力时，系统中的液体充进蓄能器中，直到蓄能器内外压力相等；反之，当蓄能器内液体的压力高于系统的压力时，蓄能器内的液体流到系统中去，直到蓄能器内外压力平衡因此，蓄能器可以在短时间内向系统提供压力液体，也可以吸收系统的压力脉动和减小压力冲击等5.1 蓄能器,5.1.2 蓄能器的类型,1.重力式蓄能器 2.弹簧式蓄能器 3.充气式蓄能器（1）气瓶式 （2）活塞式 （3）气囊式 4.薄膜式蓄能器 5.蓄能器的职能符号,,（1）重力式蓄能器,（2）活塞式蓄能器,皮囊式蓄能器中气体和油液用皮囊隔开。

皮囊用耐油橡胶制成，内充入惰性气体，壳体下端的提升阀能防止皮囊膨胀挤出油口3）皮囊式蓄能器,,,气囊式蓄能器 l——充气阀 2——气囊； 3——壳体； 4——菌形阀； 5——放气螺塞； 6——油口,5.1.3 蓄能器的容量计算,容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异在选用蓄能器时，要根据液压系统的最高工作压力，最低工作压力和执行元件所需耗油量来确定合理地选择蓄能器将会提高其容积利用率现以皮囊式蓄能器为例加以说明1.作辅助动力源时的容量计算,当蓄能器作动力源时，蓄能器储存和释放的压力油容量和皮囊中气体体积的变化量相等，而气体状态的变化遵守玻义耳定律，即,,=常数 （5.1）,体积差 为供给系统油液的有效体积，将它代入式（6.1），使可求得蓄能器容量 ，即,充气压力 在理论上可与 相等，但是为保证在压力 时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，则应使 ，一般取 =（0.8~0.85）,（6.3）,当蓄能器用于保压时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分进行，可认为是等温变化过程这时取n=1；而当蓄能器作辅助或应急动力源时，释放液体的时间短，热交换不充分，这时可视为绝热过程，取n=1.4。

2. 作吸收冲击用时的容量计算,当蓄能器用于吸收冲击时，一般按经验公式计算缓冲最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即,（5.4）,5.1.4 蓄能器的应用,1.辅助动力源,蓄能器和液压泵同时供给系统运动流量，油缸可实现快速运动在油缸慢进和停止时，液压泵给蓄能器充油；当油缸快速进退时，蓄能器和液压泵同时供油2.应急动力源,由于液压泵或电源的故障，液压泵突然停止供油时,将会引起事故，因而需要蓄能器作为应急动力源，短时间供油在正常工作时，给蓄能器充液达到饱和；液压泵突然停止供油时,蓄能器将储存的压力油放出，使系统继续在一段时间获得压力油3.保压装置,在液压泵卸荷的情况下，用蓄能器使系统保持压力油缸在工进和停止时，蓄能器充油当系统压力达到所需值时，通过压力继电器控制二位二通阀使液压泵卸荷，系统压力由蓄能器保持4.吸收压力脉动和液压冲击,在液压系统中安装蓄能器，可吸收与减小压力脉动峰值，这是防止振动与噪声的措施液压与气压系统的大多数故障是由于介质中混有杂质而造成的，因此，保持工作介质清洁是系统正常工作的必要条件油液中的污染物会使液压动力元件、液压执行元件和液压控制元件等内部相对运动部分的表面划伤，加速磨损或卡死运动件，堵塞阀口，腐蚀元件，使系统工作可靠性降低，寿命降低。

因而，可在适当的部位上安装过滤器，截留油液中不可溶的污染物，使油液保持清洁，保证液压系统正常工作过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大小，以直径d作为公称尺寸表示按精度可分为粗过滤器（d＜100μ）、普通过滤器(d＜10μ）、精过滤器（d＜5μ)特精过滤器（d＜1μ）5.2 过滤器,网式滤油器 线隙式滤油器 按材料和结构形式： 纸质滤芯式滤油器 烧结式滤油器 磁性滤油器,,,5.2.1 过滤器的类型和结构,吸滤器 按安放位置： 压滤器 回油过滤器,考虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器,滤芯以铜网为过滤材料，在周围开有很多孔的塑料或金属筒形骨架上，包着一层或两层铜丝网，其过滤精度取决于铜网层数和网孔的大小这种滤油器一般用于液压泵的吸油口1.网式过滤器,,,线隙式滤油器，用钢线或铝线密绕在筒形骨架的外部来组成滤芯，依靠铜丝间的微小间隙滤除混入液体中的杂质其结构简单、通流能力大、过滤精度比网式滤油器高，但不易清洗多为回油过滤器2.线隙式过滤器,,,回流线隙式过滤器,吸油线隙式过滤器,3. 金属烧结式过滤器,,,滤芯用金属粉末烧结而成，利用颗粒间的微孔来挡住油液中的杂质通过，其滤芯能承受高压.,滤芯为微孔滤纸制成的纸芯，将纸芯围绕在带孔的镀锡铁做成的骨架上，以增大强度。

为增加过滤面积，纸芯一般做成折叠形其过滤精度较高，一般用于油液的精过滤，但堵塞后无法清洗4.纸质过滤器,5.磁性过滤器,工作原理：利用磁铁吸附油液中的铁质微粒6.复式过滤器,特征：用磁环与其它几种过滤器组合而成性能特点：性能较以上过滤器更为完善，既 可以过滤铁质微粒，又可以过滤普通杂质7.过滤器发信装置,过滤器长期工作，油液中的杂质积聚在滤芯表面，使得通流面积逐渐减小，通流阻力逐渐上升为了保证过滤器能够正常工作，需要过滤器带有阻塞发信装置1-接线柱 2-活塞 3-阀体 4-永久磁铁 5-弹簧 6-感簧管,8.过滤器的图形符号,网式滤油器：结构简单，通油能力大，清洗方便，但过滤精度较低 线隙式滤油器：结构简单，通油能力大，过滤精度比网式的高，但不易清洗，滤芯强度较低 烧结式滤油器：过滤精度高，抗腐蚀，滤芯强度大，能在较高油温下工作，但易堵塞，难于清洗，颗粒易脱落 纸芯式滤油器：过滤精度高，压力损失小，重量轻，成本低，但不能清洗，需定期更换滤芯过滤器有哪几种类型？分别有什么特点？,一般对过滤器的基本要求是： ⑴能满足液压系统对过滤精度要求，即一定尺寸的杂质进入系统 ⑵滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。

⑶通流能力大，压力损失小 ⑷易于清洗或更换滤芯 ⑸在一定温度下，要有耐久性,5.2.2 过滤器的选用,5.2.3 过滤器的安装,（1）泵入口的吸油粗滤器,粗滤油器用来保护泵，使其不致吸入较大的机械杂质为了不影响泵的吸油性能，防止发生气穴现象，滤油器的过滤能力应为泵流量的两倍以上，压力损失不得超过0.01~0.035MPa2）泵出口油路上的高压滤油器,主要用来滤除进入液压系统的污染杂质，一般采用过滤精度10~15m的滤油器它应能承受油路上的工作压力和冲击压力，其压力降应小于0.35MPa，并应有安全阀或堵塞状态发讯装置，以防泵过载和滤芯损坏大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油子系统，滤除油液中的杂质，以保护主系统3）系统回油路上的低压滤油器,因回油路压力很低，可采用滤芯强度不高的精滤油器，并允许滤油器有较大的压力降4）安装在系统以外的旁路过滤系统,安装滤油器时应注意,①储存油液 ②散掉系统累计的热量 ③促进油液中空气的分离 ④沉淀油液中的污垢,按油面是否与大气相通，可分为开式油箱与闭式油箱开式油箱广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下和高空无稳定气压的场合，这里仅介绍开式油箱。

5.3.1 油箱,5.3 油箱、热交换器、压力表及 压力表辅件,油箱的容积与结构,在初步设计时，油箱的有效容量可按下述经验公式确定,（5.5）,式中：,— 油箱的有效容量,— 液压泵的流量,— 经验系数，低压系统： =2~4，中压系统： =5~7，中高压或高压系统： =6~12,对功率较大且连续工作的液压系统，必要时还要进行 热平衡计算，以此确定油箱容量1） 泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远些，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管径的2-3倍，以免吸空和飞溅起泡吸油管端部所安装的滤油器，离箱壁要有3倍管径的距离，以便四面进油回油管口应截成45斜角，以增大回截面，并使斜面对着箱壁，以利散热和沉淀杂质2） 在油箱中设置隔板，以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，利于散热和沉淀油箱设计注意事项:,（3） 设置空气滤清器与 液位计空气滤清器的作 用是使油相箱与大气相 通，保证泵的自吸能力， 滤除空气中的灰尘杂物， 有时兼作加油口它一般 布置在顶盖上靠近油箱边 缘处5） 油箱正常工作温度应在15-65C之间，必要时应 安装温度控制系统，或设置加热器和冷却器。

4） 设置放油口与清洗窗口将油箱底面做成斜面，在最低处设放油口，平时用螺塞或放油阀堵住，换油时将其打开放走油污为了便于换油时清洗油箱，大容量的油箱一般均在侧壁设清洗窗口6） 最高油面只允许达到油箱高度的80%，油箱底脚高度应在150mm以上，以便散热、搬移和放油，油箱四周要有吊耳，以便起吊装运5.3.2 热交换器,如果液压系统靠自然冷却仍不能使油温控制在上述范围内时，就须安装冷却器；反之，如环境温度太低，无法使液压泵启动或正常运转时，就须安装加热器液压系统的工作温度一般希望保持在30~50C的范围之内，最高不超过65C，最低不低于15C.,1 .冷却器,,,,,,多管式冷却器,蛇形管冷却器,不论哪一类的冷却器,都应安装在压力很低或压力为零的管路上,这样可防止冷却器承受高压且冷却效果也较好.,,2 .加热器,液压系统的加热一般采用电加热器，它用法兰盘水平安装在油箱侧壁上，发热部分全部浸在油液内加热器的安装,管件包括管道和管接头5.4.1 管道,种类：钢管、紫铜管、橡胶管、尼龙管,管道的内径d和壁厚可采用下列两式计算，并需圆整为标准数值，即:,— 允许流速；,式中 ：,— 管道材料的抗拉强度，可由材料手册查出。

n — 安全系数,5.4 管 件,钢管—— 多用于中、高压系统的压力管道 紫铜管 —— 一般只用在液压装置内部配接不便之处 黄铜管—— 可承受较高的压力，但不如紫铜管那样容易弯曲成形 尼龙管—— 有着广泛的使用前途 橡胶管—— 用于两个相对运动件之间的连接,油管的用途：,管道应尽量短，最好横平竖直，拐弯少为避免管道皱折，减少压力损失，管道装配的弯曲半径要足够大，管道悬伸较长时要适当设置管夹管道尽量避免交叉，平行管距要大于100mm，以防接触振动，并便于安装管接头 软管安装时要有留有余量.,5.4.2 管接头,（1）硬管接头,焊接式管接头 卡套式管接头 扩口式管接头,管道安装要求:,钢管和基体通过 焊接管接头连接把接管2焊在被连接的钢管端部接头体1用螺纹拧入某元件的基体用组合密封垫防止从元件中外漏将O型密封圈放在接头体1的端面处，将螺帽3拧在接头体1上即完成连接卡套式管接头 1一被连接管；2一螺帽；3一卡套；4一接头本体,卡套式管接头： 拧紧接头螺母2后，卡套3发生弹性变形便将管子1夹紧它对轴向尺寸要求不严，装拆方便，但对连接用管道的尺寸精度要求较高当旋紧螺帽3时，通过套管2使被连接管1端部的扩口 压紧在接头体4的锥面上。

被扩口的 管子只能是薄壁且塑性良好的管子如铜管此种接头的工作压力不高于8MPa扩口式管接头 1—管子；2一套管； 3一螺帽；4一接头本体,扩口式管接头,扣压式胶管接头,,（2）胶管接头,胶管接头分为可拆式和扣压式两种,管接头的用途：,焊接式管接头 用于钢管连接中 卡套式管接头 用在钢管连接中 扩口式管接头 用于薄壁铜管 胶管接头 随管径不同可用于工作压力在6-40MPa 的液压系统中 快速接头 适。