液压与气压传动系统辅助元.ppt

北京科技大学,,第六章 液压与气压传动系统辅助元件,6.1.1蓄能器的功能 蓄能器用来存储和释放油液的压力能 当系统的压力高于蓄能器内油液压力时，蓄能器存油；当蓄能器内压力高于系统压力时，蓄能器放油 6.1.2蓄能器的分类 蓄能器分为三种类型：重力式、充气式和弹簧式6.1蓄能器,北京科技大学,1.重力式蓄能器 结构如图6.2所示 利用重物的势能来存储和释放液压能；结构简单，容量大，压力稳定；惯性大，易漏油常用作大型固定设备的第二油源北京科技大学,2.弹簧式蓄能器 结构如图6.3所示利用弹簧的压缩和伸长来存储和释放压力能结构简单，反应较灵敏；但容量小，易内泄，不适于高压场合多用于小容量、低压系统北京科技大学,3.充气式蓄能器 利用密封气体的压缩和膨胀来存储和释放油液的压力能主要有气瓶式、活塞式和气囊式三种类型 (1)气瓶式蓄能器 如图6.4a所示气体和油液在蓄能器中直接接触，特点是：容量大，但高压时气体容易混入油液中，影响系统的稳定性适用于中、低压和大流量的液压系统 (2)活塞式蓄能器 如图6.4b所示由浮动活塞2将气体与油液隔开它的结构简单，工作可靠，主要用于大流量的场合由于活塞上有O型密封圈，磨擦力较大，反应不太灵敏。

(3)气囊式蓄能器 是目前应用的最为广泛的蓄能器，结构如图6.4c所示主要由充气阀、壳体、气囊和进油阀组成气体和油液由气囊隔开，气囊中充有惰性气体（一般为氮气）这种结构保证了气液的密封可靠主要特点是：惯性小，反应灵敏，结构尺寸小，易安装北京科技大学,北京科技大学,1.辅助动力源 蓄能器最常见的用途是作为辅助动力源液压缸在慢进或保压时，蓄能器存储压力油，达到设定压力后，卸荷阀打开，泵卸荷；在液压缸快进或快退时，蓄能器与泵一起向液压缸供油蓄能器的容量在选择要满足条件：提供的流量加上泵的流量要满足工作循环中系统的流量要求，并能在循环中重新充满油液6.1.2蓄能器的应用 辅助动力源、紧急动力源、补充泄漏、系统保压、吸收压力脉动和液压冲击等北京科技大学,2.紧急动力源 液压系统在工作过程中，由于泵或电源故障，液压泵突然停止供油，会引起事故对重要的系统，需要用蓄能器作为紧急动力源如图6.7所示当液压泵突然停止供油时，蓄能器可以将其存储的压力油释放，使系统在某一段时间内继续获得压力油左侧外控溢流阀在断电后蓄能器工作时仍能打开，换向阀在弹簧作用下复位时，其右侧排油可卸掉右侧溢流阀为安全阀北京科技大学,3.系统保压 蓄能器保持液压系统压力，使液压泵卸荷，降低功耗。

当系统压力达到所需的数值时,a)压力继电器A使液压泵卸荷; b)通过顺序阀C控制二位二通阀B和卸荷溢流阀使液压泵卸荷北京科技大学,4.吸收压力脉动和液压冲击 在液压系统中安装蓄能器，可以有效地减少压力脉动和液压冲击图6.9所示为吸收压力脉动的蓄能器回路高压、大流量回路中，在靠近快速关闭的阀门的管路上安装蓄能器，可以减小油液流速的变化，使压力冲击得到缓冲图6.10所示为装有作为吸收液压冲击用的蓄能器回路北京科技大学,6.2 过滤器,过滤器的主要性能指标是过滤精度过滤器的过滤精度是指其能从油液中过滤掉的杂质颗粒尺寸大小过滤器按过滤精度可以分为粗过滤器、普通过滤器和精过滤器它们分别能滤掉油液中尺寸为100μm以上，10-100μm和 10μm以下的杂质颗粒 6．2．1过滤器的类型和结构 过滤器按滤芯材料和结构形式可分为：网式、线隙式、纸芯式、烧结式、磁性过滤器 过滤器按连接方式可分为：管式、法兰式、板等 过滤器按安放位置可分为：吸滤器、压滤器、回流过滤器北京科技大学,1．网式过滤器,北京科技大学,2．线隙式过滤器,北京科技大学,3．金属烧结式过滤器,北京科技大学,4．纸质过滤器,北京科技大学,5．磁性过滤器 6．复式过滤器 7. 过滤器发信装置 8．过滤器的图形符号,根据国家标准，过滤器的图形符号见表6．2所示。

北京科技大学,6.2.2 过滤器的选用,过滤器按其过滤精度（滤去杂质颗粒的大小）的不同，有粗过滤器、普通过滤器、精密过滤器和特精过滤器四种不同的液压系统有不同的过滤精度要求，具体要求见表6．3北京科技大学,过滤器的选用应考虑下列因素： （1）有足够的过滤能力 （2）能承受一定的工作压力 （3）有足够的过滤精度 （4）过滤器滤芯应易于清洗和更换 （5）在一定的温度下，过滤器应有足够的耐久性北京科技大学,6．2．3过滤器的安装,在液压系统中，过滤器的作用与其在管路中的安装位置有关，通常有以下几种情况 1．安装在泵的吸油管路上，如图6.16a所示 2．安装在泵的压油管路上，如图6．16b所示北京科技大学,3．安装在回油管路上，如图6．16c所示 4.安装在系统的分支油管路上 5．单独过滤系统，如图6．17所示北京科技大学,6.3 油箱、热交换器、压力表及压力表辅件,6．3．1油箱 油箱的作用主要是储油；此外，油箱有一定的表面积，能够散发油液工作时产生的热量，沉淀油液中的污物，逸出渗入油液中的空气，有时它还兼作液压元件和阀块的安装台 按油箱液面是否与大气相通，可分为开式油箱和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及对工作稳定性或噪声有严格要求的场合北京科技大学,在初步设计油箱时，其有效容量可按下述经验公式确定，即：,式中：,对功率较大且连续工作的液压系统，必要时还应进行热平衡计算，以最后确定油箱容量北京科技大学,较大的油箱应设置手孔或人孔，便于维护北京科技大学,6.3.2 热交换器,在液压系统中，热交换器包括冷却器和加热器 1．冷却器 根据冷却介质的不同，冷却器分为水冷和风冷两类 （1）水冷式冷却器 1）蛇形管冷却器，如图6．19所示 2）多管式冷却器，如图6．20所示北京科技大学,（2）风冷式冷却器,北京科技大学,2．加热器,加热器的作用在于低温启动时将油液温度升高到适当的值目前， 最常用的是电加热器，安装形式如图6．22所示 电加热器的发热功率P可按下式估算：,（6.10）,式中：,北京科技大学,6.3.3 压力表及压力表辅件,1．压力表 常用的压力表是弹簧弯管式，结构如图6．23所示 2．压力表开关 常见的压力表开关为KF型，结构如图6．24所示北京科技大学,压力表的构造,断面が扁平のC形、スパイラル、ヘリカルの金属パイプ内に、その開口固定端から測定圧力を導入すると、圧力に応じてそのパイプの曲率が変化し、密閉自由端（管先）が変位する。

この金属パイプをフランスのブルドンが考案したので、ブルドン管という管先にリンクされた拡大機構によって指針が回転し、その位置の目盛板上の目盛が測定圧力となる北京科技大学,,北京科技大学,,北京科技大学,,北京科技大学,,北京科技大学,6．4 压缩空气净化设备的组成和布置,1．后冷却器 2．油水分离器,北京科技大学,图6．25所示为撞击折回并环形回转式油水分离器. 图6．26所示为水浴并旋转离心串联式油水分离器北京科技大学,3．储气罐 4．干燥器 吸附法应用较为普遍图6.2所示为吸附式干燥器的一种北京科技大学,6．5 气压辅件,6、5、1分水滤气器 常见的分水滤气器的结构如图 6.28所示北京科技大学,6．5．2油雾器,1．油雾器产生油雾的原理如图6．29所示北京科技大学,2．油雾器的原理、性能及使用,北京科技大学,特殊单向阀的工作情况,北京科技大学,6．5．3消声器,消声器就是通过阻尼或增加排气面积等方法降低排气速度和功率，达到降低噪声的目的常用的消声器有三种型式：吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型 通常来讲，分水滤气器与减压阀、油雾器一起被称为气压三大件，它们依次无管化连成组件一般称为三联件，是多数气压设备中必不可少的装置。

北京科技大学,6．6 管件,管件包括管道和管接头管件的选用原则是要保证油管中油液做层流流动，管路应尽量短，以减小损失；要根据工作压力、安装位置确定管材与连接结构；与泵、阀等连接的管件应由其接口尺寸决定管径北京科技大学,6．6．1管道 1．管道的种类及用途 液压与气压传动系统常用的管道分金属管、橡胶软管和尼龙管等三大类 金属管包括无缝钢管、紫铜管及铝管 橡胶软管有钢丝编织缠绕橡胶软管和绵绳编轧橡胶软管两种 尼龙管一般只在气压系统中使用，其性质柔软宜于弯曲，布管方便北京科技大学,2．管道尺寸的确定,（1）液压管道尺寸的确定 液压系统油管的选择与计算主要是计算管子的内径和壁厚 1.液压油管内径的确定 油管的内径是根据管内允许流速和所通过的流量来确定，即：,式中：,在吸油管道内液体的流速取 ，在压力管道内的流速取v0=5m/s左右为宜北京科技大学,由计算所得的油管内径，应按标准管径尺寸相近的油管进行圆整 2、液压油管壁厚的计算 管子的壁厚可按下式计算：,选择管子壁厚时，还应考虑到加工螺纹对强度的影响6.14）,式中：,对钢管：,式中：,对铜管：,北京科技大学,(2)气压管道尺寸的确定 气压管道主要根据流量和流速要求及允许的压力损失确定管径，管壁可按薄壁容器强度公式确定。

（1）管道内径,（6.15）,式中：,一般压缩空气在厂区管道流速采用8~10m/s，用汽车间流速可用10~15m/s为避免过大的压力损失，限定压缩空气管内流速在25m/s以下，最大不得超过30m/s2）管道壁厚δ可按薄壁容器强度公式来确定：,（6.16）,式中：,北京科技大学,3．安装要求,（1）管道应尽量短，最好横平竖直，转弯少为避免管道皱褶，减少压力损失，管道装配时的弯曲半径要足够大（见表6.5）管道悬伸较长时要适当设置管夹（也是标准件） （2）管道尽量避免交叉，平行管间距要大于100 mm，以防接触振动并便于安装管接头 （3）软管直线安装时要有30％左右的余量，以适应油温变化、受拉和振动的需要弯曲半径要大于9倍的软管外径，弯曲处到管接头的距离至少等于6倍外径北京科技大学,6．6．2管接头,l．硬管接头 （1）扩口式管接头，如图6．32所示 （2）卡套式管接头，如图6．33所示北京科技大学,（3）焊接式管接头，如图6．34所示 2．插入快换式接头，如图6．35所示北京科技大学,3．胶管接头，如图6．36所示 4．快速接头，如图6．37所示北京科技大学,6．7 密封装置,6．7．1对密封装置的要求 （l）具有良好的密封性，即有适宜的弹性，能补偿所密封表面在制造上的误差与工作中则损，并随压力的增大自动地提高密封程度。

（2）具有良好的安定性，即油液浸泡对其形状尺寸的变化影响要小，温度对其弹性和硬刚变化影响也要小 （3）摩擦力小，运动灵活，工作寿命长 （4）结构简单，制造、使用、维修简便北京科技大学,6．7．2密封件的材料 （1）丁腈橡胶 （2）聚氨酯 6．7．3常见的密封方法 1．间隙密封 2．活塞环密封 3．密封圈密封,北京科技大学,,北京科技大学,6．7．4密封件的类型 1．O形密封圈 O形圈密封原理如图6．39和图6．40所示6．7．3常见的密封方法,北京科技大学,1．2. Y形密封圈 宽截面Y形密封圈如图6．41所示 窄截面Y形密封圈如图6．42所示北京科技大学,3．V形密封圈 如图6．43所示的V形密封圈截面形状为V形，它有夹织物橡胶和聚氯乙烯两种制品,北京科技大学,4．组合式密封 组合密封结构基于利用各自优点而制成的 聚四氟乙烯是一种新型塑料材料，它的摩擦系数极低，耐磨性好，但是弹性差；而丁睛橡胶弹性很好 将两者结合起来，互相取长补短，构成新式的组合式密封北京科技大学,6．8 其它辅助元件,6．8．1测压排气装置 图6．45所示为测压排气阻结构图 6．8．2液压管夹 液压管夹结构如图6.46所示。