《液压与气压传动（第2版）》项目5液压辅助元件

液压辅助元件液压辅助元件主讲教师：主讲教师：在液压传动系统中，虽然动力元件、执行元件和控制元件十分重要，但要使液压传动系统正常工作，还需要借助各种各样液压辅助元件的帮助，如管件、密封装置、油箱、过滤器、蓄能器和热交换器等。液压辅助元件对整个系统的性能、效率、噪声、寿命有很大的影响。本项目主要介绍各种液压辅助元件的相关知识。项目导读项目导读掌握管件和密封装置的作用、分类和工作原理。掌握油箱和过滤器的作用、分类和工作原理。掌握蓄能器和热交换器的作用、分类和工作原理。项目目标项目目标能够使用管件将液压传动系统各个元件连接起来组成回路。能够检测过滤器故障。能够通过实验理解蓄能器的作用。技能目标技能目标思政目标思政目标培养脚踏实地、认真负责、求真务实、团结协作的工作作风。培养执着专注、科学严谨、精益求精、追求卓越的工匠精神。培养勇于探索、敢为人先、知难而进、乐于奉献的创新精神。连接液压回路010203过滤器故障检测蓄能器应用实验目 录项目导航任务一 连接液压回路管件密封装置光明机械厂的实习生小黄跟着师傅老李进行业务上的培训。老李绘制了一幅回路图，让小黄按照图纸连接液系统回路，这让小黄犯了难。在学校学习时，小黄虽然学习到了很多液压与气压传动的理论知识，但是真进行实际操作时却无从下手，不知道怎么连接。随后，老李开始手把手教小黄液压回路的连接方法。任务描述任务描述一、准备任务实训任务实训 知识准备：手动换向回路图如图所示。工具准备：任务工单、液压缸、手动换向阀、油管等。任务一 连接液压回路手动换向回路图任务实训任务实训二、实施 全班学生自由分组，并推选出小组长，各组负责一个液压实训台。根据回路图连接管件。连接时，首先观察管接头外表有无外伤，将管接头的外套拉起，接好接口后，将管接头的外套推下。连接进油回路。液压泵从油箱吸油后排油，油管从液压站出油口引出，连接到手动换向阀的P油口，再从手动换向阀的A口连接到液压缸无杆腔接口。连接回油回路。从液压缸有杆腔接口接油管连接到手动换向阀B口，从换向阀的T口接油管连接到分油块的T口。从分油块另外的T口连接油管到液压站。连接完毕后自检。对照回路图检查各个元件的安装位置是否正确，各接口是否连接牢固，确保无泄漏现象发生。然后指导教师进行复检，确保回路连接正确。任务一 连接液压回路任务实训任务实训二、实施 接通电源，扳动换向阀手柄，观察液压缸的运动情况。实验结束后，关闭电动机，使液压泵停止工作。然后对设备进行卸压。卸压完毕后关闭电源总开关。拆解手动换向回路，并将各液压元件摆放整齐。任务一 连接液压回路三、评价请指导教师按照学生的实际表现情况进行评价，并将评价结果填入任务工单的考核评价表。学生结合自身表现和指导教师的评价，对本次任务进行总结。知识链接知识链接一、管件管件包括油管和各种管接头，其作用是连接各液压元件，以输送液压油。有了管件，才能将各种液压元件连接成完整的液压传动系统。因此，管件是液压传动系统中不可缺少的元件。为保证液压传动系统的正常工作，管件应具有足够的强度和良好的密封性能。任务一 连接液压回路油管1）油管的种类液压传动系统常用的油管有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管和橡胶软管等，使用时应根据液压装置的工作条件和压力大小进行选择。各种油管的特点及适用场合如表所示。任务一 连接液压回路 任务一 连接液压回路3）油管的安装要求油管的安装应横平竖直，避免交叉。在装配时，油管的弯曲半径不能太小，一般为管道半径的35倍。平行或交叉管之间应有适当的间隔（一般距离要大于10 mm），并用管夹固定，以防振动和碰撞。直线安装软管时要有一定的余量，以适应软管因油温变化、受拉和振动产生的长度变化的需要。软管的弯曲半径要大于软管外径的9倍，弯曲处到管接头的距离至少等于外径的6倍。任务一 连接液压回路管接头如图所示，管接头是油管和油管、油管和液压元件之间的可拆卸连接件。管接头应具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、流通能力大等特点，其性能好坏直接影响液压传动系统的泄漏和压力损失。任务一 连接液压回路手动换向回路图液压传动系统中常用的管接头:扩口式管接头、焊接式管接头和卡套式管接头。1）扩口式管接头如图所示，扩口式管接头是将接管的端部用扩口工具扩成7490的喇叭口，然后拧紧螺母，通过导套压紧接管扩口和接头体的相应锥面，以实现连接和密封。这种管接头结构简单、重复使用性好，适合薄壁管件连接，常用于压力低于8 MPa的中低压系统。任务一 连接液压回路扩口式管接头2）焊接式管接头如图所示，焊接式管接头由接管、螺母、O型密封圈、接头体、组合密封圈等组成。接管与系统管路中的钢管通过焊接连接，螺母将接管与接头体连接在一起，接头体与机体的连接通过螺纹连接实现。任务一 连接液压回路焊接式管接头 根据螺纹的种类不同，接头体与机体之间要采用不同的密封方式。若接头体与机体间采用圆柱螺纹连接，则要采用加装组合密封圈的方式密封；若采用锥螺纹密封，则要在螺纹表面包一层聚四氟乙烯材料。这种管接头装拆方便、工作可靠、工作压力高，但其装配工作量大，对焊接质量要求高。任务一 连接液压回路卡套式管接头主要由接管、卡套、螺母、接头体、组合密封圈等组成。卡套是一个内圈带有锋利刃口的金属环。当螺母旋紧时，卡套变形，一方面螺母的锥面与卡套的尾部锥面相接触形成密封，另一方面使卡套的外表面与接头体的内锥面配合形成接触密封。这种管接头连接方便、密封性好，但对钢管外径尺寸和卡套制造工艺要求较高，需按规定进行预装配。3）卡套式管接头卡套式管接头既不用焊接也不用扩口，使用十分方便，如图所示。任务一 连接液压回路卡套式管接头4）橡胶软管接头橡胶软管接头分可拆式和扣压式两种。如图所示为可拆式橡胶软管接头。连接时，在胶管上剥去一段外层胶，将六角形接头外套3套在胶管上，之后将锥形接头体拧入，由锥形接头体和外套上带锯齿形的倒内锥面将胶管夹紧，实现连接和密封。任务一 连接液压回路可拆式橡胶软管接头1接头螺母；2接头体；3外套；4胶管4）橡胶软管接头如图所示为扣压式橡胶软管接头，其装配工序与可拆式橡胶管接头相同，区别是其外套为圆柱形。这种接头最后要用专门模具在压力机上对外套进行挤压收缩，使外套变形后紧紧地与橡胶管和接头连成一体。根据管径不同，它可用于不同工作压力的系统。任务一 连接液压回路扣压式橡胶软管接头1接头螺母；2接头体；3外套；4胶管5）快速管接头如图所示为快速管接头，适用于经常接通和断开的地方。图所示为油路接通的工作位置。当需要断开油路时，可用力将外套6向左推，再拉出接头体10，同时单向阀阀芯4和11分别在弹簧3和12的作用下封闭阀口，断开油路。快速管接头拆装方便，但结构复杂，压力损失大。任务一 连接液压回路1挡圈；2、10接头体；3、7、12弹簧；4、11单向阀阀芯；5O形密封圈；6外套；8钢球；9弹簧圈快速管接头二、密封装置密封是解决液压传动系统泄漏问题最重要、最有效的手段。若密封不良，外漏的液压油将会污染环境；还可能使空气进入吸油腔，影响液压泵的工作性能和液压执行元件运动的平稳性。但若密封过度，虽可防止泄漏，但会造成密封部分的剧烈磨损，缩短密封件的使用寿命，增大液压元件内的运动摩擦阻力，降低系统的机械效率。因此，合理选用和设计密封装置在液压传动系统的设计中十分重要。常见的密封方法及密封元件有以下几种。任务一 连接液压回路间隙密封 任务一 连接液压回路间隙密封 间隙密封为增加泄漏油的阻力，常在圆柱面上加工几条环形小槽，称为压力平衡槽，如图所示。压力平衡槽宽度为0.30.5 mm，深度为0.51 mm。它除了可储存液压油，起自动润滑作用外，还会使液压油在这些槽中形成涡流，减缓漏油速度；同时，还起到使两配合件同轴，降低摩擦阻力和避免因偏心而增加漏油量等作用。任务一 连接液压回路压力平衡槽 间隙密封结构简单、摩擦阻力小、耐高温、使用寿命长，但磨损后不能自动补偿，对配合表面的加工精度和表面粗糙度要求较高。故间隙密封只能应用于低压、小直径、运动速度较快的场合。密封圈密封 任务一 连接液压回路1）O形密封圈O形密封圈的截面形状为圆形，如图（a）所示。它一般用耐油橡胶制成，主要依靠装配后产生的压缩变形来实现密封。（a）O形密封圈 任务一 连接液压回路（b）（c）O形密封圈1、2、3、4O形密封圈1）O形密封圈O形密封圈结构简单、密封性能好、动摩擦阻力小、制造容易、成本低、安装沟槽尺寸小、使用方便，既可用作直线往复运动和回转运动的动密封，又可用于静密封；既可用于外径密封，又可用于内径密封和端面密封，如图（b）所示。安装O形密封圈时要有合理的预压缩量 和 ，使之既保证可靠密封，又不使密封阻力过大，如图（c）所示。任务一 连接液压回路1）O形密封圈O形密封圈在沟槽中受到油压作用变形时，会紧贴槽侧及配合件的壁，其密封性能可随压力的增加而提高。若工作压力大于10 MPa，O形密封圈可能被液压油挤入配合间隙中而损坏，如图（a）所示。为此，需在密封圈低压侧设置挡圈（由塑料、尼龙制成，厚度为1.22.5 mm），如图（b）所示。若其双向受高压，则两侧都要加挡圈，如图（c）所示，此时，承受工作压力可达70 MPa。O形密封圈及其安装沟槽的尺寸均已标准化，可根据需要由液压设计手册中查取。（a）（b）（c）挡圈的正确安装 任务一 连接液压回路2）V形密封圈V形密封圈结构形式如图所示，由支承环、密封环和压环三部分组成。V形密封圈是利用压环压紧密封环时，支承环使密封环变形而起密封作用的，而压环和支承环是不起密封作用的，所以必须3个环一起使用。当工作压力高于10 MPa时，可增加密封环的数量，以提高密封效果。安装时，应将密封环的开口面向压力油腔。调整压环压力时，应以不漏油为限，不能压得过紧，以防密封阻力过大。支承环密封环压环V形密封圈V形密封圈密封接触面长，密封性能好，承受工作压力可达50 MPa。主要用于高压、大直径、低速的活塞（或柱塞）与其缸体间的密封等。任务一 连接液压回路3）Y形密封圈Y形密封圈的截面形状为Y形，如图所示。它由耐油橡胶制成。它是利用油的压力使两唇边紧压在配合件的两结合面上实现密封的。其密封能力可随压力的升高而提高，并且在磨损后有一定的自动补偿能力。装配时其唇口端应对着压力高的油腔。Y形密封圈 任务一 连接液压回路有支承环的Y形密封圈3）Y形密封圈Y形密封圈主要用于往复运动的密封，是一种密封性、稳定性和耐压性均较好，摩擦阻力小，寿命较长的密封圈，应用十分普遍。它一般适用于工作压力 、工作温度为 、速度的场合。当油腔压力变化较大、运动速度较高时，为防止密封圈发生翻转现象，应加用金属制成的支承环，如图所示。思 政 讲 堂2021年4月，在中国石化河南油田赵安2026井的生产现场，油服中心测试大队测试2队测试工、高级技师朱一斌紧盯着快速上行的捞油钢丝绳，心里默默地数着钢丝绳的起下次数：一趟、二趟、三趟越数，朱一斌的信心越足。（详见教材）任务一 连接液压回路 任务一 连接液压回路课堂练习油箱的作用是什么？油箱的结构应满足哪些要求？课堂小结 任务一 连接液压回路管件密封装置任务二 过滤器故障检测油箱过滤器红星液压设备厂的实习生小谢发现厂里的设备出现了系统过热的现象。在对其进行仔细检查后，小谢发现液压油中含有很多杂质，因此判断该设备的过滤器可能发生了故障，导致杂质没有被有效地过滤出去。于是，小谢开始对该设备的过滤器进行检测维修工作。任务描述任务描述一、准备任务实训任务实训 知识准备：滤芯破坏变形、弯曲、凹陷、吸扁与冲破故障的发生原因包括滤芯污染严重，未及时清洗；过滤器与液压传动系统不适配；被蓄能器液压油反灌，冲坏了过滤器。金属网脱焊的故障原因大多是由于工作环境温度较高，导致锡铅焊料熔化脱焊。工具准备：任务工单、网式过滤器、拆装工具（如扳手、螺丝刀、棉纱等）。任务二 过滤器故障检测任务实训任务实训二、实施 全班学生自由分组，并推选出小组长。拆卸过滤器，检查其出现的故障。对于滤芯破坏变形、弯曲、凹陷、吸扁与冲破故障，可通过以下方法排除。a定期检查清洗过滤器。b正确选择过滤器，其强度、耐压能力要与液压传动