《液压传动》液压辅助元件

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1、第6章 液压辅助元件,镇江高等职业技术学校 机械教研室,液压与气压传动,第6章 液压辅助元件,液压辅助元件是液压系统中的重要组成部分,包括蓄 能器、过滤器、油箱、管件等件。在液压系统中液压辅助元件不参与能量转换,也不参 与压力、方向、速度的控制,但是不可缺少的元件(或装 置),能够保证液压系统可靠、稳定持久地工作。液压辅助元对液压系统的工作性能、噪声、温升、可 靠性等有着直接的影响,因此也需要给予关注。,6.1.1 蓄能器的功用,蓄能器能够储存能量和必要时释放能量。它的主要功用 如下：1）能够实现短时间内协助泵供油，在液压系统中可以作应急能源紧急使用；2）能够吸收液压冲击和压力脉动；3）可以维

2、持系统压力，实现保压补充泄漏。,6.1.2 蓄能器的类型及特点,1.重锤式蓄能器,工作原理：它利用重锤的位能变化来储存、 释放能量。重锤通过柱塞作用在油液上， 蓄能器产生的压力取决于重锤的质量和柱 塞的大小。,按照结构形式式不同,蓄能器分为重锤式、弹簧式和充气式三类。充气式的蓄能器,根据液体与气体隔离的方式不同,又分为活塞式、隔膜式和气囊式三种。,性能特点：结构简单，压力稳定，但结构尺寸大而笨重，运动惯性大，反应不灵敏，易产生泄漏，常用于少数大型固定设备的液压系统。,2.弹簧式蓄能器,工作原理:利用弹簧的伸缩来储存和释放能量。性能特点:结构简单，反应较灵敏，但容量小，易内泄并有压力损失。一般用

3、于小容量、低压系统，起蓄能和缓冲作用。,6.1.2 蓄能器的类型及特点,3.充气体式蓄能器,(1) 气瓶式蓄能器,结构特点：在气瓶式蓄熊器中,气体和液压油是直接接触的,所以又称直接接触武蓄能器。,性能特点：容量大，但气体混入油液中，影响系统工作平稳性，而且耗气量大，需经常补气，仅适用于中、低压大流量系统。,6.1.2 蓄能器的类型及特点,3.充气体式蓄能器,(2) 活塞式蓄能器,结构特点：利用缸中浮动的活塞使气休和液压油分隔开,比气瓶式彗能器多了一个活塞。 工作原理：活塞上部为压缩空气，经油孔通向系统。活塞随下部液压油的储存和释放在缸筒内来回滑动。 性能特点：结构简单，工作可靠，安装容易，维修

4、方便，寿命长。活塞惯性和摩擦力会影响蓄能器动作的灵敏性，且活塞不能完全将气体和液压油隔开，一旦磨损，会使气液混合。一般用于蓄能或吸收压力脉动。,6.1.2 蓄能器的类型及特点,3.充气体式蓄能器,(3) 气囊式蓄能器,结构特点：液压油由皮囊隔开，皮囊用耐油橡胶制成,固定在壳体上部。壳体下端的进油阀是一个用弹簧加载的菌形阀。 工作原理：液压油通过进油阀进入蓄能器压缩空气，气囊内的气体被压缩前储存能量。 性能特点：质量轻、尺寸小、易安装、维护方便、惯性小、反应灵敏，但气囊制造困难。气囊式蓄能器即可用于蓄能，又可用于缓和冲击、吸收脉动，应用广泛。,6.1.2 蓄能器的类型及特点,6.1.4 蓄能器的

5、使用和安装,蓄能器在安装时应注意下列问题: 1)蓄能器一般应垂直安装，油口向下。 2)必须用支架或支板将蓄能器固定，且安装位置便于俭查、维修，并远离热源。 3)用作降低噪声、吸收脉动和冲击的蓄能器应尽可能靠近振源。 4)蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气或检修时用，与液压泵之间应安装单向阀，防止油液倒流保护泵与系统。,6.3 过 滤 器,6.2.1. 过滤器的功用及性能要求,功用：在液压系统中，液压油会存在污染，污染物会加速液压元件的磨损或造成系统堵塞，使系统产生故障。过滤器过滤除掉液压油中的杂质，保持液压油液清洁。 性能要求： 1)过滤精度要高。过滤精度是滤芯滤除杂质的颗粒尺寸的大小。颗粒

6、越小，其过滤精度越高。一般情况下，高压系统采用精密级过滤，中、低压系统则用普通级过滤。 2)通流能力要大。通流能力为在一定的压降下通过过滤器的最大流量，它与滤芯的过滤面积成正比。 3)强度要高。滤芯要具有足够的机械强度,防止在液体压力作用下损坏过滤器。 4)易于清洗和更换，便于拆装与维护。,6.2.2 滤油器的类型,1. 网式过滤器,根据过滤材料的过滤原理不同，过滤器分为表面型、纵深型和吸附型过滤器。 根据滤芯材料和结构形式不同，过滤器分为网式、线隙式、纸芯式、烧结式和磁性过滤器等。,2.线隙式过滤器,性能特点：结构简单，过滤精度较高，通流能力大，但不易清洗，一般用于低压回路或辅助回路，装在油

7、泵的吸入口、压力管路和回油管路上。,6.2.2 滤油器的类型,3.金属烧结式过滤器,特征：滤芯是由颗粒状锡青铜粉末压制后烧结而成,利用颗粒之间的微小间隙过滤。性能特点： 强度高，抗冲击性能好，耐蚀性好，耐高温，过滤精度高，制造简单；但易堵塞，难清洗，颗粒会脱落。一般用于精密过滤。,6.2.2 滤油器的类型,4.纸质过滤器,特征：以平纹或波纹的酚醛树脂或木浆作为过滤材料，用微孔过滤纸折叠成星状绕在骨架上形成，利用滤纸的微孔进行过滤。,性能特点：结构紧凑，质量轻，过滤精度高，但通流能力小，强度低，易堵塞，无法清洗，需经常更换滤芯，特别适用于精滤。,5.磁性过滤器,磁性过滤器是利用磁铁吸附油液中的铁

8、质微粒,常与其他滤芯做成复合式过滤器。,6.2.2 滤油器的类型,6.2.3 滤油器的安装,(1) 过滤精度应满足系统设计要求； (2) 具有足够大的通油能力，压力损失小。选择过滤器的流量规 格时，一般应为实际通过流量的2倍以上； (3) 滤芯具有足够强度，不因压力油的作用而损坏； (4) 滤芯抗腐蚀性好，能在规定的温度下长期工作； (5) 滤芯的更换、清洗及维护方便。,1.过滤器的选用,选用过滤器时，应考虑以下几点：,6.2.3 滤油器的安装,(1)安装在泵的吸油口处。保护液压泵,要求具有很大的通油能力和较小的阻力。一般采用过滤精度不高的网式过滤器。 (2)安装在压油管路上。保护除泵和溢流阀

9、以外的所有元件。由于过滤器是在高压下工作，滤芯需要具有较高的机械强度，应并联一安全阀防止过滤器堵塞。 (3)安装在回油管路上。起间接过滤作用。回油压力较低，需要的过滤器强度不用太高，一般与过滤器并联安装一背压阀，当过滤器堵塞达到一定压力值时,背压阀打开。 (4)安装在系统的分支旁油路。主要安装在溢流阀的回油路上，对油液起过滤清洗作用。 (5)单独过滤系统。在大型液压系统中，液压泵和过滤器单独组成一个独立于系统之外的过滤回路。可以连续清除系统内的杂质。保证系统内清洁。 (6)安装时的注意事项。一般过滤器只能单方向使用，即进出油口不可反接，以利于滤芯清洗和安全。必要时可增设单向阀和过滤器，以保证双

10、向过滤。,3. 过滤器的安装位置,1) 安装在液压泵的吸油管路上,2) 安装在液压泵的压油管路上,(a) 安装在吸油管路上,(b) 安装在压油管路上,6.2.3 滤油器的安装,3) 安装在回油管路上,4) 安装在支管油路上,(a) 节流过滤,(b) 溢流过滤,6.2.3 滤油器的安装,5) 单独过滤系统,6.2.3 滤油器的安装,6.3 油箱、热交换器及压力附件,6.3.1. 油箱,功用：储存油液，散热、分离油液中空气、沉淀油液中杂质。 液压系统中采用的油箱有总体式和分离式两种。 总体式油箱：利用机器设备的机体内腔作油箱。其优点是：结构紧凑，漏油易于回收；缺点是：维修不方便，散热条件差，油的温

11、升和液压源的振动对机器工作精度有影响。 分离式油箱：单独设置一个油箱，与主机分开。其优点是:维修调试方便，减少了油液发热和液压源振动对机器工作精度的影响；缺点是：占地面积较大。分离式油箱在组合机床、自动线和精密机械设各上应用广泛。,6.3.1 油 箱,6.3.1 油 箱,2.油箱的设计,6.3.1 油 箱,（2）油箱的结构设计,1)油箱的结构设计应注意以下几点: 吸油管与回油管距离尽可能远。 吸油管入口处装粗过滤器。在最低液面时，过滤器和回油管端均应没入油中。回油管端口切成45,并面向箱壁。管端与箱底、壁面间距离均不宜小于管径的3倍。 防污密封。油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加过

12、滤器，通气孔上须设置空气过滤器。 设置放油阀与液位计。箱底与地面间距离至少应在150mm以上。箱底应适度倾斜，在最底部放置放油阀。箱体上在注油口的附近设液位计。 清洗窗的设置，当液压泵及其驱动电动机和其他液压件都要装在油箱上时,油箱顶盖要相应加厚。大容量油箱的侧壁通常要开清洗窗口,清洗窗口平时用侧盖密封,清洗时再取下。 油温控制。如果需要安装热交换器,必须考虑好安装位置以及测温、控制等措施。,2)油箱的长、宽、高尺寸是根据油箱的有效容积来确定的。油箱的长、宽、高比例约在1:1:1到1:2:3之间。 3)油箱内常设隔板将回油区与吸油区隔开，防止回油被直接吸入，有利于散热、杂质沉淀和气泡的逸出。隔

13、板的高度为油面高度的2/33/4。,（2）油箱的结构设计,6.3.1 油 箱,6.3.2 热交换器,冷却器和加热器统称为热交换器。在液压系统中安装冷却器可以进行散热，控制油液的温度在允许的最高温度之下。安装加热器可以提高油液的温度，以防在低温下油液粘度过大，造成液压系统不能正常启动。冷却器有水冷式和风冷式。液压系统中应用最多的是多管式水冷却器；结构最简单的是蛇形管式冷却器，直接安装在油箱内，冷却水通过蛇形管实现冷却，这种冷却器冷却效率较低，耗水量大，运转费用高。 在液压系统中采用最多的加热器是电加热器。,6.3.2 压力表辅件,1.压力表用在液压系统和局部的回路上，通过压力表进行观测，来调整和

14、控制液压系统及各个工作点的压力。最常用的为弹簧弯管式压力表。压力表有普通压力表和标准压力表。普通压力表用于一般压力测量，而标准压力表用于精确测量或检验普通压力表的精度。,2.压力表开关用于接通或断开压力表与测量点的通路。压力表开关按其测量点的数目，分为一点、三点和六点；按连接方式分为管式和板式。多点压力表开关可以使一个压力表和液压系统中几个被测量油路相通，以分别测量几个油路的压力。,6.4 管 件,管件包含管道、管接头和法兰，用来连接液压元件、输送液压油，要求具有足够的强度、良好的密封性，压力损失要小，装拆方便。,6.4.1 油 管,1. 油管的种类,钢管主要应用于高压、中压系统中，其承受能力

15、强、价格低廉、强度高、刚度好，但装配和弯曲较困难。 铜管一般用在液压装置内部难装配的地方或中低压系统中。铜管装配方便，易弯曲；但强度较低，抗振能力差，材料价格较高，易使油液氧化。 尼龙管多用在低压系统，用于替代铜管。其价格低廉、弯曲方便，但寿命较短。 塑料管一般应用在回油路和泄油路中，其承压能力低，长期使用易老化，但价格低，安装方便。 橡胶管用于两个相对运动件之间的连接。高压管用耐油橡胶和钢丝编制而成，价格高，用于高压回路；低压管用耐油橡胶和帆布制成，用于回油管路。,6.4.2 管接头,管接头是连接油管和液压元件或阀板的可拆卸的连接件，要具有拆装方便、密封性好、连接可靠、外形尺寸小、压降小、工

16、艺性好等特点。,管接头的分类：按接头的通路分为直通式、角通式、三通和四通式；按接头与阀体或阀板的连接方式分为螺纹式、法兰式等；按油管与接头的连接方式分为扩口式、焊接式、卡套式、扣压 式、快换式等。,6.4.2 管接头,6.5 密封装置,6.5.1 密封装置的功用,防止液压油的泄漏。 泄漏分为内泄和外泄，内泄漏会使油液发热和容积效率降低，外泄会污染环境。,6.5.2 密封装置的要求,1) 能够随着压力升高而自动提高密封性能。 2)密封装置和运动件之间的摩擦力要小，磨损后能够在一定程度上自动补偿。 3) 价格低廉，维护方便。,6.5.3 密封装置的形式,1.间隙密封,密封原理：利用相对运动零件配合面之间微小的间隙来防止泄漏。 平衡槽作用：自动对中心，减小摩擦力；增大泄漏阻力，减小偏心量，提高密封性能；储存油液，自动润滑。 特点应用；结构简单，摩擦阻力小，耐高温，但泄污较大，并且随着时间的增加而增加，加工要求高。主要用于尺寸小、压力低、速度高的液压缸或各种阀的圆柱配合副中。,