液压与气压传动5(本)

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1、,第五章 辅助装置,液压与气压传动,Chapter 5 辅助装置本章主要内容：5.1 油箱5.2 过滤器5.3 热交换器5.4 蓄能器5.5 管件,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,Part 5.1 油箱（P85）,1、油箱在液压系统中的主要功用是：,1）贮存供系统循环所需的油液； 2）散发系统工作时所产生的热量； 3）分离混在油液中的气体和杂质； 4）为系统中元件的安装提供位置。,油箱不应该是一个纳污的地方，应及时去除油液中沉淀的污物，在油箱中的油液必须是符合液压系统清洁度要求的油液，因而对油箱的设计、制造、使用和维护等各方面提出了更高的要求。,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,

2、液压系统中的油箱有：整体式油箱、分离式油箱；开式油箱、闭式油箱等之分。,整体式油箱是利用主机的内腔作为油箱，结构紧凑，易于回收漏油，但维修不便，散热条件不好，且会使主机产生热变形。 分离式油箱单独设置，与主机分开，减少了油箱发热和液压源的振动对主机工作精度的影响，应用较为广泛。,开式油箱是油箱液面和大气相通的液箱，应用最广。 闭式油箱是油箱液面和大气隔绝。油箱整个密封，在顶部有一充气管，送入0.050.07MPa的纯净压缩空气。空气或者直接和油液接触，或者输到皮囊内对油液施压。这种油箱的优点在于泵的吸油条件较好，但系统的回油管、泄油管要承受背压。油箱还须配置安全阀、电接点压力表等以稳定充气压力

3、，所以它只在特殊场合下使用。,2、油箱的分类,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,图2-27 油箱 1回油管 2泄油管 3吸油管 4空气过滤/注油器 5安装板 6密封衬垫 7隔板 8堵塞 9过滤器 10箱体 11端盖 12液位/温度计,图2-27所示为油箱的典型结构。油箱内部用隔板7将吸油管3、过滤器9和泄油管2、回油管1隔开。顶部、侧面和底部分别装有空气过滤/注油器4和液位/温度计12和排放污油的堵塞8。 液压泵及其驱动电动机的安装板固定在油箱顶面上。,3、油箱的结构：,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,油箱的容量：油面高度为油箱高度80%时

4、的油箱有效容积。,油箱的容量应根据液压系统的发热、散热平衡的原则来计算。对于一般情况而言，油箱的容量可按液压泵的额定流量估算出来。如对于机床和其他一些固定式装置，油箱的容量V（单位为L）可依下式估算,式中 qp液压泵的额定流量，单位为L/min； 与压力有关的经验数据；低压系统 =24，中压系统 =57，高压系统 =1012。,4、油箱的容量：,（2-19）,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,图2-28 油箱容量确定图,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,应注意：系统需要高峰流量时，油箱中液面正好下降到最低点，此时液面还应高于泵的吸油口75mm或1.5倍管径，二者之中取大值。液压系统

5、处于最大回油工况时，油箱液面处于最高位，此时油箱中还应有10%的储备容量。,油箱的容量依液压系统的热平衡的原则及油箱的允许温升来确定时，可利用图2-28所示的图表。由油箱的允许温升和系统的功率，即可查出油箱的所需容量。如允许温升35、功率11kW，便可查得油箱容量为800L。,第五章 辅助装置,液压与气压传动,Part 5.2过滤器,液压油液的污染是液压系统发生故障的主要原因，而控制油液污染最主要的措施就是使用油液的过滤器和过滤装置。,1. 过滤器的功用和类型,过滤器的功用：过滤混在油液中的杂质，把油液中杂质颗粒大小控制在能保证液压系统正常工作的范围内。,第五章 辅助装置,液压与气压传动,过滤

6、器的类型：过滤器依其滤心材料的过滤机制来分，有表面型、深度型和吸附型三种。,（1）表面型过滤器 过滤功能是由一个几何面来实现的。滤心材料具有均匀的标定小孔，可以滤除比小孔尺寸大的杂质。编网式滤心、线隙式滤心属于这种类型。 （2）深度型过滤器 滤心由多孔可透性材料制成，内部具有曲折迂回的通道。大于表面孔径的杂质积聚在外表面，较小的杂质进入滤材的内部，撞到通道壁上被吸附。纸心、毛毡、烧结金属、陶瓷和各种纤维制品等属于这种类型。 （3）吸附型过滤器 滤心材料把油液中的有关杂质吸附在其表面，如磁心可吸附油液中的铁屑。,第五章 辅助装置,液压与气压传动,2. 过滤器的主要参数和特性,过滤精度,过滤精度表

7、示过滤器对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力，用绝对过滤精度和过滤比等指标来表征。,绝对过滤精度是指通过滤心的最大硬球状颗粒的尺寸（y）它反映了过滤材料中最大的通孔尺寸，以m表示。它可以用试验的方法进行确定。,第五章 辅助装置,液压与气压传动,（2-20）,由式（2-20）可见，x 越大，过滤精度越高。当x 75时， x 即被认为是过滤器的过滤精度。 过滤比能确切地反映过滤器对不同尺寸颗粒污染物的过滤能力。,过滤比（x值）是指过滤器上游油液单位容积中大于某给定尺寸的颗粒数Nu与下游油液单位容积中大于同一尺寸的颗粒数Nd之比，即对某一尺寸x（单位为m）的颗粒来说，其过滤比x的表达式为,第五章 辅助

8、装置,液压与气压传动,纳垢容量,纳垢容量指过滤器在压力降达到规定值之前可以滤除并容纳的污染物数量，这项指标可用多次通过性试验来确定。过滤器的纳垢容量越大，它的使用寿命就越长。一般说来，滤心尺寸越大，即过滤面积越大，纳垢容量就越大。,压降特性,过滤器是利用滤心上的小孔和微小间隙来过滤油液中杂质的，因此，油液流过滤心时必然产生压力降（即压力损失）。一般说来，在滤心尺寸和流量一定的情况下，压力降随过滤精度提高而增加，随油液粘度的增大而增加，随过滤面积增大而下降。过滤器有一个最大允许压力降值，以保护过滤器不受破坏或系统压力不致过高。,第五章 辅助装置,液压与气压传动,3. 过滤器的结构,图2-29 表

9、面型过滤器 a）网式过滤器 b）线隙式过滤器 1细铜丝网 2筒形骨架 3铜丝或铝线 4壳体,图2-29a所示为网式过滤器的结构，这是一种装在液压泵吸油管上的吸油用过滤器。它用细铜丝网1作过滤材料，包在周围有很多窗孔的塑料或金属筒形骨架2上。其过滤精度约为80180m，压力损失不超过0.01MPa。,图2-29b所示为线隙式过滤器，4是壳体，滤心是用每隔一定距离冲扁的铜丝或铝线3绕在筒形骨架的外圆上，利用线间缝隙进行过滤。吸油用线隙式过滤器的过滤精度约为80100m，压力损失约为0.02MPa；回油用线隙式过滤器的过滤精度约为3050m，压力损失约为0.070.35MPa。,第五章 辅助装置,液

10、压与气压传动,第五章 辅助装置,液压与气压传动,图2-30 纸心式过滤器 1筒壳 2滤心 3旁通阀 4滤壳头部 5堵塞发信器,图2-30所示为纸心式过滤器。它用筒壳1、滤心2、堵塞发信器5和旁通阀3等组成。滤心由平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成。使用时，油流从外侧进入滤心后流出。当滤心上、下游之间的压差增大到接近允许的极限值时，堵塞发信器给出指示信号，提醒应更换滤心。若堵塞发信器报警后过滤器未能得到及时维护，当压差继续增大到旁通阀的设定值时，旁通阀开启，以防止滤心破裂而污染整个系统。 纸心式过滤器： 过滤精度一般约为1020m，高精度的可达1m，压力损失在0.080.35MPa之间。,第

11、五章 辅助装置,液压与气压传动,4. 过滤器的安装,过滤器根据液压系统的不同要求，可以安装在不同的位置上。,1）安装在液压泵吸油管路上，用于保护液压泵不使较大颗粒杂质进入。 2）安装在液压泵的压油管路上，用来保护液压泵以外的液压元件。 3）安装在回油路上，用来过滤回油箱的油液。 4）安装在辅助泵输油管路上，以不断净化系统中的油液。 5）安装在支油路上。,5. 过滤器的使用注意事项,1）壳体上液流方向。 2）当报警时，及时清洗或更换。 3）清洗或更换滤芯时，应堵住端口。,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,液压系统在工作时的能量损失转化为热量，一部分通过油箱和装置的表面向周围空间发散，而大部

12、分使油液的温度升高。液压系统的油温一般希望保持在3050范围内，最高不超过65；如环境温度低时，油温最低不得低于15。因此，如液压系统靠自然冷却不能使油温控制在上述范围内时，系统就须要安装冷却器。相反，如油温过低而无法起动液压泵，或系统不能正常工作时，就须安装加热器。,热交换器就是冷却器和加热器的总称。,Part 5.3热交换器,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,1. 冷却器,图2-31 多管式冷却器 1出水口 2、6端盖 3出油口 4隔板 5进油口 7进水口,图2-32 翅片管式冷却器,液压系统中用得较多的冷却器是强制对流式冷却器。图2-31所示为多管式冷却器的结构。油液从进口5流入，

13、从出油口3流出；而冷却水从进水口7流入，通过多根水管后由出水口1流出。冷却器内设置了隔板4，在水管外部流动的油液的行进路线因隔板的上下布置变得迂回曲折，从而增强了热交换效果。这种冷却器的冷却效果较好。,翅片管式冷却器是在冷却水管的外表面上装了许多横向或纵向的散热翅片，大大扩大了散热面积和增强了热交换效果。图2-32所示的翅片管式冷却器，是在圆管或椭圆管外嵌套了许多径向翅片，它的散热面积可比光滑管大810倍。椭圆管的散热效果比圆管更好。,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,液压系统也可以用风冷却，其中翅片式风冷却器结构紧凑、体积小、强度高、效果好。如果用风扇鼓风，则冷却效果更好。,在要求较高

14、的装置上，可以采用冷媒式冷却器（氨冷）。它是利用冷媒介质在压缩机中绝热压缩后进入散热器放热，蒸发器吸热的原理，带走油中的热量而使油冷却。这种冷却器冷却效果好，但价格过于昂贵。,液压系统最好装有油液的自动控温装置，以确保油液温度准确地控制在要求的范围内。,冷却器一般安放在回油管或低压管路上，图2-33示出了冷却器在液压系统中的各种安装位置。,油液流经冷却器时的压力损失一般约为0.010.1MPa。,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,图2-33 冷却器在液压系统中的各种安装位置 1冷却器装在主溢流阀溢流口，溢流阀产生的热油直接获得冷却，同时也不受系统冲击压力影响，单向阀起保护作用，截止阀可在

15、起动时使液压油液直接回油箱 2冷却器直接装在主回油路上，冷却速度快，但系统回路有冲击压力时，要求冷却器能承受较高的压力 3单独的液压泵将热的工作介质通入冷却器，冷却器不受液压冲击的影响,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,2. 加热器,加热器的作用在于低温起动时将油液温度升高到适当的值（15）。,加热方法主要采用电加热。加热器一般安装在油箱内，有时也采用管道加热。加热器的发热功率可按下式估算：,式中 V 油箱的容积；t油液加热后的温升；T加热时间。,加热方法主要采用电加热。加热器一般安装在油箱内，有时也采用管道加热。加热器的发热功率可按下式估算：,式中 V 油箱的容积；t油液加热后的温升；T加热时间。,第二章 能源装置及辅件,液压与气压传动,2. 加热器,电加热器所需功率：,加热方法主要采用电加热。加热器一般安装在油箱内，有时也采用管道加热。加热器的发热功率可按下式估算：,式中 ht电热器的热效率，一般取ht =0.60.8。,电加热器多安装在油箱的横侧，加热部分应全部浸入油中，严防因油的蒸发、油面降低而使加热部分露出油面。,第五章 辅助装置,液压与气压传动,Part 5.4 蓄能器,1. 蓄能器的功用和分类,在液压系统中，蓄能器主要用来储存油液的压力能，它的主要功用是：,