液压液压辅助元件讲课教案.ppt

液压液压辅助元件24.1 滤油器滤油器4.1.1 对过滤器的要求对过滤器的要求 液压油中往往含有杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中安装一定精度的滤油器，是保证液压系统正常工作的必要手段。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（d100）、普通过滤器(d10）、精过滤器（d5）、特精过滤器（d1）。3 一般对过滤器的基本要求是：（1）能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸的杂质进入系统。（2）滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。（3）通流能力大，压力损失小。（4）易于清洗或更换滤芯。系统类别系统类别润滑润滑传动系统传动系统伺服伺服工作压力工作压力(MPa)02.5 141432 32 21精度精度d(m)1002550 25 10 5表4.1 各种液压系统的过滤精度要求4 按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网网网网式式式式、线线线线隙隙隙隙式式式式、纸纸纸纸质质质质滤滤滤滤芯芯芯芯式式式式、烧烧烧烧结结结结式式式式滤滤滤滤油油油油器器器器及及及及磁磁磁磁性性性性滤滤滤滤油油油油器器器器等。按滤油器安放的位置不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器，考虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。4.1.2 过滤器的类型及特点过滤器的类型及特点5（1 1）网式滤油器）网式滤油器）网式滤油器）网式滤油器 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。图4.1网式滤油器 6 图4.2 线隙式滤油器 （2 2）线隙式滤油器线隙式滤油器线隙式滤油器线隙式滤油器 线隙式滤油器如图4.2所示，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。7 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。图4.3纸质滤油器（3 3）纸质滤油器纸质滤油器纸质滤油器纸质滤油器8 图4.4 烧结式滤油器（4 4）烧结式滤油器）烧结式滤油器）烧结式滤油器）烧结式滤油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。94.1.3 过滤器的安装过滤器的安装（1）泵入口的吸油粗滤器）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0.010.035MPa。（2）泵出口油路上的高压滤油器）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1015m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。10 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。一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。（3）系统回油路上的低压滤油器）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）安装在系统以外的旁路过滤系统 安装滤油器时应注意安装滤油器时应注意安装滤油器时应注意安装滤油器时应注意114.2 蓄能器蓄能器4.2.1 蓄能器的作用蓄能器的作用（1 1）作辅助动力源）作辅助动力源）作辅助动力源）作辅助动力源 在间歇工作或周期性动作中，蓄能器可以把泵输出的多余压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放出来。这样可以减少液压泵的额定流量，从而减小电机功率消耗。12 蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，也能吸收液压泵工作时的流量脉动所引起的压力脉动。（2 2）系统保压或作紧急动力源）系统保压或作紧急动力源）系统保压或作紧急动力源）系统保压或作紧急动力源 对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的系统，可用蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某些系统要求当泵发生故障或停电时，执行元件应继续完成必要的动作时，需要有适当容量的蓄能器作紧急动力源。（3 3）吸收系统脉动，缓和液压冲击）吸收系统脉动，缓和液压冲击）吸收系统脉动，缓和液压冲击）吸收系统脉动，缓和液压冲击134.2.2蓄能器的结构形式蓄能器的结构形式图4.6蓄能器的结构形式14 活塞式蓄能器中的气体和油液由活塞隔开。活塞1的上部为压缩空气，活塞1随下部压力油的储存和释放而在缸筒2内来回滑动。这种蓄能器活塞有一定的惯性，和O形密封圈存在较大的摩擦力，所以反应不够灵敏。图4.7活塞式蓄能器（1）活塞式蓄能器）活塞式蓄能器15 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。图4.8皮囊式蓄能器 壳体 皮囊 充气阀 提升阀 （2）皮囊式蓄能器）皮囊式蓄能器16图4.8 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17 重力式蓄能器主要用冶金等大型液压系统的恒压供油，其缺点是反应慢，结构庞大，现在已很少使用。（3）薄膜式蓄能器）薄膜式蓄能器（4）弹簧式蓄能器）弹簧式蓄能器（5）重力式蓄能器）重力式蓄能器4.2.3 蓄能器的容量计算蓄能器的容量计算 容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异。现以皮囊式蓄能器为例加以说明。184.2.3.14.2.3.1作辅助动力源时的容量计算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（4.1）皮囊的充气压力 皮囊充气体积，此时皮囊充满壳体内腔，故亦即蓄能器容量 系统最高工作压力，即泵对蓄能器充油结束时的压力 皮囊被压缩后相应于P1时的气体体积 系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力 气体膨胀后相应于P2时的气体体积式中：19 体积差 为供给系统油液的有效体积，将它代入式（4.1），使可求得蓄能器容量 ，即 由上式得（4-2）20 充气压力 在理论上可与 相等，但是为保证 在时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，则应使 ，一般取 =（0.80.85）（4.3）当蓄蓄蓄蓄能能能能器器器器用用用用于于于于保保保保压压压压时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分进行，可认为是等等等等温温温温变变变变化化化化过程，这时取n=1n=1；而当蓄蓄蓄蓄能能能能器器器器作作作作辅辅辅辅助助助助或或或或应应应应急急急急动动动动力力力力源源源源时，释放液体的时间短，热交换不充分，这时可视为绝绝绝绝热过程热过程热过程热过程，取n=1.4n=1.4。214.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算 当蓄能器用于吸收冲击吸收冲击吸收冲击吸收冲击时，一般按经验公式计算缓冲一般按经验公式计算缓冲一般按经验公式计算缓冲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最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即（4.4）式中：允许的最大冲击（MPa）阀口关闭前管内压力（MPa）用于冲击的蓄能器的最小容量(L)L 发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度()T 阀口关闭的时间()，实然关闭时取t=022 储存油液 散掉系统累计的热量 促进油液中空气的分离 沉淀油液中的污垢4.3 油箱油箱油油箱箱的的基基本本功功能能是是：储储储储存存存存工工工工作作作作介介介介质质质质；散散散散发发发发系系系系统统统统工工工工作作作作中中中中产产产产生生生生的热量；分离油液中混入的空气；沉淀污染物及杂质。的热量；分离油液中混入的空气；沉淀污染物及杂质。的热量；分离油液中混入的空气；沉淀污染物及杂质。的热量；分离油液中混入的空气；沉淀污染物及杂质。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。4.3.1 油箱的基本功能油箱的基本功能23 图图4.9 4.9 开式油箱开式油箱 11回油管回油管;2;2 泄油管泄油管;3;3 泵吸油管泵吸油管;4;4 空气滤清器空气滤清器;5 5 安装板安装板;6;6 隔板隔板;7;7 放油孔放油孔;8;8 粗滤油器粗滤油器;9;9 清洗窗侧板清洗窗侧板;10 10 液位计窗口液位计窗口;11;11 注油口注油口;12;12 油箱上盖油箱上盖244.3.2油箱的容积与结构油箱的容积与结构 在初步设计时，油箱的有效容量可按下述经验公式确定（4.5）式中：油箱的有效容量 液压泵的流量 经验系数，低压系统：=24，中压系统：=57，中高压或高压系统：=612 对对对对功功功功率率率率较较较较大大大大且且且且连连连连续续续续工工工工作作作作的的的的液液液液压压压压系系系系统统统统，必必必必要要要要时时时时还还还还要要要要进进进进行行行行热平衡计算，以此确定油箱容量。热平衡计算，以此确定油箱容量。热平衡计算，以此确定油箱容量。热平衡计算，以此确定油箱容量。25 下面根据图4.8所示的油箱结构示意图分述设计要点如下:（1 1）泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远些些些些，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管径的径的2-32-3倍，以免吸空和飞溅起泡。吸油管端部所安装的倍，以免吸空和飞溅起泡。吸油管端部所安装的滤油器，离箱壁要有滤油器，离箱壁要有3 3倍管径的距离，以便四面进油。回倍管径的距离，以便四面进油。回油管口应截成油管口应截成4545 斜角，以增大回流截面，并使斜面对斜角，以增大回流截面，并使斜面对着箱壁，以利散热和沉淀杂质。着箱壁，以利散热和沉淀杂质。（2 2）在在在在油油油油箱箱箱箱中中中中设设设设置置置置隔隔隔隔板板板板，以以便便将将吸吸、回回油油隔隔开开，迫迫使使油液循环流动，利于散热和沉淀。油液循环流动，利于散热和沉淀。26（3 3）设设设设置置置置空空空空气气气气滤滤滤滤清清清清器器器器与与与与液液液液位位位位计计计计。空空气气滤滤清清器器的的作作用用是是使使油油相相箱箱与与大大气气相相通通，保保证证泵泵的的自自吸吸能能力力，滤滤除除空空气气中中的的灰灰尘尘杂杂物物，有有时时兼兼作作加加油油口口。它它一一般般布布置置在顶盖上靠近油箱边缘处。在顶盖上靠近油箱边缘处。27（5 5）油油油油箱箱箱箱正正正正常常常常工工工工作作作作温温温温度度度度应应应应在在在在15-6615-6615-6615-66 C C C C之之之之间间间间，必必要要时时应应安装温度控制系统，或设置加热器和冷却器。安装温度控制系统，或设置加热器和冷却器。（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。（4 4）设置放油口与清洗窗口。设置放油口与清洗窗口。设置放油口与清洗窗口。设置放油口与清洗窗口。将油箱底面做成斜面，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。箱一般均在侧壁设清洗窗口。284.4 管管 件件 管件包括管道、管接头和法兰等。4.4.1 管道管道 种类：钢管、紫铜管、橡胶管 管管管管道道道道的的的的内内内内径径径径d d和和和和壁壁壁壁厚厚厚厚 可采用下列两式计算，并需圆整为标准数值，即（4.6）（4.7）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29安装要求 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。管管道道尽尽量量避避免免交交叉叉，平平行行管管距距要要大大于于100mm，以以防防接接触振动，并便于安装管接头。触振动，并便于安装管接头。4.4.2 管接头管接头 （1 1）硬管接头）硬管接头）硬管接头）硬管接头 按管接头和管道的连接方式分，有扩口式管接头，扩口式管接头，扩口式管接头，扩口式管接头，卡套式管接头和焊接式管接头卡套式管接头和焊接式管接头卡套式管接头和焊接式管接头卡套式管接头和焊接式管接头三种。30 当旋紧螺帽当旋紧螺帽3时，通过套管时，通过套管2使被连接管使被连接管1端部的扩口端部的扩口压紧在接头体压紧在接头体4的锥面上。的锥面上。被扩口的被扩口的管子只能是薄管子只能是薄壁且塑性良好壁且塑性良好的管子如铜管。的管子如铜管。此种接头的工此种接头的工作压力不高于作压力不高于8MPa。图图4.10(a)4.10(a)扩口式管接头扩口式管接头 1管子；2一套管；3一螺帽；4一接头本体扩口式管接头扩口式管接头扩口式管接头扩口式管接头31 图图4.104.10（b)b)卡套式管接头卡套式管接头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：卡套式管接头：卡套式管接头：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。32 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。焊接式管接头焊接式管接头焊接式管接头焊接式管接头 图图4.104.10（c)c)焊接式管接头焊接式管接头 1一接头体；2一接管；3螺帽；4一密封圃；5一组合密封圈33 图中的接管端部做成球面、螺帽拧紧在接头体上后，球面和接头体的内锥面压紧而防止漏油。接头体的锥螺纹将拧入某元件的基体。焊接式管接头制作简单、工作可靠，对被连接的管件尺寸精度要求不高，工作压力可达32MPa或更高。缺点是对焊接质量要求较高。它是目前应用最多的一种管接头。34扣压式胶管接头扣压式胶管接头扣压式胶管接头扣压式胶管接头图4.11 （2 2）软管接头）软管接头）软管接头）软管接头354.5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3050C的范围之内，最高不超过最高不超过最高不超过最高不超过6565 C C，最低不低于，最低不低于，最低不低于，最低不低于1515 C C。364.5.1 冷却器冷却器图4.11 对流式多管头冷却器 37冷却器的安装位置冷却器的安装位置冷却器的安装位置冷却器的安装位置 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。384.5.2 加热器加热器 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。图4.12 加热器的安装39小小 结结 滤滤滤滤油油油油器器器器是是液液压压传传动动系系统统最最重重要要的的保保护护元元件件，通通过过过过滤滤油油液液中中的的杂杂质质来来确确保保液液压压元元件件及及系系统统不不受受污污染染物物的的侵侵袭袭。从从使使用用场场合合上上可可分分为为高高压压滤滤油油器器和和低低压压滤滤油油器器；从从过过滤滤精精度度可可分分为为粗粗滤滤器器和和精精滤器，过滤器材料也多种多样。滤器，过滤器材料也多种多样。本本本本章章章章介介介介绍绍绍绍了了了了纸纸纸纸质质质质、网网网网式式式式、线线线线隙隙隙隙式式式式及及及及烧烧烧烧结结结结式式式式滤滤滤滤油器的结构。油器的结构。油器的结构。油器的结构。小小 结结 蓄蓄蓄蓄能能能能器器器器在在大大型型及及高高精精度度液液压压系系统统占占有有重重要要的的地地位位，通通常常用用于于吸吸收收脉脉动动、冲冲击击及及作作为为液液压压系系统统的的辅辅助助油油源源，在在结结构构上上有有：皮皮皮皮囊囊囊囊式式式式、膜膜膜膜片片片片式式式式、重重重重力力力力式式式式、弹弹弹弹簧簧簧簧式式式式及及及及活活活活塞塞塞塞式式式式。蓄蓄能能器器在在工工作作时时基基本本上上是是处处于于动动态态工工况况，往往往往关关心心的的也也是是其其动动态特性。态特性。热热热热交交交交换换换换器器器器包包括括加加热热器器和和冷冷却却器器，它它们们的的功功能能是是使使液液压压传动介质处在设定的温度范围内，提高传动质量。传动介质处在设定的温度范围内，提高传动质量。油油油油箱箱箱箱作作为为一一非非标标辅辅件件，根根据据不不同同情情况况进进行行设设计计，主主要要用用于传动介质的储存、供应、回收、沉淀、散热等。于传动介质的储存、供应、回收、沉淀、散热等。习题习题 4.1 滤油器分为哪些种类？安装时要注意什么？滤油器分为哪些种类？安装时要注意什么？4.2 4.2 根据哪些原则选用滤油器？根据哪些原则选用滤油器？根据哪些原则选用滤油器？根据哪些原则选用滤油器？4.3 在在液液压压缸缸活活塞塞上上安安装装O形形密密封封圈圈时时，为为什什么么在在其其侧侧面面安安放挡圈？怎样确定用一个或两个挡圈？放挡圈？怎样确定用一个或两个挡圈？4.4 举例说明油箱的典型结构及各部分的作用。举例说明油箱的典型结构及各部分的作用。4.5 4.5 设设设设蓄蓄蓄蓄能能能能器器器器的的的的充充充充气气气气压压压压力力力力为为为为6MPa6MPa，求求求求在在在在压压压压力力力力为为为为13MPa13MPa和和和和7MPa7MPa之之之之间间间间时时时时可可可可供供供供2L2L油油油油液液液液的的的的蓄蓄蓄蓄能能能能器器器器的的的的容容容容积积积积，按按按按等等等等温温温温充充充充油油油油绝绝绝绝热热热热放油和等温过程两种情况计算。放油和等温过程两种情况计算。放油和等温过程两种情况计算。放油和等温过程两种情况计算。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢