液压传动PPT课件第五章液压辅.ppt

滤油器滤油器蓄能器蓄能器油箱及热交换器油箱及热交换器其他辅件其他辅件第五章第五章 液压辅件液压辅件 51 滤油器滤油器 一、滤油器的选用和过滤一、滤油器的选用和过滤精度精度 二、滤油器的典型结构二、滤油器的典型结构 三、滤油器的选用三、滤油器的选用 四、滤油器的安装位置四、滤油器的安装位置1 1、液压系统的油液中的各种污染物、液压系统的油液中的各种污染物：外部污染物外部污染物:切屑、锈垢、橡胶颗粒、切屑、锈垢、橡胶颗粒、漆片、棉丝漆片、棉丝内部污染物：零件磨损的脱落物、内部污染物：零件磨损的脱落物、油液因理化作用的生成物油液因理化作用的生成物一、滤油器的作用和过滤精度一、滤油器的作用和过滤精度 滤油器的过滤精度通常用能被过滤掉的杂质颗滤油器的过滤精度通常用能被过滤掉的杂质颗粒的公称尺寸粒的公称尺寸大小来表示。一般要求系统过滤精度小大小来表示。一般要求系统过滤精度小于运动副间隙的一半。此外，压力越高，对过滤精度于运动副间隙的一半。此外，压力越高，对过滤精度要求就越高。要求就越高。近年来，人们用另一个指标近年来，人们用另一个指标:过滤比过滤比 。2 2、过滤精度和过滤、过滤精度和过滤比比滤油器的总类很多，主要类型有：滤油器的总类很多，主要类型有：机械式滤油器机械式滤油器网式滤油器；网式滤油器；线隙式滤油器；线隙式滤油器；片式滤油器；片式滤油器；纸芯式滤油器；纸芯式滤油器；烧结式滤油烧结式滤油器；器；磁性滤器磁性滤器二、滤油器的典型结构二、滤油器的典型结构机械式滤油器主要靠过滤介质阻挡杂质；磁性滤油器机械式滤油器主要靠过滤介质阻挡杂质；磁性滤油器则靠过滤介质的磁性吸出油液中的铁末。则靠过滤介质的磁性吸出油液中的铁末。1.1.网式滤油网式滤油器器 网式滤油器结构如图。这种滤油器的过滤精度网式滤油器结构如图。这种滤油器的过滤精度与铜丝网的网孔与铜丝网的网孔大小和层数有关。图大小和层数有关。图示结构实际上只是一示结构实际上只是一个滤芯。网式滤油器个滤芯。网式滤油器的优点是通油能力大的优点是通油能力大压力损失小，容易清压力损失小，容易清洗，但过滤精度不高洗，但过滤精度不高主要用于泵吸油口。主要用于泵吸油口。2.2.线隙式滤油器线隙式滤油器 线隙式滤油器结构如图所示。其滤芯采用线隙式滤油器结构如图所示。其滤芯采用绕在骨架上的铜丝来绕在骨架上的铜丝来 替代上图中的铜丝网。替代上图中的铜丝网。过滤精度决定于铜丝过滤精度决定于铜丝间的间隙，故称为线间的间隙，故称为线隙式滤油器。它常用隙式滤油器。它常用于液压系统的压力管于液压系统的压力管及内燃机的燃油过滤及内燃机的燃油过滤系统。系统。3.3.纸芯式滤油器纸芯式滤油器 纸芯式滤油器是以处理过的滤纸做过滤材纸芯式滤油器是以处理过的滤纸做过滤材料。为了增加过滤面积，纸芯上的纸呈波纹状。纸芯料。为了增加过滤面积，纸芯上的纸呈波纹状。纸芯式滤油器性能可靠，是液压系统中广泛采用的一种滤式滤油器性能可靠，是液压系统中广泛采用的一种滤油器。油器。但纸芯强度较低，但纸芯强度较低，且堵塞后无法清理，且堵塞后无法清理，所以必须经常更换所以必须经常更换纸芯。纸芯。滤油器纸芯外形滤油器纸芯外形4.4.烧结式滤油器烧结式滤油器 烧结式滤油器结构如图所示，滤芯是用颗烧结式滤油器结构如图所示，滤芯是用颗粒状青铜粉压制烧结而粒状青铜粉压制烧结而成，属于深度型滤油器。成，属于深度型滤油器。烧结式滤芯强度较高，烧结式滤芯强度较高，耐高温，性能稳定，抗耐高温，性能稳定，抗腐蚀性能好，过滤精度腐蚀性能好，过滤精度高，是一种常用的精密高，是一种常用的精密滤芯。但其颗粒容易脱滤芯。但其颗粒容易脱落，堵塞不易清洗。落，堵塞不易清洗。三、滤油器的选用三、滤油器的选用选用滤油器时应考虑一下三个问题：选用滤油器时应考虑一下三个问题：1.1.滤孔尺寸滤孔尺寸 滤芯的滤孔尺寸可根据过滤精度或过滤比的要求来选滤芯的滤孔尺寸可根据过滤精度或过滤比的要求来选取。取。2.2.通过能力通过能力 滤芯应有足够的通流面积。通过的流量愈高，则要求滤芯应有足够的通流面积。通过的流量愈高，则要求通流面积愈大。一般可按要求通过的流量，由样本选通流面积愈大。一般可按要求通过的流量，由样本选用相应的规格的滤芯。用相应的规格的滤芯。3.3.耐压耐压包括滤芯的耐压以及壳体的耐压。这主要靠设包括滤芯的耐压以及壳体的耐压。这主要靠设计时的滤芯有足够的通流面积，使滤芯上的压计时的滤芯有足够的通流面积，使滤芯上的压降足够小，以避免滤芯被破坏。当滤芯堵塞时，降足够小，以避免滤芯被破坏。当滤芯堵塞时，压降便增加，故要在滤油器上装置安全阀或发压降便增加，故要在滤油器上装置安全阀或发讯装置报警。必须注意滤芯的耐压与滤油器的讯装置报警。必须注意滤芯的耐压与滤油器的使用压力是两回事。当提高使用压力时，只需使用压力是两回事。当提高使用压力时，只需考虑壳体（以及相应的密封装置）是否能承受，考虑壳体（以及相应的密封装置）是否能承受，而与滤芯的耐压无关。而与滤芯的耐压无关。四、滤油器的安装位置四、滤油器的安装位置1 1、滤油器安装于液压泵吸油口、滤油器安装于液压泵吸油口,此位置可避免较大颗此位置可避免较大颗粒的杂质进入液压泵，但要求滤油器有很大的通油能粒的杂质进入液压泵，但要求滤油器有很大的通油能力和较小的压力损失。一般采用过滤精度较低的网式力和较小的压力损失。一般采用过滤精度较低的网式滤油器。滤油器。2 2、滤油器安装于液压泵压油口、滤油器安装于液压泵压油口,此位置可用以保护除此位置可用以保护除液压泵以外的其它液压元件。要求滤油器能耐高压。液压泵以外的其它液压元件。要求滤油器能耐高压。3 3、滤油器安装于回油管路、滤油器安装于回油管路,此位置使油液在流回油此位置使油液在流回油箱之前先经过过滤箱之前先经过过滤,使油箱中的油液得到净化。此种使油箱中的油液得到净化。此种滤油器壳体的滤油器壳体的耐压性能可较低。耐压性能可较低。4 4、滤油器安装在旁油路上、滤油器安装在旁油路上,此位置可使管路中大的此位置可使管路中大的油液不断净化，使油液的污染程度得到控制。油液不断净化，使油液的污染程度得到控制。5 5、独立的过滤系统、独立的过滤系统,这是将滤油器和泵组成一个独这是将滤油器和泵组成一个独立于液压系统之外的过滤回路。它的作用也是不断净立于液压系统之外的过滤回路。它的作用也是不断净化系统中的油液，与将滤油器安装在旁路上的情况相化系统中的油液，与将滤油器安装在旁路上的情况相似。它需要增加设备（泵），适用于大型机械的液压似。它需要增加设备（泵），适用于大型机械的液压系统。系统。结束结束 5 52 2蓄能器蓄能器 一、蓄能器的类型一、蓄能器的类型 二、蓄能器的功用二、蓄能器的功用 三、充气式蓄能器的选用三、充气式蓄能器的选用一、蓄能器的类型一、蓄能器的类型 重锤式蓄能器原理见右图。它利用重锤的重锤式蓄能器原理见右图。它利用重锤的位置变化来储存和释位置变化来储存和释 放能量。重锤放能量。重锤1 1作用于作用于 油液，油液压力决定油液，油液压力决定 于弹簧的预紧力和活于弹簧的预紧力和活 塞面积。这种蓄能器塞面积。这种蓄能器 目前已很少采用，只目前已很少采用，只 有在个别的低压系统有在个别的低压系统 中还能见到。中还能见到。1.1.重锤式蓄能器重锤式蓄能器2.弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器的原理和结构如图所示：弹簧式蓄能器的原理和结构如图所示：3.3.充气式蓄能器充气式蓄能器 这是一种直接式接触式这是一种直接式接触式蓄能器。其结构如图。它是蓄能器。其结构如图。它是一个下半部盛油液，上半部一个下半部盛油液，上半部充压缩气体的气瓶。这种蓄充压缩气体的气瓶。这种蓄能器容量大，体积小，惯性能器容量大，体积小，惯性小，反应灵敏。但是气体容小，反应灵敏。但是气体容易混入油液中，使油液的可易混入油液中，使油液的可压缩性增加，并且耗气量大，压缩性增加，并且耗气量大，必须经常补气。必须经常补气。充气式蓄能器利用压缩气体储存能量。充气式蓄能器利用压缩气体储存能量。（1 1）气瓶式蓄能器）气瓶式蓄能器（2 2）活塞式蓄能器）活塞式蓄能器 这是一种隔离式蓄能器。其机构如图。它利用这是一种隔离式蓄能器。其机构如图。它利用活塞使气油液隔活塞使气油液隔 离，以减少气体渗入离，以减少气体渗入 油液的可能性。其容油液的可能性。其容 量大，常用于中、量大，常用于中、高高 压系统，但正逐渐被压系统，但正逐渐被 性能更完善的气囊式性能更完善的气囊式 蓄能器所代替。蓄能器所代替。（3 3）气囊式蓄能器）气囊式蓄能器 气囊式蓄能器也是一种隔离式蓄能器。其气囊式蓄能器也是一种隔离式蓄能器。其结构如图。外壳结构如图。外壳2 2为两端成球形为两端成球形 的圆柱体，壳体内有一个用耐的圆柱体，壳体内有一个用耐 油橡胶制成的气囊油橡胶制成的气囊3 3。气囊出口。气囊出口 上设充气阀上设充气阀1 1，充气阀只在为气，充气阀只在为气 囊充气时才打开，平时关闭。这囊充气时才打开，平时关闭。这 种蓄能器中气体和液体完全隔离种蓄能器中气体和液体完全隔离 开，而且蓄能器的重量轻，惯性开，而且蓄能器的重量轻，惯性 小，反应灵敏，是当前最广泛应小，反应灵敏，是当前最广泛应 用的一种蓄能器。用的一种蓄能器。二、蓄能器的功用二、蓄能器的功用蓄能器在液压系统中的功用主要有以下几个方面：蓄能器在液压系统中的功用主要有以下几个方面：1.短期大量供油短期大量供油2.系统保压系统保压3.应急能源应急能源4.缓和冲击压力缓和冲击压力5.吸收脉动压力吸收脉动压力上诉五项中，前三项属辅助能源，后二项属上诉五项中，前三项属辅助能源，后二项属减少压力冲击，改善性能的辅助装置。减少压力冲击，改善性能的辅助装置。使用蓄能器时应注意一下几点：使用蓄能器时应注意一下几点：1.1.气瓶式蓄能器需要垂直安装，气体在上部，油液气瓶式蓄能器需要垂直安装，气体在上部，油液处于下部，以避免气体随液体一起排出。处于下部，以避免气体随液体一起排出。2.2.装在管路上的蓄能器必须用支承架固定。装在管路上的蓄能器必须用支承架固定。3.3.蓄能器与管路系统之间应安装截至阀，以便在系蓄能器与管路系统之间应安装截至阀，以便在系统长期停止工作以及充气和检修时，将蓄能器与统长期停止工作以及充气和检修时，将蓄能器与主油路切断。蓄能器与液压泵之间还应安装单向主油路切断。蓄能器与液压泵之间还应安装单向阀，以防止液压泵停转时蓄能器内的压力油倒流。阀，以防止液压泵停转时蓄能器内的压力油倒流。三、充气式蓄能器的选用三、充气式蓄能器的选用1.液压泵流量的计算液压泵流量的计算 在一个工作循环内各阶段所需流量如图，液压泵在一个工作循环内各阶段所需流量如图，液压泵的流量的流量Q Qp p为：为：Q Qp p=Q Qi i t ti i/T/T Q Qi i第第i i 阶段所需流量；阶段所需流量；t ti i第第i i 阶段持续的时阶段持续的时 间；间；T T一个循环的总时间；一个循环的总时间；n n一个循环的总阶段一个循环的总阶段 数。数。i=1n2.2.蓄能器工作容积蓄能器工作容积V Vw w的计算的计算 这里这里V Vw w指的是蓄能器所能储存油液的最大容积。指的是蓄能器所能储存油液的最大容积。在工作循环中，当所需流量大于泵流量时，蓄能器释在工作循环中，当所需流量大于泵流量时，蓄能器释放能量；而当所需流量小于泵的流量时，蓄能器储存放能量；而当所需流量小于泵的流量时，蓄能器储存能量。在各个工作阶段，蓄能器释放的油量为：能量。在各个工作阶段，蓄能器释放的油量为：V Vi i=(Q=(Qp p-Q-Qi i)t ti iDt ti i为为负值时，表示释放压力油；负值时，表示释放压力油；t ti i为正值时表示为正值时表示储存压力油。显然，储存压力油。显然，V Vw w至少应等于至少应等于 V Vi i中的最大值。中的最大值。极限情况下：极限情况下：V Vw w=(1/2)=(1/2)|VVi i|3.3.蓄能器总容积蓄能器总容积V V0 0的计算的计算 气囊式蓄能器在使用前先充气，压缩气体使气气囊式蓄能器在使用前先充气，压缩气体使气囊占有了蓄能器的全部容积，此时气囊中气体的体积囊占有了蓄能器的全部容积，此时气囊中气体的体积为为V V0 0，绝对压力为，绝对压力为P P0 0；在工作状态下，压力油进入蓄；在工作状态下，压力油进入蓄能器，使气囊受压缩，此时压力为能器，使气囊受压缩，此时压力为P P2 2，体积为，体积为V V2 2；压；压力油释放后，气体压力降为力油释放后，气体压力降为P P1 1，体积膨胀为，体积膨胀为V V1 1。一般，。一般，P P1 1PP0 0 。由由气体定律气体定律:P P0 0V V0 0n n=P=P1 1V V1 1n n=P=P2 2V V2 2n n从而有：从而有：V Vw w=V=V0 0P P0 01/n1/n(1/P(1/P1 1)1/n1/n 式中式中 n n指数。指数。结束结束 5 53 3油箱及热交换器油箱及热交换器一、油箱一、油箱二、热交换器二、热交换器一、油箱一、油箱 油箱用以储存油液，以保证供给液压液压系统油箱用以储存油液，以保证供给液压液压系统充分的工作油液，同时还具有散热，使渗充分的工作油液，同时还具有散热，使渗 入油入油液中的污物沉淀等作用。油箱可分为开式油箱和闭式液中的污物沉淀等作用。油箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱中的油液的液面与大气相通，而油箱两种。开式油箱中的油液的液面与大气相通，而闭式油箱中油液的液面与大气隔绝。开式油箱又分为闭式油箱中油液的液面与大气隔绝。开式油箱又分为整体式和分离式。所谓整体式是指利用主机的底座等整体式和分离式。所谓整体式是指利用主机的底座等作为油箱。而分离式油箱则与三机分离并与泵组成一作为油箱。而分离式油箱则与三机分离并与泵组成一个独立的供油单元（泵站）。个独立的供油单元（泵站）。进行油箱设计时，应注意以下几点：进行油箱设计时，应注意以下几点：1.1.应考虑清洗，换油方便。应考虑清洗，换油方便。2.2.油箱应有足够的容量。油箱应有足够的容量。3.3.吸油管及回油管应隔开，最好用一个或几个隔板吸油管及回油管应隔开，最好用一个或几个隔板隔开，以增加油液循环距离，使油液有充分时间隔开，以增加油液循环距离，使油液有充分时间沉淀污物，排出气泡和冷却。沉淀污物，排出气泡和冷却。4.4.吸油管距离箱底距离吸油管距离箱底距离H H 2D2D，距离壁大于，距离壁大于3D3D（D D为吸油管外径）。为吸油管外径）。5.5.油箱一般用油箱一般用2.54mm2.54mm的钢板焊成，尺寸高大的油箱的钢板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角铁和筋板，以增加刚性。要加焊角铁和筋板，以增加刚性。6.6.要防止油液渗漏和污染。要防止油液渗漏和污染。7.7.油箱应便于安装、吊装和维修。油箱应便于安装、吊装和维修。二、热交换器二、热交换器 液压系统中的功率损失几乎全部变成能量，使液压系统中的功率损失几乎全部变成能量，使油液温度升高。油液温度升高。要是散热面积不够，则需要采用冷要是散热面积不够，则需要采用冷却器，使油液的平衡温度降低到合适的范围内。按冷却器，使油液的平衡温度降低到合适的范围内。按冷却介质分，冷却器可分为风冷、水冷、和氨冷等多种却介质分，冷却器可分为风冷、水冷、和氨冷等多种形式。一般液压系统中主要采用前两种。形式。一般液压系统中主要采用前两种。水冷却器有水冷却器有蛇形管式蛇形管式、多管式多管式和和翅片式翅片式等。等。风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组成。冷风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组成。冷却器安装在回油管，避免受高压。却器安装在回油管，避免受高压。1 1、冷却器、冷却器 图为冷却器外形图为冷却器外形及安装位置及安装位置2.加热器加热器 液压系统中油液的加热一般用电加热器，液压系统中油液的加热一般用电加热器，加热方式见下图。由于直接和加热器接触的油加热方式见下图。由于直接和加热器接触的油液温度可能很高，会加速油液老化，所以这种液温度可能很高，会加速油液老化，所以这种电加热器应慎用。电加热器应慎用。结束结束 54 其它辅件其它辅件 一、管道一、管道 二、管接头二、管接头 三、压力表三、压力表 四、压力表开关四、压力表开关一、管道一、管道 液压系统中使用的管道分为硬管和软管两液压系统中使用的管道分为硬管和软管两类。硬管有无缝钢管、有缝钢管和铜管等；软类。硬管有无缝钢管、有缝钢管和铜管等；软管则有橡胶管和尼龙管等。油管的内径管则有橡胶管和尼龙管等。油管的内径d按下按下式计算：式计算：d=2.(Q/2)1/2 式中式中 Q通过油管的流量；通过油管的流量；V管道中允许的流速。管道中允许的流速。压油管壁厚压油管壁厚 计算式如下：计算式如下：pd/2()P油管工作压力；（油管工作压力；（）油管材料许用压力。）油管材料许用压力。在配置液压系统管道时还应注意以下几点：在配置液压系统管道时还应注意以下几点：1.尽管缩短管路，避免过多的交叉迂回；尽管缩短管路，避免过多的交叉迂回；2.2.弯硬管时在使用弯管器，弯曲部分保持圆弯硬管时在使用弯管器，弯曲部分保持圆滑，防止皱折。滑，防止皱折。3.3.金属管随意接时要留有胀缩余地。金属管随意接时要留有胀缩余地。4.4.随意接软管时要防止软管受拉或受扭。随意接软管时要防止软管受拉或受扭。根据计算所得油管的直径和壁厚，对照标准，根据计算所得油管的直径和壁厚，对照标准，选用相近的规格。选用相近的规格。二、管接头二、管接头 管接头是油管与油管、油管与液压元件的管接头是油管与油管、油管与液压元件的可拆装的连接件。它应该满足拆装方便，连接可拆装的连接件。它应该满足拆装方便，连接牢固，密封可靠，外尺寸小，通油能大，压力牢固，密封可靠，外尺寸小，通油能大，压力损失小以及工艺性好等要求。管接头的种类很损失小以及工艺性好等要求。管接头的种类很多，按接管接头的通路数量和流向可分为直通、多，按接管接头的通路数量和流向可分为直通、弯管、三通、和四通等；而按管接头和油管的弯管、三通、和四通等；而按管接头和油管的连接方式不同又可分为扩口式焊接式、卡套式连接方式不同又可分为扩口式焊接式、卡套式等。等。三、压力表三、压力表 液压系统各工作点的压力可通过压力表观液压系统各工作点的压力可通过压力表观测，以便调整和控制。最常用的压力表是弹簧测，以便调整和控制。最常用的压力表是弹簧弯管式压力表。压力表的精度等级以其误差占弯管式压力表。压力表的精度等级以其误差占量程的百分数来表示。选用压力表时系统最高量程的百分数来表示。选用压力表时系统最高压力约为量程的压力约为量程的3/4比较合理。为防止压力冲击比较合理。为防止压力冲击损坏压力表，常在通至压力表的通道上设置阻损坏压力表，常在通至压力表的通道上设置阻尼器尼器(见图见图)。图为压力表实物图为压力表实物四、压力表开关四、压力表开关 压力油路与压力表之间往往装有一压力表压力油路与压力表之间往往装有一压力表开关。见下图。它实际上是一个小型截止阀，开关。见下图。它实际上是一个小型截止阀，用于切断与接通压力表和油路的通道。压力表用于切断与接通压力表和油路的通道。压力表开关有一点、开关有一点、三点、六点等。三点、六点等。结束结束