液壓與氣動(dòng)控制技術(shù)(辛連學(xué))8液壓輔助元件

1、第八章 液壓輔助元件第一節(jié)第一節(jié) 蓄蓄 能能 器器第二節(jié)第二節(jié) 濾濾 油油 器器 第三節(jié)第三節(jié) 油油 箱箱第四節(jié)第四節(jié) 管路和管接頭管路和管接頭第五節(jié)第五節(jié) 密封裝置密封裝置本章小結(jié)本章小結(jié)思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題第八章 液壓輔助元件第一節(jié)第一節(jié) 蓄蓄 能能 器器 蓄能器是液壓系統(tǒng)中的儲(chǔ)能元件，它儲(chǔ)存多余的液壓油液，并在需要時(shí)釋放出來(lái)供給系統(tǒng)。蓄能器的類型與結(jié)構(gòu)蓄能器的類型與結(jié)構(gòu) 蓄能器有重力式、彈簧式和充氣式三類，常用的是充氣式，它又可分為活塞式、氣囊式和隔膜式三種。在此主要介紹活塞式及氣囊式兩種蓄能器。圖8-1 充氣式蓄能器1活塞式蓄能器 2氣囊式蓄能器 圖8-1b所示為NXQ型皮囊折合式

2、蓄能器， 第八章 液壓輔助元件第一節(jié)第一節(jié) 蓄蓄 能能 器器 二、蓄能器的功用二、蓄能器的功用1 1作輔助動(dòng)力源作輔助動(dòng)力源2 2保壓和補(bǔ)充泄漏保壓和補(bǔ)充泄漏3 3緩和沖擊，吸收壓力脈動(dòng)。緩和沖擊，吸收壓力脈動(dòng)。 三、蓄能器的安裝三、蓄能器的安裝蓄能器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置隨其功用而定，主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：蓄能器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置隨其功用而定，主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1)1)氣囊式蓄能器應(yīng)垂直安裝，油口向下。氣囊式蓄能器應(yīng)垂直安裝，油口向下。 2)2)用于吸收液壓沖擊和壓力脈動(dòng)的蓄能器應(yīng)盡可能安裝在振源附近。用于吸收液壓沖擊和壓力脈動(dòng)的蓄能器應(yīng)盡可能安裝在振源附近。 3)3)裝在管路上的蓄能

3、器須用支板或支架固定。裝在管路上的蓄能器須用支板或支架固定。 4)4)蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停止工作時(shí)，蓄能器儲(chǔ)存的蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停止工作時(shí)，蓄能器儲(chǔ)存的液壓油倒流而使泵反轉(zhuǎn)；蓄能器與管路之間也應(yīng)安裝截止閥，供充氣和檢修液壓油倒流而使泵反轉(zhuǎn)；蓄能器與管路之間也應(yīng)安裝截止閥，供充氣和檢修之用。之用。第八章 液壓輔助元件第二節(jié)第二節(jié) 濾濾 油油 器器 一、濾油器的功用和類型一、濾油器的功用和類型 濾油器的功用是過濾混在液壓油液中的雜質(zhì)，降低進(jìn)入系統(tǒng)中油液的污染度，保證系統(tǒng)正常地工作。 濾油器按其濾心材料的過濾機(jī)制來(lái)分，有表面型濾油器、深度型濾油器和吸

4、附型濾油器三種。1.表面型濾油器：整個(gè)過濾作用是由一個(gè)幾何面來(lái)實(shí)現(xiàn)的。濾下的污染雜質(zhì)被截留在濾心元件靠油液上游的一面。在這里，濾心材料具有均勻的標(biāo)定小孔，可以濾除比小孔尺寸大的雜質(zhì)。由于污染雜質(zhì)積聚在濾心表面上，因此它很容易被阻塞住。編網(wǎng)式濾心、線隙式濾心屬于這種類型。2.深度型濾油器：這種濾心材料為多孔可透性材料，內(nèi)部具有曲折迂回的通道。大于表面孔徑的雜質(zhì)直接被截留在外表面，較小的污染雜質(zhì)進(jìn)入濾材內(nèi)部，撞到通道壁上，由于吸附作用而得到濾除。濾材內(nèi)部曲折的通道也有利于污染雜質(zhì)的沉積。紙心、毛氈、燒結(jié)金屬、陶瓷和各種纖維制品等屬于這種類型。3.吸附型濾油器：這種濾心材料把油液中的有關(guān)雜質(zhì)吸附在其

5、表面上。磁心即屬于此類。第八章 液壓輔助元件第二節(jié)第二節(jié) 濾濾 油油 器器 第八章 液壓輔助元件第二節(jié)第二節(jié) 濾濾 油油 器器 表表8-1 常見的濾油器及其特點(diǎn)常見的濾油器及其特點(diǎn) 續(xù)表續(xù)表第八章 液壓輔助元件第二節(jié)第二節(jié) 濾濾 油油 器器 二、濾油器的選用和安裝二、濾油器的選用和安裝1.選用 濾油器按其過濾精度(濾去雜質(zhì)的顆粒大小)的不同，有粗過濾器、普通過濾器、精密過濾器和特精過濾器四種，它們分別能濾去大于100m、10100m、510m和15m大小的雜質(zhì)。選用濾油器時(shí)，要考慮下列幾點(diǎn)：(1)過濾精度應(yīng)滿足預(yù)定要求。(2)能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持足夠的通流能力。(3)濾心具有足夠的強(qiáng)度，不因液壓

6、的作用而損壞。(4)濾心抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作。(5)濾心清洗或更換簡(jiǎn)便。因此，濾油器應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，按過濾精度、通流能力、工作壓力、油液粘度、工作溫度等條件選定其型號(hào)。第八章 液壓輔助元件第二節(jié)第二節(jié) 濾濾 油油 器器 2.安裝濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置通常有以下幾種：(1)要裝在泵的吸油口處：泵的吸油路上一般都安裝有表面型濾油器，目的是濾去較大的雜質(zhì)微粒以保護(hù)液壓泵，此外濾油器的過濾能力應(yīng)為泵流量的兩倍以上，壓力損失小于0.02MPa。(2)安裝在泵的出口油路上：此處安裝濾油器的目的是用來(lái)濾除可能侵入閥類等元件的污染物。其過濾精度應(yīng)為1015m，且能承受油路上

7、的工作壓力和沖擊壓力，壓力降應(yīng)小于0.35MPa。同時(shí)應(yīng)安裝安全閥以防濾油器堵塞。(3)安裝在系統(tǒng)的回油路上：這種安裝起間接過濾作用。一般與過濾器并連安裝一背壓閥，當(dāng)過濾器堵塞達(dá)到一定壓力值時(shí)，背壓閥打開。(4)安裝在系統(tǒng)分支油路上。(5)單獨(dú)過濾系統(tǒng)：大型液壓系統(tǒng)可專設(shè)一液壓泵和濾油器組成獨(dú)立過濾回路。第八章 液壓輔助元件一、油箱的功用和結(jié)構(gòu)一、油箱的功用和結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 油油 箱箱1.功用 油箱的功用主要是儲(chǔ)存油液，此外還起著散發(fā)油液中熱量(在周圍環(huán)境溫度較低的情況下則是保持油液中熱量)、釋出混在油液中的氣體、沉淀油液中污物等作用。2.結(jié)構(gòu) 液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。整體式油

8、箱利用主機(jī)的內(nèi)腔作為油箱，這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，各處漏油易于回收，但增加了設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性，維修不便，散熱條件不好，且會(huì)使主機(jī)產(chǎn)生熱變形。分離式油箱單獨(dú)設(shè)置，與主機(jī)分開，減少了油箱發(fā)熱和液壓源振對(duì)主機(jī)工作精度的影響，因此得到了普遍的采用，特別在精密機(jī)械上。油箱的典型結(jié)構(gòu)如圖8-2所示。 第八章 液壓輔助元件二、油箱設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)二、油箱設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)第三節(jié)第三節(jié) 油油 箱箱1.油箱的有效容積(油面高度為油箱高度80%時(shí)的容積)應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱、散熱平衡的原則來(lái)計(jì)算。2.吸油管和回油管應(yīng)盡量相距遠(yuǎn)些，兩管之間要用隔板隔開，以增加油液循環(huán)距離，使油液有足夠的時(shí)間分離氣泡，沉淀雜質(zhì)，消散熱量。3

9、.為了防止油液污染，油箱上各蓋板、管口處都要妥善密封。4.為了易于散熱和便于對(duì)油箱進(jìn)行搬移及維護(hù)保養(yǎng)，按GB376683規(guī)定，箱底離地至少應(yīng)在150mm以上。箱底應(yīng)適當(dāng)傾斜，在最低部位處設(shè)置堵塞或放油閥，以便排放污油。按照GB376683規(guī)定，箱體上注油口的近旁必須設(shè)置液位計(jì)。濾油器的安裝位置應(yīng)便于裝拆。箱內(nèi)各處應(yīng)便于清洗。5.油箱中如要安裝熱交換器，必須考慮好它的安裝位置，以及測(cè)溫、控制等措施。6.分離式油箱一般用2.54mm鋼板焊成。箱壁愈薄，散熱愈快大尺寸油箱要加焊角板、筋條，以增加剛性。當(dāng)液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和其它液壓件都要裝在油箱上時(shí)，油箱頂蓋要相應(yīng)地加厚。7.油箱內(nèi)壁應(yīng)涂上耐油防銹的

10、涂料。外壁如涂上一層極薄的黑漆(不超過0.025mm厚度)，會(huì)有很好的輻射冷卻效果。鑄造的油箱內(nèi)壁一般只進(jìn)行噴砂處理，不涂漆。第八章 液壓輔助元件一、一、 油管油管 第四節(jié)第四節(jié) 管路和管接頭管路和管接頭液壓傳動(dòng)中，常用的油管有鋼管、紫銅管、尼龍管、塑料管、橡膠軟管等。1鋼管 能承受高壓，油液不易氧化，價(jià)格低廉，但裝配彎形較困難。常用的有10號(hào)、16號(hào)冷拔無(wú)縫鋼管，主要用于中、高壓系統(tǒng)中。2紫銅管 裝配時(shí)彎形方便，且內(nèi)壁光滑，摩擦阻力小，但易使油液氧化，耐壓力較低，抗振能力差。一般適用于中、低壓系統(tǒng)中。3尼龍管 彎形方便，價(jià)格低廉，但壽命較短，可在中、低壓系統(tǒng)中部分替代紫銅管。4橡膠軟管 由耐

11、油橡膠夾以1-3層鋼絲編織網(wǎng)或鋼絲繞層做成。其特點(diǎn)是裝配方便，能減輕液壓系統(tǒng)的沖擊、吸收振動(dòng)，但制造困難，價(jià)格較貴，壽命短。一般用于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件間的連接。5耐油塑料管 價(jià)格便宜，裝配方便，但耐壓力低。一般用于泄漏油管。第八章 液壓輔助元件二、管接頭二、管接頭第四節(jié)第四節(jié) 管路和管接頭管路和管接頭管接頭用于油管與油管、油管與液壓元件間的連接。管接頭的種類很多，圖8-3所示為幾種常用的管接頭結(jié)構(gòu)。圖8-3a為擴(kuò)口式薄壁管接頭，適用于銅管或薄壁鋼管的連接，也可用來(lái)連接尼龍管和塑料管，在一般的壓力不高的機(jī)床液壓系統(tǒng)中，應(yīng)用較為普遍。圖8-3b為焊接式鋼管接頭，用來(lái)連接管壁較厚的鋼管，用在壓力較高的液

12、壓系統(tǒng)中。圖8-3c為夾套式管接頭，當(dāng)旋緊管接頭的螺母時(shí)，利用夾套兩端的錐面使夾套產(chǎn)生彈性變形來(lái)夾緊油管。這種管接頭裝拆方便，適用于高壓系統(tǒng)的鋼管連接，但制造工藝要求高，對(duì)油管要求嚴(yán)格。圖8-3d為高壓軟管接頭，多用于中、低壓系統(tǒng)的橡膠軟管的連接。第八章 液壓輔助元件一、對(duì)密封裝置的要求一、對(duì)密封裝置的要求1.1.在工作壓力和一定的溫度范圍內(nèi)，應(yīng)具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加在工作壓力和一定的溫度范圍內(nèi)，應(yīng)具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動(dòng)提高密封性能。能自動(dòng)提高密封性能。2.2.密封裝置和運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。密封裝置和運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。

13、3.3.抗腐蝕能力強(qiáng)，不易老化，工作壽命長(zhǎng)，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自抗腐蝕能力強(qiáng)，不易老化，工作壽命長(zhǎng)，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償。動(dòng)補(bǔ)償。4.4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)方便，價(jià)格低廉。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)方便，價(jià)格低廉。二、密封裝置的類型和特點(diǎn)二、密封裝置的類型和特點(diǎn)間隙密封間隙密封 間隙密封是靠相對(duì)運(yùn)動(dòng)件配合面之間的微小間隙來(lái)進(jìn)行密封的，常用于柱塞、間隙密封是靠相對(duì)運(yùn)動(dòng)件配合面之間的微小間隙來(lái)進(jìn)行密封的，常用于柱塞、活塞或閥的圓柱配合副中，一般在閥芯的外表面開有幾條等距離的均壓槽，活塞或閥的圓柱配合副中，一般在閥芯的外表面開有幾條等距離的均壓槽，它的主要作用是使徑向壓力分

14、布均勻，減少液壓卡緊力，同時(shí)使閥芯在孔中它的主要作用是使徑向壓力分布均勻，減少液壓卡緊力，同時(shí)使閥芯在孔中對(duì)中性好，以減小間隙的方法來(lái)減少泄漏。這種密封的優(yōu)點(diǎn)是摩擦力小，缺對(duì)中性好，以減小間隙的方法來(lái)減少泄漏。這種密封的優(yōu)點(diǎn)是摩擦力小，缺點(diǎn)是磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，主要用于直徑較小的圓柱面之間，如液壓泵內(nèi)的點(diǎn)是磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，主要用于直徑較小的圓柱面之間，如液壓泵內(nèi)的柱塞與缸體之間，滑閥的閥芯與閥孔之間的配合。柱塞與缸體之間，滑閥的閥芯與閥孔之間的配合。第五節(jié)第五節(jié) 密封裝置密封裝置第八章 液壓輔助元件2.O2.O形密封圈形密封圈 O O形密封圈一般用耐油橡膠制成，其橫截面呈圓形，它具有良好的

15、密封性形密封圈一般用耐油橡膠制成，其橫截面呈圓形，它具有良好的密封性能，內(nèi)外側(cè)和端面都能起密封作用，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力小，制造能，內(nèi)外側(cè)和端面都能起密封作用，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力小，制造容易，裝拆方便，成本低，且高低壓均可以用，所以在液壓系統(tǒng)中得到廣泛容易，裝拆方便，成本低，且高低壓均可以用，所以在液壓系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。 圖圖8-48-4所示為所示為O O形密封圈的結(jié)構(gòu)和工作情況。形密封圈的結(jié)構(gòu)和工作情況。3.3.唇形密封圈唇形密封圈 唇形密封圈根據(jù)截面的形狀可分為唇形密封圈根據(jù)截面的形狀可分為Y Y形、形、V V形、形、U U形、形、L L形等。其工作原理如形等。其

16、工作原理如圖圖8-58-5所示。目前，液壓缸中普遍使用如圖所示。目前，液壓缸中普遍使用如圖8-68-6所示的所謂小所示的所謂小Y Y形密封圈作為活形密封圈作為活塞和活塞桿的密封。塞和活塞桿的密封。 第五節(jié)第五節(jié) 密封裝置密封裝置第八章 液壓輔助元件 在高壓和超高壓情況下在高壓和超高壓情況下( (壓力大壓力大于于25MPa)V25MPa)V形密封圈也有應(yīng)用，形密封圈也有應(yīng)用，V V形密封圈的形狀如圖形密封圈的形狀如圖8-7 8-7 所示。所示。 唇形密封圈安裝時(shí)應(yīng)使其唇邊開唇形密封圈安裝時(shí)應(yīng)使其唇邊開口面對(duì)壓力油，使兩唇張開，分口面對(duì)壓力油，使兩唇張開，分別貼緊在機(jī)件的表面上。別貼緊在機(jī)件的表面

17、上。4.4.組合式密封裝置組合式密封裝置 由包括密封圈在內(nèi)的兩個(gè)以上元由包括密封圈在內(nèi)的兩個(gè)以上元件組成的組合式密封裝置。件組成的組合式密封裝置。 圖圖8-8(a)8-8(a)所示的為所示的為O O形密封圈與截形密封圈與截面為矩形的聚四氟乙烯塑料滑環(huán)面為矩形的聚四氟乙烯塑料滑環(huán)組成的組合密封裝置。組成的組合密封裝置。5 5回轉(zhuǎn)軸的密封裝置回轉(zhuǎn)軸的密封裝置 回轉(zhuǎn)軸的密封裝置型式很多，圖回轉(zhuǎn)軸的密封裝置型式很多，圖8-98-9所示是一種耐油橡膠制成的回所示是一種耐油橡膠制成的回轉(zhuǎn)軸用密封圈轉(zhuǎn)軸用密封圈 。第五節(jié)第五節(jié) 密封裝置密封裝置第八章 液壓輔助元件本本章章小小結(jié)結(jié) 液壓輔助元件有濾油器、蓄能

18、器、管路和管接頭、密封件和油箱等，除油箱通常需要自行設(shè)計(jì)外，其余皆為標(biāo)準(zhǔn)件。液壓輔助元件和液壓元件一樣，都是液壓系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。它們對(duì)系統(tǒng)的性能、效率、溫升、噪聲和壽命的影響不亞于液壓元件本身。本章主要介紹了這些液壓輔助元件的使用方法及適用場(chǎng)合。重點(diǎn)是油箱的功用和結(jié)構(gòu)；濾油器的主要安裝位置；蓄能器的主要功用、主要密封件的類型、特點(diǎn)等。知識(shí)要點(diǎn)蓄能器類型、結(jié)構(gòu)、功用和安裝濾油器的功用、類型、選用和安裝油箱的功用、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)管路和管接頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用密封裝置的類型和特點(diǎn)、對(duì)密封裝置的要求一、填空題一、填空題1、蓄能器是液壓系統(tǒng)中的儲(chǔ)能元件，它_ _ _多余的液壓油液，并在需要時(shí)_ _出來(lái)供給系統(tǒng)。2蓄能器有_ _式、 式和充氣式三類，常用的是 式。3蓄能器的功用是_ _、_ _和緩和沖擊，吸收壓力脈動(dòng)。4濾油器的功用是過濾混在液壓油液中的_ _ _，降低進(jìn)入系統(tǒng)中油液的 _度，保證系統(tǒng)正常地工作。5、安裝濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置通常有：要裝在泵的_ _處、泵的油路上、系統(tǒng)的_ _