液壓傳動(dòng)系統(tǒng)輔助元件

1、第第7 7章章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)輔助元件液壓傳動(dòng)系統(tǒng)輔助元件7.1 蓄能器蓄能器7.2 濾油器濾油器7.3 油箱油箱7.4 管件管件7.1 蓄能器蓄能器1.蓄能器的功能 （1）作輔助動(dòng)力源。工作時(shí)間較短的間歇工作系統(tǒng)或一個(gè)循環(huán)內(nèi)速度差別很大的系統(tǒng)，在系統(tǒng)不需要大流量時(shí)，可以把液壓泵輸出的多余壓力油液儲(chǔ)存在液壓蓄能器內(nèi)，到需要時(shí)再由液壓蓄能器快速釋放給系統(tǒng)。這樣就可以按液壓系統(tǒng)循環(huán)周期內(nèi)平均流量選用液壓泵，以減小功率消耗，降低系統(tǒng)溫升。圖7.1所示為一液壓機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)液壓缸慢進(jìn)和保壓時(shí)，液壓泵的部分流量進(jìn)入液壓蓄能器4被儲(chǔ)存起來，達(dá)到設(shè)定壓力后，卸荷閥3打開，液壓泵卸荷。當(dāng)液壓缸在快速進(jìn)退時(shí)

2、，液壓蓄能器與液壓泵一起向液壓缸供油。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可按平均流量選用較小流量規(guī)格的液壓泵。 圖7.1 液壓蓄能器作輔助動(dòng) 力源的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)1液壓泵；2單向閥；3卸荷閥；4液壓蓄能器；5換向閥；6液壓缸蓄能器的功能蓄能器的功能(2/2) （2）維持系統(tǒng)壓力。在液壓泵停止向系統(tǒng)提供油液的情況下，液壓蓄能器將所存儲(chǔ)的壓力油液供給系統(tǒng)，補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏或充當(dāng)應(yīng)急能源，使系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)維持系統(tǒng)壓力。 （3）吸收系統(tǒng)脈動(dòng)，緩和液壓沖擊。液壓蓄能器能吸收系統(tǒng)在液壓泵突然啟動(dòng)或停止、液壓閥突然關(guān)閉或開啟、液壓缸突然運(yùn)動(dòng)或停止時(shí)所出現(xiàn)的液壓沖擊，也能吸收液壓泵工作時(shí)的壓力脈動(dòng)，大大減小其幅值。 2.液壓蓄能

3、器的結(jié)構(gòu)和性能 液壓蓄能器有各種結(jié)構(gòu)形狀，如圖7.2所示。重力式液壓蓄能器由于體積龐大、結(jié)構(gòu)笨重、反應(yīng)遲鈍，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中很少應(yīng)用。在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中主要應(yīng)用有彈簧式和充氣式兩種。目前常用的是利用氣體壓縮和膨脹來儲(chǔ)存、釋放液壓能的充氣式液壓蓄能器。它主要有活塞式和皮囊式兩種。 圖7.2 液壓蓄能器1重力式；2彈簧式；3活塞式；4皮囊式；5薄膜式蓄能器的類型蓄能器的類型(2/6) (1) 活塞式液壓蓄能器 活塞式液壓蓄能器中的氣體和油液由活塞隔開，其結(jié)構(gòu)如圖7.3所示。活塞1的上部為壓縮空氣，氣體由氣閥3充入，其下部經(jīng)油孔a通向液壓系統(tǒng)?；钊?隨下部壓力油的儲(chǔ)存和釋放而在缸筒2內(nèi)來回滑動(dòng)。為防止

4、活塞上下兩腔互通而使氣液混合，在活塞上裝有O型密封圈。這種液壓蓄能器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長，它主要用于大容量蓄能器。但因活塞有一定的慣性和因O型密封圈的存在有較大的摩擦力，所以反應(yīng)不夠靈敏，因此適用于儲(chǔ)存能量。另外，密封件磨損后，會(huì)使氣液混合，影響系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。 圖7.3 活塞式液壓蓄能器1活塞；2缸筒；3氣閥 蓄能器的類型蓄能器的類型(2/6) (2) 皮囊式液壓蓄能器 皮囊式液壓蓄能器中氣體和油液由皮囊隔開，其結(jié)構(gòu)如圖7.4所示。皮囊用耐油橡膠制成，固定在耐高壓殼體內(nèi)的上部。皮囊內(nèi)充入惰性氣體（一般為氮?dú)猓んw下端的提升閥A是一個(gè)用彈簧加載的菌形閥。壓力油從此通入，并能在油液全部排出時(shí)，防

5、止皮囊膨脹擠出油口。這種結(jié)構(gòu)使氣液密封可靠，并且因皮囊慣性小，反應(yīng)靈敏，克服了活塞式液壓蓄能器的缺點(diǎn)，因此，它的應(yīng)用廣泛，但工藝性較差。 圖7.4 皮囊式液壓蓄能器1殼體；2皮囊；3氣閥蓄能器的類型蓄能器的類型(3/6) (3) 薄膜式液壓蓄能器 薄膜式液壓蓄能器利用薄膜的彈性來儲(chǔ)存、釋放壓力能。主要用于小容量的場(chǎng)合。如用作減震器、緩沖器和用于控制油的循環(huán)等。 (4) 彈簧式液壓蓄能器 彈簧式液壓蓄能器利用彈簧的壓縮和伸長來儲(chǔ)存、釋放壓力能。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)靈敏，但容量小。可用于小容量、低壓（p 1 1.2MPa）的回路緩沖；不適用于高壓或高頻的工作場(chǎng)合。 蓄能器的類型蓄能器的類型(3/6)

6、3 .蓄能器的安裝蓄能器的安裝蓄能器安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。(1) 皮囊式蓄能器應(yīng)垂直安裝，使油口向下，充氣閥朝上。(2) 用于吸收沖擊壓力和脈動(dòng)壓力的蓄能器應(yīng)盡可能安裝在靠近振源處。(3) 裝在管路上的蓄能器必須用支撐板或支持架固定。(4) 蓄能器與管路系統(tǒng)之間應(yīng)安裝截止閥，便于充氣、檢修；蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停轉(zhuǎn)或卸荷時(shí)蓄能器儲(chǔ)存的壓力油倒流。7.2 濾油器濾油器1.濾油器的主要類型及其性能 (1) 網(wǎng)式濾油器 圖7.6所示為網(wǎng)式濾油器，在周圍開有很多窗孔的塑料或金屬筒形骨架1上，包著一層或兩層銅絲網(wǎng)2。過濾精度由網(wǎng)孔大小和層數(shù)決定，有80、100、180 m三個(gè)等級(jí)。

7、網(wǎng)式濾油器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清洗方便、通油能力大，但過濾精度低，常用于吸油管路作吸濾器，對(duì)油液進(jìn)行粗濾。 圖7.6 網(wǎng)式濾油器1筒形骨架；2銅絲網(wǎng)濾油器的主要類型及其性能濾油器的主要類型及其性能(2/6) (2) 線隙式濾油器 圖7.7所示為線隙式濾油器。它用銅線或鋁線密繞在筒形芯架1的外部來組成濾芯，并裝在殼體3內(nèi)（用于吸油管路上的濾油器無殼體）。油液經(jīng)線間間隙和芯架槽孔流入濾油器內(nèi)，再從上部孔道流出。這種濾油器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通油能力大、過濾效果好，可用作吸濾器或回流過濾器，但不易清洗。 圖7.7 線隙式濾油器 1芯架；2濾芯；3殼體 (3) 紙芯式濾油器 紙芯式濾油器又稱紙質(zhì)濾油器，其結(jié)構(gòu)類同于線隙式

8、，只是濾芯為紙質(zhì)。圖7.8所示為紙質(zhì)濾油器的結(jié)構(gòu)，濾芯由三層組成：外層2為粗眼鋼板網(wǎng)，中層3為折疊成星狀的濾紙，里層4由金屬絲網(wǎng)與濾紙折疊組成。這樣就提高了濾芯強(qiáng)度，延長了使用壽命。紙質(zhì)濾油器的過濾精度高（5 30 m），可在高壓（38 MPa）下工作，它結(jié)構(gòu)緊湊、通油能力大，一般配備殼體后用作壓濾器。其缺點(diǎn)是無法清洗，需經(jīng)常更換濾芯。 7.8 紙質(zhì)濾油器1堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置；2濾芯外層；3濾芯中層；4濾芯里層；5支承彈簧濾油器的主要類型及其性能濾油器的主要類型及其性能(3/6) 紙質(zhì)濾油器的濾芯能承受的壓力差較?。?.35 MPa），為了保證濾油器能正常工作，不致因雜質(zhì)逐漸聚積在濾芯上引起壓差

9、增大而壓破紙芯，故濾油器頂部裝有堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置。發(fā)訊裝置與濾油器并聯(lián)，其工作原理如圖7.9所示。濾芯進(jìn)油和出油的壓差作用在活塞2上，與彈簧5的推力相平衡。當(dāng)濾芯逐漸堵塞時(shí)，壓差加大，推動(dòng)活塞2和永久磁鐵4右移，干簧管6受磁鐵4作用吸合，接通電路，報(bào)警器7發(fā)出堵塞信號(hào)發(fā)亮或發(fā)聲，提醒操作人員更換濾芯。電路上若增設(shè)延時(shí)繼電器，還可在發(fā)訊一定時(shí)間后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。 圖7.9 堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置1接線柱；2活塞；3閥體；4永磁鐵；5彈簧；6感簧管；7報(bào)警器濾油器的主要類型及其性能濾油器的主要類型及其性能(4/6) (4) 金屬燒結(jié)式濾油器 圖7.10所示為金屬燒結(jié)式濾油器。濾芯可按需要制成不同的形狀

10、，油液經(jīng)過金屬顆粒間的無規(guī)則的微小孔道進(jìn)入濾芯內(nèi)。選擇不同粒度的粉末燒結(jié)成不同厚度的濾芯，可以獲得不同的過濾精度（10 100 m之間）。燒結(jié)式濾油器的過濾精度較高，濾芯的強(qiáng)度高，抗沖擊性能好，能在較高溫度下工作，有良好的抗腐蝕性，且制造簡(jiǎn)單，它可用在不同的位置。缺點(diǎn)是：易堵塞，難清洗，燒結(jié)顆粒使用中可能會(huì)脫落，再次造成油液的污染。 圖7.10 金屬粉末燒結(jié)式濾油器濾油器的主要類型及其性能濾油器的主要類型及其性能(5/6) (5) 磁性濾油器 磁性濾油器的工作原理就是利用磁鐵吸附油液中的鐵質(zhì)微粒。但一般結(jié)構(gòu)的磁性濾油器對(duì)其他污染物不起作用，通常用作回流過濾器。它常被用作復(fù)式濾油器的一部分。 (

11、6) 復(fù)式濾油器 復(fù)式濾油器即上述幾類濾油器的組合。例如在圖7.10所示的濾芯中間，再套入一組磁環(huán)即成為磁性燒結(jié)式濾油器。復(fù)合濾油器性能更為完善，一般設(shè)有多種結(jié)構(gòu)原理的堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置，有的還設(shè)有安全閥。當(dāng)過濾雜質(zhì)逐漸將濾芯堵塞時(shí)，濾芯進(jìn)出油口的壓力差增大，若超過所調(diào)定的發(fā)訊壓力，發(fā)訊裝置便會(huì)發(fā)出堵塞信號(hào)。如不及時(shí)清洗或更換濾芯，當(dāng)壓差達(dá)到所調(diào)定的安全壓力時(shí)，類似于直動(dòng)式溢流閥的安全閥便會(huì)打開，以保護(hù)濾芯免遭損壞。 安裝在回油路上的紙質(zhì)磁性濾油器，適用于對(duì)鐵質(zhì)微粒要求去除干凈的傳動(dòng)系統(tǒng)。 濾油器的主要類型及其性能濾油器的主要類型及其性能(6/6)2.對(duì)濾油器的基本要求和選用 選用濾油器時(shí)，應(yīng)注

12、意以下幾點(diǎn)： (1) 有足夠的過濾精度。過濾精度是指通過濾芯的最大尖硬顆粒的大小，以其直徑d的公稱尺寸（單位）表示。其顆粒越小，精度越高。精度分粗（d100m）、普通（ d10100m ）、精（ d510m ）和特精（ d15m ）四個(gè)等級(jí)。 應(yīng)該指出，近年來有一種推廣使用高精度濾油器的觀點(diǎn)。研究表明，液壓元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的間隙大多在15 m范圍內(nèi)。因而工作中首先是這個(gè)尺寸范圍內(nèi)的污染顆粒進(jìn)入運(yùn)動(dòng)間隙，引起磨損，擴(kuò)大間隙，進(jìn)而更大顆粒進(jìn)入，造成表面磨損的一系列反應(yīng)。因此，若能有效地控制15 m的污染顆粒，則這種系列反應(yīng)就不會(huì)發(fā)生。試驗(yàn)和嚴(yán)格的檢測(cè)證實(shí)了這種觀點(diǎn)。實(shí)踐證明，采用高精度濾油器，液壓

13、泵和液壓馬達(dá)的壽命可延長4 10倍，可基本消除閥的污染、卡緊和堵塞故障，并可延長液壓油和濾油器本身的使用壽命。 對(duì)過濾器的基本要求和選用對(duì)過濾器的基本要求和選用(2/2) （2）有足夠的過濾能力。過濾能力即一定壓降下允許通過濾油器的最大流量。不同類型的濾油器可通過的流量值有一定的限制，需要時(shí)可查閱有關(guān)樣本和手冊(cè)。 （3）濾芯便于清洗更換。 3.過濾器的安裝位置 (1) 安裝在泵的吸油路上 這種安裝主要用來保護(hù)泵不致吸入較大的機(jī)械雜質(zhì)。根據(jù)泵的要求，可用粗的或普通精度的濾油器。為了不影響泵的吸油性能，防止發(fā)生氣穴現(xiàn)象，濾油器的過濾能力應(yīng)為泵流量的2倍以上，壓力損失不得超過0.01 0.035 M

14、Pa。必要時(shí)，泵的吸入口應(yīng)置于油箱液面以下。 (2) 安裝在泵的出口油路上 這種安裝主要用來濾除可能侵入閥類元件的污染物。一般采用10 15 m過濾精度的濾油器。它應(yīng)能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，其壓力降應(yīng)小于0.35 MPa，并應(yīng)有安全閥或堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置，以防泵過載和濾芯損壞。 過濾器的安裝位置過濾器的安裝位置(2/3) (3) 安裝在系統(tǒng)的回油管路上 這種安裝可濾去油液流回油箱以前的污染物，為液壓泵提供清潔的油液。因回油路壓力極低，可采用濾芯強(qiáng)度不高的精濾油器，并允許濾油器有較大的壓力降。濾油器也可簡(jiǎn)單地并聯(lián)一單向閥作為安全閥，以防堵塞或低溫啟動(dòng)時(shí)高粘度油液流過濾油器所引起的系統(tǒng)回油

15、壓力的升高。 過濾器的安裝位置過濾器的安裝位置(2/3) (4) 安裝在系統(tǒng)的分支油路上 當(dāng)泵流量較大時(shí)，若仍采用上述各種油路過濾，濾油器可能過大。為此可在只有泵流量20% 30%左右的支路上安裝一小規(guī)格濾油器，對(duì)油液起濾清作用。這種安裝方法不會(huì)在主油路中造成壓力損失，過濾器也不必承受系統(tǒng)工作壓力。其主要缺點(diǎn)是不能完全保證液壓元件的安全，僅間接保護(hù)系統(tǒng)。 過濾器的安裝位置過濾器的安裝位置(3/3) (5) 安裝在系統(tǒng)外的過濾回油路上 大型液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可專設(shè)一液壓泵和濾油器，濾除油液中的雜質(zhì)，以保護(hù)主系統(tǒng)。研究表明，在壓力和流量波動(dòng)下，濾油器的功能會(huì)大幅度降低。顯然，前三種安裝都有此影響，而系統(tǒng)

16、外的過濾回路卻沒有，故過濾效果較好。 安裝濾油器時(shí)應(yīng)注意，一般濾油器都只能單向使用，即進(jìn)出油口不可反用，以利于濾芯清洗和安全。因此，濾油器不要安裝在液流方向可能變換的油路上。必要時(shí)可增設(shè)單向閥和濾油器，以保證雙向過濾，作為濾油器的新進(jìn)展，目前雙向?yàn)V油器也已問世。 7.3 油油 箱箱1.油箱的功用和分類 油箱的主要功用是： 儲(chǔ)放系統(tǒng)工作用油； 散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量； 分離油液中混入的空氣； 沉淀污物。 按油箱液面是否與大氣相通，可分為開式油箱與閉式油箱。開式油箱廣泛用于一般的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)；閉式油箱則用于水下和高空無穩(wěn)定氣壓或?qū)ぷ鞣€(wěn)定性與噪聲有嚴(yán)格要求處（空氣混入油液是工作不穩(wěn)定和產(chǎn)生噪聲的

17、主要原因）。這里僅介紹開式油箱。 2.油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 初步設(shè)計(jì)時(shí)，油箱的有效容量可按下述經(jīng)驗(yàn)公式確定，即 （7.5） 式中 V 油箱的有效容量（L）； m 系數(shù)，m值的選?。旱蛪合到y(tǒng)為m = 2 4，中 壓系統(tǒng)為m = 5 7，中高壓或高壓大功率系統(tǒng)為m = 6 12； qp液壓泵的流量（L/min）。 對(duì)功率較大且連續(xù)工作的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以最后確定油箱容量。 pVmq油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(2/6) 下面結(jié)合圖7.12所示的油箱結(jié)構(gòu)示意圖，分述設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。 圖7.12 油箱結(jié)構(gòu)示意圖1回油管；2泄油管；3吸油管；4空氣濾清器；5安裝板；6隔板；7放油口；8濾

18、油器；9清洗窗；10液位計(jì) （1）基本結(jié)構(gòu) 為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱外形以立方體或長六面體為宜。油箱的頂蓋上一般要安放液壓泵和電機(jī)（也有的置于油箱旁邊或油箱下面）以及閥的集成裝置等，這基本決定了箱蓋的尺寸；最高油面只允許達(dá)到箱高的80%。據(jù)此兩點(diǎn)可決定油箱的三個(gè)方向上的尺寸。油箱一般用厚度為2.5 4 mm的鋼板焊成，頂蓋要適當(dāng)加厚并用螺釘通過焊在箱體上的角鋼加以固定。頂蓋可以是整體的，也可分為幾塊。液壓泵、電動(dòng)機(jī)和閥的集成裝置可直接固定在頂蓋上，也可固定在圖示安裝板上，安裝板與頂蓋間應(yīng)墊上橡膠板以緩和振動(dòng)。油箱底腳高度應(yīng)在150 mm 以上，以便散熱、搬移和放油。油箱四周要

19、有吊耳，以便起吊裝運(yùn)。油箱應(yīng)有足夠的剛度，大容量且較高的油箱要采用骨架式結(jié)構(gòu)。 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(3/6) （2）吸、回、泄油管的設(shè)置 液壓泵的吸油管與系統(tǒng)回油管之間的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)些，管口都應(yīng)插于最低油面之下，以免吸空和飛濺起泡，但離箱底要大于管徑的2 3倍?；赜凸芸趹?yīng)截成45斜角，以增大通流截面面積，并面向箱壁，以利散熱和沉淀雜質(zhì)。吸油管端部所安裝的濾油器，離箱壁要有3倍管徑的距離，以便四面進(jìn)油。閥的泄油管口應(yīng)在液面之上，以免產(chǎn)生背壓；液壓馬達(dá)和液壓泵的泄油管則應(yīng)引入液面之下，以免吸入空氣。為防止油箱表面漏油污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，必要時(shí)要在油箱下面或頂蓋四周裝設(shè)盛油盤。 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

20、油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(4/6) （3）隔板的設(shè)置 在油箱中設(shè)置隔板的目的是將吸、回油隔開，迫使油液循環(huán)流動(dòng)，利于散熱和沉淀。一般設(shè)置一到二個(gè)隔板，高度可接近最大液面。為了使散熱效果好，應(yīng)使液流在油箱中有較長的流程，如果與四壁都接觸，效果更佳。 （4）空氣濾清器與液位計(jì)的設(shè)置 空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證液壓泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物；兼作加油口用。它一般布置在頂蓋上靠近油箱邊緣處。液位計(jì)用于監(jiān)測(cè)油面高度，故其窗口尺寸應(yīng)能滿足對(duì)最高與最低液位的觀察。兩者皆為標(biāo)準(zhǔn)件，可按需要選用。 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(5/6) （5）放油口與清洗窗的設(shè)置 圖7.12中油箱底面做成斜面，在最

21、低處設(shè)放油口，平時(shí)用螺塞或放油閥堵住，換油時(shí)將其打開放走污油。換油時(shí)為便于清洗油箱，大容量的油箱一般均在側(cè)壁設(shè)清洗窗，其位置安排應(yīng)便于吸油濾油器的裝拆。 （6）防污密封 油箱蓋板和窗口連接處均需加密封墊，各進(jìn)、出油管通過的孔都需要裝有密封墊。 （7）油溫控制 油箱正常工作溫度應(yīng)在15 65之間，必要時(shí)應(yīng)安裝溫度計(jì)、溫控器和熱交換器。 （8）油箱內(nèi)壁加工 新油箱經(jīng)噴丸、酸洗和表面清潔后，四壁可涂一層與工作液相容的塑料薄膜或耐油清漆。 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(6/6)7.4 管道和管接頭管道和管接頭 液壓管道和管接頭是連接液壓元件、輸送壓力油的裝置。設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)要認(rèn)真選擇管道和管接頭。管徑

22、過大，會(huì)使液壓裝置結(jié)構(gòu)龐大，增加不必要的成本費(fèi)用；管徑太小，又會(huì)使管內(nèi)液體流速過高，不但會(huì)增大壓力損失、降低系統(tǒng)效率，而且易引起振動(dòng)和噪聲，影響系統(tǒng)的正常工作。 7.4.1 油管 （1）種類和選用 液壓系統(tǒng)中使用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、塑料管和尼龍管等幾種，一般是根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力、工作環(huán)境和液壓元件的安裝位置等因素來選用?，F(xiàn)代液壓系統(tǒng)一般使用鋼管和橡膠軟管，很少使用銅管、塑料管和尼龍管。 液壓系統(tǒng)用鋼管通常為無縫鋼管，分為冷拔精密無縫鋼管和熱軋普通無縫鋼管，材料為10號(hào)或15 號(hào)鋼。高、中壓和大通徑情況下用15 號(hào)鋼。精密無縫鋼管內(nèi)壁光滑，通油能力好，而且外徑尺寸較精確，適宜采用卡

23、套式管接頭連接；普通無縫鋼管適宜于采用焊接式管接頭連接。鋼管壁厚與承壓能力有關(guān)。無縫鋼管的彎曲半徑一般取鋼管外徑的5 倍8倍，外徑大時(shí)取大值。 銅管有紫銅管和黃銅管。紫銅管的最大優(yōu)點(diǎn)是裝配時(shí)易彎曲成各種需要的形狀，但承壓能力較低，一般不超過6.5MPa10MPa，抗振能力較差，易使油液氧化，且價(jià)格昂貴。黃銅管可承受25MPa的壓力，但不如紫銅管那樣容易彎曲成形。現(xiàn)代液壓系統(tǒng)已經(jīng)很少使用銅管。 耐油橡膠軟管安裝連接方便，適用于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的管道連接，或彎曲形狀復(fù)雜的地方。橡膠軟管分高壓和低壓兩種：高壓軟管是鋼絲編織或鋼絲纏繞為骨架的軟管，鋼絲層數(shù)越多、管徑越小，耐壓能力越大；低壓軟管是麻線

24、或棉紗編織體為骨架的膠管。使用高壓軟管時(shí)，要特別注意其彎曲半徑的大小，一般取外徑的7 倍10 倍。 尼龍管是一種新型的乳白色半透明管，承壓能力因材料而異，約為2.5MPa8MPa。一般只在低壓管道中使用。尼龍管加熱后可以隨意彎曲、變形，冷卻后就固定成形，因此便于安裝。它兼有銅管和橡膠軟管的優(yōu)點(diǎn)。 耐油塑料管價(jià)格便宜、裝配方便，但耐壓能力低，只適用于工作壓力小于0.5MPa的回油、泄油油路。塑料管使用時(shí)間較長后會(huì)變質(zhì)老化。管道管道(2/3) (2) 尺寸的計(jì)算 管道的內(nèi)徑d和壁厚 可用下列兩式計(jì)算，并需圓整為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，即（7.6）（7.7） 式中 q管內(nèi)的最大流量（m3/s）； 允許流速（m/s

25、）。推薦值為：吸油管取0.5 1.5m/s，回油管取1.5 2m/s，壓力油管取2.5 5 m/s（壓力高時(shí)取大值），控制油管取2 3m/s，橡膠軟管應(yīng)小于4 m/s； p管內(nèi)的工作壓力（MPa）； n安全系數(shù)。對(duì)于鋼管：pMPa時(shí)取n = 8，7 MPaMPa時(shí)取n = 4； b管材的抗拉強(qiáng)度（MPa），可由材料手冊(cè)查出。 dq 2pdnb2管道管道(3/3) (3) 安裝要求 （a）管道應(yīng)盡量短，最好橫平豎直，轉(zhuǎn)彎少。為避免管道皺折，減少壓力損失，管道裝配時(shí)的彎曲半徑要足夠大。管道懸伸較長時(shí)要適當(dāng)設(shè)置管夾（也是標(biāo)準(zhǔn)件）。 （b）管道盡量避免交叉，平行管間距要大于100 mm，以防接觸振動(dòng)并

26、便于安裝管接頭。 （c）軟管直線安裝時(shí)要有30%左右的余量，以適應(yīng)油溫變化、受拉和振動(dòng)的需要。彎曲半徑要大于9倍軟管外徑，彎曲處到管接頭的距離至少等于6倍外徑。 2.管接頭 管接頭是管道和管道、管道和其他元件（如泵、閥、集成塊等）之間的可拆卸連接件。管接頭與其他元件之間可采用普通細(xì)牙螺紋連接或錐螺紋連接（多用于中低壓），如圖7.13所示。 圖7.13 硬管接頭1接頭體；2接頭螺母；3管套；4卡套；5接管；6管子；7組合密封墊圈；8O形密封圈 (1) 硬管接頭 按管接頭和管道的連接方式分，有擴(kuò)口式管接頭、卡套式管接頭和焊接式管接頭三種。 圖7.13（a）所示為擴(kuò)口式管接頭，它適用于紫銅管、薄鋼管

27、、尼龍管和塑料管等低壓管道的連接。擰緊接頭螺母，通過管套就使管子壓緊密封。圖7.13（b）所示為卡套式管接頭。擰緊接頭螺母，卡套發(fā)生彈性變形便將管子夾緊。它對(duì)軸向尺寸要求不嚴(yán)，裝拆方便，但對(duì)管道連接用管子尺寸精度要求較高，需采用冷拔無縫鋼管?？捎糜诟邏合到y(tǒng)。 圖7.13（c）和7.13（d）所示為焊接式管接頭。接管與接頭體之間的密封方式有球面與錐面接觸密封（如圖7.13（c）和平面加O形圈密封（如圖7.13（d）兩種。前者有自位性，安裝時(shí)不很嚴(yán)格，但密封可靠性稍差，適用于工作壓力不高的液壓系統(tǒng)（約8 MPa以下的系統(tǒng)）；后者可用于高壓系統(tǒng)。 管接頭管接頭(2/4)管接頭管接頭(3/4) (2)

28、 膠管接頭 膠管接頭有可拆式和扣壓式兩種，各有A、B和C三種類型。隨管徑不同可用于工作壓力在6 40MPa的系統(tǒng)。圖7.14為A型扣壓式膠管接頭，裝配時(shí)須剝離外膠層，然后在專門設(shè)備上扣壓而成。 圖7.14 扣壓式膠管接頭管接頭管接頭(4/4) (3) 快速接頭 快速接頭的全稱為快速裝拆管接頭，它的裝拆無需工具，適用于需經(jīng)常裝拆處。圖7.15所示為油路接通的工作位置。需要斷開油路時(shí)，可用力把外套6向左推，再拉出接頭體10，鋼球8（有6 8顆）即從接頭體10的槽中退出；與此同時(shí)，單向閥4、11的錐形閥芯，分別在彈簧3、12的作用下將兩個(gè)閥口關(guān)閉，油路即斷開。 圖7.15 快速接頭1卡環(huán)；2插座；3

29、、7、12彈簧；4、11單向閥；5密封圈；6外套；8鋼球；9卡環(huán)；10接頭體7.5 密封密封 件件 7.5.1 密封件的作用和分類 在液壓系統(tǒng)中，密封件的作用是防止工作介質(zhì)的內(nèi)、外泄漏，以及防止灰塵、金屬屑等異物侵入液壓系統(tǒng)。能實(shí)現(xiàn)上述作用的裝置稱為密封裝置，其中起密封作用的關(guān)鍵元件稱為密封件。 密封分為間隙密封和非間隙密封，前者必須保證一定的配合間隙，后者則是利用密封件的變形達(dá)到完全消除兩個(gè)配合面的間隙或使間隙控制在需要密封的液體能通過的最小間隙以下；最小間隙由工作介質(zhì)的壓力、黏度、工作溫度、配合面相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度等決定。 液壓系統(tǒng)中的密封裝置有各種形式，如活塞環(huán)密封、機(jī)械密封、組合密封墊圈、金

30、屬密封墊圈、橡膠墊片、橡膠密封圈等。 一般地，液壓系統(tǒng)對(duì)密封件的主要要求是： (1) 在一定的壓力、溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能。 (2) 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由密封件所引起的摩擦力應(yīng)盡量小，摩擦系數(shù)應(yīng)盡量穩(wěn)定。 (3) 耐腐蝕性、耐磨性好，不易老化，工作壽命長，磨損后能在一定程度上自動(dòng)補(bǔ)償。 (4) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，成本低廉。7.5.2 橡膠密封圈的種類和特點(diǎn)橡膠密封圈的種類和特點(diǎn) 橡膠密封圈有O 形、Y 形、V 形唇形及組合密封圈等數(shù)種。圖6.7所示為O形、Y 形、V 形密封圈剖面形狀圖。1. O 形密封圈形密封圈 O 形密封圈是一種斷面形狀為圓形的耐油橡膠環(huán)。它是液壓設(shè)備中使用得最多、最廣

31、泛的一種密封件，可用于靜密封和動(dòng)密封。為減少或避免運(yùn)動(dòng)時(shí)O形圈發(fā)生扭曲和變形，用于動(dòng)密封的O形圈的斷面直徑較用于靜密封的斷面直徑大。它既可以用于外徑或內(nèi)徑密封也可以用于端面密封。O 形密封圈的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單圈即可對(duì)兩個(gè)方向起密封作用，動(dòng)摩擦阻力較小，對(duì)油液種類、壓力和溫度的適應(yīng)性好。其缺點(diǎn)是，用作動(dòng)密封時(shí)，啟動(dòng)摩擦阻力較大，磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，使用壽命短。 O 形密封圈裝入溝槽時(shí)的情況如圖所示，圖中1 和 2 為O 形圈裝配后的預(yù)變形量，它是保證密封性能所必須具備的。預(yù)變形量的大小應(yīng)選擇適當(dāng)，過小時(shí)會(huì)由于安裝部位的偏心、公差波動(dòng)等而漏油，過大時(shí)對(duì)用于動(dòng)密封的O 形密封圈來說，摩擦阻力會(huì)增加

32、，所以靜密封用O 形圈的預(yù)變形量通常取大些，而動(dòng)密封用O 形圈的預(yù)變形量應(yīng)取小些。 用于各種情況下的O 形圈尺寸及其安裝溝槽的形狀、尺寸和加工精度等都可從液壓工程手冊(cè)中查到。O 形密封圈一般適用于工作壓力10MPa以下的元件，當(dāng)壓力過高時(shí)，可設(shè)置多道密封圈，并應(yīng)該在密封槽內(nèi)設(shè)置密封擋圈，以防止O 形圈從密封槽的間隙中擠出。2. Y 形密封圖形密封圖 Y 形密封圈一般用聚氨酯橡膠和丁腈橡膠制成，其截面形狀呈Y 形，如圖6.7 (b)所示。這種密封圈有一對(duì)與密封面接觸的唇邊，安裝時(shí)唇口對(duì)著壓力高的一邊。油壓低時(shí)，靠預(yù)壓縮密封；油壓高時(shí)，受油壓作用兩唇張開，貼緊密封面，能主動(dòng)補(bǔ)償磨損量，油壓越高，唇

33、邊貼得越緊。雙向受力時(shí)要成對(duì)使用。這種密封圈摩擦力較小，啟動(dòng)阻力與停車時(shí)間長短和油壓大小關(guān)系不大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，適用于高速(0.5m/s)、高壓(可達(dá)32MPa)的動(dòng)密封。3. V 形密封圈形密封圈 V 形密封圈由多層涂膠織物壓制而成，其形狀如圖6.7(c)所示，由三種不同截面形狀的壓環(huán)、密封環(huán)、支承環(huán)組成。壓力小于10MPa時(shí)，使用一套三件已足夠保證密封；壓力更高時(shí)，可以增加中間密封環(huán)的個(gè)數(shù)。這種密封圈安裝時(shí)應(yīng)使密封環(huán)唇口面對(duì)壓力油作用方向。V形密封圈的接觸面較長，密封性能好，耐高壓(可達(dá)50MPa)，壽命長，但摩擦力較大。4. 同軸組合密封裝置同軸組合密封裝置 同軸組合密封裝置是由加了填充材料

34、的改性聚四氟乙烯滑環(huán)和充當(dāng)彈性體的橡膠環(huán)(如O 形圈、矩形圈或X 形圈)組成，如圖6.9 所示。聚四氟乙烯滑環(huán)自潤滑性好，摩擦阻力小，但缺乏彈性，通常將其與彈性體的橡膠環(huán)同軸組合使用，利用橡膠環(huán)的彈性施加壓緊力，二者取長補(bǔ)短，能產(chǎn)生良好的密封效果。7.6 熱交熱交 換換 器器 7.6.1 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和散熱 當(dāng)液壓系統(tǒng)工作時(shí)，液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓缸的容積損失和機(jī)械損失，液壓控制裝置及管路的壓力損失，工作介質(zhì)的黏性摩擦等會(huì)引起能量損失。系統(tǒng)損耗的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能，且大部分被液壓油吸收，使得系統(tǒng)工作介質(zhì)溫度升高。油溫升高會(huì)降低油液的黏性和潤滑性，增加泄漏。若油溫過高(80)易使油液變質(zhì)污染，

35、析出瀝青狀物，它們一旦進(jìn)入元件的滑動(dòng)表面和配合間隙，就會(huì)引起種種故障，縮短元件工作壽命，直接影響系統(tǒng)的正常工作。在高寒地區(qū)，因工作環(huán)境溫度過低(15)，會(huì)造成系統(tǒng)啟動(dòng)、吸油困難，產(chǎn)生空穴，也會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。 液壓系統(tǒng)在適宜的工作溫度下保持熱平衡，不僅是系統(tǒng)所必需的，而且有利于提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，有利于減小機(jī)械設(shè)備的熱變形，提高工作精度。為了使油溫控制在最佳范圍內(nèi)，可經(jīng)常使用冷卻器強(qiáng)制冷卻，使用加熱器預(yù)熱。 液壓系統(tǒng)中的熱量一般可以通過熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對(duì)流三種基本方式自然散發(fā)，熱量在一定溫度下會(huì)自動(dòng)達(dá)到熱平衡。如果熱平衡溫度超過了液壓系統(tǒng)允許的最高溫度，或是對(duì)溫度有特殊要求，則應(yīng)安裝冷卻器強(qiáng)制冷卻；反之，如果環(huán)境溫度太低，油泵無法正常啟動(dòng)或?qū)τ蜏赜幸髸r(shí)，則應(yīng)安裝加熱器提高油溫。7.6.2 冷卻器的結(jié)構(gòu)與選用冷卻器的結(jié)構(gòu)與選用 冷卻器有水冷式、風(fēng)冷式和冷媒式三種。 （1）水冷式）水冷式.最簡(jiǎn)單的水冷式冷卻器是蛇形管式，如圖6.20所示，它以一組或幾