第5章 液壓輔件課件

第五章液壓輔件HydraulicAccessories5.1蓄能器5.2過濾器5.3油箱、熱交換器及壓力表輔件5.4管件5.5密封裝置1液壓輔件HydraulicAccessories液壓系統(tǒng)中除了動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件外，油箱、濾油器、蓄能器、壓力表、密封裝置、管件等，都稱為液壓系統(tǒng)輔助元件。2第五章液壓輔件HydraulicAccessories5.1蓄能器5.2過濾器5.3油箱、熱交換器及壓力表輔件5.4管件5.5密封裝置35.1蓄能器Accumulator4蓄能器功用蓄能器是液壓系統(tǒng)中一種儲存油液壓力能的裝置，其主要功用如下：作輔助動(dòng)力源：保壓和補(bǔ)充泄漏：吸收壓力沖擊和消除壓力脈動(dòng)：5蓄能器－作輔助動(dòng)力源在液壓系統(tǒng)工作循環(huán)中不同階段需要的流量變化很大時(shí)，常采用蓄能器和一個(gè)流量較小的泵組成油源。當(dāng)系統(tǒng)需要很小流量時(shí)，蓄能器將液壓泵多余的流量儲存起來；當(dāng)系統(tǒng)短時(shí)期需要較大流量時(shí)，蓄能器將儲存的液壓油釋放出來與泵一起向系統(tǒng)供油。在某些特殊的場合：如驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，蓄能器可作應(yīng)急能源緊急使用；如現(xiàn)場要求防火防爆，也可用蓄能器作為獨(dú)立油源。6蓄能器作應(yīng)急能源蓄能器用作短期大量供油7蓄能器－保壓和補(bǔ)充泄漏有的液壓系統(tǒng)需要較長時(shí)間保壓而液壓泵卸載，此時(shí)可利用蓄能器釋放所儲存的液壓油，補(bǔ)償系統(tǒng)的泄漏，保持系統(tǒng)的壓力。8蓄能器保壓9蓄能器－吸收壓力沖擊和消除壓力脈動(dòng)由于液壓閥的突然關(guān)閉或換向，系統(tǒng)可能產(chǎn)生壓力沖擊，此時(shí)可在壓力沖擊處安裝蓄能器起吸收作用，使壓力沖擊峰值降低。如在泵的出口處安裝蓄能器，還可以吸收泵的壓力脈動(dòng)，提高系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性。10蓄能器吸收壓力脈動(dòng)蓄能器緩和沖擊壓力1112蓄能囂的分類和選用蓄能器有彈簧式、重錘式和充氣式三類。

常用的是充氣式，它利用氣體的壓縮和膨脹儲存、釋放壓力能，在蓄能器中氣體和油液被隔開，而根據(jù)隔離的方式不同，充氣式又分為活塞式、皮囊式和氣瓶式等三種，下面主要介紹常用的活塞式和皮囊式兩種。(1)活塞式蓄能器：圖3－25a為活塞式蓄能器，用缸筒2內(nèi)浮動(dòng)的活塞l將氣體與油液隔開，氣體(一般為惰性氣體氮?dú)狻到?jīng)充氣閥3進(jìn)入上腔，活塞1的凹部面向充氣，以增加氣室的容積，蓄能器的下腔油口a充液壓油?；钊浇Y(jié)構(gòu)簡單，安裝和維修方便，壽命長，但由于活塞慣性和密封件的摩擦力影響，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢。適用于壓力低于20MPa的系統(tǒng)儲能或吸收壓力脈動(dòng)。(2)皮囊式蓄能器：圖3－25b為皮囊式蓄能器，采用耐油橡膠制成的氣囊2內(nèi)腔充入一定壓力的惰性氣體,氣囊外部液壓油經(jīng)殼體1底部的限位閥4通入，限位閥還保護(hù)皮囊不被擠出容器之外。此蓄能器的氣液完全隔開，皮囊受壓縮儲存壓力能，其慣性小、動(dòng)作靈敏，適用于儲能和吸收壓力沖擊,工作壓力可達(dá)32MPa。13活塞式蓄能器：皮囊式蓄能器14第五章液壓輔件HydraulicAccessories5.1蓄能器5.2過濾器5.3油箱、熱交換器及壓力表輔件5.4管件5.5密封裝置155.2過濾器Filter16油的污染一、系統(tǒng)內(nèi)部的污染1.殘留物:元件的冷熱加工,安裝,清洗….2.生成物:油溫高引起化學(xué)反應(yīng);3.混入物:混入水;混入空氣;4.元件磨損.二、油本身油的生產(chǎn),儲存,運(yùn)輸?shù)冗^程中受到污染,新油不一定干凈.17液壓系統(tǒng)的油液中的各種污染物外部污染物:切屑、銹垢、橡膠顆粒、漆片、棉絲內(nèi)部污染物：零件磨損的脫落物、油液因理化作用的生成物18過濾器的結(jié)構(gòu)濾油器一般由濾芯(或?yàn)V網(wǎng))和殼體構(gòu)成，由濾芯上無數(shù)個(gè)微小間隙或小孔構(gòu)成通流面積。當(dāng)混入油中的污物（雜質(zhì)）大于微小間隙或小孔時(shí)，雜質(zhì)被阻隔而濾清出來。若濾芯使用磁性材料時(shí)，可吸附油中能被磁化的鐵粉雜質(zhì)。濾油器可以安裝在油泵的的吸油管路上，或某些重要零件之前。濾油器也可安裝在回油管路上。濾油器可分成液壓管路中使用和油箱使用的兩種。油箱內(nèi)部使用的濾油器亦稱為濾清器和粗濾器，用來過濾掉一些太大的，容易造成泵損壞的雜質(zhì)（在0.1mmm3以上），圖3－15為殼裝濾清器（strainer），裝在泵和油箱吸油管途中。圖3－16所示，為無外殼濾清器，安裝在油箱內(nèi)，拆裝不方便，但價(jià)格便宜。1920圖為殼裝濾清器（strainer），裝在泵和油箱吸油管途中。21

圖3－16所示，為無外殼濾清器，安裝在油箱內(nèi)，拆裝不方便，但價(jià)格便宜。22過濾2324252627過濾器選用的考慮1）過濾精度原則上大于濾芯網(wǎng)目的污染物就不能通過濾芯。濾油器上的過濾精度常用能被過濾掉的雜質(zhì)顆粒的公稱尺寸大小來表示。系統(tǒng)壓力越高，過濾精度越低。下表為液壓系統(tǒng)中建議采用的過濾精度。28過濾器選用的考慮2）液壓油通過的能力液壓油通過的流量大小和濾芯的通流面積有關(guān)。一般可根據(jù)要求通過的流量選用相對應(yīng)規(guī)格濾油器。（為減低阻力，濾油器的容量為泵流量的2倍以上）。3）耐壓選用濾油器時(shí)尤須注意系統(tǒng)中沖擊壓力的發(fā)生。而濾油器的耐壓包含濾芯的耐壓和殼體的耐壓。一般濾芯的耐壓為0.01~0.1MPa,這主要靠濾芯有足夠的通流面積，使其壓降小，以避免濾芯被破壞。濾芯被堵塞，壓降便增加。必須注意濾芯的耐壓和濾油器的使用壓力是不同的，當(dāng)提高使用壓力時(shí)，要考慮殼體是否承受得了而和濾芯的耐壓無關(guān)。2930濾油器的安裝位置1）濾油器（濾清器）1安裝在泵的吸入口，其作用如前文所述。2）濾油器2安裝在泵出口，屬于壓力管路用濾油器，在保護(hù)泵以外的其它元件。一般裝在溢流閥下游管路上或和安全閥并聯(lián)，以防止濾油器被堵塞時(shí)泵形成過載。3）濾油器3安裝在回油管路上，屬于回油管用濾油器，此濾油器的殼體耐壓性可較低。4）濾油器4安裝在溢流閥的回油管上，因其只通泵部分的流量，故濾油器容量可較小。如其容量2、3相同，則通過流速降低，過濾效果更好。5）濾油器5為獨(dú)立的過濾系統(tǒng)，其作用在不斷凈化系統(tǒng)中之液壓油，常用在大型的液壓系統(tǒng)里。31第五章液壓輔件HydraulicAccessories5.1蓄能器5.2過濾器5.3油箱、熱交換器及壓力表輔件5.4管件5.5密封裝置32一、油箱OilTank/Reservoir

油箱：油箱的主要功能是儲存油液，此外，還有散熱以控制油溫、阻止雜質(zhì)進(jìn)入、沉淀油中雜質(zhì)、分離氣泡等功能。油箱的作用：儲油、散熱、沉淀雜質(zhì)、逸出空氣。油箱容量如太小，會(huì)使油溫上升，油箱容量一般設(shè)計(jì)為泵每分鐘流量的2~4倍；或當(dāng)所有管路及元件均充滿油時(shí)，油面需高出過濾器50-100mm，而液面高度只占油箱高度80％時(shí)的油箱容積。33＝341）油箱形式：可分為開式和閉式兩種，開式油箱中油的液面和大氣相通，而閉式油箱中的油液面和大氣隔絕，液壓系統(tǒng)中大多數(shù)采用開式油箱。2）油箱結(jié)構(gòu)：開式油箱大部分是以鋼板焊接而成，圖3－12所示為工業(yè)上使用的典型焊接式油箱。35閉式油箱363．隔板及配管的安裝位置

隔板裝在吸油側(cè)和回油側(cè)之間，如圖3－13所示，以達(dá)到沉淀雜質(zhì)、分離氣泡及散熱作用。373）隔板及配管的安裝位置油箱中常見的配油管有回油管、吸油管及排泄管等，有關(guān)安裝尺寸見圖3－14所示。吸油管的口徑應(yīng)為其余供油管徑的1.5倍，以免泵吸入不良，回油管末端要浸在液面下且其末端切成450傾角并面向箱壁，以使回油沖擊箱壁而形成回流以利于冷卻油溫，又利于雜質(zhì)的沉淀。系統(tǒng)中排泄管應(yīng)盡量單獨(dú)接入油箱。各類控制閥的排泄管端部應(yīng)在液面以上，以免產(chǎn)生背壓；泵和馬達(dá)的外泄油管其端部應(yīng)在液面之下以免吸入空氣。

38油箱上附設(shè)裝置：

為了監(jiān)測液面，油箱側(cè)壁應(yīng)裝油面指示計(jì)。為了檢測油溫，一般在油箱上裝溫度計(jì)，溫度計(jì)直接浸入油中。在油箱上亦裝有壓力計(jì)可用以指示泵的工作壓力。39油箱設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)：應(yīng)考慮清洗，換油方便。油箱應(yīng)有足夠的容量。吸油管及回油管應(yīng)隔開，最好用一個(gè)或幾個(gè)隔板隔開，以增加油液循環(huán)距離，使油液有充分時(shí)間沉淀污物，排出氣泡和冷卻。吸油管距離箱底距離H2D，距離壁大于3D（D為吸油管外徑）。油箱一般用2.5~4mm的鋼板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角鐵和筋板，以增加剛性。要防止油液滲漏和污染。油箱應(yīng)便于安裝、吊裝和維修。40液壓系統(tǒng)中的功率損失幾乎全部變成能量，使油液溫度升高。要是散熱面積不夠，則需要采用冷卻器，使油液的平衡溫度降低到合適的范圍內(nèi)。按冷卻介質(zhì)分，冷卻器可分為風(fēng)冷、水冷、和氨冷等多種形式。一般液壓系統(tǒng)中主要采用前兩種。水冷卻器有蛇形管式、多管式和翅片式等。風(fēng)冷式冷卻器由風(fēng)扇和許多帶散熱片的管子組成。冷卻器安裝在回油管，避免受高壓。二、熱交換器Heat-exchanger1、冷卻41二、熱交換器Heat-exchanger42圖為冷卻器外形及安裝位置43冷卻器應(yīng)用44冷卻器應(yīng)用一般說來，造成油箱散熱面積不夠，必須采用冷卻器來抑制油溫的原因有三：1）因機(jī)械整體的體積和空間使油箱的大小受到限制。2）因經(jīng)濟(jì)上的理由，需要限制油箱的大小等。3）要把液壓油的溫度控制得更低。45水冷式油冷油器水冷式油冷卻器通常都采用殼管式（shell-and–tubetype）油冷卻器，它是由一束小管子（冷卻管）裝置在一個(gè)外殼里所構(gòu)成。461．水冷式油冷油器

殼管式油冷器形式多種，但一般都采用直管形油冷卻器，如圖3－20所示。其構(gòu)造是把直管形冷卻管裝在一外殼內(nèi)，兩端再用可移動(dòng)的端蓋（管帽）封閉，金屬隔板裝置在內(nèi)，使液壓油產(chǎn)生垂直于冷卻管流動(dòng)以加強(qiáng)熱的傳導(dǎo)。冷卻管通常由小直徑管子組成，材料可用鋁、鋼、不銹鋼無縫鋼管，但為增加熱傳效果，一般采用銅管并在銅管上滾牙以增進(jìn)散熱面積。冷卻管的安裝分為固定式和可移動(dòng)式兩種，可移動(dòng)式冷卻器可由外殼中抽出來清洗或修理；固定式固定在內(nèi)不能取出。

冷卻器的外殼是由2“～30"開口的管子構(gòu)成，材料可用鋁、銅或不銹鋼管等。472．氣冷式油冷卻器

氣冷式構(gòu)造如圖3－21所示，由風(fēng)扇和許多帶散熱片的管子所構(gòu)成。油在冷卻管中流動(dòng)，風(fēng)扇使空氣穿過管子和散熱片表面，使液壓油冷卻。其冷卻效率較水冷低，但如果冷卻水取得不易或水冷式油卻器不易安裝的場所，必須采用氣冷式，尤以行走機(jī)械的液壓系統(tǒng)使用較多。483．油冷卻器安裝的場所

油冷卻器安裝在熱發(fā)生體附近，且液壓油流經(jīng)油冷卻器時(shí)，壓力不得大于1MPa。有時(shí)必須以安全閥來保護(hù)，以使它免于高壓的沖擊而造成損壞。1）熱發(fā)生源，如溢流閥附近，如圖3－22所示。49

3．油冷卻器安裝的場所如液壓裝置很大且運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力很高，此時(shí)使用獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)，如圖3－24所示。50514．油冷卻器的冷卻水為防止冷卻器累積過多的水垢影響熱交換效率，可在冷卻器裝一濾油器。冷卻水要采用清潔的軟水。52熱交換器－加熱器Heater532、加熱液壓系統(tǒng)中油液的加熱一般用電加熱器，加熱方式見下圖。由于直接和加熱器接觸的油液溫度可能很高，會(huì)加速油液老化，所以這種電加熱器應(yīng)慎用。54三、壓力表輔件主要包括：壓力表PressureGauge壓力表開關(guān)PressureGaugeSwitch5556壓力表57壓力表開關(guān)壓力油路與壓力表之間往往裝有一壓力表開關(guān)。見下圖。它實(shí)際上是一個(gè)小型截止閥，用于切斷與接通壓力表和油路的通道。壓力表開關(guān)有一點(diǎn)、三點(diǎn)、六點(diǎn)等。58第五章液壓輔件HydraulicAccessories5.1蓄能器5.2過濾器5.3油箱、熱交換器及壓力表輔件5.4管件5.5密封裝置595.4管件Pipe－油管、管接頭管件：用于連接液壓元件、輸送液壓油液的連接件，包括：油管、管接頭6061一、油管Pipe液壓系統(tǒng)中使用的管道分為硬管和軟管兩類。硬管有無縫鋼管、有縫鋼管和銅管等；軟管則有橡膠管和尼龍管等。油管材料材料可用金屬管或橡膠管，選用時(shí)由耐壓、裝配的難易來決定。吸油管路和回油管路一般用低壓的有縫鋼管，也可使用橡膠和塑料軟管，控制油路中流量小，多用小銅管，考慮配管和工藝方便，在中、低壓油路中也常使用銅管，高壓油路一般使用冷拔無縫鋼管，必要時(shí)也采用價(jià)格較貴的高壓軟管。高壓軟管是由橡膠中間加一層或幾層鋼絲編織網(wǎng)制成。高壓軟管比硬管安裝方便，可以吸收振動(dòng)。62管徑的選擇管路內(nèi)徑的選擇主要考慮降低流動(dòng)時(shí)的壓力損失，總體原則：壓力越高，允許流速越高。對壓油管：p2.5MPa，流速v2m/s;p=2.5-16MPa，流速v=3~4m/s;P>16MPa，流速v=5~6m/s對