液壓與氣壓傳動技術課件 3.1 液壓輔助元件-蓄能器、過濾器和油箱

液壓輔助元件

——蓄能器、過濾器和油箱液壓與氣壓傳動技術學習過程課前學習網(wǎng)上教學資源；多媒體課件演示蓄能器、過濾器、油箱的功用及應用教學重點液壓輔助元件蓄能器、過濾器、油箱的應用理解學習目標熟悉液壓輔助元件蓄能器、過濾器、油箱的結(jié)構(gòu)和工作原理。教學難點液壓輔助元件蓄能器、過濾器、油箱的結(jié)構(gòu)和工作原理3液壓輔助元件液壓系統(tǒng)中的輔助元件包括蓄能器、過濾器、油箱、管件、密封件、熱交換器、壓力表等，除油箱通常需要自行設計外，其余均為標準件。這些元件對液壓系統(tǒng)的性能、效率、溫升、噪聲和使用壽命有很大的影響。因此，在選用液壓輔助元件時必須予以足夠的重視。本次課我們重點介紹蓄能器、過濾器和油箱。4蓄能器液壓系統(tǒng)中一種儲存和釋放油液壓力能的裝置。根據(jù)加載方式可分為重錘式（圖a）、彈簧式（圖b）和充氣式三種。充氣式蓄能器是利用氣體的壓縮和膨脹來儲存和釋放能量，用途較廣，如活塞式（圖c）、氣囊式（圖d）、隔膜式蓄能器（圖e）。主要介紹活塞式和氣囊式。5蓄能器1.活塞式蓄能器結(jié)構(gòu)簡單、可靠、易安裝、維修方便、壽命長活塞慣性和摩擦阻力較大，反應靈敏性差，容量較小，缸體與活塞之間有密封，成本較高。用于蓄能或供中、高壓系統(tǒng)吸收壓力的脈動。1—活塞：2—缸筒；3—氣門6蓄能器2.氣囊式蓄能器氣體和液體完全隔開，重量輕、慣性小、反應靈敏、結(jié)構(gòu)緊湊、容易維護。應用最廣泛的一種蓄能器。但氣囊和殼體制造比較困難，氣囊的使用壽命也較短。l——充氣閥2——氣囊；

3——殼體；4——菌形閥；

5——放氣塞；7蓄能器1.作輔助動力源當執(zhí)行元件不工作或運動速度很低時，蓄能器儲存液壓泵的全部或部分能量；當執(zhí)行元件工作或運動速度較高時，蓄能器釋放能量獨立工作或與液壓泵一同向執(zhí)行元件供油蓄能器的功用是將液壓系統(tǒng)中液壓油的壓力能儲存起來，在需要時重新放出。主要作用：8蓄能器2.保壓補漏若液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件需長時間保持某一工作狀態(tài)，如夾緊工件或舉頂重物，為節(jié)省動力消耗，要求液壓泵停機或卸載。此時可在執(zhí)行元件的進口處并聯(lián)蓄能器，由蓄能器補償泄漏、保持恒壓，以保證執(zhí)行元件的工作可靠性。9蓄能器3.作應急動力源某些液壓系統(tǒng)要求在液壓泵發(fā)生故障或失去動力時，執(zhí)行元件應能繼續(xù)完成必要的動作以緊急避險、保證安全。4.吸收脈動，降低噪聲當液壓系統(tǒng)采用齒輪泵和柱塞泵時，因其瞬時流量脈動將導致系統(tǒng)的壓力脈動，從而引起振動和噪聲。此時可在液壓泵的出口安裝蓄能器吸收脈動，降低噪聲，減少因振動損壞儀表和管接頭等元件。10蓄能器5.吸收液壓沖擊換向閥的突然換向，液壓泵的突然停止工作，執(zhí)行元件運動的突然停止等原因，液壓系統(tǒng)管路內(nèi)的液體流動會發(fā)生急劇變化，產(chǎn)生液壓沖擊。系統(tǒng)的安全閥來不及開啟會造成系統(tǒng)中的儀表、密封損壞或管道破裂。若在沖擊源的前端管路上安裝蓄能器，則可以吸收或緩和這種壓力沖擊。11蓄能器蓄能器注意事項1、充氣式蓄能器中應使用惰性氣體（一般為氮氣）2、蓄能器一般應垂直安裝，油口向下。3、必須用支架或支板將蓄能器固定在便于檢查、維修的位置，并遠離熱源。4、用作降低噪聲、吸收脈動和沖擊的蓄能器應盡可能靠近振源。5、蓄能器與管路之間應安裝截止閥，供充氣或檢修時用，與液壓泵之間應安裝單向閥防止油液倒流保護泵與系統(tǒng)。6、搬運和拆裝時應排出壓縮氣體—注意安全。12過濾器功用：對液壓油進行過濾，濾除液壓油中的固體雜質(zhì)，使液壓油保持清潔，保證液壓系統(tǒng)正常地工作。液壓系統(tǒng)中70％～80%以上的故障是由于液壓油被污染而造成的。因此，過濾器是液壓系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。原理：使液壓油流過多孔的過濾介質(zhì)，液壓油中的固體雜質(zhì)被截留在過濾介質(zhì)上，從而達到從液壓油中分離固體雜質(zhì)的目的。13過濾器主要性能指標：過濾精度、通流能力、壓力損失等，其中過濾精度為主要指標。1.過濾精度指過濾器對各種不同尺寸的固體顆粒的濾除能力，是選用過濾器時首先要考慮的一個參數(shù)，直接關系到液壓系統(tǒng)中油液的清潔度等級2.通流能力：一般用額定流量表示，與過濾器濾芯的過濾面積成正比。3.壓力損失：指過濾器在額定流量下的進、出油口間的壓差。一般過濾器的通流能力越好，壓力損失也越小。4.其他性能：過濾器的其他性能主要指濾芯強度、濾芯壽命、濾芯耐腐蝕性等定性指標。不同過濾器這些性能會有較大的差異，可以通過比較確定各自的優(yōu)劣。14過濾器按過濾精度，過濾器可分為精過濾器和粗過濾器兩種；按濾芯結(jié)構(gòu)分，過濾器可分為網(wǎng)式、線隙式和燒結(jié)式等；按過濾材料的過濾原理來分，過濾器可分為表面型、深度型和磁性濾油器。15過濾器1.表面型過濾器濾芯表面上分布有均勻的通孔，濾芯表面直接與液壓油接觸，可以將大于通孔的微粒污物截留在濾芯油液上游一面。最常用的有網(wǎng)式和線隙式過濾器兩種。一般安裝在液壓泵的吸油管口上用以保護液壓泵。這種過濾器的特點是，結(jié)構(gòu)簡單，通油性能好，過濾精度較高，所以應用較普遍；缺點是不易清洗，濾芯強度低。多用于中、低壓系統(tǒng)。16過濾器（1）網(wǎng)式過濾器過濾精度與銅絲網(wǎng)的網(wǎng)孔大小、銅網(wǎng)的層數(shù)有關。過濾精度為80—180μm。特點：結(jié)構(gòu)簡單，通油能力大，壓力損失小，清洗方便，但是過濾精度低。應用:多在系統(tǒng)的吸油路上起粗濾用。17過濾器（2）線隙式過濾器特形金屬線纏繞在筒形芯架上，制成濾芯，利用線間間隙過濾雜質(zhì)。過濾精度為30-100μm。特點：結(jié)構(gòu)簡單，過濾精度較高，通流能力大，但不易清洗，一般用于低壓回路或輔助回路。線隙式濾油器18過濾器（2）線隙式過濾器19過濾器2.深度型過濾器深度型過濾器的濾芯材料為多孔可透性材料，內(nèi)部具有曲折迂回的通道，大于表面孔徑的污染物顆粒直接被攔截在靠油液上游的外表面，再利用內(nèi)部曲折迂回的通道吸附、沉淀、阻截進入過濾材料內(nèi)部的較小污染物顆粒。20過濾器紙芯式過濾器用微孔過濾紙折迭成星狀繞在骨架上形成，利用濾紙的微孔過濾。過濾精度高5~30μm。其優(yōu)點是過濾精度高；缺點是堵塞后無法清洗，需定期更換紙芯，強度低。一般用于精過濾系統(tǒng)。21過濾器紙芯式過濾器22過濾器燒結(jié)式過濾器由顆粒狀錫青銅粉末壓制后燒結(jié)而成，利用顆粒之間的微小間隙過濾。過濾精度高10~100μm。這種過濾器的特點是強度大，可制成各種形狀，制造簡單，過濾精度高；缺點是難清洗，金屬顆粒易脫落。常用于需要精過濾的場合。燒結(jié)式濾油器23過濾器燒結(jié)式過濾器24過濾器3.磁性過濾器磁性過濾器的濾芯采用永久磁性材料制作，將油液中對磁性敏感的金屬顆粒被吸附到濾芯上，如鐵屑、鐵粉或磁性磨料。它一般與深度型過濾器和表面型過濾器結(jié)合使用，形成復合式過濾器，對加工金屬的機床液壓系統(tǒng)特別適用。25過濾器過濾器的安裝過濾器在液壓系統(tǒng)中有以下幾種安裝位置：1.安裝在泵的吸油口2.安裝在泵的出口3.安裝在系統(tǒng)的回油路上4.安裝在獨立的過濾系統(tǒng)26過濾器過濾器安裝注意在使用過濾器時還應注意過濾器只能單向使用，按規(guī)定液流方向安裝，以利于濾芯清洗和安全。清洗或更換濾芯時，要防止外界污染物侵入液壓系統(tǒng)。27油箱油箱的功用主要是儲存油液，此外還起著散發(fā)油液中的熱量、逸出混在油液中的氣體、沉淀油中的污物等作用。液壓系統(tǒng)中的油箱有開式和閉式兩種。開式油箱，液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器。開式油箱結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式結(jié)構(gòu)的油箱中的油液與大氣是隔絕，用于壓力油箱，里面充有一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達0.05MPa。多用于行走設備及車輛。28油箱29油箱1.基本結(jié)構(gòu)：為得到最大的散熱面積，油箱以立方體和長方體為主。最高油面為總高的80%。箱蓋的大小與上面放置的裝置有關。油箱用2.5～5mm的鋼板制成。大容量的油箱采用骨架式結(jié)構(gòu)。30油箱2.設計要點（1）油箱應有足夠的容量。油面高度不超過油箱高度的0.8倍。（2）泵的吸油管與系統(tǒng)回油管之間的距離應盡可能遠些，管口都應插于最低液面以下，但離油箱底要大于管徑的2-3倍，離箱壁要有3倍管徑的距離，以免吸空和飛濺起泡?；赜凸芸趹爻?5°斜角，以增大回流截面，并使斜面對著箱壁，以利散熱和沉淀雜質(zhì)（3）吸油管端部要安裝過濾器，過濾器應浸沒在油液中，以防止吸油時吸入空氣。31油箱2.設計要點（4）在油箱中設置隔板，隔板高度一般取油面高度的3/4。以便將吸、回油隔開，迫使油液循環(huán)流動，利于散熱和沉淀。（5）油箱底部應做成適當斜度，并設置放油塞。油箱箱蓋上應安裝空氣濾清器；大油箱還應在側(cè)面設計清洗窗口。（6）油箱側(cè)壁要安裝油位指示計，以