第六章液壓輔助元件

1、,第六章液壓輔助元件,液壓系統(tǒng)中除了動力元件、執(zhí)行元件、控制元件外，蓄能器、濾油器、熱交換器、油箱、壓力表、密封裝置、油管和管接頭等，都稱為液壓系統(tǒng)輔助元件, 它們是液壓系統(tǒng)不可缺少的部分。,6.1.1 蓄能器（accumulators）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： (1) 作輔助動力源或緊急動力源：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，常采用蓄能器和一個流量較小的泵組成油源。當系統(tǒng)需要很小流量時，蓄能器將液壓泵多余的流量儲存起來；當系統(tǒng)短時期需要較大流量時，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：如驅動泵的原動機發(fā)生

2、故障，蓄能器可作應急能源緊急使用；如現(xiàn)場要求防火防爆，也可用蓄能器作為獨立油源。 (2) 保壓和補充泄漏：有的液壓系統(tǒng)需要較長時間保壓而液壓泵卸載，此時可利用蓄能器釋放所儲存的液壓油，補償系統(tǒng)的泄漏，保持系統(tǒng)的壓力。 (3) 吸收壓力沖擊和消除壓力脈動：由于液壓閥的突然關閉或換向，系統(tǒng)可能產生壓力沖擊，此時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，提高系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性。,6.1 蓄能器,蓄能器的功用,吸收沖擊和消除壓力沖擊,保壓和補充泄漏,作輔助動力源或緊急動力源,6.1.2 蓄能器的分類 蓄能器按儲能方式分，主要有重力加載式、彈

3、簧加載式和氣體加載式三種類型。,l.重力式蓄能器 這種蓄能器的結構原理如圖6-1所示. 2.彈簧式蓄能器 這種蓄能器的結構原理如圖6-2所示。,3.氣體加載式蓄能器 氣體加載式蓄能器的工作原理建立在波義爾定理的基礎上，利用壓縮氣體（通常為氮氣）儲存能量。這種蓄能器有氣瓶式、活塞式、氣囊式等幾種結構形式，如圖6-3所示。,6.2 濾油器（filter）,6.2.1 液壓油的污染和過濾 1.液壓油污染度等級和污染度等級的測定 由液壓油污染引起的系統(tǒng)故障占75。 液壓油的污染程度用污染度等級定量表示。 固體顆粒污染等級代號由兩部分組成： 第1個標號表示1mL工作介質中大于5m的顆粒數； 第2個標號表

4、示1mL工作介質中大于15m的顆粒數； 例如：代號18/13， 查表6-1，標號18表示1mL工作介質中大于5m的固體顆粒數有1300 2500個；標號13表示1mL工作介質中大于15m的固體顆粒數有4080個； 測定方法：人工計數法、計算機輔助計數法、自動顆粒計數法、光譜分析法、X射線能譜或波譜分析法、鐵譜分析法、顆粒濃度分析法。,2. 過濾精度,濾油器可以對污染的油液凈化。 過濾精度是衡量過濾器的重要性能指標。 過濾精度：過濾掉的雜質顆粒的公稱尺寸（ m ）度量。 按過濾精度分為：粗（100 m 以上）、普通（10100 m ） 、精（510 m ） 、特精（5m 以下）過濾器。,6.2.

5、2 濾油器的典型結構,液壓系統(tǒng)中常用的濾油器，按濾芯型式分，有網式、線隙式、紙芯式、燒結式、磁式等；按連接方式又可分為管式、板式、法蘭式和進油口用四種。,一、各種型式的濾油器及其特點 1網式濾油器,網式濾油器結構如圖6-4所示。網式濾油器屬于粗濾油器，一般安裝在液壓泵吸油路上，以此保護液壓泵。它具有結構簡單、通油能力大、阻力小、易清洗等特點。,2線隙式濾油器, 紙質濾油器,圖6-6紙質濾油器這種濾油器與線隙式濾油器的區(qū)別只在于用紙質濾芯代替了線隙式濾芯，圖6-6所示為其結構。,線隙式濾油器結構如圖6-5所示。這種濾油器有專用于液壓泵吸油口 的J型，它僅由筒型芯架3和繞在芯架外部的銅線或鋁線4組

6、成。, 金屬燒結式濾油器,金屬燒結式濾油器有多種結構 形狀，圖6-7是其中一種，由端 蓋1、殼體2、濾芯3等組成。, 其它形式的濾油器 濾油器除了上述幾種基本形式外， 還有其它的形式。磁性濾油器是利 用永久磁鐵來吸附油液中的鐵屑和帶磁性的磨料。目前，一種微孔塑料濾油器已開始應用。濾油器也可以做成復式的。例如，液壓挖掘機液壓系統(tǒng)中的濾油器，在紙芯式濾油器的紙芯內，裝置一個園柱形的永久磁鐵，便于進行兩種方式的過濾。,二、濾油器上的堵塞指示裝置和發(fā)訊裝置,帶有指示裝置的濾油器能指示出濾芯堵塞的情況,當堵塞超過規(guī)定狀態(tài)時發(fā)訊裝置便發(fā)出報警信號，報警方法是通過電氣裝置發(fā)出燈光或音響信號,或切斷液壓系統(tǒng)的

7、電氣控制回路使系統(tǒng)停止工作。圖6-8所示為滑閥式堵塞指示裝置的工作原理。,三、濾油器的安裝位置,下圖列出了液壓系統(tǒng)中濾油器幾種可能的安裝位置。 1）濾油器（濾清器）1安裝在泵的吸油管路上。 2）濾油器2安裝在泵出口，屬于壓力管路用濾油器，在保護泵以外的其它元件。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安裝在支油管路上，如溢流閥的回油管，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為獨立的過濾系統(tǒng)，其作用在不斷

8、凈化系統(tǒng)中之液壓油，常用在大型的液壓系統(tǒng)里。,6.3 熱交換器,熱交換器包括冷卻器和加熱器: 油溫過高（65 ）易使油液變質污染，需要對油液冷卻。 油溫過低（15 ）會造成系統(tǒng)啟動、吸入困難，產生空穴，需要對油液加熱。 6.4.1 冷卻器 油冷卻器可分成水冷式、風冷式和冷觸媒式三大類。,（1）水冷式油冷卻器,水冷：效果好，但需要水。 蛇形管式（散熱面積小，油的流動速度低，冷卻效率低）； 多管式（冷卻效果好，大功率系統(tǒng)多采用）； 波紋板式（冷卻效果較其它水冷形式好）；,（2）風冷式油冷卻器 風冷式構造如圖所示，由風扇和許多帶散熱片的管子所構成。油在冷卻管中流動，風扇使空氣穿過管子和散熱片表面，使

9、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，尤以行走機械的液壓系統(tǒng)使用較多。,（3） 油冷卻器安裝的場所 油冷卻器安裝在熱發(fā)生體附近，且液壓油流經油冷卻器時，壓力不得大于1MPa。有時必須以安全閥來保護，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（左）所示。 2）回郵路上如圖（右）所示。,3）如液壓裝置很大且運轉的壓力很高，此時使用獨立的冷卻系統(tǒng)，如圖所示。,6.4.2 加熱器,1. 分類：蛇形管式和電加熱式,2. 電加熱器使用注意事項,水平安裝于油箱側面 加熱部分全部浸入油內 功率不宜過高，以免油液老化 可在不同部

10、位多加幾個小功率加熱器,6.5 油箱,用途：儲油、散熱、沉淀油液中的雜質和逸出滲入油液的空氣。 油箱容積確定： 建議油箱有效容積為液壓泵每分鐘流量的3倍以上（行走機械取2倍）。 通常根據系統(tǒng)工作壓力確定有效容積 低壓系統(tǒng)： 中壓系統(tǒng)： 系統(tǒng)壓力超過中壓，連續(xù)工作：有效容積按發(fā)熱量計算，具體參考液壓手冊。 q為液壓泵的流量,6.5.1 油箱的典型結構,根據油箱液面與大氣是否相通，可分為開式油箱和閉式油箱。閉式油箱內液面不與大氣接觸（撓性隔離式、壓力油箱）。液壓系統(tǒng)中大多數采用開式油箱。,(1)結構 開式油箱大部分是以鋼板焊接而成，下圖所示為工業(yè)上使用的典型焊接式油箱。,一、開式油箱,(2）隔板的

11、安裝位置 隔板裝在吸油側和回油側之間，如圖所示，以達到沉淀雜質、分離氣泡及散熱作用。,(3) 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，有關安裝尺寸見圖 314所示。吸油管的口徑應為其余供油管徑的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，又利于雜質的 沉淀。 系統(tǒng)中排泄管應盡量單獨接入油 箱。各類控制閥的排泄管端部應在液 面以上，以免產生背壓；泵和馬達的 外泄油管其端部應在液面之下以免吸 入空氣。 4）附設裝置 為了監(jiān)測液面，油箱側壁應裝油 面指示計。為了檢測油溫，一般在油 箱上裝溫度計，

12、溫度計直接浸入油中。 在油箱上亦裝有壓力計可用以指示泵 的工作壓力。,二、撓性隔離式油箱6-20所示是一種撓性隔離式油箱，常用在粉塵特別多的場合。大氣壓經氣囊作用在液面上，氣囊使油箱內液面與外界隔離。該油箱氣囊的容積應比液壓泵每分鐘流量大25%以上。,三、壓力油箱 圖6-21所示是一種壓力油箱。其充氣壓力通常為0.050.07MPa。該壓力油箱改善了液壓泵的吸油條件，但要求系統(tǒng)回油管及泄油管能承受背壓。,6.6.1 油管 油管材料材料可用金屬管或橡膠管，選用時由耐壓、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，必要時也采用價格較貴的高壓軟管。高壓軟管是由橡膠中間加一層或幾層鋼絲編織網制成。高壓軟管比硬管安裝方便，可以吸收振動。 管路內徑的選擇主要考慮降低流動時的壓力損失，對于高壓管路，通常流速在34m/s左右，對于吸油管路，考慮泵的吸入和防止氣穴，通常流速在0.61.5m/s左右。 在裝配液壓系