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1、液压辅助元件资料本章教学内容本章教学内容4.1 滤油器滤油器4.2 蓄能器蓄能器4.3 油箱油箱4.4 管件和管接头管件和管接头4.5 热交换器热交换器本章小结本章小结习习 题题 点击进入点击进入 相应章节相应章节返回本页点击此返回本页点击此http:/ 24.1 滤油器滤油器 FILTERS3 34.1.1 4.1.1 对过滤器的要求对过滤器的要求对过滤器的要求对过滤器的要求 Requirements for FiltersRequirements for Filters 液压油中往往含有杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中安装一定精度的滤油器，是保证液压
2、系统正常工作的必要手段。过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大小，以直径d作为公称尺寸表示。按精度可分为粗过滤器(d100m)、普通过滤器(d10 m)、精过滤器(d5 m)、特精过滤器(d1 m)。4 4一般对过滤器的基本要求是：一般对过滤器的基本要求是：(1)能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸的杂质进入系统。(2)滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。(3)通流能力大，压力损失小。(4)易于清洗或更换滤芯。系统类别系统类别润滑润滑传动系统传动系统伺服伺服工作压力工作压力(MPa)02.5 141432 32 21精度精度d(m)1002550 25 10 5表4.1
3、各种液压系统的过滤精度要求4.1.1 4.1.1 对过滤器的要求对过滤器的要求对过滤器的要求对过滤器的要求(过滤精度 filtration fineness)5 5按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网式网式(Mesh Filter)、线隙式、线隙式(Wire-wound Filter)、纸质滤、纸质滤芯式芯式(Pleated Paper Filter)、烧结式滤油器、烧结式滤油器(Sintered Metal Filter)及磁性滤油器及磁性滤油器等。按滤油器安放的位置不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器，考虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。4.1.2 4.1.2 过滤器的类型及
4、特点过滤器的类型及特点过滤器的类型及特点过滤器的类型及特点 The Type and Characteristics of Filter The Type and Characteristics of Filter6 6滤芯以铜网为过滤材料，在周围开有很多孔的塑料或金属筒形骨架上，包着一层或两层铜丝网，其过滤精度取决于铜网层数和网孔的大小。这种滤油器一般用于液压泵的吸油口。图4.1 网式滤油器 (1)网式滤油器网式滤油器 Wire Screen Filter(Strainer)7 7图4.2 线隙式滤油器(2)线隙式滤油器线隙式滤油器Wire Wound Filter线隙式滤油器如图4.2所示
5、，用铜线或铝线密绕在筒形骨架的外部来组成滤芯，依靠铜丝间的微小间隙滤除混入液体中的杂质。其结构简单、通流能力大、过滤精度比网式滤油器高，但不易清洗。多为回油过滤器。8 8图4.3 纸质滤油器(3)纸质滤油器纸质滤油器Paper Filter滤芯为微孔滤纸制成的纸芯，将纸芯围绕在带孔的镀锡铁做成的骨架上，以增大强度。为增加过滤面积，纸芯一般做成折叠形。其过滤精度较高，一般用于油液的精过滤，但堵塞后无法清洗。9 9 图4.4 烧结式滤油器(4)烧结式滤油器烧结式滤油器Sintered Metal Powder Filter滤芯用金属粉末烧结而成，利用颗粒间的微孔来挡住油液中的杂质通过，其滤芯能承受
6、高压差。10104.1.3 4.1.3 过滤器的安装部位过滤器的安装部位过滤器的安装部位过滤器的安装部位 Filter LocationFilter Location(1)泵入口泵入口吸油粗滤器吸油粗滤器 Suction Filter粗滤油器用来保护泵，使其不致吸入较大的机械杂质。为了不影响泵的吸油性能，防止发生气穴现象，滤油器的过滤能力应为泵流量的两倍以上，压力损失不得超过：0.010.035MPa。(2)泵出口油路上泵出口油路上高压滤油器高压滤油器 High Pressure Filter主要用来滤除进入液压系统的污染杂质，一般采用过滤精度1015m的滤油器。它应能承受油路上的工作压力和冲
7、击压力，其压力降应小于0.35MPa，并应有安全阀或堵塞状态发讯装置，以防泵过载和滤芯损坏。1111大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油子系统，滤除油液中的杂质，以保护主系统。一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。(3)系统回油路上系统回油路上低压滤油器低压滤油器 Low Pressure Filter因回油路压力很低，可采用滤芯强度不高的精滤油器，并允许滤油器有较大的压力降。(4)安装在系统以外安装在系统以外旁路过滤系统旁路过滤系统 Bypass
8、Line Filter4.1.3 4.1.3 过滤器的安装部位过滤器的安装部位过滤器的安装部位过滤器的安装部位 Filter LocationFilter Location12124.2 蓄能器蓄能器 Accumulator13134.2 蓄能器蓄能器 Accumulators4.2.1 4.2.1 蓄能器的作用蓄能器的作用蓄能器的作用蓄能器的作用 Function of AccumulatorsFunction of Accumulators(1)作辅助动力源作辅助动力源在间歇工作或周期性动作中，蓄能器可以把泵输出的多余压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放出来。这样可以减少液压泵的额定
9、流量，从而减小电机功率消耗。1414(2)系统保压或作紧急动力源系统保压或作紧急动力源对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的系统，可用蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某些系统要求当泵发生故障或停电时，执行元件应继续完成必要的动作时，需要有适当容量的蓄能器作紧急动力源。(3)吸收系统脉动，缓和液压冲击吸收系统脉动，缓和液压冲击4.2.1 4.2.1 蓄能器的作用蓄能器的作用蓄能器的作用蓄能器的作用 蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，也能吸收液压泵工作时的流量脉动所引起的压力脉动。15154.2.24.2.2蓄能器的结构形式蓄能器的结构形式蓄能器的结构形式蓄能器的结构形式 Constru
10、ction of AccumulatorConstruction of Accumulator 图4.6 蓄能器的结构形式 重力式Weight Loaded 弹簧式Spring Loaded 活塞式Piston Type 皮囊式Bladder Type 膜片式Diaphragm Type1616图4.7 活塞式蓄能器(1)活塞式蓄能器活塞式蓄能器 Piston Accumulator活塞式蓄能器中的气体和油液由活塞隔开。活塞1的上部为压缩空气，活塞1随下部压力油的储存和释放而在缸筒2内来回滑动。这种蓄能器活塞有一定的惯性，O形密封圈存在较大的摩擦力，所以反应不够灵敏。1717 图4.8 皮囊式
11、蓄能器 壳体Shell 皮囊Bladder 充气阀Gas Valve提升阀Poppet Valve (2)皮囊式蓄能器皮囊式蓄能器 Bladder Accumulator皮囊式蓄能器中气体和油液用皮囊隔开。皮囊用耐油橡胶制成，内充入惰性气体，壳体下端的提升阀能防止皮囊膨胀挤出油口。1818图图4.8 气囊式蓄能器气囊式蓄能器l充气阀2气囊3壳体4提升阀5放气螺塞6油口1919(3)薄膜式蓄能器 Diaphragm Accumulator(4)弹簧式蓄能器 Spring Loaded Accumulator(5)重力式蓄能器 Weight Loaded Accumulator重力式蓄能器主要用冶
12、金等大型液压系统的恒压供油，其缺点是反应慢，结构庞大，现在已很少使用。20204.2.3 4.2.3 蓄能器的容量计算蓄能器的容量计算蓄能器的容量计算蓄能器的容量计算 Calculation of the Volume of AccumulatorsCalculation of the Volume of Accumulators V-可供液容积可供液容积 又称工作容积又称工作容积 p1,V1 p0,V0 p2,V2 容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异。现以皮囊式蓄能器为例加以说明。21214.2.3.1 4.2.3.1 作辅助动力源时的容量计算作辅助动力源时的容量计算作辅助动力源时的容
13、量计算作辅助动力源时的容量计算Calculating the Volume of Accumulator Used as Auxiliary Power SourceCalculating the Volume of Accumulator Used as Auxiliary Power Source当蓄能器作动力源时，蓄能器储存和释放的压力油容量和皮囊中气体体积的变化量相等，而气体状态的变化遵守玻义耳定律，即(4.1)皮囊的充气压力(precharge pressure)皮囊充气体积，此时皮囊充满壳体内腔，故亦即蓄能器容量 系统最高工作压力，即泵对蓄能器充油结束时的压力 皮囊被压缩后相应于时
14、的气体体积 系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力 气体膨胀后相应于时的气体体积式中：2222 体积差 为供给系统油液的有效体积，将它代入式(4.1)，使可求得蓄能器容量 ，即 由上式得(4.2)4.2.3.1 4.2.3.1 作辅助动力源时的容量计算作辅助动力源时的容量计算作辅助动力源时的容量计算作辅助动力源时的容量计算(4.1)2323(4.3)用于保压用于保压用于保压用于保压时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分进行，可认为是等温变化等温变化等温变化等温变化过程，这时取n n=1=1；作辅助或应急动力源作辅助或应急动力源作辅助或应急动力源作辅助或应急动力源时，释放液体的时间
15、短，热交换不充分，这时可视为绝热过程绝热过程绝热过程绝热过程，取n n=1.4=1.4。充气压力p0在理论上可与p2相等，但是为保证p2在时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，则应使 p0p2，取p0=(0.80.85)p24.2.3.1 4.2.3.1 作辅助动力源时的容量计算作辅助动力源时的容量计算作辅助动力源时的容量计算作辅助动力源时的容量计算24244.2.3.2 4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算用来吸收冲击用时的容量计算用来吸收冲击用时的容量计算用来吸收冲击用时的容量计算Calculating the Volume of Accumulator Used as Shock Abso
16、rberCalculating the Volume of Accumulator Used as Shock Absorber当蓄能器用于吸收冲击吸收冲击吸收冲击吸收冲击时，一般按经验公式计算缓冲最一般按经验公式计算缓冲最一般按经验公式计算缓冲最一般按经验公式计算缓冲最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量大冲击力时所需要的蓄能器最小容量大冲击力时所需要的蓄能器最小容量大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即(4.4)式中：允许的最大冲击(MPa)阀口关闭前管内压力(MPa)用于冲击的蓄能器的最小容量(L)L 发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度(m)t 阀口关闭的时间(s)，突然关闭时取t=0
17、2525 储存油液储存油液 散掉系统累积的热量散掉系统累积的热量 促进油液中空气的分离促进油液中空气的分离 沉淀油液中的污垢沉淀油液中的污垢按油面是否与大气相通，可分为开式油箱与闭式油箱。开式油箱广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下和高空无稳定气压的场合，这里仅介绍开式油箱。4.3.1 4.3.1 油箱的基本功能油箱的基本功能油箱的基本功能油箱的基本功能 Basic Function of ReservoirsBasic Function of Reservoirs4.3 油箱油箱 Reservoirs26264.3.2 4.3.2 油箱的容积与结构油箱的容积与结构油箱的容积与结构油箱的
18、容积与结构在初步设计时，油箱的有效容量可按下述经验公式确定(4.5)式中：油箱的有效容量(Effective Volume)液压泵的流量 经验系数(Empirical Coefficient)对对对对功功功功率率率率较较较较大大大大且且且且连连连连续续续续工工工工作作作作的的的的液液液液压压压压系系系系统统统统，必必必必要要要要时时时时还还还还要要要要进进进进行行行行热热热热平平平平衡计算，以此确定油箱容量。衡计算，以此确定油箱容量。衡计算，以此确定油箱容量。衡计算，以此确定油箱容量。低压系统：m=24中压系统：m=57中高压或高压系统：m=6122727(1)泵的吸油管与系统回油管之间的距离
19、应尽可能远些，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管径的2-3倍，以免吸空和飞溅起泡。吸油管端部所安装的滤油器，离箱壁要有3倍管径的距离，以便四面进油。回油管口应截成45斜角，以增大回流截面，并使斜面对着箱壁，以利散热和沉淀杂质。(2)在油箱中设置隔板，以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，利于散热和沉淀。下面根据教材中图4.9所示的油箱结构示意图分述设计要点如下:2828(3)设置空气滤清器与液位计。设置空气滤清器与液位计。空气滤清器的作用是使油相箱与大气相通，保证泵的自吸能力，滤除空气中的灰尘杂物，有时兼作加油口。它一般布置在顶盖上靠近油箱边缘处。2929(4)设置放油口与清洗窗口。
20、设置放油口与清洗窗口。设置放油口与清洗窗口。设置放油口与清洗窗口。将油箱底面做成斜面，在最低处设放油口，平时用螺塞或放油阀堵住，换油时将其打开放走油污。为了便于换油时清洗油箱，大容量的油箱一般均在侧壁设清洗窗口。(5)油箱正常工作温度应在油箱正常工作温度应在油箱正常工作温度应在油箱正常工作温度应在15-6515-65 C C之间之间之间之间，必要时应安，必要时应安装温度控制系统，或设置加热器和冷却器。装温度控制系统，或设置加热器和冷却器。(6)最高油面只允许达到油箱高度的80%，油箱底脚高度应在150mm以上，以便散热、搬移和放油，油箱四周要有吊耳，以便起吊装运。30304.4 管件和管接头管
21、件和管接头 Pipes and Connectors在液压系统中所有的元件，包括辅件在内，全靠管件和管接头连接而成、管道和管接头的重量约占液压系统总重量的1/3。它们的分布遍及整个系统。31314.4.1 4.4.1 管道管道管道管道 Pipes Pipes种类：钢管、紫铜管、橡胶管管道的内径管道的内径管道的内径管道的内径d d 和壁厚和壁厚和壁厚和壁厚 (需圆整为标准数值)(4.6)(4.7)允许流速；式中 管道材料的抗拉强度，可由材料手册查出。n 安全系数；3232安装要求管道应尽量短，最好横平竖直，拐弯少。为避免管道皱折，减少压力损失，管道装配的弯曲半径要足够大，管道悬伸较长时要适当设置
22、管夹。管道尽量避免交叉，平行管距要大于管道尽量避免交叉，平行管距要大于100mm，以防接，以防接触振动，并便于安装管接头。触振动，并便于安装管接头。33334.4.2 4.4.2 管接头管接头管接头管接头 Fittings and ConnectorsFittings and Connectors(1)硬管接头硬管接头Rigid Connectors按管接头和管道的连接方式分，有扩口式管接头扩口式管接头扩口式管接头扩口式管接头 Flared Fitting Flared Fitting卡套式管接头卡套式管接头卡套式管接头卡套式管接头 Eremeto-type Fitting Eremeto-t
23、ype Fitting 焊接式管接头焊接式管接头焊接式管接头焊接式管接头 Welded Fitting Welded Fitting3434当当旋旋紧紧螺螺帽帽3时时，通通过过套套管管2使使被被连连接接管管1端端部部的的扩扩口口压压紧在接头体紧在接头体4的锥面上。的锥面上。被扩口的管子只能是薄壁且塑性良好的管子如铜管。此种接头的工作压力不高于8MPa。图4.10(a)扩口式管接头 1管子；2 套管；3 螺帽；4 接头本体扩口式管接头扩口式管接头扩口式管接头扩口式管接头 Flared FittingFlared Fitting(1)硬管接头硬管接头3535图4.10(b)卡套式管接头1一被连接管
24、；2一螺帽；3一卡套；4一接头本体拧紧接头螺母 2后，卡套 3发生弹性变形便将管子1夹紧。它对轴向尺寸要求不严，装拆方便，但对连接用管道的尺寸精度要求较高。卡套式管接头卡套式管接头卡套式管接头卡套式管接头Eremeto-type FittingEremeto-type Fitting (1)硬管接头硬管接头3636钢管和基体通过焊接管接头连接。把接管2焊在被连接的钢管端部。接头体1用螺纹拧入某元件的基体。用组合密封垫防止从元件中外漏。将O型密封圈放在接头体1的端面处，将螺帽3拧在接头体1上即完成连接。焊接式管接头焊接式管接头焊接式管接头焊接式管接头 Welded FittingWelded F
25、itting图4.10(c)焊接式管接头1 接头体；2 接管；3 螺帽；4 密封圈；5 组合密封圈(1)硬管接头硬管接头3737图中的接管端部做成球面、螺帽拧紧在接头体上后，球面和接头体的内锥面压紧而防止漏油。接头体的锥螺纹将拧入某元件的基体。焊接式管接头制作简单、工作可靠，对被连接的管件尺寸精度要求不高，工作压力可达32MPa或更高。缺点是对焊接质量要求较高。它是目前应用最多的一种管接头。焊接式管接头焊接式管接头焊接式管接头焊接式管接头 Welded FittingWelded Fitting(1)硬管接头硬管接头 Rigid Connectors3838扣压式胶管接头扣压式胶管接头扣压式胶
26、管接头扣压式胶管接头 Flexible-hose Connectors Flexible-hose Connectors图4.11(2)软管接头软管接头 Flexible Hose39394.5 热交换器Heat Exchanger40404.5 热交换器热交换器 Heat Exchanger如果液压系统靠自然冷却仍不能使油温控制在上述范围内时，就须安装冷却器；反之，如环境温度太低，无法使液压泵启动或正常运转时，就须安装加热器。液压系统的工作温度一般希望保持在液压系统的工作温度一般希望保持在30305050 C C的范围之内的范围之内，最高不超过最高不超过最高不超过最高不超过65656565
27、C C C C，最低不低于，最低不低于，最低不低于，最低不低于15151515 C C C C。41414.5.1 4.5.1 冷却器冷却器冷却器冷却器 Coolers Coolers图4.11 对流式多管头冷却器 冷却器图形符号4242冷却器的安装位置冷却器的安装位置冷却器的安装位置冷却器的安装位置不论哪一类的冷却器,都应安装在压力很低或压力为零的管路上,这样可防止冷却器承受高压且冷却效果也较好。43434.5.2 4.5.2 加热器加热器加热器加热器 Heater Heater 图4.12 加热器的安装液压系统的加热一般采用电加热器，它用法兰盘水平安装在油箱侧壁上，发热部分全部浸在油液内。
28、图形符号4444 油温自动控制回路油温自动控制回路此种回路见图6.4-7。溢流阀排出的油和系统回油均经过冷却器1回油箱,温度传感器2检测到温度信号后和温度调定值比较,再经放大和处理控制水阀3的开度,从而改变水的流量。当油温达到调定值时,水阀3保持一定开度。由于其它原因油温偏离调定值时,水阀3可自动加大或减小开度,使泊温基本上保持调定值。若将水阀3关死,则控制系统不起作用,可用人工操纵水阀4控制油温。4545小小 结结 滤滤滤滤油油油油器器器器是是液液压压传传动动系系统统最最重重要要的的保保护护元元件件，通通过过过过滤滤油油液液中中的的杂杂质质来来确确保保液液压压元元件件及及系系统统不不受受污污
29、染染物物的的侵侵袭袭。从从使使用用场场合合上上可可分分为为高高压压滤滤油油器器和和低低压压滤滤油油器器；从从过过滤滤精精度度可可分分为为粗粗滤滤器器和和精精滤器，过滤器材料也多种多样。滤器，过滤器材料也多种多样。本本本本章章章章介介介介绍绍绍绍了了了了纸纸纸纸质质质质、网网网网式式式式、线线线线隙隙隙隙式式式式及及及及烧烧烧烧结结结结式式式式滤滤滤滤油器的结构。油器的结构。油器的结构。油器的结构。小小 结结 蓄蓄蓄蓄能能能能器器器器在在在在大大大大型型型型及及及及高高高高精精精精度度度度液液液液压压压压系系系系统统统统占占占占有有有有重重重重要要要要的的的的地地地地位位位位，通通通通常常常常用
30、用用用于于于于吸吸吸吸收收收收脉脉脉脉动动动动、冲冲冲冲击击击击及及及及作作作作为为为为液液液液压压压压系系系系统统统统的的的的辅辅辅辅助助助助油油油油源源源源，在在在在结结结结构构构构上上上上有有有有：皮皮皮皮囊囊囊囊式式式式、膜膜膜膜片片片片式式式式、重重重重力力力力式式式式、弹弹弹弹簧簧簧簧式式式式及及及及活活活活塞塞塞塞式式式式。蓄蓄蓄蓄能能能能器器器器在在在在工工工工作作作作时时时时基基基基本本本本上上上上是是是是处处处处于于于于动动动动态态态态工工工工况况况况，往往往往往往往往关关关关心心心心的的的的也也也也是是是是其其其其动态特性。动态特性。动态特性。动态特性。热热热热交交交交换
31、换换换器器器器包包包包括括括括加加加加热热热热器器器器和和和和冷冷冷冷却却却却器器器器，它它它它们们们们的的的的功功功功能能能能是是是是使使使使液液液液压压压压传动介质处在设定的温度范围内，提高传动质量。传动介质处在设定的温度范围内，提高传动质量。传动介质处在设定的温度范围内，提高传动质量。传动介质处在设定的温度范围内，提高传动质量。油油油油箱箱箱箱作作作作为为为为一一一一非非非非标标标标辅辅辅辅件件件件，根根根根据据据据不不不不同同同同情情情情况况况况进进进进行行行行设设设设计计计计，主主主主要要要要用于传动介质的储存、供应、回收、沉淀、散热等。用于传动介质的储存、供应、回收、沉淀、散热等。
32、用于传动介质的储存、供应、回收、沉淀、散热等。用于传动介质的储存、供应、回收、沉淀、散热等。习题习题 4.1 滤油器分为哪些种类？安装时要注意什么？滤油器分为哪些种类？安装时要注意什么？4.2 4.2 根据哪些原则选用滤油器？根据哪些原则选用滤油器？根据哪些原则选用滤油器？根据哪些原则选用滤油器？4.3 在在液液压压缸缸活活塞塞上上安安装装O形形密密封封圈圈时时，为为什什么么在在其其侧侧面面安安放挡圈？怎样确定用一个或两个挡圈？放挡圈？怎样确定用一个或两个挡圈？4.4 举例说明油箱的典型结构及各部分的作用。举例说明油箱的典型结构及各部分的作用。4.5 设设设设蓄蓄蓄蓄能能能能器器器器的的的的充充充充气气气气压压压压力力力力为为为为6MPa6MPa，求求求求在在在在压压压压力力力力为为为为13MPa13MPa和和和和7MPa7MPa之之之之间间间间时时时时可可可可供供供供2L2L油油油油液液液液的的的的蓄蓄蓄蓄能能能能器器器器的的的的容容容容积积积积，按按按按等等等等温温温温充充充充油油油油绝绝绝绝热热热热放油和等温过程两种情况计算。放油和等温过程两种情况计算。放油和等温过程两种情况计算。放油和等温过程两种情况计算。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢