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1、第五章第五章 液压辅助元件液压辅助元件第一节第一节 管路和管接头管路和管接头第二节第二节 油箱油箱第三节第三节 过滤器过滤器第四节第四节 密封装置密封装置第五节第五节 蓄能器蓄能器定义：定义：指除能源装置、执行装置和控制调节装指除能源装置、执行装置和控制调节装置之外，为保证系统正常工作所必须的置之外，为保证系统正常工作所必须的装置；装置；主要包括主要包括：蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、：蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、密封件、管件、压力表等。密封件、管件、压力表等。说明说明：油箱一般为非标准件，其它的则常做成通：油箱一般为非标准件，其它的则常做成通用件或标准件供选用。用件或标准件供选用。注意
2、注意：虽然叫辅助装置，但它为系统正常工作起：虽然叫辅助装置，但它为系统正常工作起到了极大的作用，不应忽视。到了极大的作用，不应忽视。第一节第一节 管路和管接头管路和管接头一、管路一、管路管件的管件的种类种类：钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管：钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等。等。管件的管件的计算计算：计算项目包括管内径和璧厚的计算，可计算项目包括管内径和璧厚的计算，可按下式计算后，再按相关标准圆整。按下式计算后，再按相关标准圆整。按流量按流量选择内径选择内径：按压力、强度按压力、强度选择壁厚选择壁厚：式中式中:v为管内流量，吸油管取为管内流量，吸油管取v=0.51.5m/s，高压管，高压
3、管取取v=2.55m/s，回油管取，回油管取v=1.52.5m/s，短管及局部收，短管及局部收缩处取缩处取v=57m/s。n为安全系数，对钢管，当为安全系数，对钢管，当p7MPa时，时，n=8；当；当7MPp17.5MPa时，时，n=6；当；当p17.5MPa时，时，n=4。管路的管路的使用使用：1)弯曲半径不能太小弯曲半径不能太小，一般为管道半径的，一般为管道半径的35倍，倍，弯曲处不应有明显的皱纹和扭伤，椭圆度不应弯曲处不应有明显的皱纹和扭伤，椭圆度不应超过管径的超过管径的10%。2)管道一般应用管道一般应用管夹固定管夹固定，防止振动。防止振动。二、管接头二、管接头 常见的常见的管接头的形
4、式管接头的形式有有（1）焊接式焊接式管接头管接头 图图5-1（2）卡套式卡套式管接头管接头 图图5-2（3）扩口式扩口式管接头管接头 图图5-3（4）胶管胶管接头接头 图图5-4（5）快换式快换式管接头管接头 图图5-5第二节第二节 油箱油箱一、功用和结构一、功用和结构功用功用：1)储存油液。储存油液。2)散发油液中的热量，释放出混在油液中的气体，散发油液中的热量，释放出混在油液中的气体，沉淀油液中的污物。沉淀油液中的污物。分类分类:整体式整体式和和分离式分离式。前前者者是是利利用用机机器器设设备备机机身身内内腔腔作作为为油油箱箱，后后者者通常是由钢板焊接而成地独立油箱。通常是由钢板焊接而成地
5、独立油箱。分离式分离式典型结构典型结构:图图5-6是一典型是一典型分离式结构，是分离式结构，是开式结构，由钢开式结构，由钢板焊接而成，内板焊接而成，内有隔板、吸油管、有隔板、吸油管、回油管、泄油管、回油管、泄油管、滤油器、空气滤滤油器、空气滤清器、注油器、清器、注油器、液位计和放油塞液位计和放油塞等。等。上上面面介介绍绍的的是是开开式式油油箱箱，另另外外，还还有有闭闭式式油油箱箱，可可向向箱箱内内充充入入纯纯净净的的压压缩缩空空气气（0.05MPa左左右右），改改善善泵泵的的吸吸油油条条件件，但但要要求求回回油油管管、泄泄油油管管能能承承受受背背压压，油油箱箱还还须须配配有有安安全全阀阀、电电
6、接接点点压压力力表表和和报报警警器等，可用于水下作业的液压设备上。器等，可用于水下作业的液压设备上。二、设计时的二、设计时的注意事项注意事项(1)具有具有足够的刚度和强度足够的刚度和强度：采用：采用2.54 mm的钢板，的钢板，必要时设置加强肋，油箱盖板若加装电动机或必要时设置加强肋，油箱盖板若加装电动机或液压元件时，盖板要适当加厚。液压元件时，盖板要适当加厚。(2)具有具有足够的有效容积足够的有效容积：油箱的有效容积（液面为：油箱的有效容积（液面为油箱高度的油箱高度的80%时的容积）应根据系统发热、时的容积）应根据系统发热、散热平衡的原则计算，也可按经验估算散热平衡的原则计算，也可按经验估算
7、式中：式中：qp泵的额定流量；泵的额定流量；经验数据，低压时经验数据，低压时=24;中压时中压时=57;高压时高压时=1012。(3)吸油管和回油管应尽量远一点吸油管和回油管应尽量远一点：吸油管和回油：吸油管和回油管之间设置隔板，吸油管入口处加装粗滤油管之间设置隔板，吸油管入口处加装粗滤油器，回油管切斜口，面向箱壁，器，回油管切斜口，面向箱壁，(4)防止油液污染，防止油液污染，各盖版、管口处要密封各盖版、管口处要密封，注油注油器加滤油口器加滤油口，通气孔加空气滤清器通气孔加空气滤清器，油箱内，油箱内回油集中的部分加一些带磁性的颗粒，回油集中的部分加一些带磁性的颗粒，(5)易于易于散热散热和和维
8、护保养维护保养：油箱底部与地面隔离一：油箱底部与地面隔离一定距离，适当倾斜放置，最低处加放油塞，定距离，适当倾斜放置，最低处加放油塞，侧壁加液位计，油箱内便于清洗。侧壁加液位计，油箱内便于清洗。第三节第三节 过滤器过滤器 据统计，液压系统中据统计，液压系统中75%以上的故障是由于污以上的故障是由于污染造成的，控制污染的意义重大。染造成的，控制污染的意义重大。(6)必要时，必要时，油箱要进行温度控制油箱要进行温度控制：油箱最大温度：油箱最大温度变化范围控制在变化范围控制在1565。(7)油箱内壁要进行适当处理：如喷丸、酸洗，涂油箱内壁要进行适当处理：如喷丸、酸洗，涂耐油漆等。耐油漆等。一、过滤器
9、的功用和基本要求一、过滤器的功用和基本要求功用功用:过滤混在液压油液中的杂质，降低油液的污过滤混在液压油液中的杂质，降低油液的污染程度。染程度。基本要求基本要求：1)有足够的过滤精度。过滤精度分为以下几种：有足够的过滤精度。过滤精度分为以下几种：2)有足够的过滤能力；有足够的过滤能力；3)过滤器应有一定的机械强度；过滤器应有一定的机械强度；4)滤芯抗腐蚀性能好；滤芯抗腐蚀性能好；5)滤芯要便于清洗和更换，便于拆装和维护。滤芯要便于清洗和更换，便于拆装和维护。二、过滤器的型式二、过滤器的型式 分类分类：按过滤精度分按过滤精度分：粗过滤器和精过滤器：粗过滤器和精过滤器按滤芯的结构分按滤芯的结构分：
10、网式、线隙式、磁性、烧结：网式、线隙式、磁性、烧结式和纸质等式和纸质等按过滤方式分按过滤方式分：表面性、深度性和中间型：表面性、深度性和中间型具体分析具体分析：1.表面性过滤器表面性过滤器 滤芯表面与液压介质接触，杂质颗粒阻留在其滤芯表面与液压介质接触，杂质颗粒阻留在其表面上。常见的有表面上。常见的有金属网式金属网式，图，图5-7a；线隙式线隙式，图图5-7b。过滤器的图形如图图。过滤器的图形如图图5-7c。2.深度型过滤器深度型过滤器 油液要流经有复杂缝隙的路程达到过滤的目的。油液要流经有复杂缝隙的路程达到过滤的目的。滤芯材料是毛毡、人造丝纤维，不锈钢纤维、粉末滤芯材料是毛毡、人造丝纤维，不
11、锈钢纤维、粉末冶金等。图冶金等。图5-8所示是一种所示是一种粉末冶金滤芯粉末冶金滤芯的过滤器。的过滤器。3.中间型过滤器中间型过滤器 过滤方式介于上述两者之过滤方式介于上述两者之间，如间，如纸质滤芯纸质滤芯的过滤器。的过滤器。图图5-9。三、过滤器的三、过滤器的选用和安装选用和安装 常见的安装位置有以下几种，如图常见的安装位置有以下几种，如图5-10。1.泵的吸油口泵的吸油口；2.泵的出油口泵的出油口；3.系统的系统的回油路上回油路上；4.系统的系统的分支油路上分支油路上；5.单独的单独的过滤系统。过滤系统。溢流阀出口溢流阀出口系统中间系统中间独立安装独立安装进系统进系统出系统出系统第四节第四
12、节 密封装置密封装置 密封装置是减少液压系统泄漏重要和有效的手密封装置是减少液压系统泄漏重要和有效的手段，合理选用和设计密封装置对液压系统的正常段，合理选用和设计密封装置对液压系统的正常工作非常重要。工作非常重要。一、对密封装置的一、对密封装置的要求要求1)在工作压力和一定温度范围内，应在工作压力和一定温度范围内，应具有良好的具有良好的密封性能密封性能，并随着压力的增加能自动提高密封，并随着压力的增加能自动提高密封性能。性能。2)密封装置和运动部件之间的密封装置和运动部件之间的摩擦要稳定摩擦要稳定。3)抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，性好，
13、磨损后在一定程度上能自动补偿。磨损后在一定程度上能自动补偿。4)结构简单，使用、维护方面，价格低廉。结构简单，使用、维护方面，价格低廉。二、密封装置的二、密封装置的类型和特点类型和特点 按其原理可分为非接触式和接触式密封。按其原理可分为非接触式和接触式密封。1.间隙密封间隙密封 依靠小间隙密封，在阀芯上开均压槽可以提高依靠小间隙密封，在阀芯上开均压槽可以提高密封效果。密封效果。2.O型圈密封型圈密封 图图5-11所示，所示，a图为结构图，图为结构图，b图图为安装情况，为安装情况，c图图为高压损坏情况，为高压损坏情况，d、e图为采用挡图为采用挡圈提高工作压力。圈提高工作压力。3.唇形密封圈唇形密
14、封圈 有有Y、V、U、L型等，型等，如图如图5-1213。4.组合式密封圈组合式密封圈 如图如图5-15。5.回转轴的密封装置回转轴的密封装置 如图如图5-16。第五节第五节 蓄能器蓄能器 蓄能器是液压系统中的蓄能元件，它储存多余蓄能器是液压系统中的蓄能元件，它储存多余的压力油液，并在需要时释放出来供给系统。的压力油液，并在需要时释放出来供给系统。一、蓄能器的类型与结构一、蓄能器的类型与结构类型类型:重力式重力式、弹簧式弹簧式和和充气式充气式三类。其中充气式三类。其中充气式又可分为活塞式、气囊式和隔膜式三种。又可分为活塞式、气囊式和隔膜式三种。1.活塞式蓄能器活塞式蓄能器 图图5-17a为活塞
15、式蓄为活塞式蓄能器，能器，2.气囊式蓄能器气囊式蓄能器 图图5-17b为气囊式蓄为气囊式蓄能器。能器。二、蓄能器的功用二、蓄能器的功用功用功用：粗略的说是储存油液的压力能。：粗略的说是储存油液的压力能。具体的说是具体的说是：1)作辅助动力源，在短时间内大量供油；作辅助动力源，在短时间内大量供油；2)保压和补充泄漏，维持系统压力；保压和补充泄漏，维持系统压力；3)减少冲击，吸收压力脉动。减少冲击，吸收压力脉动。三、蓄能器的容量计算三、蓄能器的容量计算 以气囊式为例，以气囊式为例，1.作辅助动力源时的容作辅助动力源时的容量计算量计算 如右图如右图 容积计算的依据是气容积计算的依据是气体定律：体定律
16、：容积计算的依据是气体定律：容积计算的依据是气体定律：(5-1)式中：式中：p0为为气囊工作前的工作压为为气囊工作前的工作压力；力；V0为气囊工作前的充气体积为气囊工作前的充气体积（蓄能器的容积）；（蓄能器的容积）；p1为蓄能器储油结束时的压为蓄能器储油结束时的压力，即蓄能器的最高工作力，即蓄能器的最高工作压力；压力；p2为蓄能器向系统供油时的压力；为蓄能器的最低工为蓄能器向系统供油时的压力；为蓄能器的最低工作压力；作压力；V1、V2为系统最高和最低工作压力时对应的体积。为系统最高和最低工作压力时对应的体积。设体积差为供给系统的油液，代入（设体积差为供给系统的油液，代入（5-1）得）得(5-2
17、)即即 充气压力充气压力p0在理论上与在理论上与p2相等，一般相等，一般p0 p00.25 p1，则蓄能器，则蓄能器的供油体积为的供油体积为 式中，式中，n为指数，当蓄能器用来保压时，补偿泄漏时，它为指数，当蓄能器用来保压时，补偿泄漏时，它释放能量的速度较慢，可认为气体的等温过程，取释放能量的速度较慢，可认为气体的等温过程，取n=1，当蓄能器用来作辅助动力源时，它释放能量的速度较快，当蓄能器用来作辅助动力源时，它释放能量的速度较快，可认为气体的绝热过程，取可认为气体的绝热过程，取n=1.4。2.作缓和液压冲击时的容量计算作缓和液压冲击时的容量计算常用常用经验公式经验公式计算，即计算，即式中，式
18、中，V0为蓄能器的容积为蓄能器的容积(L)；q为法口关闭前为法口关闭前管内流量（管内流量（L/min）；）；p2为阀口关闭前管内压力为阀口关闭前管内压力（MPa）；）；L为冲击管长（为冲击管长（m）；）；p1为允许的最为允许的最大冲击压力（大冲击压力（MPa）；）；t为阀口关闭时间为阀口关闭时间（t0.0164L）(s)。3.吸收液压泵脉动压力时容量计算吸收液压泵脉动压力时容量计算 一般采用一般采用经验公式经验公式，即，即式中，式中，V为液压泵的排量（为液压泵的排量（L/r）；）；i为排量的为排量的变化率；变化率；V为超过平均排量的排出量（为超过平均排量的排出量（L）；）；K为液压泵的压力脉动
19、为液压泵的压力脉动 ;p为压力脉动为压力脉动的单侧振幅。的单侧振幅。在使用时，蓄能器的充气压力取在使用时，蓄能器的充气压力取 。四、蓄能器的安装四、蓄能器的安装 安装时应安装时应注意的问题注意的问题：1)气囊式蓄能器应垂直安装，油口向下。气囊式蓄能器应垂直安装，油口向下。2)用于吸收液压冲击和压力脉动的蓄能器应尽可用于吸收液压冲击和压力脉动的蓄能器应尽可能安装在振源附近。能安装在振源附近。3)装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定。装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定。4)蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停止时，蓄能器贮存的压力油倒流而使泵反泵停止时，蓄能器贮存的压力油倒流而使泵反转，蓄能器与管路之间也应安装截止阀，供充转，蓄能器与管路之间也应安装截止阀，供充气和检修时用。气和检修时用。本章结束，谢谢！