1、第6章 液壓輔助元件Auxiliary Components for Hydraulic Systems6 液壓輔助元件 液壓輔件是系統(tǒng)的一個重要組成部分，它包括蓄能器、濾油器、油箱、熱交換器、管件、密封裝置、壓力表裝置等。液壓輔件的合理設計和選用在很大程度上影響液壓系統(tǒng)的效率、噪聲、溫升、工作可靠性等技術(shù)性能。湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.1.1 蓄能器的功能 1）短時間內(nèi)大量供油 （協(xié)助泵供油、作應急動力源）； 2）吸收液壓沖擊和壓力脈動； 3）維持系統(tǒng)壓力（保壓補漏）。6.1 蓄能器6.1.2 蓄能器的類型 蓄能器的結(jié)構(gòu)形式主要有重力式、充氣式和彈簧式三種類型。湖南工程學院液壓與氣壓傳動

2、 1 重力式蓄能器 6.1 蓄能器 結(jié)構(gòu)簡單，反應尚還靈敏，但容量小，易內(nèi)泄并有壓力損失，不適于高壓和高頻動作的場合。一般可用于小容量、低壓系統(tǒng)，用作蓄能和緩沖 。 重力式蓄能器利用重物的位置變化來儲存和釋放能量。這種蓄能器目前已很少采用，只有在個別的低壓系統(tǒng)中還能見到。 2 彈簧式蓄能器 湖南工程學院液壓與氣壓傳動 充氣式蓄能器利用壓縮氣體儲存能量。主要有氣瓶式、活塞式和氣囊式。 （1）氣瓶式蓄能器 是一種直接式接觸式蓄能器, 是一個下半部盛油液，上半部充壓縮氣體的氣瓶。這種蓄能器容量大，體積小，慣性小，反應靈敏。但是氣體容易混入油液中，使油液的可壓縮性增加，并且耗氣量大，必須經(jīng)常補氣。6.

3、1 蓄能器3 充氣式蓄能器 湖南工程學院液壓與氣壓傳動 活塞式蓄能器中的氣體和油液由活塞隔開。活塞1的上部為壓縮空氣，活塞1隨下部壓力油的儲存和釋放而在缸筒2內(nèi)來回滑動。這種蓄能器活塞有一定的慣性，和O形密封圈存在較大的摩擦力，所以反應不夠靈敏。圖6.4 活塞式蓄能器 （2）活塞式蓄能器 6.1 蓄能器湖南工程學院液壓與氣壓傳動 皮囊式蓄能器中氣體和油液用皮囊隔開。皮囊用耐油橡膠制成，內(nèi)充入惰性氣體，殼體下端的提升閥能防止皮囊膨脹擠出油口。（3）皮囊式蓄能器6.1 蓄能器l充氣閥 2氣囊；3殼體； 4菌形閥；5放氣螺塞； 6油口 圖6.4 氣囊式蓄能器 湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.1 蓄能器

4、湖南工程學院液壓與氣壓傳動 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。6.1 蓄能器6.1.3 蓄能器的應用 （1）作輔助動力源湖南工程學院液壓與氣壓傳動（2）應急動力源6.1 蓄能器 在某些特殊的場合：如驅(qū)動泵的原動機發(fā)生故障，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。 (3) 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荷，此時可利用蓄能器釋放所儲存的液壓油，補償系統(tǒng)的泄

5、漏，保持系統(tǒng)的壓力。湖南工程學院液壓與氣壓傳動 (4) 吸收壓力沖擊和消除壓力脈動 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 蓄能器湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.1 蓄能器6.1.4 蓄能器的安裝 1.氣囊式蓄能器一般應垂直安裝，使其進油口向下，以提高使用壽命。2.吸收沖擊壓力和脈動壓力的蓄能器，應盡可能安裝在沖擊源和振動源附近。3.裝在管路上的蓄能器，承受著一個相當干入口面積與油液壓力乘積的液壓作用力，必須用支持板或支持架使之固定。4.蓄能器管路

6、系統(tǒng)之間應安裝截止閥，供充氣和檢修時使用。5.蓄能器與液壓泵之間應安裝單向閥，防止液壓泵卸荷時蓄能器內(nèi)儲存的壓力油倒流。 湖南工程學院液壓與氣壓傳動 按濾芯的材料和結(jié)構(gòu)形式，濾油器可分為網(wǎng)式、線隙式、紙質(zhì)濾芯式、燒結(jié)式濾油器及磁性濾油器等。 按濾油器安放的位置不同，還可以分為吸濾器、壓濾器和回油過濾器。6.2 濾油器6.2.1 濾油器的分類、工作原理、特點 及應用湖南工程學院液壓與氣壓傳動1 網(wǎng)式濾油器 圖6.11 網(wǎng)式濾油器 6.2 濾油器 濾芯以銅網(wǎng)為過濾材料，在周圍開有很多孔的塑料或金屬筒形骨架上，包著一層或兩層銅絲網(wǎng)，其過濾精度取決于銅網(wǎng)層數(shù)和網(wǎng)孔的大小。一般用于液壓泵的吸油口。 湖南

7、工程學院液壓與氣壓傳動 圖6.12 線隙式濾油器 2 線隙式濾油器 用鋼線或鋁線密繞在筒形骨架的外部來組成濾芯，依靠銅絲間的微小間隙濾除混入液體中的雜質(zhì)。其結(jié)構(gòu)簡單、通流能力大、過濾精度比網(wǎng)式濾油器高，但不易清洗。多為回油濾油器。6.2 濾油器湖南工程學院液壓與氣壓傳動 圖6.13 燒結(jié)式濾油器 3 燒結(jié)式濾油器 濾芯用金屬粉末燒結(jié)而成，利用顆粒間的微孔來擋住油液中的雜質(zhì)通過，其濾芯能承受高壓。6.2 濾油器湖南工程學院液壓與氣壓傳動 濾芯為微孔濾紙制成的紙芯，將紙芯圍繞在帶孔的鍍錫鐵做成的骨架上，以增大強度。為增加過濾面積，紙芯一般做成折疊形。其過濾精度較高，一般用于油液的精過濾，但堵塞后無

8、法清洗。4 紙質(zhì)濾油器圖6.14 紙質(zhì)濾油器 6.2 濾油器 5 磁性濾油器 工作原理：利用磁鐵吸附油液中的鐵質(zhì)微粒。 湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.2 濾油器 特征：用磁環(huán)與其它幾種濾油器組合而成。 性能特點：性能較以上濾油器更為完善，既可以過濾鐵質(zhì)微粒，又可以過濾普通雜質(zhì)。 6 復式濾油器7 濾油器發(fā)信裝置湖南工程學院液壓與氣壓傳動 選用濾油器時應考慮一下以下問題： （1）有足夠的過濾能力 （2）能承受一定的工作壓力 （3）有足夠的過濾精度 過濾精度表示濾油器對各種不同尺寸污染顆粒的濾除能力。濾芯所能濾除最小顆粒度的大小。 （4）濾油器濾芯應易于清洗和更換 （5）在一定的溫度下，濾油器應有

9、足夠的耐久性6.2 濾油器6.2.2 濾油器的選用湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.2.3 濾油器的安裝 （1）泵入口的吸油粗濾器 粗濾油器用來保護泵，使其不致吸入較大的機械雜質(zhì)。為了不影響泵的吸油性能，防止發(fā)生氣穴現(xiàn)象，濾油器的過濾能力應為泵流量的兩倍以上，壓力損失不得超過0.010.035MPa。6.2 濾油器湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.2 濾油器（2）泵出口油路上的高壓濾油器 主要用來濾除進入液壓系統(tǒng)的污染雜質(zhì)，一般采用過濾精度1015m的濾油器。它應能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，其壓力降應小于0.35MPa，并應有安全閥或堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置，以防泵過載和濾芯損壞。 （3）系統(tǒng)回油路上的

10、低壓濾油器 因回油路壓力低，可采用濾芯強度不高的精濾油器，并允許濾油器有較大的壓力降。湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.2 濾油器 （4）安裝在系統(tǒng)以外的旁路過濾系統(tǒng) 大型液壓系統(tǒng)可專設一液壓泵和濾油器構(gòu)成的濾油子系統(tǒng)，濾除油液中的雜質(zhì)，以保護主系統(tǒng)。 一般濾油器只能單向使用，即進、出口不可互換。安裝濾油器時應注意湖南工程學院液壓與氣壓傳動 油箱的基本功能是：儲存工作介質(zhì)；散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量；分離油液中混入的空氣；沉淀污染物及雜質(zhì)。 油箱可分為開式油箱和閉式油箱兩種。 開式油箱中的油液的液面與大氣相通，而閉式油箱中油液的液面與大氣隔絕。開式油箱又分為整體式和分離式。所謂整體式是指利用主機的底

11、座等作為油箱。而分離式油箱則與三機分離并與泵組成一個獨立的供油單元（泵站）。6.3.1 油箱的基本功能和分類6.3 油箱湖南工程學院液壓與氣壓傳動 圖6.18 開式油箱 1回油管;2 泄油管;3 泵吸油管;4 空氣濾清器; 5 安裝板;6 隔板;7 放油孔;8 粗濾油器;9 清洗窗側(cè)板; 10 液位計窗口;11 注油口;12 油箱上蓋6.3 油箱湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.3.2 油箱的容積與結(jié)構(gòu) 在初步設計時，油箱的有效容量可按下述經(jīng)驗公式確定（6.5）式中： 油箱的有效容量 液壓泵的流量 經(jīng)驗系數(shù)，低壓系統(tǒng)： =24，中壓系統(tǒng)： =57，中高壓或高壓系統(tǒng)： =612 對功率較大且連續(xù)工作

12、的液壓系統(tǒng)，必要時還要進行 熱平衡計算，以此確定油箱容量。 6.3 油箱湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.3.3 油箱的設計（1） 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，以免吸空和飛濺起泡。吸油管端部所安裝的濾油器，離箱壁要有3倍管徑的距離，以便四面進油?；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)。6.3 油箱 圖6.18 開式油箱 1回油管;2 泄油管;3 泵吸油管;4 空氣濾清器; 5 安裝板;6 隔板;7 放油孔;8 粗濾油器;9 清洗窗側(cè)板; 10 液位計窗口;11 注油口;12 油箱上蓋湖

13、南工程學院液壓與氣壓傳動（2） 在油箱中設置隔板，以便將吸、回油隔開，迫使 油液循環(huán)流動，利于散熱和沉淀。6.3 油箱 圖6.18 開式油箱 1回油管;2 泄油管;3 泵吸油管;4 空氣濾清器; 5 安裝板;6 隔板;7 放油孔;8 粗濾油器;9 清洗窗側(cè)板; 10 液位計窗口;11 注油口;12 油箱上蓋 空氣濾清器的作用是使油相箱與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物，有時兼作加油口。它一般布置在頂蓋上靠近油箱邊緣處。（3） 設置空氣濾清器與液位計湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.3 油箱 圖6.18 開式油箱 1回油管;2 泄油管;3 泵吸油管;4 空氣濾清器; 5 安裝板;6

14、隔板;7 放油孔;8 粗濾油器;9 清洗窗側(cè)板; 10 液位計窗口;11 注油口;12 油箱上蓋 將油箱底面做成斜面，在最低處設放油口，平時用螺塞或放油閥堵住，換油時將其打開放走油污。為了便于換油時清洗油箱，大容量的油箱一般均在側(cè)壁設清洗窗口。（4）設置放油口與清洗窗口湖南工程學院液壓與氣壓傳動6.3 油箱 圖6.18 開式油箱 1回油管;2 泄油管;3 泵吸油管;4 空氣濾清器; 5 安裝板;6 隔板;7 放油孔;8 粗濾油器;9 清洗窗側(cè)板; 10 液位計窗口;11 注油口;12 油箱上蓋 必要時應安裝溫度控制系統(tǒng)，或設置加熱器和冷卻器。 （5） 油箱正常工作溫度應在15-66C之間（6）

15、 最高油面只允許達到油箱高度的80%，油箱底腳高度應在150mm以上，以便散熱、搬移和放油，油箱四周要有吊耳，以便起吊裝運。湖南工程學院液壓與氣壓傳動管件包括管道、管接頭和法蘭等。6.4.1 管道 1 管道的種類及用途6.4 管 件功用：管道傳遞工作液體； 管接頭連接油管與油管或元件。要求：足夠的強度，良好的密封、較小的壓力損失、方 便的裝拆性。 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。湖南工程學院液壓與氣壓傳動硬管軟管2 管道尺寸的確定液壓系統(tǒng)油管的選擇與計算主要是計算管子的內(nèi)徑和壁厚。6.4 管 件湖南工程學院液壓與氣壓傳動 管道

16、的內(nèi)徑d和壁厚 可采用下列兩式計算，并需圓整為標準數(shù)值，即 （6.13）（6.14） 允許流速；式中 ： 許用應力，可由材料手冊查出。 n 安全系數(shù) 對鋼管 材料抗拉強度，可由材料手冊查出。式中 ：對鋼管6.4 管 件湖南工程學院液壓與氣壓傳動安裝要求 管道應盡量短，最好橫平豎直，拐彎少。為避免管道皺折，減少壓力損失，管道裝配的彎曲半徑要足夠大，管道懸伸較長時要適當設置管夾。 管道盡量避免交叉，平行管距要大于100mm，以防接 觸振動，并便于安裝管接頭。 6.4.2 管接頭 管接頭是油管與油管、油管與液壓元件的可拆裝的連接件。它應該滿足拆裝方便，連接牢固，密封可靠，外尺寸小，通油能大，壓力損失

17、小以及工藝性好等要求。管接頭的種類很多，按接管接頭的通路數(shù)量和流向可分為直通、彎管、三通、和四通等。6.4 管 件湖南工程學院液壓與氣壓傳動1 硬管接頭 按管接頭和管道的連接方式分，有擴口式管接頭，卡套式管接頭和焊接式管接頭三種。6.4 管 件 當旋緊螺帽3時，通過套管2使被連接管1端部的擴口 壓緊在接頭體4的錐面上。 被擴口的 管子只能是薄壁且塑性良好的管子如銅管。此種接頭的工作壓力不高于8MPa。 圖6.32 擴口式管接頭 1管子；2一套管； 3一螺帽；4一接頭體擴口式管接頭湖南工程學院液壓與氣壓傳動 圖4.10（b)卡套式管接頭 1一被連接管；2一螺帽；3一卡套； 4一接頭本體 卡套式管接頭： 擰緊接頭螺母2后，卡套3發(fā)生彈性變形便將管子1夾緊。它對軸向尺寸要求不嚴，裝拆方便，但對連接用管道的尺寸精度要求較高。6.4 管 件湖南工程學院液壓與氣壓傳動 鋼管和基體通過 焊接管接頭連接。把接管2焊在被連接的鋼管端部。接頭體1用螺紋擰入某元件的基體。用組合密封墊防止從元件中外漏。將O型密封圈放在接頭體1的端面處，將螺帽3擰在接頭體1上即完成連接。焊接式管接頭 圖6.34 焊接式管接頭 1一接頭體；2一接管；3螺帽； 4一密封圃；5一組合密封圈 6.4 管 件湖南工程學院液壓與氣壓傳動 圖中的接管端部做成球面、螺帽擰緊在