濾油器蓄能器油箱及熱交換器其他輔件第五章液壓輔件§5－1濾油器一、濾油器的選用和過(guò)濾精度二、濾油器的典型結(jié)構(gòu)三、濾油器的選用四、濾油器的安裝位置1、液壓系統(tǒng)的油液中的各種污染物：外部污染物:切屑、銹垢、橡膠顆粒、漆片、棉絲內(nèi)部污染物：零件磨損的脫落物、油液因理化作用的生成物一、濾油器的作用和過(guò)濾精度過(guò)濾精度是指過(guò)濾器對(duì)不同尺寸顆粒污染物的濾除能力，常用絕對(duì)過(guò)濾精度，過(guò)濾比和過(guò)濾效率等指標(biāo)來(lái)評(píng)定，過(guò)濾精度分為：粗（d≥0.1mm）、普通（d≥0.01mm）、精（d≥0.005mm）、和特精（d≥0.001mm）四個(gè)等級(jí)。

2、過(guò)濾精度和過(guò)濾比(1)絕對(duì)過(guò)濾精度是指能夠通過(guò)過(guò)濾器的最大堅(jiān)硬污染顆粒的尺寸，以微米表示。它可用試驗(yàn)方法測(cè)定。(2)過(guò)濾比(β值)

是指過(guò)濾器上游油液中單位容積中大于某給定尺寸x的污染物顆粒數(shù)Nu與下游油液中單位容積中大于同一尺寸的污染物顆粒數(shù)Nd之比值，即對(duì)某一尺寸x的污染顆粒而言，其過(guò)濾比βx的表達(dá)式為：βx＝Nu/Nd

βx=75時(shí),則絕大部分尺寸大于x的污染顆粒被濾除,因此x值可認(rèn)為是該過(guò)濾器的絕對(duì)過(guò)濾精度。過(guò)濾比已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納作為評(píng)定過(guò)濾器過(guò)濾精度的性能指標(biāo)。(3)過(guò)濾效率Ec

反映過(guò)濾器濾除油液中污染顆粒的能力，可用下式表示

Ec＝(Nu-Nd)/Nu＝1-(1/β)Ec與β的關(guān)系見(jiàn)下表。

過(guò)濾效率Ec與過(guò)濾比β的關(guān)系3．壓降特性液壓回路中的過(guò)濾器對(duì)油液來(lái)說(shuō)是一種液阻，因而油液經(jīng)過(guò)時(shí)必然要產(chǎn)生壓降。一般來(lái)說(shuō)，在濾芯尺寸和油液流量一定的情況下，濾芯的過(guò)濾精度越高，則其壓降越大，在流量一定的情況下，濾芯的有效過(guò)濾面積越大，或油液的粘度越小，則壓降越小。

濾芯所允許的最大壓降，應(yīng)以使濾芯不致發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞為原則。通常，航空、艦艇用過(guò)濾器的初始?jí)航挡粦?yīng)超過(guò)0.25MPa；機(jī)械用過(guò)濾器的壓降不大于0.08MPa～0.15MPa。4.納垢容量

過(guò)濾器在壓力降大于其規(guī)定限值之前截留的污染物的問(wèn)題稱(chēng)為納垢容量，以重量(g)表示。過(guò)濾器的納垢容量越大，則其壽命越長(zhǎng)，所以它是反映過(guò)濾器壽命的重要指標(biāo)。過(guò)濾器的有效過(guò)濾面積越大，則納垢容量也就越大。過(guò)濾器的設(shè)計(jì)過(guò)濾面積為：

式中，q為過(guò)濾器的額定流量(L/min)；η為油液的動(dòng)力粘度(Pa·s)；Δp為壓力降(MPa)；α為濾芯單位面積的通油能力(L/cm2),由實(shí)驗(yàn)確定。在油溫為20℃時(shí)，對(duì)特種濾網(wǎng)α＝0.003～0.006；紙質(zhì)濾芯α＝0.035；線(xiàn)隙式濾芯α＝10；一般網(wǎng)式濾芯α＝2。濾油器的總類(lèi)很多，主要類(lèi)型有：機(jī)械式濾油器網(wǎng)式濾油器；線(xiàn)隙式濾油器；片式濾油器；紙芯式濾油器；燒結(jié)式濾油器；磁性濾器二、濾油器的典型結(jié)構(gòu)機(jī)械式濾油器主要靠過(guò)濾介質(zhì)阻擋雜質(zhì)；磁性濾油器則靠過(guò)濾介質(zhì)的磁性吸出油液中的鐵末。1.網(wǎng)式濾油器網(wǎng)式濾油器結(jié)構(gòu)如圖。這種濾油器的過(guò)濾精度與銅絲網(wǎng)的網(wǎng)孔大小和層數(shù)有關(guān)。圖示結(jié)構(gòu)實(shí)際上只是一個(gè)濾芯。網(wǎng)式濾油器的優(yōu)點(diǎn)是通油能力大壓力損失小，容易清洗，但過(guò)濾精度不高主要用于泵吸油口。2.線(xiàn)隙式濾油器線(xiàn)隙式濾油器結(jié)構(gòu)如圖所示。其濾芯采用繞在骨架上的銅絲來(lái)替代上圖中的銅絲網(wǎng)。過(guò)濾精度決定于銅絲間的間隙，故稱(chēng)為線(xiàn)隙式濾油器。它常用于液壓系統(tǒng)的壓力管及內(nèi)燃機(jī)的燃油過(guò)濾系統(tǒng)。3.紙芯式濾油器紙芯式濾油器是以處理過(guò)的濾紙做過(guò)濾材料。為了增加過(guò)濾面積，紙芯上的紙呈波紋狀。紙芯式濾油器性能可靠，是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種濾油器。但紙芯強(qiáng)度較低，且堵塞后無(wú)法清理，所以必須經(jīng)常更換紙芯。濾油器紙芯外形4.燒結(jié)式濾油器燒結(jié)式濾油器結(jié)構(gòu)如圖所示，濾芯是用顆粒狀青銅粉壓制燒結(jié)而成，屬于深度型濾油器。燒結(jié)式濾芯強(qiáng)度較高，耐高溫，性能穩(wěn)定，抗腐蝕性能好，過(guò)濾精度高，是一種常用的精密濾芯。但其顆粒容易脫落，堵塞不易清洗。三、濾油器的選用選用濾油器時(shí)應(yīng)考慮一下三個(gè)問(wèn)題：1.濾孔尺寸濾芯的濾孔尺寸可根據(jù)過(guò)濾精度或過(guò)濾比的要求來(lái)選取。2.通過(guò)能力濾芯應(yīng)有足夠的通流面積。通過(guò)的流量愈高，則要求通流面積愈大。一般可按要求通過(guò)的流量，由樣本選用相應(yīng)的規(guī)格的濾芯。3.耐壓包括濾芯的耐壓以及殼體的耐壓。這主要靠設(shè)計(jì)時(shí)的濾芯有足夠的通流面積，使濾芯上的壓降足夠小，以避免濾芯被破壞。當(dāng)濾芯堵塞時(shí)，壓降便增加，故要在濾油器上裝置安全閥或發(fā)訊裝置報(bào)警。必須注意濾芯的耐壓與濾油器的使用壓力是兩回事。當(dāng)提高使用壓力時(shí)，只需考慮殼體（以及相應(yīng)的密封裝置）是否能承受，而與濾芯的耐壓無(wú)關(guān)。四、濾油器的安裝位置1、濾油器安裝于液壓泵吸油口：此位置可避免較大顆粒的雜質(zhì)進(jìn)入液壓泵，但要求濾油器有很大的通油能力和較小的壓力損失。一般采用過(guò)濾精度較低的網(wǎng)式濾油器。2、濾油器安裝于液壓泵壓油口：

此位置可用以保護(hù)除液壓泵以外的其它液壓元件。要求濾油器能耐高壓。3、濾油器安裝于回油管路：此位置使油液在流回油箱之前先經(jīng)過(guò)過(guò)濾，使油箱中的油液得到凈化。此種濾油器殼體的耐壓性能可能較低。4、濾油器安裝在旁油路上：此位置可使管路中大的油液不斷凈化，使油液的污染程度得到控制。5、獨(dú)立的過(guò)濾系統(tǒng)：這是將濾油器和泵組成一個(gè)獨(dú)立于液壓系統(tǒng)之外的過(guò)濾回路。它的作用也是不斷凈化系統(tǒng)中的油液，與將濾油器安裝在旁路上的情況相似。它需要增加設(shè)備（泵），適用于大型機(jī)械的液壓系統(tǒng)。§5－2蓄能器一、蓄能器的類(lèi)型二、蓄能器的功用三、充氣式蓄能器的選用一、蓄能器的類(lèi)型重錘式蓄能器原理見(jiàn)右圖。它利用重錘的位置變化來(lái)儲(chǔ)存和釋放能量。重錘1作用于油液，油液壓力決定于彈簧的預(yù)緊力和活塞面積。這種蓄能器目前已很少采用，只有在個(gè)別的低壓系統(tǒng)中還能見(jiàn)到。1.重錘式蓄能器2.彈簧式蓄能器彈簧式蓄能器的原理和結(jié)構(gòu)如圖所示：3.充氣式蓄能器這是一種直接式接觸式蓄能器。其結(jié)構(gòu)如圖。它是一個(gè)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(yīng)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(bǔ)氣。充氣式蓄能器利用壓縮氣體儲(chǔ)存能量。（1）氣瓶式蓄能器（2）活塞式蓄能器這是一種隔離式蓄能器。其機(jī)構(gòu)如圖。它利用活塞使氣油液隔離，以減少氣體滲入油液的可能性。其容量大，常用于中、高壓系統(tǒng)，但正逐漸被性能更完善的氣囊式蓄能器所代替。（3）氣囊式蓄能器氣囊式蓄能器也是一種隔離式蓄能器。其結(jié)構(gòu)如圖。外殼2為兩端成球形的圓柱體，殼體內(nèi)有一個(gè)用耐油橡膠制成的氣囊3。氣囊出口上設(shè)充氣閥1，充氣閥只在為氣囊充氣時(shí)才打開(kāi)，平時(shí)關(guān)閉。這種蓄能器中氣體和液體完全隔離開(kāi)，而且蓄能器的重量輕，慣性小，反應(yīng)靈敏，是當(dāng)前最廣泛應(yīng)用的一種蓄能器。二、蓄能器的功用蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用主要有以下幾個(gè)方面：1.短期大量供油2.系統(tǒng)保壓3.應(yīng)急能源4.緩和沖擊壓力5.吸收脈動(dòng)壓力上訴五項(xiàng)中，前三項(xiàng)屬輔助能源，后二項(xiàng)屬減少壓力沖擊，改善性能的輔助裝置。使用蓄能器時(shí)應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：氣瓶式蓄能器需要垂直安裝，氣體在上部，油液處于下部，以避免氣體隨液體一起排出。裝在管路上的蓄能器必須用支承架固定。蓄能器與管路系統(tǒng)之間應(yīng)安裝截止閥，以便在系統(tǒng)長(zhǎng)期停止工作以及充氣和檢修時(shí)，將蓄能器與主油路切斷。蓄能器與液壓泵之間還應(yīng)安裝單向閥，以防止液壓泵停轉(zhuǎn)時(shí)蓄能器內(nèi)的壓力油倒流。三、充氣式蓄能器的選用液壓泵流量的計(jì)算在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段所需流量如圖，液壓泵的流量Qp為：Qp=Qiti/T

Qi－第i階段所需流量；ti－第i階段持續(xù)的時(shí)間；T－一個(gè)循環(huán)的總時(shí)間；n－一個(gè)循環(huán)的總階段數(shù)。i=1n2.蓄能器工作容積Vw的計(jì)算這里Vw指的是蓄能器所能儲(chǔ)存油液的最大容積。在工作循環(huán)中，當(dāng)所需流量大于泵流量時(shí)，蓄能器釋放能量；而當(dāng)所需流量小于泵的流量時(shí)，蓄能器儲(chǔ)存能量。在各個(gè)工作階段，蓄能器釋放的油量為：

Vi=(Qp-Qi)titi為負(fù)值時(shí)，表示釋放壓力油；

ti為正值時(shí)表示儲(chǔ)存壓力油。顯然，Vw至少應(yīng)等于Vi中的最大值。極限情況下：Vw=(1/2)|V’i|ni=13.蓄能器總?cè)莘eV0的計(jì)算氣囊式蓄能器在使用前先充氣，壓縮氣體使氣囊占有了蓄能器的全部容積，此時(shí)氣囊中氣體的體積為V0，絕對(duì)壓力為P0；在工作狀態(tài)下，壓力油進(jìn)入蓄能器，使氣囊受壓縮，此時(shí)壓力為P2，體積為V2；壓力油釋放后，氣體壓力降為P1，體積膨脹為V1。一般，P1>P0

。由氣體定律:P0V0n=P1V1n=P2V2n從而有：Vw=V0P01/n[(1/P1)1/n]

式中n－指數(shù)。結(jié)束§5－3油箱及熱交換器一、油箱二、熱交換器一、油箱油箱用以?xún)?chǔ)存油液，以保證供給液壓液壓系統(tǒng)充分的工作油液，同時(shí)還具有散熱，使?jié)B入油液中的污物沉淀等作用。油箱可分為開(kāi)式油箱和閉式油箱兩種。開(kāi)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(kāi)式油箱又分為整體式和分離式。所謂整體式是指利用主機(jī)的底座等作為油箱。而分離式油箱則與三機(jī)分離并與泵組成一個(gè)獨(dú)立的供油單元（泵站）。進(jìn)行油箱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.應(yīng)考慮清洗，換油方便。2.油箱應(yīng)有足夠的容量。3.吸油管及回油管應(yīng)隔開(kāi)，最好用一個(gè)或幾個(gè)隔板隔開(kāi)，以增加油液循環(huán)距離，使油液有充分時(shí)間沉淀污物，排出氣泡和冷卻。4.吸油管距離箱底距離H2D，距離壁大于3D（D為吸油管外徑）。油箱一般用2.5~4mm的鋼板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角鐵和筋板，以增加剛性。要防止油液滲漏和污染。油箱應(yīng)便于安裝、吊裝和維修。二、熱交換器液壓系統(tǒng)中的功率損失幾乎全部變成能量，使油液溫度升高。要是散熱面積不夠，則需要采用冷卻器，使油液的平衡溫度降低到合適的范圍內(nèi)。按冷卻介質(zhì)分，冷卻器可分為風(fēng)冷、水冷、和氨冷等多種形式。一般液壓系統(tǒng)中主要采用前兩種。水冷卻器有蛇形管式、多管式和翅片式等。風(fēng)冷式冷卻器由風(fēng)扇和許多帶散熱片的管子組成。冷卻器安裝在回油管，避免受高壓。1、冷卻器圖為冷卻器外形及安裝位置2.加熱器液壓系統(tǒng)中油液的加熱一般用電加熱器，加熱方式見(jiàn)下圖。由于直接和加熱器接觸的油液溫度可能很高，會(huì)加速油液老化，所以這種電加熱器應(yīng)慎用。結(jié)束§5－4其它輔件一、管道二、管接頭三、壓力表四、壓力表開(kāi)關(guān)一、管道液壓系統(tǒng)中使用的管道分為硬管和軟管兩類(lèi)。硬管有無(wú)縫鋼管、有縫鋼管和銅管等；軟管則有橡膠管和尼龍管等。油管的內(nèi)徑d按下式計(jì)算：d=2.(Q/v)1/2

式中Q－通過(guò)油管的流量；V－管道中允許的流速。壓油管壁厚計(jì)算式如下：=pd/2()P－油管工作壓