第6章液壓輔助裝置6.1蓄能器

6.2過濾器

6.3壓力計(jì)與壓力計(jì)開關(guān)

6.4管件

6.5油箱

6.6密封裝置

6.7熱交換器

思考和練習(xí)題

6.1蓄

能

器6.1.1蓄能器的類型如圖6-1所示，蓄能器的結(jié)構(gòu)形式主要有重力式、彈簧式和充氣式(活塞式、氣囊式、氣瓶式)三種類型。

圖

6-1各種形式的蓄能器

1.重力式蓄能器這種蓄能器的結(jié)構(gòu)如圖6-2所示。它利用重物的勢(shì)能來儲(chǔ)存、釋放液壓能量。當(dāng)壓力油充入蓄能器時(shí)，油液推動(dòng)柱塞2上升，在重物1的作用下以一定壓力儲(chǔ)存起來。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力恒定，能提供大容量、高壓力的油液，但體積大，笨重，運(yùn)動(dòng)慣性大，反應(yīng)不靈敏，密封處易泄漏，摩擦損失大。因此，常用于大型固定設(shè)備。其最高工作壓力可達(dá)45MPa。

圖6-2重力式蓄能器

2.彈簧式蓄能器彈簧式蓄能器的結(jié)構(gòu)如圖6-3所示。它利用彈簧的壓縮和伸長(zhǎng)來儲(chǔ)存和釋放壓力能，彈簧2和壓力油之間由活塞3隔開。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)比較靈敏。但是容量小，有噪聲，易內(nèi)泄漏并有壓力損失，不適合于高壓和高頻動(dòng)作的場(chǎng)合，一般可用于小容量、低壓（低于12MPa）系統(tǒng)，或用來緩沖。

圖

6-3彈簧式蓄能器

3.充氣式蓄能器

1）氣瓶式蓄能器氣瓶式蓄能器如圖6-4所示，它是一種直接接觸式蓄能器。在殼體下部有一個(gè)進(jìn)、出油口與液壓系統(tǒng)相連，頂部有一個(gè)進(jìn)氣孔，安裝有充氣閥，用于充入壓縮空氣。這種蓄能器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容量大、體積小、慣性小、反應(yīng)靈敏、占地面積小。其缺點(diǎn)是氣體與液壓油直接接觸，氣體容易被液體吸收，引起系統(tǒng)工作不穩(wěn)定和導(dǎo)致其它不利影響；氣體消耗量大，必須經(jīng)常充氣；只能垂直安放，以確保氣體被封在殼體上部。因此，這種蓄能器只適用于要求不高的中、低壓大流量系統(tǒng)。圖6-4氣瓶式蓄能器1—?dú)怏w；

2—活塞；

3—液壓油

2）活塞式蓄能器活塞式蓄能器如圖6-5所示，它是一種隔離式蓄能器。它利用活塞2將氣體1與液壓油3隔離，以減少氣體滲入油液的可能性。活塞隨著下部油壓的增減在氣缸體內(nèi)上、下移動(dòng)，活塞向上移動(dòng)，氣體受到壓縮從而儲(chǔ)能;向下移動(dòng)就釋放能量。充氣壓力為液壓系統(tǒng)最低工作壓力的80％～90％。這種蓄能器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、安裝容易、維修方便、壽命長(zhǎng)。但活塞慣性和摩擦阻力較大，反應(yīng)靈敏性差，容量較小。又由于缸體與活塞之間有密封性能要求，因此制造費(fèi)用較高。此外,密封件磨損后，會(huì)使氣液混合，影響系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，不適宜用于緩和液壓沖擊、脈動(dòng)以及低壓系統(tǒng)。一般用于蓄能或供中、

高壓系統(tǒng)吸收壓力的脈動(dòng)。

1—?dú)怏w；2—活塞；3—液壓油圖

6-5活塞式蓄能器

3）氣囊式蓄能器

氣囊式蓄能器也是一種隔離式蓄能器，如圖6-6所示。殼體主要由殼體2、氣囊3、充氣閥1和提升閥4等組成。殼體2中有一個(gè)用耐油橡膠制成的氣囊3，氣囊出口上有氣門（充氣閥）1，氣門只有在氣囊充氣時(shí)才打開，平時(shí)關(guān)閉。充氣壓力一般要求為液壓系統(tǒng)最高工作壓力的25％到最低工作壓力的65％～85％之間，以延長(zhǎng)氣囊的使用壽命。殼體下部有一個(gè)受彈簧力作用的提升閥4。在工作狀態(tài)時(shí)，壓力油液經(jīng)過提升閥進(jìn)入，當(dāng)油液排空時(shí)提升閥可以防止氣囊被擠出。另外，充氣時(shí)一定要打開螺塞5，以便把殼體中的氣體放掉。充完氣后再擰緊螺塞5。1—充氣閥；2—?dú)んw；3—?dú)饽?—提升閥；5—螺塞圖6-6氣囊式蓄能器這種蓄能器中，氣體和液體完全隔開，而且重量輕、慣性小、反應(yīng)靈敏、結(jié)構(gòu)緊湊、容易維護(hù)，是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一種蓄能器。但氣囊和殼體制造比較困難，氣囊的使用壽命也較短。氣囊有折合型和波紋型兩種，前者容量大，適于儲(chǔ)能；后者容量較小，適于吸收液壓沖擊和脈動(dòng)。

4.蓄能器的圖形符號(hào)

6.1.2蓄能器的功用

1.輔助動(dòng)力源蓄能器最常見的用途是作為輔助動(dòng)力源。如果液壓系統(tǒng)在一個(gè)工作循環(huán)中，只在很短時(shí)間內(nèi)需要大流量，可采用蓄能器作輔助動(dòng)力源，以減小泵的規(guī)格和采用功率較小的電動(dòng)機(jī)，使系統(tǒng)中能量利用更為合理，同時(shí)可以提高效率，減少發(fā)熱。圖6-7所示為壓力機(jī)液壓系統(tǒng)。在工作循環(huán)中，當(dāng)液壓缸慢進(jìn)和保壓時(shí)，蓄能器把液壓泵輸出的壓力油儲(chǔ)存起來，達(dá)到設(shè)定壓力以后，卸荷閥打開，泵卸荷；當(dāng)液壓缸在快速進(jìn)、退時(shí)，蓄能器與泵一起向液壓缸供油，完成一個(gè)工作循環(huán)。這里，蓄能器的容量所提供的流量加上液壓泵的流量應(yīng)該能夠滿足工作循環(huán)的流量要求，并能在循環(huán)之間重新充夠油液。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可按平均流量選用較小流量規(guī)格的泵。

1—液壓泵；2—單向閥；3—卸荷閥；4—液壓蓄能器；5—換向閥；6—液壓缸圖6-7蓄能器作輔助動(dòng)力源

2.應(yīng)急動(dòng)力源當(dāng)液壓系統(tǒng)工作時(shí)，由于泵或電源的故障，液壓泵突然停止供油，會(huì)引起事故。對(duì)于重要的系統(tǒng)，為了確保工作安全，就需要用一適當(dāng)容量的蓄能器作為應(yīng)急動(dòng)力源。圖6-8所示為蓄能器作為應(yīng)急動(dòng)力源的液壓系統(tǒng)，當(dāng)液壓泵突然停止供油時(shí)，蓄能器便將其儲(chǔ)存的壓力油放出，使系統(tǒng)繼續(xù)在一段時(shí)間內(nèi)獲得壓力油。

圖6-8蓄能器作為應(yīng)急動(dòng)力源

3.系統(tǒng)保壓應(yīng)用蓄能器使液壓系統(tǒng)保持壓力，從而使液壓泵卸荷以降低功率的消耗。圖6－9所示為液壓夾緊裝置液壓系統(tǒng)。當(dāng)液壓泵停止向夾緊裝置供油時(shí)，卸荷閥3打開，泵卸荷，而由蓄能器4補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏，使系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)保持系統(tǒng)壓力，

使工作裝置夾緊。

圖

6-9液壓夾緊裝置

4.吸收壓力脈動(dòng)和液壓沖擊

在液壓系統(tǒng)中安裝蓄能器，可以吸收和減少壓力脈動(dòng)峰值，這是防止振動(dòng)與噪聲的措施之一。圖6-10所示即為吸收壓力脈動(dòng)時(shí)使用蓄能器的回路。液壓泵的流量脈動(dòng)會(huì)使執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度不均勻，并引起系統(tǒng)壓力脈動(dòng)。在液壓泵附近安裝蓄能器，便可吸收壓力脈動(dòng)，減小流量或壓力脈動(dòng)的幅值。圖6-11所示為蓄能器用作吸收液壓沖擊時(shí)的回路。當(dāng)液壓缸突然停止運(yùn)動(dòng)，換向閥突然關(guān)閉或換向，液壓泵突然啟動(dòng)或停轉(zhuǎn)時(shí)，都會(huì)引起液壓沖擊，采用蓄能器可使沖擊壓力得到緩和，從而消除系統(tǒng)中的管路和工作元件遭受損壞的危險(xiǎn)。

圖

6-10蓄能器作吸收壓力脈動(dòng)用回路

圖

6-11蓄能器作吸收沖擊用回路

5.回收能量蓄能器在液壓系統(tǒng)節(jié)能中的一個(gè)有效應(yīng)用是將運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能和下落質(zhì)量的位能以壓力能的形式加以回收和利用，從而減小系統(tǒng)能量損失和由此引起的發(fā)熱。如為了防止行走車輛在頻繁制動(dòng)中將動(dòng)能全部經(jīng)制動(dòng)器轉(zhuǎn)化為熱能，可在車輛行走系的機(jī)械傳動(dòng)鏈中加入蓄能器，將動(dòng)能以壓力能的形式回收利用。

6.1.3蓄能器的安裝與使用蓄能器安裝的位置除應(yīng)考慮便于檢修外，對(duì)用于保壓回路的蓄能器，應(yīng)盡可能安裝在執(zhí)行元件的附近；而用于吸收壓力脈動(dòng)、緩和液壓沖擊的蓄能器，應(yīng)裝在沖擊源或脈動(dòng)源的附近。選擇蓄能器時(shí)，需進(jìn)行蓄能器容量的計(jì)算。蓄能器安裝、使用時(shí)還應(yīng)注意以下問題：（1）在安裝蓄能器時(shí)，應(yīng)將油口朝下垂直安裝。（2）裝在管路上的蓄能器必須用支板或支架固定。（3）充氣式蓄能器中應(yīng)使用惰性氣體（一般為氮?dú)猓?，允許工作壓力根據(jù)蓄能器結(jié)構(gòu)形式而定。

（4）蓄能器是壓力容器，搬運(yùn)和拆裝時(shí)應(yīng)先排除內(nèi)部的氣體，工作要注意安全。（5）不同蓄能器適用工作范圍不同，例如氣囊強(qiáng)度不高，則不能承受很大的壓力波動(dòng)，而且只能在－20～＋70℃的溫度范圍內(nèi)工作。（6）蓄能器與管路之間應(yīng)安裝截止閥，供充氣和檢修時(shí)使用。蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停運(yùn)時(shí)蓄能器內(nèi)壓力油倒流。

6.1.4蓄能器的容量計(jì)算

1.作輔助動(dòng)力源時(shí)的容量計(jì)算這時(shí)蓄能器儲(chǔ)存和釋放壓力油的容量和氣囊中氣體體積的變化量相等，而氣體狀態(tài)的變化應(yīng)符合波意耳－馬略特定律，

即：

p0V0n＝p1V1n＝p2V2n＝常數(shù)

式中：p0氣囊的充氣壓力（絕對(duì)壓力）；V0壓力為p0時(shí)的氣體體積，即蓄能器容量，這時(shí)氣囊應(yīng)充滿殼體內(nèi)腔；p1系統(tǒng)最高工作壓力（絕對(duì)壓力），即泵對(duì)蓄能器儲(chǔ)油結(jié)束時(shí)的壓力；V1—最高工作壓力下的氣體體積；p2系統(tǒng)最低工作壓力（絕對(duì)壓力），即蓄能器向系統(tǒng)供油結(jié)束時(shí)的壓力；V2最低工作壓力下的氣體體積；n多變指數(shù)。

當(dāng)蓄能器用于保壓和補(bǔ)漏時(shí)，氣體膨脹過程緩慢，與外界熱交換充分，可認(rèn)為是等溫變化過程，n＝1；當(dāng)蓄能器作輔助或應(yīng)急動(dòng)力源時(shí)，釋放液體的時(shí)間短，氣體快速膨脹，熱交換不充分，這時(shí)可視為絕熱過程，n＝1.4。p-V曲線圖見圖6-12所示。實(shí)際工作中的狀態(tài)變化在絕熱過程和等溫過程之間，因此，1＜n＜1.4。一般推薦n＝1.25。圖

6-12蓄能器的p-V曲線

蓄能器在工作過程中，壓力由p1降到p2時(shí)，排出的油液體積ΔV＝V2－V1，由式(6-1)得蓄能器的容量V0為由此得

（6-2）

充氣壓力p0在理論上可與p2相等，但為保證在壓力p2時(shí)蓄能器仍有能力補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏，應(yīng)使p0＜p2，一般取p0＝（0.8～0.85）p2或0.9p2＞p0＞0.25p1。在實(shí)際選用時(shí)，蓄能器的總?cè)莘eV0比理論計(jì)算值大5％倍為宜，具體可查有關(guān)手冊(cè)和資料。如已知V0也可以反過來求出儲(chǔ)能時(shí)的供油體積，即：

（6-3）

2.作吸收液壓沖擊時(shí)的容量計(jì)算用于吸收液壓沖擊的蓄能器的容量與管路布置、油液流態(tài)、阻尼情況及泄漏等因素有關(guān)，因而準(zhǔn)確計(jì)算容量比較困難。一般按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算緩和最大沖擊壓力時(shí)所需的蓄能器最小容量，即：

（6-4）

式中：V0為蓄能器容量，位為L(zhǎng)；q為閥口關(guān)閉前管內(nèi)流量，單位L/min；p2為系統(tǒng)允許的最大沖擊壓力（絕對(duì)壓力），一般取p2≈1.5p1，單位為MPa；L為發(fā)生沖擊的管長(zhǎng)，即壓力油源到閥口的管道長(zhǎng)度，單位為m；t為閥口由開到關(guān)的時(shí)間，單位為s，突然關(guān)閉時(shí)取t＝0；p1為閥口關(guān)閉前管內(nèi)工作壓力（絕對(duì)壓力），單位為MPa。

3.作吸收壓力脈動(dòng)時(shí)的容量計(jì)算一般按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

（6-5）

式中：V——液壓泵的排量，單位為L(zhǎng)；i——排量變化率，i＝△V/V，△V為超過平均排量的排出量；k——壓力脈動(dòng)率，為脈動(dòng)壓力幅值△p與泵出口平均壓力p之比。

6.2過

濾

器

6.2.1過濾器的功用和性能要求

1.過濾器的功用液壓系統(tǒng)大多數(shù)故障是由于介質(zhì)被污染造成的，因此，保持工作介質(zhì)清潔是系統(tǒng)正常工作的必要條件。油液中的污染物會(huì)使液壓動(dòng)力元件、液壓執(zhí)行元件和液壓控制元件等內(nèi)部相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分的表面劃傷，加速磨損或卡死運(yùn)動(dòng)件，堵塞閥口，腐蝕元件，使系統(tǒng)工作可靠性下降，壽命降低。如果雜質(zhì)將節(jié)流閥口或溢流閥阻尼孔堵塞，則會(huì)造成系統(tǒng)故障。在適當(dāng)?shù)牟课簧习惭b過濾器可以截留油液中不可溶的污染物，使油液保持清潔，保證液壓系統(tǒng)正常工作。系統(tǒng)中過濾器的功用就在于不斷凈化油液，將其污染程度控制在允許范圍內(nèi)。

2.過濾精度過濾精度是指過濾器濾去雜質(zhì)的粒度大小，以其外觀直徑d的公稱尺寸（μm）表示，粒度越小，精度越高。精度分為四個(gè)等級(jí)：粗（d≥100μm）普通（10≤d＜100μm）精（5≤d＜10μm）特精（1≤d＜5μm）通常要求過濾精度不大于運(yùn)動(dòng)零件配合間隙的一半或油膜厚度。系統(tǒng)壓力越高，相對(duì)于運(yùn)動(dòng)表面的配合間隙越小，要求的過濾精度則越高。因此，液壓系統(tǒng)的過濾精度主要取決于系統(tǒng)的工作壓力。實(shí)踐證明,采用高精度過濾器，液壓泵和液壓馬達(dá)的壽命可延長(zhǎng)4～10倍，可基本消除油液污染、閥卡緊和堵塞故障，并可延長(zhǎng)液壓油和過濾器本身的壽命。

3.性能要求對(duì)于過濾器一般有以下要求：（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)倪^濾精度。不同的液壓系統(tǒng)有不同的過濾精度要求，具體可參照表6-2選擇。

表

6-2各種液壓系統(tǒng)的過濾精度

（2）應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在一定的壓差作用下不會(huì)被破壞。（3）應(yīng)有足夠大的通油能力，壓力損失小。一般過濾器的通油能力應(yīng)大于實(shí)際流量的2倍，大于管路的最大流量。允許的壓力降一般為0.03～0.07MPa。（4）濾芯抗腐蝕性能要好，能在規(guī)定的溫度下長(zhǎng)期工作。（5）

濾芯的更換、

清洗及維護(hù)要方便。

6.2.2過濾器的類型

1.網(wǎng)式過濾器網(wǎng)式過濾器也稱濾油網(wǎng)或?yàn)V網(wǎng)，應(yīng)用最普遍，它將金屬絲（常用黃銅絲）織成方格網(wǎng)敷在有一定剛性的骨架上作為濾油元件,如圖6-13所示。它由上蓋1、下蓋4、銅絲網(wǎng)3和塑料圓筒2等組成。銅絲網(wǎng)包在圓筒上（一層或兩層），過濾精度由網(wǎng)孔大小和層數(shù)決定，有80μm、100μm和180μm三種規(guī)格。網(wǎng)式過濾器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清洗方便，通油能力強(qiáng)，壓力損失小，但過濾精度低,常用于泵的吸油管路，對(duì)油進(jìn)行粗過濾。圖

6-13網(wǎng)式過濾器

2.線隙式過濾器圖6-14所示為線隙式過濾器。它由芯架1、濾芯2和殼體3等組成。它的濾芯是用銅線或鋁線密繞在筒形芯架1的外部而組成的。工作時(shí)，流入殼體內(nèi)的油液經(jīng)線間隙流入濾芯內(nèi)，再從上部孔道流出。安裝在壓力管路上的過濾器，其過濾精度為30～100μm，用以保護(hù)系統(tǒng)中較精密或易堵塞的液壓元件，其通油壓力可達(dá)6.3～32MPa；用于吸油管路上的線隙式過濾器沒有外殼，過濾精度為50～100μm，壓力損失為0.03～0.06MPa，其作用是保護(hù)液壓泵。線隙式過濾器的過濾效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油能力強(qiáng)，但濾芯材料強(qiáng)度低，不易清洗。

圖

6-14線隙式過濾器

3.紙芯式過濾器

圖6-15所示為紙芯式過濾器。它由堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置1、濾芯外層2、濾芯中層3、濾芯里層4、支承彈簧5以及殼體等組成。紙芯過濾器的結(jié)構(gòu)與線隙式過濾器類同，只是濾芯材質(zhì)和組成結(jié)構(gòu)不同。它的濾芯有三層：外層為粗眼鋼板網(wǎng)，中層為折疊成W形的濾紙，內(nèi)層由金屬絲網(wǎng)與濾紙折疊而成。這種結(jié)構(gòu)提高了濾芯強(qiáng)度，增大了濾芯的過濾面積，其過濾精度為5～30μm。紙芯式過濾器主要用于精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、伺服機(jī)構(gòu)、靜壓力支承等要求過濾精度高的液壓系統(tǒng)，并常與其它類型的過濾器配合使用。紙芯式過濾器結(jié)構(gòu)緊湊，通油能力強(qiáng)，過濾精度高，濾芯價(jià)格低，但無法清洗，需要經(jīng)常更換濾芯。

紙芯式過濾器常裝有堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置（圖6-15中件1）。圖6-16所示為堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置原理圖，當(dāng)濾芯堵塞時(shí)，其進(jìn)、出口壓力差（p1－p2）升高。升高到規(guī)定值時(shí)，活塞1和永久磁鐵2即向右移動(dòng)，此時(shí)，感簧管4內(nèi)的觸點(diǎn)受到磁力的作用后吸合，接通了電路，指示燈3發(fā)出報(bào)警信號(hào)。圖

6-15紙芯式過濾器

圖

6-16堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置原理

4.燒結(jié)式過濾器圖6-17所示為燒結(jié)式過濾器。它由端蓋1、殼體2和濾芯3組成。其濾芯用球狀青銅顆粒粉末壓制燒結(jié)而成，并利用顆粒間的微孔濾去油液中雜質(zhì)，其過濾精度為10～100μm，壓力損失為0.03～0.2MPa。濾芯形狀可以做成杯狀、管狀、板狀和碟狀等形狀，主要用于工程機(jī)械等設(shè)備的液壓系統(tǒng)中。燒結(jié)式過濾器的強(qiáng)度高，性能穩(wěn)定，抗沖擊性能好，耐高溫，過濾精度高，制造比較簡(jiǎn)單，但清洗困難，若有脫粒時(shí)，

會(huì)影響過濾精度，甚至損傷液壓元件。

圖

6-17燒結(jié)式過濾器

5.磁性過濾器磁性過濾器是利用磁化原理濾去油液中鐵屑、鑄鐵粉末等鐵磁性物質(zhì)的一種過濾器。圖6-18所示為磁性過濾器。它的中心為一圓筒式永久磁鐵3，在磁鐵的外部罩有非磁性的罩子2，罩子外面繞著四只鐵環(huán)1。鐵環(huán)由銅條連接（圖中未標(biāo)出）,每只鐵環(huán)之間保持一定的間隙。當(dāng)油液中能磁化的雜質(zhì)經(jīng)過鐵環(huán)間隙時(shí)，被吸附于鐵環(huán)上，因而起到濾清的作用，為了便于清洗，鐵環(huán)分為兩半。當(dāng)雜質(zhì)將鐵環(huán)間的間隙堵塞時(shí)，可將兩個(gè)半只鐵環(huán)取下清洗，然后裝上去反復(fù)使用。1—鐵環(huán)；2—罩子；3—永久磁鐵圖6-18磁性過濾器

6.復(fù)式過濾器復(fù)式過濾器即上述幾類過濾器的組合。例如在圖6-17所示的濾芯中間，再套入一組磁環(huán)即成為磁性燒結(jié)式過濾器。復(fù)式過濾器性能更為完善，一般設(shè)有多種結(jié)構(gòu)原理的堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置，有的還設(shè)有安全閥。當(dāng)過濾雜質(zhì)逐漸將濾芯堵塞時(shí)，濾芯進(jìn)、出油口的壓力差增大，若超過所調(diào)定的發(fā)訊壓力，發(fā)訊裝置便會(huì)發(fā)出堵塞信號(hào)。如不及時(shí)清洗或更換濾芯，當(dāng)壓差達(dá)到所調(diào)定的安全壓力時(shí)，類似于直動(dòng)式溢流閥的安全閥就打開，

以保護(hù)濾芯免遭損壞。

7.過濾器的圖形符號(hào)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，

過濾器的圖形符號(hào)如表

6-3所示。

6.2.3過濾器的選用及安裝

1.過濾器的選用選用過濾器時(shí)，應(yīng)根據(jù)所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，按過濾精度、通油能力、工作壓力、油的粘度和工作溫度等來選擇其類型及型號(hào)。應(yīng)考慮下列因素：（1）有足夠的過濾能力。過濾能力即一定壓降下允許通過過濾器的最大流量。不同類型的過濾器可通過的流量值有一定的限制，需要時(shí)可查閱有關(guān)樣本和手冊(cè)。（2）能承受一定的工作壓力。過濾器殼體耐壓能力應(yīng)能承受其所在管路的工作壓力。

液壓系統(tǒng)中的管路工作壓力各有不同，

應(yīng)根據(jù)工作壓力選取相應(yīng)的過濾器。

（3）有足夠的過濾精度。采用高精度過濾器，液壓泵和液壓馬達(dá)的壽命可延長(zhǎng)4～10倍，可基本消除閥的污染、卡緊和堵塞故障，并可延長(zhǎng)液壓油和過濾器本身的壽命。（4）過濾器濾芯應(yīng)易于清洗和更換。（5）

在一定的溫度下，過濾器應(yīng)有足夠的耐久性。

2.過濾器的安裝在液壓系統(tǒng)中，過濾器的作用與其在管路中的安裝位置有關(guān)。圖6-19列出了液壓系統(tǒng)中過濾器各種可能的安裝位置。

圖

6-19過濾器的安裝位置

1）安裝在液壓泵的吸油管路上圖6-19中過濾器1位于液壓泵吸油管路上，用來保護(hù)泵不致吸入較大的機(jī)械雜質(zhì)，一般采用過濾精度較低的粗過濾器或普通精度過濾器。因?yàn)楸脧挠拖湮停瑸榱瞬挥绊懕玫奈托阅?，吸油阻力?yīng)盡可能小，否則將造成液壓泵吸油不暢或出現(xiàn)空穴現(xiàn)象并產(chǎn)生強(qiáng)烈噪聲。這時(shí)過濾器的通油能力應(yīng)大于液壓泵流量的兩倍以上，壓力損失不得超過0.01～0.035MPa。

必要時(shí)，泵的吸入口應(yīng)置于油箱液面以下。

2）安裝在壓力油路上圖6-19中過濾器4位于壓力油路上，用以保護(hù)除液壓泵以外的其它元件。由于它在高壓下工作，因此應(yīng)該滿足壓力的幾點(diǎn)要求：過濾器外殼要有足夠的耐壓性能；壓力降不能超過0.35MPa；應(yīng)將過濾器安裝在壓力管路中溢流閥的下游或與一安全閥并聯(lián)，以防止過濾器堵塞時(shí)液壓泵過載。

3）安裝在回油路上圖6-19中過濾器3位于回油路上，它使油液在流回油箱前先經(jīng)過過濾，從而使油箱中的油液得到凈化，或者使其污染程度得到控制。由于是在低壓回路，因此可用強(qiáng)度較低、剛度較小、體積和重量也較小的過濾器。

4）安裝在旁油路上圖6-19中過濾器2安裝在溢流閥的回油路上，并有一安全閥與之并聯(lián)。由于過濾器只通過泵的部分流量，因此過濾器的尺寸可減小。另外，它還起到清除油液雜質(zhì)的作用。

5）獨(dú)立的過濾系統(tǒng)圖6-19是將過濾器5和泵組成一個(gè)獨(dú)立于液壓系統(tǒng)之外的過濾回路。它的作用也是不斷凈化系統(tǒng)中的油液,通過過濾器的流量穩(wěn)定不變，有利于控制系統(tǒng)中油液的污染程度。

這種系統(tǒng)需要增加設(shè)備（泵），適用于大型機(jī)械的液壓系統(tǒng)。

6.3壓力計(jì)與壓力計(jì)開關(guān)

6.3.1壓力計(jì)壓力計(jì)也叫壓力表，可以用來觀察和測(cè)量各工作點(diǎn)的工作壓力，以達(dá)到調(diào)整和控制的目的。壓力計(jì)的種類較多，最常見的是彈簧彎管式壓力計(jì)，如圖6-20所示。它由金屬彎管1、指針2、刻度盤3、杠桿4、扇形齒輪5和齒輪6等組成。壓力油進(jìn)入壓力計(jì)的金屬彎管1，使彎管變形而曲率半徑變大，通過杠桿4使扇形齒輪5擺動(dòng)，扇形齒輪5與齒輪6嚙合，齒輪6帶動(dòng)指針2轉(zhuǎn)動(dòng)，在刻度盤3上就可以讀出壓力值。壓力越高，指針偏轉(zhuǎn)越大。

圖

6-20彈簧彎管式壓力計(jì)

壓力計(jì)有多種精度等級(jí)。普通精度的有1、1.5、2.5……級(jí)；精密的有0.1、0.16、0.25……級(jí)等。壓力計(jì)精度等級(jí)的數(shù)值是壓力計(jì)最大誤差占量程（壓力計(jì)的測(cè)量范圍）的百分?jǐn)?shù)。選用壓力計(jì)時(shí)，一般取系統(tǒng)壓力為量程的2/3～3/4，被測(cè)壓力不應(yīng)超過壓力計(jì)量程的3/4，否則將影響壓力計(jì)的使用壽命。壓力計(jì)必須直立安裝。壓力油接入壓力計(jì)時(shí)，應(yīng)通過阻尼小孔，以防止被測(cè)壓力突然升高而將表沖壞。一般液壓系統(tǒng)用壓力計(jì)采用1.5級(jí)～4級(jí)精度。

一只4級(jí)精度、量程為10MPa的壓力計(jì)，

其最大誤差為10×4％＝0.4MPa。

6.3.2壓力計(jì)開關(guān)壓力油路與壓力計(jì)之間往往需要安裝壓力計(jì)開關(guān)，用來接通或切斷壓力計(jì)和測(cè)量點(diǎn)的通道，相當(dāng)于一個(gè)截止閥。壓力計(jì)開關(guān)按測(cè)量點(diǎn)數(shù)目不同可分為一點(diǎn)、三點(diǎn)、六點(diǎn)等幾種；按連接方式不同，可分為板式和管式兩種。

圖

6-21為板式連接的K-6B型壓力計(jì)開關(guān)結(jié)構(gòu)圖。

圖

6-21壓力計(jì)開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理

6.4管

件

6.4.1管道

1.管道的種類液壓系統(tǒng)常用管道分為硬管和軟管兩大類。硬管包括無縫鋼管、紫銅管、鋁管和不銹鋼管等；軟管包括橡膠軟管、

尼龍軟管、

金屬軟管和塑料軟管等。

2.硬管液壓系統(tǒng)應(yīng)盡量采用硬管，因?yàn)橛补苣透邏?壓力損失小，相同壓力下比軟管體積小、成本低、管道布局整齊。無縫鋼管耐高溫、變形小、耐油且抗腐蝕性較好。安裝時(shí)不易彎曲，但裝配后能保持布局原形。高壓系統(tǒng)多用無縫鋼管。無縫鋼管有冷拔和熱軋兩種。冷拔管用的較多，因?yàn)槔浒喂艿耐鈴匠叽缇_、質(zhì)地均勻、強(qiáng)度高。壓力管常用10號(hào)或15號(hào)冷拔無縫鋼管。吸油管和回油管等低壓管可用有縫鋼管。有的系統(tǒng)為了減小管件的品種，都采用無縫鋼管。鋼管多用于裝配部位限制少，裝配位置定型以及大功率的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。

紫銅管容易彎曲,安裝方便,管壁光滑,壓力損失小。但是耐壓能力低，抗振能力差，銅材比重大，可促進(jìn)油的氧化，價(jià)格貴，所以只在少量的低壓系統(tǒng)中采用并應(yīng)盡量少用。鋁合金管重量輕，耐中等壓力，多用于航空液壓系統(tǒng)中，在工業(yè)液壓系統(tǒng)中用量少。不銹鋼管強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗氣蝕,用于化學(xué)工業(yè)液壓系統(tǒng)，一般在工業(yè)系統(tǒng)中用量少。

3.軟管軟管應(yīng)盡量少用，只在下列情況下才使用軟管：(1)管道和兩個(gè)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的液壓元件相連；(2)金屬硬管無法安裝、無法彎曲的場(chǎng)合；(3)用橡膠軟管吸收壓力脈動(dòng)和壓力沖擊；(4)用軟管補(bǔ)償管道熱膨脹伸長(zhǎng)或安裝變形。

橡膠軟管常用作連接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的油管，分高壓和低壓兩種。高壓軟管是鋼絲編織膠管，層次越多，承受的壓力越大，其最大承受壓力可達(dá)42MPa。低壓軟管是麻線或棉線編織膠管，承受壓力一般在10MPa以下。橡膠軟管安裝方便，不怕振動(dòng)，還能吸收部分液壓沖擊。但是受耐溫能力的限制，其工作溫度范圍是－55～＋150℃。另外壽命較短。橡膠軟管是各種軟管中應(yīng)用最廣的一種。

尼龍軟管為乳白色半透明的新型油管，其耐壓只有2.5MPa，目前多用于低壓系統(tǒng)或作為回油管。尼龍管還分為硬管和軟管兩種。其可塑性大，老化極慢。硬管加熱后也可隨意彎曲和擴(kuò)口，使用比較方便，價(jià)格也比較便宜。金屬軟管能承受高壓，可達(dá)42MPa；可承受高溫，工作溫度范圍是－200～＋400℃。與橡膠軟管相比，金屬軟管的彎曲半徑小，重量輕，耐熱強(qiáng)；缺點(diǎn)是管的內(nèi)表面為波紋狀，壓力損失大。金屬軟管的工藝復(fù)雜，加工困難，非必要時(shí)應(yīng)少用。塑料軟管的內(nèi)管由塑料制成，外管是鋼絲編織層。這種金屬編織層可以是一層，也可以是多層。塑料軟管的特點(diǎn)是耐高溫，工作溫度范圍是－55～＋200℃。另外液體阻力小化學(xué)穩(wěn)定性高,能承受脈動(dòng)壓力,徑向尺寸和彎曲半徑小，適用于中、

低壓系統(tǒng)。

4.管道尺寸的確定

1）液壓管道內(nèi)徑的確定管道的內(nèi)徑是根據(jù)管內(nèi)允許流速和所通過的流量來確定的，即：

（6-6）

式中：d為管道內(nèi)徑；q為通過管道的最大流量；v為管道內(nèi)的允許流速，對(duì)吸油管路取0.6～1.5m/s(流量大時(shí)取大值)，對(duì)壓油管路取2.5～5m/s(壓力高、流量大、管路短時(shí)取大值),對(duì)回油管路取1.5～2.5m/s。2）液壓管道壁厚的計(jì)算管道的壁厚可按下式計(jì)算：

（6-7）

式中：p為管內(nèi)油液的最大工作壓力；d為管道內(nèi)徑；［σ］為許用應(yīng)力。對(duì)鋼管,有

（6-8）

式中：σb為材料抗拉強(qiáng)度；n為安全系數(shù)。當(dāng)p＜7MPa時(shí)，取n＝8；p≤17.5MPa時(shí)，取n＝6；p＞17.5MPa時(shí)，取n＝4。對(duì)銅管，有［σ］≤25MPa。

5.管道安裝的要求（1）管道在安裝前要進(jìn)行清洗。一般先用20％硫酸和鹽酸進(jìn)行酸洗。然后用10％的蘇打水中和，再用溫水洗凈，做2倍于工作壓力的預(yù)壓試驗(yàn)，確認(rèn)合格后才能安裝。（2）管路應(yīng)盡量短，橫平豎直，轉(zhuǎn)彎少。為避免管路折皺，以減少壓力損失，硬管裝配時(shí)的彎曲半徑要足夠大，符合表6-4的要求。管路懸伸較長(zhǎng)時(shí)，要適當(dāng)設(shè)置管夾（是標(biāo)準(zhǔn)件）。（3）管路應(yīng)在水平和垂直兩個(gè)方向上布置，盡量避免交叉，平行管間距要大于10mm，以防止接觸振動(dòng)并便于安裝管接頭。（4）軟管直線安裝時(shí)要有30％左右的余量，以適應(yīng)油溫變化、受拉和振動(dòng)的需要。彎曲半徑要大于軟管外徑的9倍，彎曲處到管接頭的距離至少等于外徑的6倍。（5）

管路的布置應(yīng)便于拆裝。

6.4.2管接頭

1.硬管接頭硬管和硬管的連接或硬管和元件的連接用硬管接頭。按照管道和管接頭的連接方式可以分為管端擴(kuò)口式、焊接式、卡套式和回轉(zhuǎn)式等幾種。

1）擴(kuò)口式管接頭圖6-22所示為擴(kuò)口式管接頭，它適用于銅、鋁管或薄壁鋼管，也可以用來連接尼龍管和塑料管。

圖6-22擴(kuò)口式管接頭(a)擴(kuò)口式管接頭；

(b)擴(kuò)口用工具

2）焊接式管接頭焊接式管接頭主要由接頭體、螺母和接管組成，如圖6-23所示，它是把相連管道的一端與管接頭的接管1焊接在一起，通過螺母3將接管1與接頭體3壓緊。這種管接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，耐高壓和強(qiáng)烈振動(dòng)，密封性能好，所以廣泛應(yīng)用于高壓系統(tǒng)（p≤32MPa）。適用焊接式管接頭的鋼管為普通精度的10號(hào)、15號(hào)冷拔（冷扎）無縫鋼管。圖

6-23焊接式管接頭

3）卡套式管接頭卡套式管接頭由接頭體4、卡套2和螺母3三個(gè)基本零件組成，如圖6-24(a)所示。卡套是一個(gè)在內(nèi)圓端部帶有鋒利刃口的金屬環(huán)，刃口的形狀很多，圖6-24(b)所示為其中的一種。不論什么形狀的刃口，其作用都是為了在裝配時(shí)切入被連接的油管（一般切入深度為0.25～0.5mm），從而起到連接和密封作用的。

圖

6-24卡套式管接頭

4）回轉(zhuǎn)式管接頭當(dāng)被連接的兩根油管有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需采用回轉(zhuǎn)式管接頭?；剞D(zhuǎn)式管接頭有如圖6-25所示的兩種結(jié)構(gòu)。圖(a)為高壓回轉(zhuǎn)式管接頭。1是接頭芯，2是接頭體，3是組合密封墊圈，3a是方形橡膠圈，3b是尼龍圈。尼龍圈的作用有兩個(gè)，一是作擋圈用，防止橡膠圈擠入縫隙；二是可以減小摩擦。這樣既可保證可靠密封，且回轉(zhuǎn)摩擦力矩又較小。兩根被連接的油管可用擴(kuò)口、焊接、卡套管接頭，分別和接頭芯1、接頭體2相連。接頭芯和接頭體可相對(duì)回轉(zhuǎn)，和它們連接的油管也就可相對(duì)回轉(zhuǎn)，而不影響壓力油的流通。圖(b)是一種低壓用的回轉(zhuǎn)式管接頭。兩個(gè)管頭分別插入呈90°彎頭的接頭本體。兩個(gè)管頭都可對(duì)接頭本體相對(duì)回轉(zhuǎn)。管頭和接頭本體之間用密封圈密封。圖中4為四排滾珠，可以減少摩擦力矩。

此種回轉(zhuǎn)接頭的轉(zhuǎn)速可達(dá)1000r/min。

圖

6-25回轉(zhuǎn)式管接頭

2.軟管接頭軟管接頭除了要求工作可靠外，還應(yīng)耐振動(dòng)、耐沖擊、耐反復(fù)屈伸。軟管接頭的工作壓力約在6～40MPa范圍內(nèi)。軟管接頭有以下幾種。

1）可拆式軟管接頭圖6-26所示為可拆式軟管接頭。其中圖(a)為A型可拆式軟管接頭，它可和焊接式管接頭相連接。圖(b)為B型可拆式軟管接頭，它可和卡套式管接頭連接。圖(c)為C型可拆式軟管接頭，

它可和擴(kuò)口式管接頭連接。

1—接頭螺母；2—接頭體；3—外套；4—膠管圖

6-26可拆式軟管接頭

2）扣壓式軟管接頭圖6-27所示為扣壓式軟管接頭。其中圖(a)為A型扣壓式軟管接頭，它可和焊接式管接頭相連接。圖(b)為B型扣壓式軟管接頭，它可和卡套式管接頭連接。圖(c)為C型扣壓式軟管接頭，它可和擴(kuò)口式管接頭連接?？蹓菏杰浌芙宇^的工作壓力在10MPa以下。

1—接頭螺母；2—接頭體；3—外套；4—膠管圖

6-27扣壓式軟管接頭

3）三瓣式軟管接頭圖6-28所示為三瓣式軟管接頭。其中圖(a)為Ⅰ型三瓣式軟管接頭，它可和自動(dòng)密封快速管接頭或焊接式管接頭連接。圖(b)為Ⅱ型三瓣式軟管接頭，它可和卡套式管接頭連接。

1—膠管；2—接頭體；3—外套；4—卡套；5—接管；6—螺母圖6-28三瓣式膠管接頭

3.快速管接頭快速管接頭是一種既不需用工具又能快速拆裝的管接頭。當(dāng)系統(tǒng)中某一局部不需要經(jīng)常供油時(shí)，或是執(zhí)行元件的連接管路要經(jīng)常拆卸時(shí)，往往采用快速管接頭與高壓軟管配合使用。這種管接頭工作壓力小于32MPa，通過接頭的壓力損失小于0.15MPa，工作溫度范圍是－20～＋80℃。

1）自動(dòng)密封式快速管接頭圖6-29所示為自動(dòng)密封式快速管接頭。圖示為兩個(gè)接頭體相互連接的位置，此時(shí)兩個(gè)單向閥閥芯4和11對(duì)頂,分別壓縮彈簧3和12，單向閥芯遠(yuǎn)離閥座，處于開啟位置,使兩接頭體相互連通。鋼球8落入接頭體10的V形槽內(nèi)（沿圓周分布有6個(gè)或8個(gè)鋼球）。彈簧7壓著外套6處于圖示位置，

使鋼球不會(huì)脫落，

從而保證兩個(gè)接頭體不會(huì)分離。

圖

6-29自動(dòng)密封式快速管接頭

2）非自動(dòng)密封式快速管接頭圖6-30所示為非自動(dòng)密封式快速管接頭。與自動(dòng)密封式快速管接頭相比，它缺少了兩個(gè)單向閥，其它結(jié)構(gòu)和自動(dòng)密封式快速管接頭相同。此種快速管接頭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便，但兩個(gè)接頭體分離后不能自動(dòng)密封，會(huì)有油液流出。

圖中左半部是三瓣式軟管接頭，

右半部是硬管接頭。

圖

6-30非自動(dòng)密封式快速管接頭

3）插銷式快速管接頭圖6-31所示是一種三通插銷式快速管接頭。裝配時(shí)先將接頭體1插入接頭體4中，再插上U形插銷3，接頭體1和4即可完成連接。這種管接頭的特點(diǎn)是拆裝方便，接頭體能隨意轉(zhuǎn)動(dòng)。若加上防松彈性卡銷，即使受到振動(dòng)，兩個(gè)接頭體也不會(huì)脫開。缺點(diǎn)是拆裝時(shí)需要借助簡(jiǎn)單工具，另外沒有自動(dòng)密封能力。

圖6-31插銷式快速管接頭6.5油

箱

6.5.1油箱的功用與類型

1.油箱的功用油箱的主要功用是儲(chǔ)存油液，同時(shí)還起著散熱，分離油液中的空氣和沉淀油液中的雜質(zhì)等作用。

2.對(duì)油箱的要求（1）能根據(jù)系統(tǒng)的需要儲(chǔ)存足夠的油液。（2）應(yīng)使油液在油箱中平穩(wěn)地流動(dòng)，以利于油液中空氣的分離和污垢的沉淀。（3）應(yīng)能防止外界污染物的侵入，以便泵能從油箱中正常吸油。（4）應(yīng)具有較大的表面積，以利于散熱。（5）應(yīng)便于注油和放油。（6）油箱能提供一定的安裝面積，以便安裝所需元件。（7）安裝于油箱內(nèi)部的元件應(yīng)能方便地拆卸。（8）安裝時(shí)應(yīng)吊裝方便。（9）應(yīng)能方便地檢查油箱內(nèi)油面的高度。（10）

應(yīng)能方便地清洗油箱內(nèi)部。

3.油箱的分類液壓系統(tǒng)中的油箱通常分為開式和閉式兩種。油箱內(nèi)液面壓力等于大氣壓力的油箱叫開式油箱；液面壓力大于大氣壓力的油箱叫閉式油箱。另外,油箱和主機(jī)做成整體的叫整體式油箱；

和主機(jī)分離的獨(dú)立油箱叫分離式油箱。

6.5.2油箱的結(jié)構(gòu)

圖

6-32油箱結(jié)構(gòu)圖

1.基本結(jié)構(gòu)油箱外形一般為立方體或長(zhǎng)六面體，這樣可以在相同的容量下得到最大的散熱面積。油箱的頂蓋上一般要安放泵和電動(dòng)機(jī)（有的也置于油箱旁邊或油箱下面）以及閥的集成裝置等，由此可基本確定箱蓋的尺寸。另外，最高油面只允許達(dá)到箱高的80％，這樣就可以基本確定箱高的尺寸。油箱一般用厚度為2.5～4mm的鋼板焊成，頂蓋要適當(dāng)加厚并用螺釘通過焊在箱體上的角鋼加以固定。頂蓋可以是整體的，也可分為幾塊。泵、電動(dòng)機(jī)和閥的集成裝置可直接固定在頂蓋上，也可固定在安裝板上，安裝板與頂蓋間應(yīng)墊上橡膠板以緩和振動(dòng)。油箱底腳高度應(yīng)在150mm以上，以便散熱、搬移和放油。油箱要設(shè)有吊耳，以便吊裝和運(yùn)輸。油箱應(yīng)有足夠的剛度，大容量且較高的油箱要采用骨架式結(jié)構(gòu)。

2.吸、回和泄油管的設(shè)置

系統(tǒng)中吸油管和回油管的管口之間應(yīng)盡量遠(yuǎn)離，且都應(yīng)在最低油面之下。吸油管應(yīng)采用容易將過濾器從油箱內(nèi)取出的連接方式，過濾器應(yīng)安裝在油面以下較深的位置，距離油箱底面不得小于50mm，以防止油箱底部的沉淀物吸入過濾器。吸油管離箱壁要有3倍管徑的距離，以便四面進(jìn)油；回油管應(yīng)加工成45°斜口形狀，以增大通流截面，并面向箱壁，以利于散熱和沉淀雜質(zhì)。回油管口在最低油面以下可以防止回油時(shí)帶入空氣，這樣可使大量油液返回油箱時(shí)不會(huì)產(chǎn)生劇烈擾動(dòng)，從而可以防止氣泡混入油中，并能使高溫油迅速流向易于散熱的油箱四壁。但離箱底要大于管徑的2～3倍，以免飛濺起泡。閥的泄油管口應(yīng)在液面之上，防止產(chǎn)生背壓；液壓馬達(dá)和液壓泵的泄油管則應(yīng)引入液面之下，以免吸入空氣。為防止油箱表面泄油，

必要時(shí)要在油箱下面或頂蓋四周設(shè)置盛油盤。

3.空氣濾清器與液位計(jì)的設(shè)置空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物，同時(shí)用作加油口。它的容量大小可根據(jù)液壓泵輸出油量的大小進(jìn)行選擇，當(dāng)油箱內(nèi)的油面發(fā)生劇烈變化時(shí)，要保證油箱內(nèi)不出現(xiàn)負(fù)壓情況。它一般布置在頂蓋靠近油箱邊緣處。液位計(jì)用于監(jiān)測(cè)油面高度，其窗口尺寸應(yīng)能滿足對(duì)最高與最低液位的觀察。這些標(biāo)準(zhǔn)件可以按需選用。

4.隔板的設(shè)置在油箱中設(shè)置隔板的目的是將吸、回油隔開，迫使油液循環(huán)流動(dòng)，分離回油帶進(jìn)來的氣泡和雜質(zhì)，利于散熱和沉淀。一般設(shè)置1～2個(gè)隔板，高度約為油面的2/3或接近最大液面高度。為了使散熱效果好，應(yīng)使液流在油箱中有較長(zhǎng)的行程，如果與四壁都接觸，效果更好。油箱底面應(yīng)有適當(dāng)?shù)膬A斜度，

并在最低處設(shè)置放油塞。

5.放油口的設(shè)置圖6-32中油箱底面做成斜面，在最低處設(shè)有放油口8，平時(shí)用螺塞或放油閥堵住，換油時(shí)打開。

6.防污密封油箱蓋板和窗口連接處均需加密封墊，各進(jìn)、出油管通過的孔都需要裝密封墊。

7.油溫控制油箱正常工作溫度應(yīng)在15～65℃之間，

必要時(shí)應(yīng)安裝溫度計(jì)、

溫控器和熱交換器。

8.油箱內(nèi)壁加工

新油箱經(jīng)噴丸、酸洗和表面清潔后，四壁可涂一層與工作液不相容的塑料薄膜或耐油清漆。如果油箱用不銹鋼板焊制，

可不必涂層。

6.5.3油箱容量設(shè)計(jì)

1.經(jīng)驗(yàn)估算法估算公式為

V=Kqn

（6-9）

式中：V為油箱的有效容積（L）；qn為液壓泵的額定流量（L/min）；K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，低壓系統(tǒng)K=2～4，中壓系統(tǒng)K=5～7，高壓系統(tǒng)K=10～12。

2.熱平衡驗(yàn)算法液壓系統(tǒng)工作時(shí)，泵和執(zhí)行元件的功率損失、溢流閥的溢流損失、流量閥的壓力損失等構(gòu)成了液壓系統(tǒng)總的能量損失，并轉(zhuǎn)化為熱能，使油液溫度升高。

液壓系統(tǒng)的功率損失為

ΔP=P（1－η）（6-10）

式中：P為液壓泵的輸入功率；

η為液壓系統(tǒng)總效率。

液壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量經(jīng)油箱散發(fā)到空氣中去，工作一段時(shí)間后，達(dá)到熱平衡，油溫不再升高。其散熱量可用下式計(jì)算：

QH＝kAΔt

（6-11）

式中：A——散熱面積（m2）；Δt——系統(tǒng)溫升（℃），即系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后的油溫與環(huán)境溫度之差；k——散熱系數(shù)（kW·m--?2·℃－1）。當(dāng)通風(fēng)很差時(shí)，k＝（8～9）×10－3；通風(fēng)良好時(shí)k＝（15～17）×10－3；用風(fēng)扇冷氣時(shí)k＝23×10－3；用循環(huán)水冷卻時(shí)k＝（110～175）×10－3。

油箱的散熱面積可由式（6-10）和（6-11）得出：

（6－12）

當(dāng)油箱長(zhǎng)、寬、高之比為1∶1∶1～1∶2∶3時(shí)，其散熱面積可近似地用下式計(jì)算：

（6-13）

式中：A為油箱散熱面積（m2）；

V為油箱容積（L）。

6.6密

封

裝

置

6.6.1密封裝置的功用和分類密封裝置的功用主要是防止液壓系統(tǒng)中工作介質(zhì)的內(nèi)漏和外漏，保證建立起必要的工作壓力。另外還可以防止灰塵、金屬屑等雜質(zhì)侵入液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)的內(nèi)、外漏均會(huì)使液壓系統(tǒng)的容積效率下降或工作壓力降低，甚至使液壓系統(tǒng)不能正常工作。外泄漏還會(huì)造成工作介質(zhì)的浪費(fèi)，污染環(huán)境。雜質(zhì)的侵入會(huì)加劇液壓元件的磨損，

或使液壓元件堵塞、

卡死、

損壞，

造成系統(tǒng)失靈。

密封分為間隙密封和非間隙密封。間隙密封利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件配合表面之間的微小間隙來防止泄漏,屬于非接觸式密封。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦力小，壽命長(zhǎng)，但對(duì)配合表面的加工精度和表面粗糙度要求較高，且不能完全消除泄漏，密封性能也不能隨壓力的升高而提高，所以只應(yīng)用于低壓、小直徑快速液壓缸的動(dòng)密封中。非間隙密封則是利用密封件的變形達(dá)到完全消除兩個(gè)配合面的間隙或使間隙控制在需要密封的液體能通過的最小間隙以下，最小間隙由工作介質(zhì)的壓力、粘度、工作溫度、

配合面相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度等決定。

液壓系統(tǒng)對(duì)密封裝置的主要要求有：（1）具有良好的密封性，能補(bǔ)償所密封表面在制造上的誤差與工作中的磨損，并隨壓力的增大自動(dòng)地提高密封程度。（2）具有良好的安定性，油液浸泡對(duì)其形狀尺寸的變化影響較小，溫度對(duì)其彈性和硬度的變化影響也較小。（3）摩擦力小，運(yùn)動(dòng)靈活，摩擦系數(shù)穩(wěn)定。（4）耐腐蝕、耐磨性好，不易老化，工作壽命長(zhǎng)。（5）

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，成本低廉。

6.6.2密封圈的種類和特點(diǎn)

1.O型密封圈

O型密封圈是一種斷面形狀為圓形的耐油橡膠環(huán)，如圖6-33所示，是液壓設(shè)備中使用最多、最廣泛的一種密封件，可用于靜密封和動(dòng)密封。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝尺寸小,使用方便,摩擦阻力小,價(jià)格低。圖

6-33O型密封圈

O型密封圈通常裝在外圓或內(nèi)孔的密封槽內(nèi)，它的截面直徑在裝入槽后一般壓縮8％～25％，如圖6-34（a）和（b）所示。該壓縮量使O型圈在工作介質(zhì)沒有壓力或壓力很低時(shí)，依靠自身彈性變形力密封接觸面，如圖6-34（c）所示。當(dāng)工作介質(zhì)壓力較高時(shí)，O型圈被油液壓力壓向溝槽另一側(cè)，如圖6-34（d）所示。如果工作壓力超過一定值，O型圈將從密封槽的間隙中被擠出而受到破壞，如圖

6-34（e）所示。

圖

6-34O型密封圈的工作原理

為避免出現(xiàn)擠出現(xiàn)象，當(dāng)系統(tǒng)工作壓力超過10MPa時(shí)，應(yīng)在O型圈側(cè)面安放擋圈。當(dāng)O型圈單向受壓時(shí)，擋圈加在非受壓側(cè)，如圖6-35（a）所示；當(dāng)O型圈雙向受壓，兩側(cè)同時(shí)加擋圈，如圖6-35（b）所示。擋圈材料常用聚四氟乙烯、

尼龍等。

圖

6-35O型圈加用擋圈

2.Y型密封圈

Y型密封圈用聚氨酯橡膠和丁腈橡膠制成，其截面為Y型，如圖6-36所示，其屬于較好的一種唇形密封圈。它依靠略微張開的兩個(gè)唇邊對(duì)配合表面的緊密接觸，并在壓力油作用下產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，達(dá)到密封的目的。當(dāng)油壓升高時(shí)，唇邊與配合表面貼的更緊，密封性能更好，并在磨損后有一定的自動(dòng)補(bǔ)償能力。

圖

6-36Y型密封結(jié)構(gòu)的密封原理圖

Y型密封圈安裝時(shí)，唇口端應(yīng)對(duì)著壓力高的一側(cè)，才能起到密封作用。當(dāng)壓力變化較大、運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，要采用支承環(huán)來定位，以防止發(fā)生翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象；當(dāng)工作壓力超過20MPa時(shí)，

應(yīng)加擋圈，

如圖6-37所示。

圖

6-37加支承環(huán)和擋圈的Y型密封結(jié)構(gòu)圖

Y型密封圈內(nèi)、外唇邊對(duì)稱，兩個(gè)唇邊都起密封作用，因此原則上對(duì)孔和軸的密封都適用。它的密封性能良好，摩擦力小，穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)，適用于工作壓力≤20MPa，工作溫度范圍為－30～＋100℃，使用速度≤0.5m/s的場(chǎng)合。YX型密封圈是Y型密封圈的改進(jìn)型，如圖6-38所示。它與Y型相比，斷面寬度和厚度的比值較大，增加了底部支承寬度，穩(wěn)定性好，所以不用支承環(huán)也不會(huì)在溝槽中翻轉(zhuǎn)和扭曲。YX型密封圈只有一個(gè)低唇邊起密封作用，因而有孔用(圖6-38（a）)和軸用(圖6-38（b）)兩種。它采用聚氨酯橡膠制成，強(qiáng)度高,耐磨性好,摩擦系數(shù)小,壽命長(zhǎng)，在工作壓力≤31.5MPa，工作溫度范圍為－30～＋100℃的場(chǎng)合應(yīng)用較多。圖

6-38

YX型密封圈

3.V型密封圈

V型密封圈的截面為V型，是由支承環(huán)、密封環(huán)和壓環(huán)組成的，如圖6-39所示。密封環(huán)用橡膠或夾織物橡膠制成，壓環(huán)和支承環(huán)可用金屬、夾布橡膠、合成樹脂等制作。壓環(huán)的V型槽角度和密封環(huán)完全吻合，而支承環(huán)的夾角略大于密封環(huán)。當(dāng)壓環(huán)壓緊密封環(huán)時(shí)，支承環(huán)使密封環(huán)變形而起密封作用。安裝V型圈時(shí)，其唇口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)。當(dāng)工作壓力高于10MPa時(shí)，可增加密封環(huán)的數(shù)量,以提高密封效果。

圖6-39V型密封圈(a)支承環(huán)；

(b)密封環(huán)；

(c)壓環(huán)

V型密封圈耐高壓,密封性能良好,壽命長(zhǎng)，但密封裝置的摩擦力和結(jié)構(gòu)尺寸較大，檢修、拆換不便。它主要用于大直徑、高壓、高速柱塞或活塞和低速運(yùn)動(dòng)活塞桿的密封。其工作溫度范圍為－40～＋80℃，工作壓力可達(dá)50MPa。使用速度范圍：密封圈為丁腈橡膠時(shí)為0.02～0.