7.1蓄能器7.1.1蓄能器的功用蓄能器是一種能儲(chǔ)存液體壓力能并在需要時(shí)把它釋放出來的能量?jī)?chǔ)存元件。它的主要功用如下：（1）作為輔助動(dòng)力源。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，常采用蓄能器和一個(gè)流量較小的泵組成油源。當(dāng)系統(tǒng)需要很小流量時(shí)，蓄能器將液壓泵多余的流量?jī)?chǔ)存起來；當(dāng)系統(tǒng)短期需要較大流量時(shí)，蓄能器將儲(chǔ)存的壓力油釋放出來與液壓泵一起向系統(tǒng)供油。這樣既可滿足系統(tǒng)要求，又可節(jié)省動(dòng)力、降低系統(tǒng)的溫升。（2）作為應(yīng)急動(dòng)力源。當(dāng)液壓系統(tǒng)工作時(shí)，突然停電或液壓泵發(fā)生故障時(shí)，蓄能器可作為應(yīng)急能源，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)保持系統(tǒng)壓力，避免動(dòng)力源突然中斷而引發(fā)事故。下一頁(yè)返回7.1蓄能器

（3）保持系統(tǒng)壓力。有些液壓系統(tǒng)在執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)后，仍要求保持恒定的壓力。此時(shí)，為降低功率損耗、減少系統(tǒng)發(fā)熱，利用蓄能器所儲(chǔ)存的壓力油補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏，保持系統(tǒng)壓力。（4）消除液壓沖擊和吸收壓力脈動(dòng)。當(dāng)換向閥突然關(guān)閉或換向、液壓泵突然停車、執(zhí)行元件突然停止等時(shí)，液壓系統(tǒng)管路內(nèi)的液體流動(dòng)會(huì)發(fā)生急劇變化，可能產(chǎn)生液壓沖擊。如在發(fā)生液壓沖擊處安裝蓄能器則可以吸收沖擊壓力，使壓力沖擊峰值降低。另外，液壓泵流量的脈動(dòng)和溢流閥溢流量的脈動(dòng)都會(huì)造成系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)。將蓄能器安裝在液壓泵的出口，可以吸收由此產(chǎn)生的脈動(dòng)壓力，提高系統(tǒng)工作壓力的穩(wěn)定性。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

7.1.2蓄能器的分類和選用根據(jù)對(duì)蓄能器內(nèi)油液的加載方式不同，蓄能器可分為重力式、彈簧式和充氣式三種。1．重力式蓄能器圖7-1所示為重力式蓄能器。重力式蓄能器是用重力對(duì)液體加載，用重物的位能來儲(chǔ)存能量的蓄能器。其壓力取決于重物的重力和液體的受壓面積。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸油過程中油液壓力不變，但笨重、慣性大、反應(yīng)不靈敏，僅用于固定設(shè)備的蓄能。它的最高工作壓力可達(dá)45MPa。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

2．彈簧式蓄能器圖7-2所示為彈簧式蓄能器。它是用彈簧力對(duì)液體加載，用彈簧的勢(shì)能來儲(chǔ)存能量的蓄能器。其壓力取決于彈簧的剛度和壓縮量。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反應(yīng)靈敏，但由于輸油過程中油液壓力發(fā)生變化，彈簧易疲勞，大容量時(shí)結(jié)構(gòu)也較龐大，適用于循環(huán)頻率較低、容量不大的低壓系統(tǒng)（p≤1.2MPa）。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

3．充氣式蓄能器充氣式蓄能器是用壓縮氣體對(duì)液體加載，利用壓縮氣體所具有的內(nèi)能來儲(chǔ)存能量的蓄能器。其輸油壓力取決于氣體壓力。氣體一般為惰性氣體——氮?dú)狻８鶕?jù)氣體和液體被隔離的方式不同，常用的充氣式蓄能器有活塞式、氣囊式和隔膜式三種。1）活塞式蓄能器圖7-3（a）所示為活塞式蓄能器的結(jié)構(gòu)。活塞1的上部為壓縮空氣，氣體由充氣閥3充入，其下部經(jīng)油孔a通液壓系統(tǒng)?；钊S下部壓力油的儲(chǔ)存和釋放而在缸筒2內(nèi)滑動(dòng)。活塞上裝有O形密封圈。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

這種蓄能器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)，但由于活塞有一定的慣性和摩擦力，反應(yīng)不夠靈敏，故不宜用于緩和沖擊。最高工作壓力為21MPa，最大容量為100L，溫度適用范圍為4℃～80℃，適用工作介質(zhì)和橡膠不相容的系統(tǒng)，如用磷酸酯作為工作介質(zhì)的液壓系統(tǒng)。此外，密封件磨損后，會(huì)使氣液混合，影響系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。2）氣囊式蓄能器圖7-3（b）所示為氣囊式蓄能器的結(jié)構(gòu)。氣囊5用耐油橡膠制成，固定在耐高壓的殼體4的上部，囊內(nèi)充入惰性氣體。殼體下端的限位閥6是一個(gè)用彈簧加載的菌形閥，壓力油從此通入，并能在油液全部排出后，防止氣囊膨脹擠出油口。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

工作壓力為3.5～35MPa，容量范圍為0.6～200L，溫度適用范圍為-10℃～+65℃。這種蓄能器密封可靠，氣囊的慣性小，反應(yīng)靈敏，適合用來儲(chǔ)能和吸收壓力沖擊，但工藝性較差。3）隔膜式蓄能器圖7-4所示為隔膜式蓄能器。它采用兩個(gè)半球形鋼制外殼扣在一起，兩個(gè)半球間夾一個(gè)橡膠隔膜，將蓄能器分為兩部分，一端充入惰性氣體（氮?dú)猓欢顺淙胍后w，利用橡膠的可伸縮性和氣體的可壓縮性，對(duì)受壓液體的能量進(jìn)行儲(chǔ)存和釋放。其質(zhì)量和容積比最小，反應(yīng)靈敏，低壓時(shí)消除脈動(dòng)效果顯著。由于橡膠薄膜面積較小，氣體膨脹受到限制，所以充氣壓力有限，容量小。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

7.1.3蓄能用蓄能器的容量計(jì)算蓄能用蓄能器包括用作輔助動(dòng)力源的蓄能器，用于補(bǔ)償泄漏、保持恒壓的蓄能器，用于改善頻率特性的蓄能器，用作應(yīng)急動(dòng)力源的蓄能器，用作液壓空氣彈簧的蓄能器等。1）液壓泵總流量的確定設(shè)置蓄能器的液壓系統(tǒng)，其泵的流量是根據(jù)系統(tǒng)在一個(gè)工作循環(huán)周期中的平均流量Qm來選取的，如圖7-5所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

2）蓄能器有效容積Vw（蓄能器有效供液容積）的計(jì)算根據(jù)各液壓機(jī)構(gòu)的工作情況制作耗油量與時(shí)間關(guān)系的工作周期表，經(jīng)比較確定最大耗油量的區(qū)間。（1）對(duì)于作為輔助動(dòng)力源的蓄能器，其有效容積可按下式粗略計(jì)算。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

及上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

3）蓄能器充氣壓力p0的選擇與計(jì)算（1）用于蓄能。①在使蓄能器總?cè)莘eV0最小，單位容積儲(chǔ)存能量最大的條件下，當(dāng)蓄能器工作在等溫過程時(shí)，充氣壓力p0

=0.5p2；當(dāng)蓄能器工作在絕熱過程時(shí)，充氣壓力p0

=0.47p2。②使蓄能器質(zhì)量最小時(shí)，p0

=(0.65～0.75)p2。③在保護(hù)膠囊、延長(zhǎng)其使用壽命的條件下，可按以下經(jīng)驗(yàn)公式選取。對(duì)于氣囊式蓄能器，一般有折合形氣囊p0≈(0.8～0.85)p1；波紋形氣囊p0≈(0.6～0.65)p1對(duì)于隔膜式蓄能器，取p0

>0.25p2，p1>0.3p2；對(duì)于活塞式蓄能器，取p0≈(0.8～0.9)p1。（2）用于吸收液壓沖擊，有p0=p1。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

（3）用于清除脈動(dòng)、降低噪聲，有蓄能器的充氣壓力p0根據(jù)應(yīng)用條件的不同，選用不同計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。用作液體補(bǔ)充裝置或用于熱膨脹補(bǔ)償時(shí)，同樣取p0

=p1。4）蓄能器最低工作壓力p1和最高工作壓力p2的確定作為輔助動(dòng)力源時(shí)，蓄能器的最低工作壓力p1應(yīng)滿足式中p1max——最遠(yuǎn)液壓機(jī)構(gòu)的最大工作壓力（MPa）；上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

為使作為輔助動(dòng)力源的蓄能器在輸出有效工作容積過程中液壓機(jī)構(gòu)的壓力相對(duì)穩(wěn)定些，一般推薦p1=(0.6～0.85)p2；但對(duì)于壓力相對(duì)穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)，要求p1和p2之差盡量在1MPa左右。p2越低于極限壓力3p1，皮囊使用壽命越長(zhǎng)。提高p2雖然可以增加蓄能器的有效排油量，但勢(shì)必使泵站的工作壓力提高，相應(yīng)功率消耗也提高，因此p2應(yīng)小于系統(tǒng)所選泵的額定壓力。7.1.4其他情況下蓄能器總?cè)莘eV0的計(jì)算其他情況下蓄能器總?cè)莘eV0的計(jì)算見表7-1。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

7.1.5蓄能器的安裝蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功能不同，其安裝位置和要求也不同。使用和安裝蓄能器時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）蓄能器要安裝在遠(yuǎn)離熱源的地方。（2）用于吸收液壓沖擊和壓力脈動(dòng)的蓄能器應(yīng)盡可能安裝在振源附近。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1蓄能器

（3）安裝在管路中的蓄能器必須用支架或支承板加以固定。（4）氣囊式蓄能器應(yīng)垂直安放，油口向下，以免影響氣囊的正常伸縮。（5）蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，以防液壓泵停止或卸荷時(shí)，蓄能器的壓力油倒流入液壓泵。（6）蓄能器與管路之間應(yīng)安裝截止閥，以便于充氣、檢修。上一頁(yè)返回7.2過濾器

在液壓系統(tǒng)中，工作介質(zhì)的過濾是液壓系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本節(jié)只介紹油液過濾器。統(tǒng)計(jì)資料表明，液壓系統(tǒng)中，約有70%的故障是由油液污染造成的。外界的灰塵、臟物和油液氧化后的析出物侵入系統(tǒng)后，會(huì)引起液壓元件運(yùn)動(dòng)副結(jié)合面的磨損、劃傷或卡死運(yùn)動(dòng)件，堵塞閥口和管道小孔，使系統(tǒng)不能正常工作。系統(tǒng)內(nèi)油液污染越嚴(yán)重，系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性也就越差。因此，對(duì)油液進(jìn)行過濾，保持油液的清潔度是保證系統(tǒng)可靠工作的重要手段。7.2.1過濾器的功用和類型過濾器的功用就是過濾混在油液中的雜質(zhì)，降低系統(tǒng)中油液的污染度，保證液壓系統(tǒng)的正常工作。下一頁(yè)返回7.2過濾器

按過濾材料和結(jié)構(gòu)形式不同，過濾器分為網(wǎng)式過濾器、線隙式過濾器、燒結(jié)式過濾器、紙芯式過濾器和磁性過濾器。按過濾材料過濾原理的不同，過濾器分為表面型過濾器、縱深型過濾器和吸附型過濾器。1．表面型過濾器這種過濾器將被濾除的微粒污物截留在濾芯的表面。濾芯材料具有均勻的標(biāo)定小孔，可以濾除大于標(biāo)定小孔的污物雜質(zhì)。此種濾芯納垢容量小，極易堵塞，但經(jīng)清洗可重復(fù)使用，一般用于吸油、回油過濾和安全過濾的場(chǎng)合。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

圖7-8（a）所示為網(wǎng)式過濾器的結(jié)構(gòu)。它由上蓋1、下蓋4和幾塊不同形狀的銅網(wǎng)3組成。為使過濾器有一定的機(jī)械強(qiáng)度，銅網(wǎng)包在周圍開有很多窗口的塑料或金屬筒形骨架2上。一般濾去雜質(zhì)顆粒的直徑在0.08～0.18mm范圍內(nèi)，阻力小，壓力損失不超過0.01MPa，常用在液壓泵吸油口處。網(wǎng)式過濾器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清洗方便，但過濾精度低。圖7-8（b）所示為線隙式過濾器的結(jié)構(gòu)。它由上蓋1、濾芯（銅線或鋁線）3、骨架2和殼體5組成。濾芯3繞在筒形骨架2的外圓上，利用線間的縫隙進(jìn)行過濾。一般濾去雜質(zhì)顆粒的直徑在0.03～0.10mm范圍內(nèi)，壓力損失為0.07～0.35MPa，常用在低壓管路或液壓泵的吸油口。線隙式過濾器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油能力大，過濾效果較好，但濾芯材料強(qiáng)度低，不易清洗。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

2．縱深型過濾器這種過濾器的濾芯由多孔可透性材料制成，材料內(nèi)部具有曲折迂回的通道，較大的污物粒子被攔截在濾芯的外表面，較小的污物粒子進(jìn)入濾材內(nèi)部，撞到通道壁上，濾芯的吸附及迂回曲折通道有利于污物粒子的沉積和截留。這種濾芯過濾精度高，納垢容量大，但堵塞后無法清洗，一般用于高壓、泄油管路需精過濾的場(chǎng)合。常用的濾芯材料有紙芯、燒結(jié)金屬和毛氈等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

圖7-9（a）所示為帶堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置的紙芯式過濾器的結(jié)構(gòu)。這種過濾器與線隙式過濾器的結(jié)構(gòu)類似，只是濾芯為紙質(zhì)。濾芯由三層組成，外層2為粗眼鋼板網(wǎng)，中層為折疊成星狀的濾紙，里層4由金屬絲網(wǎng)與濾紙折疊而成，這樣可提高濾芯強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。油液進(jìn)入過濾器，通過濾芯后流出。該過濾器可濾除顆粒直徑在0.005～0.030mm范圍內(nèi)的雜質(zhì)，壓力損失為0.08～0.40MPa，常用于對(duì)油液要求較高的場(chǎng)合。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，通油能力大，但堵塞后無法清洗，常要更換紙芯。紙芯式過濾器的濾芯能承受的壓力差較?。?.35MPa），為保證過濾器能正常工作，防止因雜質(zhì)聚積在濾芯上導(dǎo)致壓差增大而壓破紙芯，故在其頂部安裝堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置1。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

發(fā)訊裝置與過濾器并聯(lián)，其工作原理如圖7-10所示。濾芯上、下游的壓差p1

-p2作用在活塞2上，與彈簧5的推力相平衡。當(dāng)紙芯逐漸堵塞時(shí)，壓差加大，以至推動(dòng)活塞2和永久磁鐵4右移，感簧管6受磁鐵作用吸合，接通電路，報(bào)警器7發(fā)出堵塞信號(hào)——發(fā)亮或發(fā)聲，提醒操作人員更換濾芯。電路上若增設(shè)延時(shí)繼電器，還可在發(fā)出信號(hào)一定時(shí)間后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。圖7-9（b）所示為燒結(jié)式過濾器的結(jié)構(gòu)，其濾芯由顆粒狀錫青銅粉壓制后燒結(jié)而成。它利用銅粉顆粒之間的微孔濾去油液中的雜質(zhì)。選擇不同粒度的粉末能得到不同的過濾精度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

油液從左側(cè)油孔進(jìn)入，經(jīng)杯狀濾芯過濾后，從下部油孔流出。它可過濾顆粒直徑在0.01～0.10mm范圍內(nèi)的雜質(zhì)，壓力損失為0.03～0.20MPa，多用于過濾精度較高的排油或回油路上。這種過濾器制造簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，耐腐蝕，但使用中燒結(jié)顆粒易脫落，堵塞后清洗困難。3．吸附型過濾器這種過濾器的濾芯采用永磁性材料，用來過濾油液中的鐵屑。它常與其他濾芯一起制成復(fù)合式過濾器。7.2.2過濾器的選用不同的液壓系統(tǒng)對(duì)油液的過濾精度、通流能力、壓力損失、耐壓力的要求也不同，因此，選用過濾器時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

（1）過濾精度應(yīng)滿足系統(tǒng)的要求。過濾精度是濾芯濾除雜質(zhì)的顆粒度大小。顆粒度越小，則過濾精度越高。按所能過濾雜質(zhì)顆粒直徑d的大小，過濾精度分為粗（d≥0.1mm）、普通（d≥0.01mm）、精（d≥0.005mm）和特精（d≥0.001mm）四個(gè)等級(jí)。過濾器精度越高，對(duì)系統(tǒng)越有利，但不必要的高精度過濾，會(huì)導(dǎo)致濾芯使用壽命下降，成本提高，所以選用過濾器時(shí)，應(yīng)根據(jù)其使用目的，確定合理精度及價(jià)格的過濾器。不同液壓系統(tǒng)對(duì)油液過濾精度的要求見表7-2。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

（2）要有足夠的通流能力。通流能力是指在一定壓降下允許通過過濾器的最大流量。使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)過濾器在系統(tǒng)中的安裝位置和要完成的具體任務(wù)確定過濾器的規(guī)格及濾芯的形式，保證通過它的油液滿足系統(tǒng)的要求。（3）濾芯要有一定的機(jī)械強(qiáng)度，這樣可以防止過濾器在液體壓力作用下被破壞。（4）濾芯應(yīng)具有良好的抗腐蝕能力，以保證過濾器能夠在規(guī)定的溫度下長(zhǎng)期工作。（5）考慮系統(tǒng)的具體要求，對(duì)于不能停機(jī)的液壓系統(tǒng)，要選擇切換式的過濾器，以利于更換濾芯；對(duì)于需要濾芯堵塞報(bào)警的場(chǎng)合，要選擇帶發(fā)訊裝置的過濾器。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

（6）濾芯的更換、清洗和維護(hù)要方便。7.2.3過濾器的安裝過濾器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置，通常有以下幾種。（1）安裝在泵的吸油管路上。這種安裝方式主要用來保護(hù)液壓泵不被較大顆粒雜質(zhì)所損壞，要求過濾器有較大的通流能力和較小的阻力，以防止氣蝕產(chǎn)生。其安裝位置如圖7-11（a）所示。（2）安裝在液壓泵的出口。如圖7-11（b）所示，這種安裝方式可以保護(hù)除液壓泵以外的其他液壓元件，多采用0.010～0.015mm的精過濾器。由于過濾器處于高壓油路上，因此，它應(yīng)能承受高壓、系統(tǒng)中頻繁出現(xiàn)的壓力變化及沖擊壓力的作用，壓力損失一般小于0.35MPa。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

精過濾器常用在過濾精度要求高的系統(tǒng)及對(duì)污染物特別敏感的元件前，以保證系統(tǒng)和元件的正常工作。為防止過濾器堵塞時(shí)液壓泵過載和濾芯被損壞，過濾器宜與旁通閥并聯(lián)或者串聯(lián)一堵塞指示裝置。（3）安裝在液壓系統(tǒng)的回油路上。如圖7-11（c）所示，這種安裝方式可濾去油液回油箱前侵入系統(tǒng)或系統(tǒng)生成的污物，間接保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。由于回油壓力低，可采用濾芯強(qiáng)度不高的精過濾器，并允許過濾器有較大的壓降。為防止堵塞或低溫啟動(dòng)時(shí)高黏度油液流過所引起的系統(tǒng)壓力升高得過大，可并聯(lián)一單向閥，起旁通閥的作用。（4）安裝在液壓系統(tǒng)的支油路上。如圖7-11（d）所示，當(dāng)液壓泵的流量較大時(shí)，為避免選用過大的過濾器，在系統(tǒng)的支油路上安裝一小規(guī)格的過濾器，過濾部分油液。這樣既不會(huì)在主油路上造成壓降，又可避免過濾器承受高壓。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.2過濾器

（5）安裝在單獨(dú)的過濾系統(tǒng)中。如圖7-11（e）所示為由專用液壓泵和過濾器組成的獨(dú)立于液壓系統(tǒng)之外的過濾系統(tǒng)。它可以經(jīng)常清除系統(tǒng)中的雜質(zhì)，保證過濾器的功能不受系統(tǒng)中壓力和流量波動(dòng)的影響，過濾效果較好，是大型液壓系統(tǒng)中常采用的過濾系統(tǒng)。在安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，一般過濾器只能單向使用，以利于濾芯的清洗，保證系統(tǒng)的安全。因此，過濾器不應(yīng)安裝在液流方向可能變換的油路上，必要時(shí)要增設(shè)單向閥和過濾器，以保證雙向過濾。上一頁(yè)返回7.3熱交換器在液壓回路與液壓裝置中，液壓泵、液壓馬達(dá)的內(nèi)部摩擦、黏性阻力、其他損失以及溢流閥的溢流作用等都要產(chǎn)生能量損失，這些損失大部分轉(zhuǎn)化為熱能，除少部分熱量散發(fā)到周圍的空間外，大部分熱量使油溫升高。系統(tǒng)內(nèi)液壓油的溫度過高，會(huì)使油液的黏度下降，密封材料過早老化，破壞潤(rùn)滑部位的油膜，油液飽和蒸汽壓升高引起氣蝕等。相反，液壓油的溫度過低，會(huì)造成油液黏度上升，裝置或部件啟動(dòng)困難，壓力損失加大并引起振動(dòng)，甚至釀成事故。系統(tǒng)內(nèi)液壓油的正常工作溫度范圍為30℃～50℃，當(dāng)依靠自然熱交換不能控制油溫在上述范圍內(nèi)時(shí)，就須安裝熱交換器。熱交換器是冷卻器和加熱器的統(tǒng)稱。下一頁(yè)返回7.3熱交換器

7.3.1冷卻器在一些液壓系統(tǒng)中，對(duì)油液的溫升范圍有較嚴(yán)格的要求，單靠油箱的自然散熱難以滿足系統(tǒng)的要求時(shí)，應(yīng)使用冷卻器。液壓系統(tǒng)所使用的冷卻器形式很多，常用的形式如下。（1）多管式冷卻器。這種冷卻器有許多小直徑傳熱管，兩端插在板上再固定在殼體內(nèi)部，如圖7-12所示。油液從殼體左端進(jìn)油口流入，由于擋板2的作用，熱油循環(huán)路線加長(zhǎng)，通過傳熱管3之間的間隙，最后從右端出油口排出。水從右端蓋的進(jìn)水口流入，經(jīng)上部水管流到左端后，再經(jīng)下部水管從右端出水口流出，由水將油中的熱量帶出。這種冷卻器的冷卻效果較好，但體積較大。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.3熱交換器

（2）帶散熱片的管式冷卻器。這是由許多散熱片和橫穿過這些散熱片的管子群組成的一種冷卻器，如圖7-13所示。壓力油液從管子左端進(jìn)入，流過管子的同時(shí)，通過散熱片將熱量散出，最后從右端管子流出。這是一種空氣冷卻式冷卻器。（3）波紋板式冷卻器。這種冷卻器是在兩塊平板之間夾入波紋狀散熱片，然后將它們多層交錯(cuò)疊合起來，如圖7-14所示。壓力油液從左側(cè)進(jìn)入，通過波紋通道后從右側(cè)流出；冷卻液從前端進(jìn)入，通過與油液通道相垂直的通道從后端流出。由于壓力油液和冷卻液是相間流動(dòng)的，所以冷卻效果很好。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.3熱交換器

（4）整體散熱片式冷卻器。如圖7-15所示，它由各種斷面形狀的鋁合金管及在管的外面用特殊加工方法制成的散熱片組成。其工作原理與帶散熱片的管式冷卻器一樣，但散熱效果更好，適合用作空冷式冷卻器。所有的冷卻器都應(yīng)安裝在液壓系統(tǒng)的低壓側(cè)。一般冷卻器安裝在回油過濾器的下游，以防止過分堆積污染物而影響散熱效果，并防止冷卻器承受過濾器堵塞后造成的背壓。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.3熱交換器

7.3.2加熱器油液加熱的方法有熱水（或蒸汽）加熱和電加熱兩種方式。由于電加熱器使用方便，易于自動(dòng)控制，故應(yīng)用很廣。如圖7-16所示，電加熱器2用法蘭固定在油箱1的箱壁上。發(fā)熱部分全部浸在油液的流動(dòng)處，便于熱量交換。為防止油液局部溫度過高而變質(zhì)，電加熱器表面功率密度不得超過3W/cm2。為此，應(yīng)設(shè)置連鎖保護(hù)裝置，在沒有足夠的油液經(jīng)過加熱器循環(huán)時(shí)，或者在加熱元件沒有被系統(tǒng)油液完全包圍時(shí)，阻止加熱器工作。上一頁(yè)返回7.4液壓管件管件包括管子和各種管接頭。其作用是連接各液壓元件，以輸送液壓油。有了管件連接，才能將液壓控制元件、執(zhí)行元件以及其他各種液壓元件連接成完整的液壓系統(tǒng)。因此，管件是液壓系統(tǒng)中不可少的元件。為保證液壓系統(tǒng)的正常工作，管件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，沒有泄漏，密封性好，壓力損失小，拆裝方便。1．油管的種類液壓系統(tǒng)常用的油管有鋼管、紫銅管、塑料管、尼龍管和橡膠軟管等。油管的材料不同，其性能差別也很大。各種油管的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合見表7-3。在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)液壓裝置的工作條件和壓力大小進(jìn)行選擇。下一頁(yè)返回7.4液壓管件

2．油管尺寸的確定油管尺寸主要指內(nèi)徑d和壁厚。由于管子的內(nèi)徑影響液體的流動(dòng)阻力，因此，內(nèi)徑d的選取以降低流速、減少壓力損失為前提。管子內(nèi)徑過小，管內(nèi)油液流速過高，壓力損失大，易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲；內(nèi)徑過大，會(huì)使液壓裝置不緊湊。管子的壁厚不僅與工作壓力有關(guān)，還與管子的材料及工作環(huán)境有關(guān)。一般根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，查閱手冊(cè)確定管徑d和壁厚。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.4液壓管件

3．管接頭管接頭的主要功能是連接管子（或軟管）與元件、管子與管子，以及在隔壁處提供連接與固定，如圖7-17所示，它是一種可拆連接件。管接頭必須具有足夠的強(qiáng)度，在壓力沖擊和振動(dòng)的同時(shí)作用下要保持管路的密封性、連接牢固、外形尺寸小、加工工藝性好、壓力損失小等。上一頁(yè)返回7.5油箱的功用、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)7.5.1油箱的功用和結(jié)構(gòu)油箱在液壓系統(tǒng)中的主要功用是儲(chǔ)放系統(tǒng)工作用油，散發(fā)系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，沉淀污物并逸出油中氣體。此外，油箱還具有支承液壓元件的作用。液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。整體式油箱與機(jī)械設(shè)備的機(jī)體做在一起，利用床身的內(nèi)腔作為油箱。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，易于回收各種漏油，但散熱條件差，易使鄰近構(gòu)件發(fā)生熱變形，影響機(jī)械設(shè)備的精度，維修不方便。分離式油箱是一個(gè)獨(dú)立的裝置。其特點(diǎn)是布置靈活，維修保養(yǎng)方便，可以減小油溫變化和液壓泵傳動(dòng)裝置的振動(dòng)對(duì)機(jī)械設(shè)備工作性能的影響，便于設(shè)計(jì)成通用化、系列化的產(chǎn)品，是普遍使用的一種油箱。下一頁(yè)返回7.5油箱的功用、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

7.5.2油箱的設(shè)計(jì)圖7-24所示為小型分離式油箱，這種油箱通常用2.5～5mm的鋼板焊接而成。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。（1）油箱容量的確定。這是油箱設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在一般情況下，可根據(jù)系統(tǒng)壓力由經(jīng)驗(yàn)公式確定，即上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.5油箱的功用、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

（2）基本結(jié)構(gòu)。為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱外形以立方體或長(zhǎng)六面體為宜。若油箱的頂蓋上要安放液壓泵、電機(jī)以及閥的集成裝置等，則油箱頂蓋的尺寸將由此決定；為防止油箱內(nèi)油液溢出，油面高度一般不超過油箱高度的80%。（3）吸油過濾器的設(shè)置。設(shè)置的過濾器應(yīng)有足夠的通流能力，其安裝位置應(yīng)保證在油面最低時(shí)仍浸在油中，防止吸油時(shí)卷吸空氣。為便于經(jīng)常清洗過濾器，油箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要考慮過濾器的裝拆方便。（4）吸油管、回油管、泄油管的設(shè)置。液壓泵的吸油管1與系統(tǒng)回油管4之間的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)，以利于油液散熱及雜質(zhì)的沉淀。管口都應(yīng)插入最低油面以下，但離箱底的距離要大于管徑的2～3倍，以免吸空和飛濺起泡。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.5油箱的功用、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

回油管口應(yīng)切成45°斜角以增大通流截面，并面向箱壁。吸油管的位置應(yīng)保證過濾器四面進(jìn)油。閥的泄油管應(yīng)設(shè)在液面上，防止產(chǎn)生背壓；液壓泵和液壓馬達(dá)的泄油管應(yīng)引入液面以下，以防吸入空氣。（5）隔板的設(shè)置。為了增加油液循環(huán)距離，利于油液散熱和雜質(zhì)沉淀，設(shè)置隔板7、9將吸、回油區(qū)隔開。其高度一般取最低油面高度的2/3。（6）空氣過濾器與油位指示器的設(shè)置?？諝膺^濾器的作用是使油箱與大氣相通，保證液壓泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物，并兼作加油口，一般將它布置在油箱頂蓋上靠近邊緣處。油位指示器用來監(jiān)測(cè)油位的高低，置于便于觀察的側(cè)面。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.5油箱的功用、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

（7）放油口的設(shè)置。油箱底部做成雙斜面或向回油側(cè)傾斜的單斜面，在最低處設(shè)置油塞。（8）防污密封。油箱蓋板和窗口連接處均需要加密封墊，各進(jìn)、出油管通過的孔均需加裝密封圈，以防污染。（9）油溫控制。油箱正常工作的溫度范圍為20℃～50℃，必要時(shí)要設(shè)置溫度計(jì)和熱交換器。（10）油箱內(nèi)壁加工。為防銹、防凝水，新油箱內(nèi)壁經(jīng)噴丸、酸洗和表面清洗后，四壁可涂一層與工作液相容的塑料薄膜或耐油清漆。大、中型油箱應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的吊裝結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)及參數(shù)參閱有關(guān)資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)。上一頁(yè)返回7.6密封件液壓系統(tǒng)是以流體為工作介質(zhì)，依靠密封容積變化來傳遞力和速度的。要使液壓系統(tǒng)高效且可靠地工作，就要有效地防止系統(tǒng)內(nèi)工作介質(zhì)的內(nèi)、外泄漏，以及外界雜物的侵入。因此，液壓系統(tǒng)密封的好壞直接影響系統(tǒng)的工作性能和效率，它是衡量系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。7.6.1密封裝置的分類系統(tǒng)的密封由密封裝置來完成。密封裝置的種類很多，根據(jù)被密封部位配合面間有無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，密封裝置分為動(dòng)密封裝置和靜密封裝置兩大類。根據(jù)密封件的制造材料、安裝方式、結(jié)構(gòu)形式不同，密封裝置分類見表7-4。下一頁(yè)返回7.6密封件

對(duì)密封裝置的基本要求如下：（1）在一定的工作壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能。（2）密封裝置與運(yùn)動(dòng)件之間摩擦系數(shù)小，且摩擦力穩(wěn)定。（3）耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，不易老化，抗腐蝕能力強(qiáng)，不損壞被密封零件表面，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償。（4）制造容易，維護(hù)、使用方便，價(jià)格低廉。7.6.2常見密封件的使用和安裝要求1．O形密封圈O形密封圈（簡(jiǎn)稱O形圈）的截面為圓形，如圖7-25（a）所示，其主要材料為合成橡膠，是應(yīng)用廣泛的一種密封件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

O形圈的密封原理如下：依靠O形圈的預(yù)壓縮，消除間隙實(shí)現(xiàn)密封，如圖7-25（b）所示。從圖7-25中可以看出，這種密封隨壓力增加能自動(dòng)提高密封件與密封表面的接觸應(yīng)力，從而提高密封作用，且在密封件磨損后具有自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪芰?。為保證O形圈的密封效果，選用O形圈時(shí)要按有關(guān)規(guī)定留出要求的預(yù)壓縮量。一般情況下，對(duì)于動(dòng)密封，當(dāng)工作壓力超過10MPa時(shí)；對(duì)于靜密封，當(dāng)工作壓力超過32MPa時(shí)，為防止密封圈被擠入間隙，應(yīng)考慮使用擋圈。如圖7-26所示，單向承受壓力時(shí)，單側(cè)加擋圈；雙向承受壓力時(shí)，兩側(cè)都要加擋圈。當(dāng)壓力脈動(dòng)較大時(shí)，也要使用擋圈，以防止O形圈的磨損加快。但是，當(dāng)采用擋圈后，會(huì)增加密封裝置的摩擦阻力，應(yīng)用時(shí)應(yīng)予以考慮。O形圈在安裝時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

（1）安裝時(shí)所通過的軸端、軸肩必須倒角或修圓，如圖7-27（a）所示。金屬表面不能有毛刺、生銹或腐蝕等現(xiàn)象。當(dāng)安裝在缸中或內(nèi)孔中時(shí)，O形圈經(jīng)過的孔口邊應(yīng)倒角10°～20°，如圖7-27（b）所示。（2）當(dāng)O形圈要通過內(nèi)部橫孔時(shí)，應(yīng)將孔口倒成如圖7-28所示的形狀，其中直徑D不小于O形圈的實(shí)際外徑，坡口斜度α=120°～140°。（3）當(dāng)O形圈需要通過外螺紋時(shí)，安裝O形圈時(shí)應(yīng)使用如圖7-29所示的金屬導(dǎo)套。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

（4）當(dāng)O形圈以拉伸狀態(tài)安裝，且要在軸上滑行較長(zhǎng)距離才能置于密封圈槽內(nèi)時(shí)，軸的表面粗糙度必須小，且應(yīng)在軸上涂以潤(rùn)滑劑。對(duì)于小截面、大直徑的O形圈，安裝在密封圈槽中后，應(yīng)在伸長(zhǎng)變形的截面恢復(fù)圓形后，才能將其組裝到缸中。（5）要注意O形圈工作的壓力環(huán)境，有真空度的壓力稱為負(fù)壓。正壓和負(fù)壓的密封完全不同，如圖7-30所示。若誤將圖7-30（a）用于負(fù)壓密封，就有可能將O形圈吸入系統(tǒng)，使O形圈喪失其功能，這時(shí)應(yīng)采用圖7-30（b）所示的結(jié)構(gòu)形式。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

2．Y形密封圈Y形密封圈（簡(jiǎn)稱Y形圈）的截面呈Y形，用合成橡膠制成，屬于唇形密封圈。它是依靠密封圈的唇口受液壓力作用變形，使唇邊貼緊密封面進(jìn)行密封的，壓力越高，唇邊貼得越緊，并且具有磨損后自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪芰?。按唇的結(jié)構(gòu)，可分為孔、軸通用的等高唇Y(jié)形圈和孔用、軸用的不等高唇Y(jié)形圈，如圖7-31所示。一般后者的密封性能較好。安裝Y形圈時(shí)，唇口一定要對(duì)著壓力高的一側(cè)。當(dāng)工作壓力大于14MPa或壓力波動(dòng)較大、滑動(dòng)速度較高時(shí)，為防止Y形圈翻轉(zhuǎn)，應(yīng)加支承環(huán)固定密封圈。為保證密封圈唇口張開，支承環(huán)上開有小孔，使壓力流體能作用到密封圈的唇邊上，以保持良好的密封，如圖7-31所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

3．YX形密封圈YX形密封圈（簡(jiǎn)稱YX形圈）是對(duì)Y形密封圈的改進(jìn)設(shè)計(jì)，通常用聚氨酯橡膠壓制而成。如圖7-33所示，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為孔、軸通用的等高唇Y(jié)X形圈和孔用、軸用的不等高唇Y(jié)X形圈。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是截面小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；截面高度與寬度之比大于2，因而不易翻轉(zhuǎn)，穩(wěn)定性好；不等高唇Y(jié)X形圈，短唇與密封面接觸，滑動(dòng)摩擦阻力小，耐磨性好，長(zhǎng)唇與非運(yùn)動(dòng)表面有較大的預(yù)壓縮量，摩擦阻力大，工作時(shí)不易竄動(dòng)；YX形圈有很長(zhǎng)的谷部，工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生谷部開裂現(xiàn)象。YX形圈一般適宜在工作壓力p≤32MPa，溫度為-30℃～+100℃的條件下工作。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

4．V形密封圈1）主要性能V形密封圈的截面呈V形，也是一種唇形密封圈。根據(jù)制作的材料不同，可分為純橡膠V形密封圈和夾織物（夾布橡膠）V形密封圈等。V形密封圈的密封裝置由壓環(huán)、V形密封圈和支承環(huán)三部分組成，如圖7-34所示。V形密封圈主要用于液壓缸活塞和活塞桿的往復(fù)動(dòng)密封，其運(yùn)動(dòng)摩擦阻力較Y形密封圈大，但密封性能可靠、使用壽命長(zhǎng)。當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，可只調(diào)整壓環(huán)或填片而無須更換密封圈。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

V形密封圈的最高工作壓力大于60MPa，適用工作溫度為-30℃～+80℃，工作速度范圍：采用丁腈橡膠制作時(shí)為0.02～0.3m/s；采用夾布橡膠制作時(shí)為0.005～0.5m/s。V形密封圈的特點(diǎn)如下：（1）耐壓性能好，使用壽命長(zhǎng)。（2）根據(jù)使用壓力的高低，可以合理地選擇V形密封圈的數(shù)量以滿足密封要求，并可通過調(diào)整壓緊力來獲得最佳密封效果。（3）根據(jù)密封裝置不同的使用要求，可以交替安裝不同材質(zhì)的V形密封圈，以獲得不同的密封特性和最佳綜合效果。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

（4）維修和更換密封圈方便。（5）密封裝置的軸向尺寸大，摩擦阻力大。2）應(yīng)用安裝V形密封圈時(shí)，同樣必須將密封圈的凹口面向工作介質(zhì)的高壓一側(cè)，如圖7-35所示。應(yīng)根據(jù)工作壓力合理選擇V形密封圈組合個(gè)數(shù)及壓環(huán)、支承環(huán)和調(diào)整墊片材質(zhì)，見表7-5。V形密封圈裝置中，壓環(huán)上的V形槽角度應(yīng)與V形密封圈完全吻合。壓環(huán)與耦合面之面的間隙大小應(yīng)嚴(yán)格控制，以防唇邊被擠入間隙而造成唇邊撕裂。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

為了保證液壓缸的運(yùn)動(dòng)精度，對(duì)壓環(huán)和支承環(huán)的制造精度要求較高。V形密封圈材質(zhì)的選用應(yīng)根據(jù)密封裝置的工作壓力和工作速度來進(jìn)行，見表7-7。夾布橡膠V形密封圈的耐壓性能和耐磨性能均比純橡膠V形密封圈好。而純橡膠V形密封圈又具有優(yōu)良的密封性能。所以，若將這兩種不同材質(zhì)的密封圈，交替組裝起來使用，便能充分發(fā)揮各自的特性，獲得最佳的密封效果。V形密封圈使用一段時(shí)間后唇邊會(huì)磨損，為保證其密封性能的持久性，須及時(shí)調(diào)整其壓力。一般采用螺栓（或螺母）或加調(diào)整墊片來調(diào)整，如圖7-35所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

7.6.3其他密封裝置1．防塵圈防塵圈屬于唇形自緊式密封，設(shè)置在活塞桿或柱塞密封圈的外端，其唇部對(duì)活塞桿（柱塞）為過盈配合。因此在活塞桿做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，唇部刃口能將黏附在活塞桿上的灰塵、砂粒清除，保護(hù)液壓缸免遭異物侵害。防塵圈分為無骨架式和有骨架式兩種，圖7-36為無骨架式防塵圈。防塵圈的材料一般為丁腈橡膠或聚氨酯橡膠。防塵圈的選取可參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6578—2008《液壓缸活塞桿用防塵圈溝槽型式、尺寸和公差》。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

2．油封油封用于旋轉(zhuǎn)軸上，用于防止?jié)櫥屯饴┖屯獠炕覊m進(jìn)入，即同時(shí)起密封和防塵作用。油封一般由耐油橡膠制成，截面形狀有J形、U形等，圖7-37所示為有骨架式橡膠油封。在自由狀態(tài)下，油封的內(nèi)徑比軸的外徑略小，有一定的過盈量（0.5～1.5mm）。當(dāng)油封裝在軸上后，油封的唇邊對(duì)軸產(chǎn)生一定的徑向壓力，唇邊與軸的表面之間形成穩(wěn)定的油膜，既可封油又可潤(rùn)滑。在油封工作一段時(shí)間后，若因唇邊磨損導(dǎo)致徑向壓力減小，則卡緊彈簧可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.6密封件

常壓型油封的使用壓力應(yīng)小于0.05MPa。當(dāng)工作壓力超過0.05MPa時(shí)，應(yīng)選用耐壓型油封。選用油封時(shí)可參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13871—2007《密封元件為彈性體材料的旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈