1、.,.,第六章 液壓輔助元件,液壓系統(tǒng)中的輔助裝置是指那些既不直接參與能量轉(zhuǎn)換，也不直接參與方向、壓力、流量等控制的在液壓系統(tǒng)中必不可少的元件或裝置，對系統(tǒng)的動態(tài)性能、工作穩(wěn)定性、工作壽命、噪聲和溫升等有直接影響。主要包括油管、管接頭、過濾器、蓄能器、壓力計及壓力計開關(guān)、油箱等。其中油箱需根據(jù)系統(tǒng)要求自行設(shè)計，其它輔助裝置則已標準化，由專業(yè)生產(chǎn)制造廠制造為標準件，可以直接選用。,.,本章重點,6.1 油管及管接頭 6.2 過濾器 6.3 蓄能器 6.4 壓力計及壓力計開關(guān) 6.5 油箱,.,6.1 油管及管接頭,6.1.1 油管,液壓系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠

2、管等。在選用時要考慮液壓系統(tǒng)壓力的高低、液壓元件安裝的位置、液壓設(shè)備工作的環(huán)境等因素。 油管的特點及其適用范圍如表6-1所示。,表6-1 液壓系統(tǒng)中使用的油管,種類,特點和適用場,硬管,鋼管,紫銅管,油管、管接頭稱為連接件，其作用是將分散的液壓元件連接起來，構(gòu)成一個完整的液壓系統(tǒng)。連接件的性能與結(jié)構(gòu)對液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)有直接的影響。,.,軟管,尼龍管,塑料管,橡膠管,乳白色半透明，加熱后可以隨意彎曲成形或擴口，冷卻后又能定形不變，承壓能力因材質(zhì)而異，2.5MPa8MPa不等,質(zhì)輕耐油，價格便宜，裝配方便，但承壓能力低，長期使用會變質(zhì)老化，只宜用作壓力低于0.5MPa的回油管、泄油管等,高壓管由

3、耐油橡膠夾幾層鋼絲編織網(wǎng)制成，鋼絲網(wǎng)層數(shù)越多，耐壓越高，價格昂貴，用作中、高壓系統(tǒng)中兩個相對運動件之間的壓力管道；低壓管由耐油橡膠夾帆布制成，可用作回油管道,油管的規(guī)格尺寸(管道內(nèi)徑和壁厚)可由式(6-1)、式(6-2)計算出d、后，查閱有關(guān)標準選定。,(6-1) (6-2),式中：d為油管內(nèi)徑；q為管內(nèi)流量；v為管中油液的流速，吸油管取0.51.5m/s，高壓管取2.55m/s(壓力高的取大值，低的取小值)，回油管取1.52.5m/s，短管及局部收縮處取57m/s；為油管壁厚；p為管內(nèi)工作壓力；n為安全系數(shù)，對鋼管來說，p7MPa時取n=8，7MPap17.5MPa時取n=6，p17.5MP

4、a時取n=4；b為管道材料的抗拉強度。,.,6.1.2 油管接頭,圖6-1快換式管接頭,1密封圈；2接頭；3、7、9、12彈簧；4、11閥芯；5填料；6外套；8鋼球；10接頭芯,圖6-1所示為快換式管接頭。,管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式連接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各項條件。,.,表6-2 液壓系統(tǒng)中常用的管接頭,焊接式管接頭,卡套式管接頭,利用環(huán)面進行密封,簡單可靠；連接牢固；采用厚壁鋼管,裝拆不便,用卡套套住油管進行密封,軸向尺寸要求不嚴,裝拆簡便；對油管徑向尺寸精度要求較高,采用冷拔無縫鋼管,管接頭的種類很多，按

5、接頭的通路分有直通式、角通式、三通式和四通式；按接頭與閥體或閥板的連接方式分有螺紋式、法蘭式等；按油管與接頭的連接方式分有擴口式、焊接式、卡套式、扣壓式、快換式等。具體的管接頭規(guī)格品種可查閱有關(guān)手冊。油管與管接頭的常見連接方式如表6-2所示。,.,擴口式管接頭,扣壓式管接頭,用油管管端的擴口在管套的壓緊下進行密封,結(jié)構(gòu)簡單；適用于銅管、薄壁鋼管、尼龍管和塑料管等低壓管道的連接,用來連接高壓軟管；在中、低壓系統(tǒng)中應(yīng)用,固定鉸接管接頭,直角接頭,優(yōu)點是可以隨意調(diào)整布管方向,安裝方便,占用空間??；接頭與油管的連接方式有卡套式、焊接式；中間有通孔的固定螺釘，把兩個組合墊圈壓緊在接頭體上進行密封,6.1

6、.3 軟管及管接頭,選取軟管時，用戶應(yīng)選取樣本中軟管所標明的最大推薦工作壓力不小于最大系統(tǒng)壓力的軟管，否則會降低軟管的使用壽命，甚至損壞軟管。,對于沖擊特別頻繁的液壓系統(tǒng)，建議使用耐脈沖壓力的軟管。 應(yīng)該在軟管質(zhì)量規(guī)范允計的溫度范圍內(nèi)使用軟管。 工作環(huán)境的溫度長期過高或過低的系統(tǒng)，建議采用軟管護套。 軟管在使用的過程當中，如果經(jīng)常與硬物接觸或摩擦，建議在軟管外部加彈簧護套。 內(nèi)徑要適當，管徑過小會加大管路內(nèi)介質(zhì)的流速，使系統(tǒng)發(fā)熱，降低效率，產(chǎn)生過大的壓力降，從而影響整個系統(tǒng)的性能。 如果軟管采用管夾或軟管穿過鋼板等間隔物時，應(yīng)注意軟管的外徑尺寸。,.,6.1.4 油管及管接頭的選用及安裝,管件

7、的選用原則是要保證油管中油液做層流流動，管路應(yīng)盡量短，以減小損失；要根據(jù)工作壓力、安裝位置確定管材與連接結(jié)構(gòu)；與泵、閥等連接的管件應(yīng)由其接口尺寸決定管徑。 液壓系統(tǒng)中的泄漏現(xiàn)象大部分都出現(xiàn)在管系中的接頭上，為此要特別注意： （1）管道應(yīng)盡量短，最好橫平豎直，轉(zhuǎn)彎少；為避免管道皺褶，減少壓力損失，管道裝配時的彎曲半徑要足夠大（見表6-3）；,表6-3 硬管裝配時允許的彎曲半徑,管子外徑D/mm,彎曲半徑R/mm,10,50,14,70,18,75,22,80,28,90,34,100,42,130,50,150,63,190,（2）吸油管和回油管應(yīng)盡量相距遠些，兩管之間要用隔板隔開，以增加油液循

8、環(huán)距離。 吸油管入口處要裝粗濾油器。,.,（3）油管的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結(jié)構(gòu)龐大；選得過小，會造成管內(nèi)液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失增加或產(chǎn)生振動和噪聲，影響正常工作。 （4）隨著對油管材質(zhì)、接頭形式和連接方法上的研究，近來出現(xiàn)一種用特殊的鎳鈦合金制造的管接頭，它能使低溫下受力后發(fā)生的變形在升溫時消除，即把管接頭放入液氮中用芯棒擴大其內(nèi)徑，然后取出來迅速套裝在管端上，便可使它在常溫下得到牢固、緊密的結(jié)合。這種“熱縮”式的連接已在航空和其它一些加工行業(yè)中得到了應(yīng)用，它能保證在4055MPa的工作壓力下不出現(xiàn)泄漏。,6.1.5 油管及管接頭常見故障和排除方法,油管及管接頭常見故障和排除

9、方法，見表6-4。,表6-4 油管及管接頭常見故障和排除方法,故障現(xiàn)象,漏油,振動和噪聲,故障原因,排除方法,油管破裂漏油 油管與接頭連接處密封不良 卡套式結(jié)合面差 螺紋連接處未擰緊或擰得太緊 螺紋牙型不一致,更換油管、采用正確的連接方式 連接部位用力均勻，注意表面質(zhì)量 更換卡套 螺紋連接處用力均勻擰緊 螺紋牙型要一致,液壓系統(tǒng)共振 雙泵雙溢流閥調(diào)定壓力太接近,合理控制振源 控制壓力差大于1MPa,.,62 過濾器,6.2.1 過濾器功用,2過濾器的基本要求 (1)有足夠的過濾精度； (2)有足夠的過濾能力； (3)濾芯具有足夠的強度； (4)濾芯抗腐蝕性能好； (5)濾芯清洗或更換簡便。,1

10、功用,在液壓系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)內(nèi)的生成或系統(tǒng)外的侵入，液壓油中會存在污染物，這些污染物的顆粒不僅會加速液壓元件的磨損，堵塞閥件的小孔，卡住閥芯，劃傷密封件，使液壓閥控制失靈，系統(tǒng)產(chǎn)生故障。因此，必須對液壓油中的雜質(zhì)和污染物顆粒進行清理，目前，控制液壓油潔凈程度的最有效方法就是采用過濾器（濾油器）。過濾器的功用是過濾液壓油液中的雜質(zhì)，控制液壓油的潔凈程度，降低進入系統(tǒng)中油液的污染度，保證系統(tǒng)正常地工作。,.,1表面型過濾器 2深度型過濾器 3吸附型過濾器 常見的過濾器類型及其特點見表6-5中。,表6-5 常見的過濾器特點,類型,結(jié)構(gòu)簡圖,特點,表面型,過濾精度與銅絲網(wǎng)層數(shù)及網(wǎng)孔大小有關(guān)。在壓力管路

11、上常用100、150、200目(每英寸長度上孔數(shù))的銅絲網(wǎng)，在液壓泵吸油管路上常采用2040目銅絲網(wǎng)。壓力損失不超過0.004MPa。 結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，清洗方便，但過濾精度低。,濾芯由繞在芯架上的一層金屬線組成，依靠線間微小間隙來阻止油液中雜質(zhì)的通過。壓力損失約為0.030.06MPa。 結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，過濾精度高，但濾芯材料強度低，不易清洗。 用于低壓管道中，當用在液壓泵吸油管上時，流量規(guī)格宜比泵大。,6.2.2 過濾器結(jié)構(gòu),.,濾芯由金屬粉末燒結(jié)而成，利用金屬顆粒間的微孔來擋住油中雜質(zhì)通過。改變金屬粉末的顆粒大小，制出不同過濾精度的濾芯。壓力損失約為0.030.2MPa。過濾精

12、度高，濾芯能承受高壓，但金屬顆粒易脫落，堵塞后不易清洗。 適用于精過濾。,結(jié)構(gòu)與線隙式相同，但濾芯為平紋或波紋的酚醛樹脂或木漿微孔濾紙制成的紙芯。為了增大過濾面積，紙芯常制成折疊形。壓力損失約為0.010.04MPa。過濾精度高，但堵塞后無法清洗，必須更換紙芯。 常用于精過濾。,濾芯由永久磁鐵制成，能吸住油液中的鐵屑、鐵粉、可帶磁性的磨料。常與其它型式濾芯合起來制成復(fù)合式過濾器。 特別適用于加工鋼鐵件的機床液壓系統(tǒng)。,磁性過濾器,深度型,吸附型,6.2.3 過濾器選用和安裝,1.選用 過濾器應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，按過濾精度、通流能力、工作壓力、油液粘度、工作溫度等條件選定其型號。,.,(1

13、)泵的吸油口處 (2)泵的出口油路上 (3)系統(tǒng)的回油路上 (4)系統(tǒng)分支油路上 (5)單獨過濾系統(tǒng),6.2.4 過濾器常見故障和排除方法,過濾器常見故障和排除方法，見表6-6,表6-6 過濾器常見故障和排除方法,故障現(xiàn)象,故障原因,排除方法,濾芯變形,燒結(jié)式濾油器濾芯顆粒脫落,濾油器強度低并嚴重堵塞,濾芯質(zhì)量不符合要求,更換濾芯或更換油液,更換濾芯,2.安裝 過濾器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置通常有以下幾種：,.,6.3 蓄能器,6.3.1蓄能器功用,1.功用 蓄能器的功用主要是儲存油液多余的壓力能，并在需要時釋放出來；還可以用作短時供油和吸收系統(tǒng)的振動和沖擊的液壓元件。 (1)在短期內(nèi)供應(yīng)大量壓

14、力油液 如圖6-2所示，實現(xiàn)周期性動作的液壓系統(tǒng)，在系統(tǒng)不需大量油液時，可以把液壓泵輸出的多余壓力油液儲存在蓄能器內(nèi)，需要時再由蓄能器快速釋放給系統(tǒng)?？墒瓜到y(tǒng)選用流量等于循環(huán)周期內(nèi)平均流量qm的液壓泵，以減小電動機功率消耗，降低系統(tǒng)溫升。,圖6-2液壓系統(tǒng)中的流量供應(yīng)情況 T一個循環(huán)周期,.,(2)維持系統(tǒng)壓力 如圖6-3所示，在液壓泵停止向系統(tǒng)提供油液的情況下，蓄能器能把儲存的壓力油液供給系統(tǒng)，補償系統(tǒng)泄漏或充當應(yīng)急動力源，使系統(tǒng)在一段時間內(nèi)維持系統(tǒng)壓力，避免停電或系統(tǒng)發(fā)生故障時油源突然中斷所造成的機件損壞。,(3)減小液壓沖擊或壓力脈動 如圖6-4所示，動力元件輸出的壓力油存在壓力脈動，執(zhí)

15、行元件在起動、停止或換向時容易引起液壓沖擊，在系統(tǒng)中設(shè)置蓄能器能起緩沖作用。 另外，蓄能器還用作緊急動力源，熱膨脹補償器，以及用來改善壓力補償式變量泵的頻率特性。,.,6.3.2蓄能器結(jié)構(gòu),蓄能器主要有重力式、彈簧式和充氣式三類；其中充氣式又包括氣瓶式、活塞式和皮囊式三種。重力式蓄能器因體積龐大，結(jié)構(gòu)笨重，反應(yīng)遲鈍，現(xiàn)在工業(yè)上已很少應(yīng)用。 1.重錘式蓄能器 重錘式蓄能器的結(jié)構(gòu)原理如圖6-5所示。 2.彈簧式蓄能器 彈簧式蓄能器的結(jié)構(gòu)原理如圖6-6所示，,.,3.充氣式蓄能器 充氣式蓄能器是利用氣體的壓縮和膨脹來儲存和釋放能量的。為了安全，所充氣體一般為惰性氣體或氮氣。常用的充氣式蓄能器有活塞式

16、和氣囊式兩種，如圖6-7所示。 （1）活塞式蓄能器 圖6-7 (a)所示為活塞式結(jié)構(gòu)。 （2）氣囊式蓄能器 圖6-7 (b)所示為氣囊式蓄能器結(jié)構(gòu)。,圖6-7充式蓄器 1充氣閥；2氣囊；3體；4限位閥,.,(1)充氣式蓄能器中應(yīng)使用惰性氣體(一般為氮氣)，工作壓力視蓄能器結(jié)構(gòu)形式而定（皮囊式為3.532MPa）； (2)蓄能器各有其適用的工作范圍，皮囊式蓄能器的皮囊強度不高，不能承受很大的壓力波動，只能在-2070的溫度范圍內(nèi)工作； (3)皮囊式蓄能器原則上應(yīng)垂直安裝(油口向下)，只有在空間位置受限制時才允許傾斜或水平安裝；否則使蓄能器的氣囊與殼體磨損影響蓄能器的使用壽命； (4)裝在管路上的

17、蓄能器須用支板或支架固定，以承受蓄能器蓄能或釋放能量時所產(chǎn)生的反作用力； (5)蓄能器與管路系統(tǒng)之間應(yīng)安裝截止閥，供充氣、檢修時使用。 (6)蓄能器安放位置視其功能來確定。 (7)拆裝及搬運蓄能器時應(yīng)該先排出壓縮氣體。,6.3.4蓄能器常見故障和排除方法,表6-7 蓄能器常見故障和排除方法,故障現(xiàn)象,故障原因,排除方法,供油不均,壓力升不起來,活塞或氣囊運動阻力不均,充氣瓶無氮氣或壓力低 氣閥泄漏 氣瓶或蓄能器蓋向外漏氣,檢查活塞密封圈或氣囊運動阻礙并排除,補充氮氣 修理或更換已損零件 緊固密封或更換已損零件,6.3.3蓄能器的使用和安裝,.,供油壓力太低,供油量不足,充氣壓力低 蓄能器漏氣,

18、充氣壓力低 系統(tǒng)工作壓力范圍小且壓力過高 蓄能器容量偏小,及時充氣 緊固密封或更換已損零件,及時充氣 調(diào)整系統(tǒng)壓力 查明原因，修復(fù)或更換,不向外供油,充氣壓力低 蓄能器內(nèi)部泄油 系統(tǒng)工作壓力范圍小且壓力過高,及時充氣 檢查原因，修復(fù)或更換 調(diào)整系統(tǒng)壓力,系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,充氣壓力低 蓄能器漏氣 活塞或氣囊運動阻力不均,及時充氣 緊固密封或更換已損零件 檢查并排除,6.4 壓力計及壓力計開關(guān),6.4.1壓力計及壓力計開關(guān)的功用,壓力計可以觀測液壓系統(tǒng)和各局部回路的壓力大小，以便調(diào)整和控制液壓系統(tǒng)及各工作點的壓力。在液壓系統(tǒng)中，壓力值主要是通過壓力表測量。對于不同的壓力(穩(wěn)態(tài)壓力或瞬態(tài)壓力)測量，對

19、壓力表的測量要求也不同。 壓力計開關(guān)是一種小型的截止閥，主要用于接通或切斷壓力表與油路的連接，以測量油路的壓力；壓力表開關(guān)的阻尼作用可以減輕壓力表的急劇跳動，從而起到保護壓力表的作用。,.,6.4.2 壓力計,根據(jù)壓力計（壓力表）工作原理分類，主要有彈簧式、液柱式和電氣式壓力表等。還有特殊用途的壓力儀表，如為了測量試驗系統(tǒng)中某處真空度的真空表以及由壓力值控制觸點開閉的電接點壓力表。 1.彈簧管壓力計 圖6-8所示為彈簧管式壓力計的結(jié)構(gòu)。,.,2.電接點壓力表 電接點壓力表實際上是在彈簧管壓力表的基礎(chǔ)上增加電接觸裝置，電接觸裝置可以在系統(tǒng)壓力達到最高或最低工作壓力時接通或切斷電路，使電接點壓力表

20、除了普通壓力表測量壓力作用外，還用來限制系統(tǒng)的最高和最低工作壓力。 3.壓力計精度 壓力計有普通壓力計和標準壓力計，普通壓力計用于一般壓力測量，標準壓力計用于精確測量或檢驗普通壓力計的精度。最常用的壓力計是彈簧彎管式壓力計。,6.4.3 壓力計開關(guān),根據(jù)壓力表開關(guān)的結(jié)構(gòu)及工作原理分類，有單點式、多點式、限壓式以及卸荷式等。使用多點壓力計開關(guān)，可以用一個壓力計和液壓系統(tǒng)多個被測油路相通，以分別測量幾個油路的壓力。 根據(jù)連接方式分類，有直接連接和間接連接兩種方式；前者壓力表和開關(guān)直接連接，后者則是通過管道連接。 根據(jù)安裝方式分類，有管式和板式兩種。,.,圖6-10KF型單點式壓力表開關(guān) 1壓力表接

21、口 2阻尼孔 3進油腔 4接頭螺母 5閥體 6閥桿 7手輪 8接頭,1.單點式壓力表開關(guān) 圖6-10所示為KF型單點式壓力表開關(guān)的結(jié)構(gòu)，其中圖6-10 (a)為直接連接式結(jié)構(gòu)，即壓力表開關(guān)能夠與壓力表直接連接形成一個整體。同時，觀測者為了便于觀測還可通過接頭螺母4任意調(diào)整壓力表的表盤方向。圖6-10 (b)為間接連接式結(jié)構(gòu)，由于沒有接頭螺母需要通過另外的管件(管路與管接頭)與壓力表連接。,.,圖6-11K-6B型多點式壓力表開關(guān) 1壓力表接口 2,4測量點 3回油腔 5閥桿 6閥體 7手柄,2.多點式壓力表開關(guān) 圖6-11所示為K-6B型多點式壓力表開關(guān)，此種類型的壓力表開關(guān)采用轉(zhuǎn)閥式結(jié)構(gòu)，P

22、1P6是各測壓口的接口，各測量點的壓力靠間隙密封隔開。測壓時，先拉出手柄7卸壓后，轉(zhuǎn)動手柄至相應(yīng)測壓點的位置，再推人測壓。該類型的壓力表開關(guān)的各測量點的壓力在高壓情況下很容易串通，一般只用于低壓系統(tǒng)，如機床液壓系統(tǒng)。,6.4.4 壓力計及壓力計開關(guān)常見故障和排除方法,壓力計及壓力計開關(guān)常見故障和排除方法，見表6-8。,.,表6-8 壓力計及壓力計開關(guān)常見故障和排除方法,故障現(xiàn)象,壓力表指針劇烈跳動,壓力表指針擺動遲緩,壓力表的接口處有泄漏,壓力表開關(guān)無法關(guān)閉,故障原因,阻尼孔堵塞,阻尼調(diào)節(jié)過大,接口處的密封失效,閥口磨損后導致內(nèi)泄漏增大,排除方法,清洗或換油,重新調(diào)節(jié)阻尼,更換密封圈,修復(fù)或更

23、換被磨損的零件,6.5 油箱,6.5.1油箱功用,油箱的功用主要是儲存油液，此外還起著散發(fā)油液中熱量(在周圍環(huán)境溫度較低的情況下則是保持油液中熱量)、釋放出混在油液中的氣體、沉淀油液中污物以及作為其它液壓元件的安裝平臺等作用。,6.5.2油箱結(jié)構(gòu),液壓系統(tǒng)中的油箱可分為開式結(jié)構(gòu)和閉式結(jié)構(gòu)兩種，開式結(jié)構(gòu)油箱中的油液具有與大氣相同的自由液面，常用于各種固定設(shè)備；閉式結(jié)構(gòu)油箱中的油液與大氣是隔絕的，常應(yīng)用于行走設(shè)備及車輛。,.,開式結(jié)構(gòu)的油箱又分為整體式和分離式。整體式油箱利用主機的底座內(nèi)腔作為油箱，這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，各處液壓元件漏油易于回收，但增加了設(shè)計和制造的復(fù)雜性，維修不便，散熱條件不好，且會使主機產(chǎn)生熱變形。分離式油箱單獨設(shè)置，與主機分開，減少了油箱發(fā)熱和液壓源振對主機工作精度的影響，因此得到了普遍的采用，特別是在精密機械上。,圖6-12油箱 1吸油管 2濾油網(wǎng) 3蓋 4回油管 5上蓋 6油位計 7、9隔板 8放油閥,油箱的典型結(jié)構(gòu)如圖6-12所示。,.,6.5.3 油箱使用注意事項,使用油箱時應(yīng)注意以下幾個方面： （1）箱體要有足夠的強度和剛度。必要時可以加焊加強筋或者在其內(nèi)部焊接角鋼或槽鋼； （2）液壓泵的吸油管上應(yīng)安裝100200目的網(wǎng)式過濾器，過濾器