液壓輔助元件

1、第五章 輔助裝置液壓系統(tǒng)中的輔助裝置，如蓄能器、濾油器、油箱、熱交換器、管件等，對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、工作穩(wěn)定性、工作壽命、噪聲和溫升等都有直接影響，必須予以重視。其中油箱需根據(jù)系統(tǒng)要求自行設(shè)計(jì)，其它輔助裝置則做成標(biāo)準(zhǔn)件，供設(shè)計(jì)時(shí)選用。第一節(jié)蓄 能 器一、功用和分類功用用來：1.蓄能器的功用主要是儲(chǔ)存油液多余的壓力能，并在需要時(shí)釋放出來。在液壓系統(tǒng)中蓄能器常1.圖 6-1 液壓系統(tǒng)中的流量供應(yīng)情況T一個(gè)循環(huán)周期(1) 在短時(shí)間內(nèi)供應(yīng)大量壓力油液：實(shí)現(xiàn)周期性動(dòng)作的液壓系統(tǒng)( 見圖 6-1) ，在系統(tǒng)不需大量油液時(shí)，可以把液壓泵輸出的多余壓力油液儲(chǔ)存在蓄能器內(nèi)，到需要時(shí)再由蓄能器快速釋放給系統(tǒng)。這樣就

2、可使系統(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(dòng)機(jī)功率消耗，降低系統(tǒng)溫升。(2) 維持系統(tǒng)壓力：在液壓泵停止向系統(tǒng)提供油液的情況下，蓄能器能把儲(chǔ)存的壓力油液供給系統(tǒng)，補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏或充當(dāng)應(yīng)急能源，使系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)維持系統(tǒng)壓力，避免停電或系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)油源突然中斷所造成的機(jī)件損壞。(3) 減小液壓沖擊或壓力脈動(dòng)：蓄能器能吸收，大大減小其幅值。2.分類蓄能器主要有彈簧式和充氣式兩大類，其中充氣式又包括氣瓶式、活塞式和皮囊式三種，它們的結(jié)構(gòu)簡圖和特點(diǎn)見表6-1 。過去有一種重力式蓄能器，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。二、容量計(jì)算蓄能器用于儲(chǔ)存和釋放壓力能時(shí)(圖

3、6-2) ，蓄能器的容積VA是由其充氣壓力pA、工作中要求輸出的油液體積VW 、系統(tǒng)最高工作壓力p1和最低工作壓力p2決定的。由氣體定律有圖 6-2 皮囊式蓄能器儲(chǔ)存和釋放能量的工作過程pAV A=p1V 1=p2V 2=const1 n1 n1 nn n n式中 :V 1和 V 2分別為氣體在最高和最低壓力下的體積；(6-n 為指數(shù)。 n 值由氣體工作條件決定：當(dāng)蓄能器用來補(bǔ)償泄漏、 保持壓力時(shí)， 它釋放能量的速度是緩慢的，可以認(rèn)為氣體在等溫條件下工作，n=1；當(dāng)蓄能器用來大量提供油液時(shí)，它釋放能量的速度是很快的，可以認(rèn)為氣體在絕熱條件下工作，n=1.4 。由于 VW =V 1-V 2，因此

4、由式 (6-1) 可得：1(P A( ) VAV W(1)p21)p1(6-pA值理論上可與p2相等，但為了保證系統(tǒng)壓力為p2時(shí)蓄能器還有能力補(bǔ)償泄漏，宜使pAp2，一般對折合型皮囊取pA=(0.8 0.85)p 2，波紋型皮囊取pA=(0.6 0.65)p 2。此外，如能使皮囊工作時(shí)的容腔在其充氣容腔1/3 至 2/3 的區(qū)段內(nèi)變化，就可使它更為經(jīng)久耐用。蓄能器用于吸收液壓沖擊時(shí)，蓄能器的容積VA可以近似地由其充氣壓力pA、系統(tǒng)中允許的最高工作壓力p1 和瞬時(shí)吸收的液體動(dòng)能來確定。例如，當(dāng)用蓄能器吸收管道突然關(guān)閉時(shí)的液體動(dòng)能為2Al /2 時(shí)，由于氣體在絕熱過程中壓縮所吸收的能量為：10.2

5、681.4( p1 / pa)pava0.4dvpa(va /v)pdvv1vav1va故得：2alv2va10.286()()()10.4pAp 1pA(6-3)上式未考慮油液壓縮性和管道彈性，式中pA的值常取系統(tǒng)工作壓力的90% 。蓄能器用于吸收液壓泵壓力脈動(dòng)時(shí)，它的容積與蓄能器動(dòng)態(tài)性能及相應(yīng)管路的動(dòng)態(tài)性能有關(guān)。三、使用和安裝蓄能器在液壓回路中的安放位置隨其功用而不同：吸收液壓沖擊或壓力脈動(dòng)時(shí)宜放在沖擊源或脈動(dòng)源近旁；補(bǔ)油保壓時(shí)宜放在盡可能接近有關(guān)的執(zhí)行元件處。使用蓄能器須注意如下幾點(diǎn)：(1) 充氣式蓄能器中應(yīng)使用惰性氣體( 一般為氮?dú)?) ，允許工作壓力視蓄能器結(jié)構(gòu)形式而定，例如，皮囊式

6、為3.5 32MPa 。(2) 不同的蓄能器各有其適用的工作范圍，例如，皮囊式蓄能器的皮囊強(qiáng)度不高，不能承受很大的壓力波動(dòng)，且只能在-20 70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(shí)才允許傾斜或水平安裝。(4) 裝在管路上的蓄能器須用支板或支架固定。(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(shí)使用。蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停車時(shí)蓄能器內(nèi)儲(chǔ)存的壓力油液倒流。第二節(jié)濾 油 器一、功用和類型1.功用濾油器的功用是過濾混在液壓油液中的雜質(zhì)，降低進(jìn)入系統(tǒng)中油液的污染度，保證系統(tǒng)正常地工作。2.類型濾油器按其濾心材料的

7、過濾機(jī)制來分，有表面型濾油器、深度型濾油器和吸附型濾油器三種。(1) 表面型濾油器：整個(gè)過濾作用是由一個(gè)幾何面來實(shí)現(xiàn)的。濾下的污染雜質(zhì)被截留在濾心元件靠油液上游的一面。在這里，濾心材料具有均勻的標(biāo)定小孔，可以濾除比小孔尺寸大的雜質(zhì)。由于污染雜質(zhì)積聚在濾心表面上，因此它很容易被阻塞住。編網(wǎng)式濾心、線隙式濾心屬于這種類型。(2) 深度型濾油器：這種濾心材料為多孔可透性材料，內(nèi)部具有曲折迂回的通道。大于表面孔徑的雜質(zhì)直接被截留在外表面，較小的污染雜質(zhì)進(jìn)入濾材內(nèi)部，撞到通道壁上，由于吸附作用而得到濾除。濾材內(nèi)部曲折的通道也有利于污染雜質(zhì)的沉積。紙心、毛氈、燒結(jié)金屬、陶瓷和各種纖維制品等屬于這種類型。(

8、3) 吸附型濾油器：這種濾心材料把油液中的有關(guān)雜質(zhì)吸附在其表面上。磁心即屬于此類。6-2 中。常見的濾油器式樣及其特點(diǎn)示于表二、濾油器的主要性能指標(biāo)1.過濾精度它表示濾油器對各種不同尺寸的污染顆粒的濾除能力，用絕對過濾精度、過濾比和過濾效率等指標(biāo)來評定。絕對過濾精度是指通過濾心的最大堅(jiān)硬球狀顆粒的尺寸(y) ，它反映了過濾材料中最大表 6-2常見的濾油器及其特點(diǎn)類型名稱及結(jié)構(gòu)簡圖特點(diǎn)說明表面型1.1.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 20 40 目銅絲網(wǎng)2.2.2. 壓力損失不超過 0.

9、004Mpa3.3.3. 結(jié)構(gòu)簡單， 通流能力大， 清洗方便， 但過濾精度低1. 濾心由繞在心架上的一層金屬線組成，依靠線間微小間隙來擋住油液中雜質(zhì)的通過2. 壓力損失約為 0.03 0.06MPa3. 結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，過濾精度高，但濾心材料強(qiáng)度低，不易清洗4. 用于低壓管道中，當(dāng)用在液壓泵吸油管上時(shí)，它的流量規(guī)格宜選得比泵大深度型1.1.結(jié)構(gòu)與線隙式相同，但濾心為平紋或波紋的酚醛樹脂或木漿微孔濾紙制成的紙心。為了增大過濾面積， 紙心常制成折疊形2.2.2. 壓力損失約為0.01 0.04MPa3. 過濾精度高，但堵塞后無法清洗，必須更換紙心通常用于精過濾1.1.濾心由金屬粉末燒結(jié)而成，

10、 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， 就可以制出不同過濾精度的濾心2.2.3.3.壓力損失約為0.03 0.2MPa過濾精度高， 濾心能承受高壓， 但金屬顆粒易脫落， 堵塞后不易清洗吸附型磁性濾油器4.1.4.1.適用于精過濾濾心由永久磁鐵制成，能吸住油液中的鐵屑、 鐵粉、 可帶磁性的磨料2.2.常與其它型式濾心合起來制成復(fù)合式3.3.對加工鋼鐵件的機(jī)床液壓系統(tǒng)特別適用通孔尺寸，以 m表示。它可以用試驗(yàn)的方法進(jìn)行測定。過濾比 ( x 值) 是指濾油器上游油液單位容積中大于某給定尺寸的顆粒數(shù)與下游油液單位容積中大x 的顆粒來說，其過濾比 x 的表達(dá)式為：于同一尺寸

11、的顆粒數(shù)之比，即對于某一尺寸x=Nu/N d(6-4)式中： N u為上游油液中大于某一尺寸x 的顆粒濃度； N d為下游油液中大于同一尺寸x 的顆粒濃度。從上式可看出， x愈大，過濾精度愈高。當(dāng)過濾比的數(shù)值達(dá)到75 時(shí)， y 即被認(rèn)為是濾油器的絕對過濾精度。過濾比能確切地反映濾油器對不同尺寸顆粒污染物的過濾能力，它已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納作為評定濾油器過濾精度的性能指標(biāo)。一般要求系統(tǒng)的過濾精度要小于運(yùn)動(dòng)副間隙的一半。此外，壓力越高，對過濾精度要求越高。其推薦值見表6-3 。過濾效率 Ec 可以通過下式由過濾比x 值直接換算出來：Ec=（ Nu-Nd） /Nu=1-1/ x(6-5)表 6-3過

12、濾精度推薦值表系統(tǒng)類別潤滑系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)伺服系統(tǒng)工作壓力02.51414 p21 2121/MPa過濾精度/ m1002550251052. 壓降特性液壓回路中的濾油器對油液流動(dòng)來說是一種阻力，因而油液通過濾心時(shí)必然要出現(xiàn)壓力降。一般來說，在濾心尺寸和流量一定的情況下，濾心的過濾精度愈高，壓力降愈大；在流量一定的情況下，濾心的有效過濾面積愈大，壓力降愈小；油液的粘度愈大，流經(jīng)濾心的壓力降也愈大。濾心所允許的最大壓力降，應(yīng)以不致使濾心元件發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞為原則。在高壓系統(tǒng)中，濾心在穩(wěn)定狀態(tài)下工作時(shí)承受到的僅僅是它那里的壓力降，這就是為什么紙質(zhì)濾心亦能在高壓系統(tǒng)中使用的道理。油液流經(jīng)濾心時(shí)的壓力降，大

13、部分是通過試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)公式來確定的。3. 納垢容量這是指濾油器在壓力降達(dá)到其規(guī)定限值之前可以濾除并容納的污染物數(shù)量，這項(xiàng)性能指標(biāo)可以用多次通過性試驗(yàn)來確定。濾油器的納垢容量愈大，使用壽命愈長，所以它是反映濾油器壽命的重要指標(biāo)。一般來說，濾心尺寸愈大，即過濾面積愈大，納垢容量就愈大。增大過濾面積，可以使納垢容量至少成比例地增加。濾油器過濾面積A的表達(dá)式為：A=q/a p(6-6)式中： q 為濾油器的額定流量(L/min) ； 為油液的粘度 (Pas) ； p 為壓力降 (Pa) ；a 為濾油器單位面積通過能力2(L/cm ) ，由實(shí)驗(yàn)確定。在20時(shí)，對特種濾網(wǎng)，a=0.003 0.006 ；紙質(zhì)

14、濾心，a=0.035 ；線隙式濾心， a=10；一般網(wǎng)式濾心， a=2。式 (6-6) 清楚地說明了過濾面積與油液的流量、粘度、壓降和濾心形式的關(guān)系。三、選用和安裝1. 選用濾油器按其過濾精度( 濾去雜質(zhì)的顆粒大小) 的不同，有粗過濾器、普通過濾器、精密過濾器和特精過濾器四種，它們分別能濾去大于100 m 、10100 m 、510m和 1 5m大小的雜質(zhì)。選用濾油器時(shí)，要考慮下列幾點(diǎn)：(1) 過濾精度應(yīng)滿足預(yù)定要求。(2) 能在較長時(shí)間內(nèi)保持足夠的通流能力。(3) 濾心具有足夠的強(qiáng)度，不因液壓的作用而損壞。(4) 濾心抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作。(5) 濾心清洗或更換簡便。因此

15、，濾油器應(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。2. 安裝濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置通常有以下幾種：(1) 要裝在泵的吸油口處：泵的吸油路上一般都安裝有表面型濾油器，目的是濾去較大的雜質(zhì)微粒以保護(hù)液壓泵，此外濾0.02MPa。油器的過濾能力應(yīng)為泵流量的兩倍以上，壓力損失小于(2) 安裝在泵的出口油路上：此處安裝濾油器的目的是用來濾除可能侵入閥類等元件的污染物。其過濾精度應(yīng)為1015m ，0.35MPa。同時(shí)應(yīng)安裝且能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，壓力降應(yīng)小于安全閥以防濾油器堵塞。(3) 安裝在系統(tǒng)的回油路上：這種安裝起間接過濾作用。一般

16、與過濾器并連安裝一背壓閥，當(dāng)過濾器堵塞達(dá)到一定壓力值時(shí)，背壓閥打開。(4) 安裝在系統(tǒng)分支油路上。(5) 單獨(dú)過濾系統(tǒng)：大型液壓系統(tǒng)可專設(shè)一液壓泵和濾油器組成獨(dú)立過濾回路。( 如伺服閥、精密節(jié)流閥等)液壓系統(tǒng)中除了整個(gè)系統(tǒng)所需的濾油器外，還常常在一些重要元件的前面單獨(dú)安裝一個(gè)專用的精濾油器來確保它們的正常工作。第三節(jié)油箱一、功用和結(jié)構(gòu)圖 6-3 油箱1吸油管 2濾油網(wǎng) 3蓋 4回油管5上蓋 6油位計(jì) 7，9隔板 8放油閥1. 功用油箱的功用主要是儲(chǔ)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)、釋出混在油液中的氣體、沉淀油液中污物等作用。2. 結(jié)構(gòu)液壓系統(tǒng)中

17、的油箱有整體式和分離式兩種。整體式油箱利用主機(jī)的內(nèi)腔作為油箱，這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，各處漏油易于回收，但增加了設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性，維修不便，散熱條件不好，且會(huì)使主機(jī)產(chǎn)生熱變形。分離式油箱單獨(dú)設(shè)置，與主機(jī)分開，減少了油箱發(fā)熱和液壓源振對主機(jī)工作精度的影響，因此得到了普遍的采用，特別在精密機(jī)械上。油箱的典型結(jié)構(gòu)如圖6-3 所示。由圖可見，油箱內(nèi)部用隔板7、9 將吸油管 1 與回油管 4 隔開。2、液位計(jì) 6 和排放污油的放油閥8。安裝液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)頂部、側(cè)部和底部分別裝有濾油網(wǎng)的安裝板 5 則固定在油箱頂面上。此外，近年來又出現(xiàn)了充氣式的閉式油箱，它不同于圖6-3 開式油箱之處，在于油箱是整個(gè)封閉

18、的，頂部有一充氣管，可送入0.05 0.07MPa過濾純凈的壓縮空氣?？諝饣蛘咧苯优c油液接觸，或者被輸入到蓄能器式的皮囊內(nèi)不與油液接觸。這種油箱的優(yōu)點(diǎn)是改善了液壓泵的吸油條件，但它要求系統(tǒng)中的回油管、泄油管承受背壓。油箱本身還須配置安全閥、電接點(diǎn)壓力表等元件以穩(wěn)定充氣壓力，因此它只在特殊場合下使用。二、設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)1. 油箱的有效容積 ( 油面高度為油箱高度80% 時(shí)的容積 ) 應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱、散熱平衡的原則來計(jì)算，這項(xiàng)計(jì)算在系統(tǒng)負(fù)載較大、長期連續(xù)工作時(shí)是必不可少的。但對于一般情況來說，油箱的有效容積可以按液壓泵的額定流量的估算式為：V=qpqp(L/min) 估計(jì)出來。例如，適用于機(jī)

19、床或其它一些固定式機(jī)械(6-式中： V 為油箱的有效容積(L) ； 為與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)字：低壓系統(tǒng)=24，中壓系統(tǒng)=57，高壓系統(tǒng) =1012。2. 吸油管和回油管應(yīng)盡量相距遠(yuǎn)些，兩管之間要用隔板隔開，以增加油液循環(huán)距離，使液有足夠的時(shí)間分離氣泡，沉淀雜質(zhì)，消散熱量。隔板高度最好為箱內(nèi)油面高度的3/4 。吸油管入口處要裝粗濾油器。精濾油器與回油管管端在油面最低時(shí)仍應(yīng)沒在油中，防止吸油時(shí)卷吸空氣或回油沖入油箱時(shí)攪動(dòng)油面而混入氣泡?；赜凸芄芏艘诵鼻?5，以增大出油口截面積，減慢出口處油流速度，此外，應(yīng)使回油管斜切口面對箱壁，以利油液散熱。當(dāng)回油管排回的油量很大時(shí)，宜使它出口處高出油面，向一個(gè)

20、帶孔或不帶孔的斜槽( 傾角為 515) 排油，使油流散開，一方面減慢流速，另一方面排走油液中空氣。減慢回油流速、減少它的沖擊攪拌作用，也可以采取讓它通過擴(kuò)散室的辦法來達(dá)到。泄油管管端亦可斜切并面壁，但不可沒入油中。管端與箱底、箱壁間距離均不宜小于管徑的3 倍。粗濾油器距箱底不應(yīng)小于20mm 。3. 為了防止油液污染，油箱上各蓋板、管口處都要妥善密封。注油器上要加濾油網(wǎng)。防止油箱2 倍。出現(xiàn)負(fù)壓而設(shè)置的通氣孔上須裝空氣濾清器?？諝鉃V清器的容量至少應(yīng)為液壓泵額定流量的油箱內(nèi)回油集中部分及清污口附近宜裝設(shè)一些磁性塊，以去除油液中的鐵屑和帶磁性顆粒。4. 為了易于散熱和便于對油箱進(jìn)行搬移及維護(hù)保養(yǎng)，按

21、GB3766 83 規(guī)定，箱底離地至少應(yīng)在150mm 以上。箱底應(yīng)適當(dāng)傾斜，在最低部位處設(shè)置堵塞或放油閥，以便排放污油。按照GB3766 83規(guī)定，箱體上注油口的近旁必須設(shè)置液位計(jì)。濾油器的安裝位置應(yīng)便于裝拆。箱內(nèi)各處應(yīng)便于清洗。5. 油箱中如要安裝熱交換器，必須考慮好它的安裝位置，以及測溫、控制等措施。6. 分離式油箱一般用2.5 4mm 鋼板焊成。箱壁愈薄，散熱愈快ZW(Y 有資料建議100L 容量的油箱箱壁厚度取1.5mm ，400L 以下的取 3mm ，400L 以上的取 6mm 箱底厚度大于箱壁，箱蓋厚度，應(yīng)為箱壁的4 倍。ZW)。大尺寸油箱要加焊角板、筋條，以增加剛性。當(dāng)液壓泵及其

22、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和其它液壓件都要裝在油箱上時(shí)，油箱頂蓋要相應(yīng)地加厚。( 不超過 0.025mm厚度 ) ，會(huì)有7. 油箱內(nèi)壁應(yīng)涂上耐油防銹的涂料。外壁如涂上一層極薄的黑漆很好的輻射冷卻效果。鑄造的油箱內(nèi)壁一般只進(jìn)行噴砂處理，不涂漆。第四節(jié)第四節(jié)熱 交 換 器液壓系統(tǒng)的工作溫度一般希望保持在3050的范圍之內(nèi)，最高不超過65，最低不低于15。液壓系統(tǒng)如依靠自然冷卻仍不能使油溫控制在上述范圍內(nèi)時(shí)，就須安裝冷卻器；反之，如環(huán)境溫度太低無法使液壓泵啟動(dòng)或正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，就須安裝加熱器。一、冷卻器液壓系統(tǒng)中的冷卻器，最簡單的是蛇形管冷卻器( 圖 6-4) ，它直接裝在油箱內(nèi)，冷卻水從蛇形管內(nèi)部通過，帶走油液中熱量。

23、這種冷卻器結(jié)構(gòu)簡單，但冷卻效率低，耗水量大。6-4 蛇形管冷卻器液壓系統(tǒng)中用得較多的冷卻器是強(qiáng)制對流式多管冷卻器( 圖 6-5) 。油液從進(jìn)油口5 流入，從出油口 3 流出；冷卻水從進(jìn)水口7 流入，通過圖多根水管后由出水口1 流出。油液在水管外部流動(dòng)時(shí)，它的行進(jìn)路線因冷卻器內(nèi)設(shè)置了隔板而加長，因而增加了熱交換效果。近來出現(xiàn)一種翅片管式冷卻器，水管外面增加了許多橫向或縱向的散熱翅片，大大擴(kuò)大了散熱面積和熱交換效果。圖6-6 所示為翅片管式冷卻器的一種形式，它是在圓管或橢圓管外嵌套上許多徑向翅片，其散熱面積可達(dá)光滑管的810 倍。橢圓管的散熱效果一般比圓管更好。圖 6-5 多管式冷卻器15圖 6-

24、6 翅片管式冷卻器出水口 2端蓋 3出油口 4隔板進(jìn)油口 6端蓋 7進(jìn)水口液壓系統(tǒng)亦可以用汽車上的風(fēng)冷式散熱器來進(jìn)行冷卻。這種用風(fēng)扇鼓風(fēng)帶走流入散熱器內(nèi)油液熱量的裝置不須另設(shè)通水管路，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，但冷卻效果較水冷式差。冷卻器一般應(yīng)安放在回油管或低壓管路上。如溢流閥的出口，系統(tǒng)的主回流路上或單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)。冷卻器所造成的壓力損失一般約為0.01 0.1MPa。二、加熱器液壓系統(tǒng)的加熱一般常采用結(jié)構(gòu)簡單、能按需要自動(dòng)調(diào)節(jié)最高和最低溫度的電加熱器。這種加熱器的安裝方式是用法蘭盤橫裝在箱壁上，發(fā)熱部分全部浸在油液內(nèi)。加熱器應(yīng)安裝在箱內(nèi)油液流動(dòng)處，以有利于熱量的交換。由于油液是熱的不良導(dǎo)體，單個(gè)

25、加熱器的功率容量不能太大，以免其周圍油液過度受熱后發(fā)生變質(zhì)現(xiàn)象。第五節(jié)管件一、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、橡膠管等，須按照安裝位6-4 所示。置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。油管的特點(diǎn)及其適用范圍如表表 6-4 液壓系統(tǒng)中使用的油管種硬管類鋼管特點(diǎn)和適用場能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配時(shí)不能任意彎曲；常在裝拆方便處用作壓力管道，中、高壓用無縫管，低壓用焊接管合易彎曲成各種形狀，但承壓能力一般不超過6.5 10MPa ，抗振能力較紫銅管弱，又易使油液氧化；通常用在液壓裝置內(nèi)配接不便之處乳白色半透明，加熱后可以隨意彎曲成形或擴(kuò)口，冷卻后又能

26、定形不尼龍管變，承壓能力因材質(zhì)而異，自2.5MPa 至 8MPa不等軟質(zhì)輕耐油，價(jià)格便宜，裝配方便，但承壓能力低，長期使用會(huì)變質(zhì)老塑料管化，只宜用作壓力低于0.5MPa 的回油管、泄油管等橡膠管高壓管由耐油橡膠夾幾層鋼絲編織網(wǎng)制成，鋼絲網(wǎng)層數(shù)越多，耐壓越管高，價(jià)昂，用作中、高壓系統(tǒng)中兩個(gè)相對運(yùn)動(dòng)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 (6-8) 、式(6-9) 算出 d、 后，查閱有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)選定。2dqv(6-8)b2pdn(6-9)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 0.5 1.5m/s

27、 ，高壓管取 2.5 5m/s( 壓力高的取大值， 低的取小值， 例如：壓力在 6MPa以上的取 5m/s，在 36MPa之間的取 4m/s，在 3MPa以下的取 2.5 3m/s；管道較長的取小值，較短的取大值；油液粘度大時(shí)取小值) ，回油管取 1.5 2.5m/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(shí)取 n=8，7MPa p17.5MPa時(shí)取 n=6，p 17.5MPa時(shí)取 n=4； b為管道材料的抗拉強(qiáng)度。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；但也不能選得過小，以免使管內(nèi)液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失增加

28、或產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，影響正常工作。在保證強(qiáng)度的情況下，管壁可盡量選得薄些。薄壁易于彎曲，規(guī)格較多，裝接較易，采用它可減少管系接頭數(shù)目，有助于解決系統(tǒng)泄漏問題。二、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(xiàng)條件。管接頭的種類很多，其規(guī)格品種可查閱有關(guān)手冊。液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見連接方式如表 6-5 所示。管路旋入端用的連接螺紋采用國家標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋(ZM)和普通細(xì)牙螺紋 (M)。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進(jìn)行密封，廣泛用于中、低壓液壓系統(tǒng)；細(xì)牙螺紋密封性好， 常用于高壓系統(tǒng)，

29、但要采用組合墊圈或O形圈進(jìn)行端面密封， 有時(shí)也可用紫銅墊圈。表 6-5液壓系統(tǒng)中常用的管接頭液壓系統(tǒng)中的泄漏問題大部分都出現(xiàn)在管系中的接頭上，為此對管材的選用，接頭形式的確定( 包括接頭設(shè)計(jì)、墊圈、密封、箍套、防漏涂料的選用等) ，管系的設(shè)計(jì) ( 包括彎管設(shè)計(jì)、管道支承點(diǎn)和支承形式的選取等) 以及管道的安裝 ( 包括正確的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、清洗、組裝等) 都要慎審從事，以免影響整個(gè)液壓系統(tǒng)的使用質(zhì)量。國外對管子材質(zhì)、接頭形式和連接方法上的研究工作從未間斷。最近出現(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(shí)消除，即把管接頭放入液氮中用心棒擴(kuò)大其內(nèi)徑， 然后取出來迅速套裝在管

30、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他一些加工行業(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。這是一個(gè)十分值得注意的動(dòng)向。第六節(jié)密封裝置密封是解決液壓系統(tǒng)泄漏問題最重要、最有效的手段。液壓系統(tǒng)如果密封不良，可能出現(xiàn)不允許的外泄漏，外漏的油液將會(huì)污染環(huán)境；還可能使空氣進(jìn)入吸油腔，影響液壓泵的工作性能和液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性( 爬行 ) ；泄漏嚴(yán)重時(shí)，系統(tǒng)容積效率過低，甚至工作壓力達(dá)不到要求值。若密封過度，雖可防止泄漏，但會(huì)造成密封部分的劇烈磨損，縮短密封件的使用壽命，增大液壓元件內(nèi)的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，降低系統(tǒng)的機(jī)械效率。因此，合理地選用

31、和設(shè)計(jì)密封裝置在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中十分重要。一、對密封裝置的要求1. 在工作壓力和一定的溫度范圍內(nèi)，應(yīng)具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動(dòng)提高密封性能。2. 密封裝置和運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。3. 抗腐蝕能力強(qiáng)，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償。4. 結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護(hù)方便，價(jià)格低廉。二、密封裝置的類型和特點(diǎn)密封按其工作原理來分可分為非接觸式密封和接觸式密封。前者主要指間隙密封，后者指密封件密封。1.間隙密封間隙密封是靠相對運(yùn)動(dòng)件配合面之間的微小間隙來進(jìn)行密封的，常用于柱塞、活塞或閥的圓柱配合副中，一般在閥芯的外表面開有幾條等距離的均壓槽，它的

32、主要作用是使徑向壓力分布均勻，減少液壓卡緊力，同時(shí)使閥芯在孔中對中性好，以減小間隙的方法來減少泄漏。同時(shí)槽所形成的阻力，對減少泄漏也有一定的作用。均壓槽一般寬柱面配合間隙與直徑大小有關(guān)，對于閥芯與閥孔一般取0.3 0.5mm，深為 0.5 1.0mm。圓0.005 0.017mm 。這種密封的優(yōu)點(diǎn)是摩擦力小，缺點(diǎn)是磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，主要用于直徑較小的圓柱面之間，如液壓泵內(nèi)的柱塞與缸體之間，滑閥的閥芯與閥孔之間的配合。2. O 形密封圈O形密封圈一般用耐油橡膠制成，其橫截面呈圓形，它具有良好的密封性能，內(nèi)外側(cè)和端面都能起密封作用，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力小，制造容易，裝拆方便，成本低，且高低

33、壓均可以用，所以在液壓系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。圖 6-7 所示為 O形密封圈的結(jié)構(gòu)和工作情況。圖6-7(a) 為其外形圈；圖6-7(b) 為裝入密封溝槽的情況， 1、 2 為 O形圈裝配后的預(yù)壓縮量，通常用壓縮率W表示， 即 W= (d 0-h)/d0100% ，對于固定密封、往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封，應(yīng)分別達(dá)到15% 20% 、10% 20% 和 5% 10% ，才能取得滿意的密封效果。當(dāng)油液工作壓力超過10MPa時(shí)， O形圈在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中容易被油液壓力擠入間隙而提早損壞，見圖6-7(c) ，為此要在它的側(cè)面安放1.2 1.5mm厚的聚四氟乙烯擋圈，單向受力時(shí)在受力側(cè)的對面安放一個(gè)擋圈圖6-7(d) ；雙向受力時(shí)則在兩側(cè)各放一個(gè)圖6-7(e) 。圖 6-7O 形密封圈V形、燕尾形、半圓形、三角形等，實(shí)際應(yīng)用中可查O形密封圈的安裝溝槽，除矩形外，也有閱有關(guān)手冊及國家標(biāo)準(zhǔn)。3.唇形密封圈唇形密封圈根據(jù)截面的形狀可分為Y形、 V 形、 U 形、 L 形等。其工作原理如圖 6-8 所示。液壓力將密封圈的兩唇邊h1 壓向形成間隙的兩個(gè)零件的表面。這種密封作用的特點(diǎn)是能隨著工作壓力的變化自動(dòng)調(diào)整密封性能，壓力越高則唇邊被壓得越緊，密封性越好；當(dāng)壓力降低時(shí)唇邊壓緊程度也隨之降低，從而減少了摩擦阻力和功率消