第5章液壓輔助元件

第5章液壓輔助元件油管和管接頭5.1過濾器5.2密封元件5.35.1油管和管接頭5.1.1油管1．硬管

硬管用于連接無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的液壓組件。

常用的種類為無縫鋼管和紫銅管。2．軟管

軟管主要用于連接有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的液壓組件。

通常為耐油橡膠軟管，它可分為高壓和低壓兩種。種類特點(diǎn)和適用場合硬管鋼管能承受高壓，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，低壓用焊接管道紫銅管易彎曲成各種形狀，但承壓能力一般不超過6.5～10MPa，抗振能力較弱，又易使油液氧化。通常用在液壓裝置內(nèi)配接不便之處軟管尼龍管乳白色半透明，加熱后可以隨意彎曲成形或擴(kuò)口，冷卻后又能定形不變，承壓能力因材質(zhì)而異，自2.5MPa至8MPa不等塑料管質(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，耐壓越高，價(jià)格昂貴，用作中、高壓系統(tǒng)中兩個(gè)相對(duì)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，可用作回油管道表5-1 常見油管的特點(diǎn)及適用場合5.1.2管接頭1．金屬管接頭

（1）焊接式管接頭。

焊接式管接頭制造簡單，工作可靠，適用于管壁較厚和壓力較高系統(tǒng)，承受壓力可達(dá)31.5MPa，應(yīng)用較多。

其缺點(diǎn)是對(duì)

焊接質(zhì)量要求較高。

（2）卡套式管接頭。

卡套式管接頭工作比較可靠，拆裝方便。

其工作壓力可達(dá)31.5Mpa。

其缺點(diǎn)是卡套的制造工藝要求高，對(duì)連接的油管外徑的幾何精度要求也較高。

（3）擴(kuò)口式管接頭。

工作壓力一般不超過8MPa。

（4）鉸接式管接頭。

使用壓力可達(dá)31.5MPa。2．橡膠軟管的管接頭

（1）螺紋連接的軟管接頭。

軟管與接頭之間的連接有扣壓式和可拆式兩種。

（2）快速連接的軟管接頭。

多用于液壓支架系統(tǒng)。3．配管注意事項(xiàng)

（1）油管內(nèi)徑大小的確定是以限制流動(dòng)造成的壓力損失為前提的，所以根據(jù)流速確定管徑是常用的簡便方法。對(duì)于壓力管路，通常流速為2.5m/s～5m/s（壓力高時(shí)取較大值）；對(duì)于吸液管路，流速不大于1.5m/s；對(duì)于回液管路，流速為1.5m/s～2.5m/s。

（2）必須根據(jù)系統(tǒng)的最高壓力選擇管路的材料和壁厚以及管接頭的形式。

（3）布管應(yīng)整齊美觀，管路盡可能短。平行或交叉的管路間須留有10mm以上空隙，以便于拆裝和防止振動(dòng)。金屬管連接時(shí)要留有伸縮余地。軟管在連接時(shí)要防止受拉或受扭。

（4）彎曲金屬管時(shí)，盡可能采用彎管器，使彎曲部分保持圓滑。5.2過濾器5.2.1過濾器功用和類型1．功用

過濾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（1）表面型過濾器（2）深度型過濾器（3）吸附型過濾器類型結(jié)構(gòu)簡圖特點(diǎn)說明表面型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．壓力損失不超過0.004Mpa3．結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，清洗方便，但過濾精度低1．濾芯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，但濾芯材料強(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．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心。為了增大過濾面積，紙心常制成折疊形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4.通常用于精過濾

1．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，就可以制出不同過濾精度的濾芯2．壓力損失為0.03～0.2MPa3．過濾精度高，濾芯能承受高壓，但金屬顆粒易脫落，堵塞后不易清洗4．適用于精過濾吸附型1．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2．常與其他型式濾芯合起來制成復(fù)合式過濾器3．對(duì)加工鋼鐵件的機(jī)床液壓系統(tǒng)特別適用表5-2 常見的過濾器及其特點(diǎn)5.2.2過濾器的主要性能指標(biāo)1．過濾精度

它表示過濾器對(duì)各種不同尺寸的污染顆粒的濾除能力，用絕對(duì)過濾精度、過濾比和過濾效率等指標(biāo)來評(píng)定。2．壓降特性

在濾芯尺寸和流量一定的情況下，濾芯的過濾精度越高，壓力降越大；在流量一定的情況下，濾芯的有效過濾面積越大，壓力降越??；油液的黏度越大，流經(jīng)濾芯的壓力降也越大。3．納垢容量

一般來說，濾芯尺寸越大，即過濾面積越大，納垢容量就越大。5.2.3過濾器的選用與安裝1．過濾器的選用

有粗過濾器、普通過濾器、精密過濾器和特精過濾器4種，它們分別能濾去大于100μm、10～100μm、5～10μm和1～5μm大小的雜質(zhì)。

選用過濾器時(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）濾芯具有足夠的強(qiáng)度，不因液壓的作用而損壞。

（4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作。

（5）濾芯清洗或更換簡便。2．安裝（1）安裝在泵的吸油口處（2）安裝在泵的出口油路上（3）安裝在系統(tǒng)的回油路上（4）安裝在系統(tǒng)分支油路上（5）單獨(dú)過濾系統(tǒng)5.3密封元件5.3.1密封元件要求

（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。5.3.2密封元件的類型和特點(diǎn)1．間隙密封

均壓槽一般寬0.3～0.5mm，深0.5～1.0mm。

圓柱面配合間隙與直徑大小有關(guān)，對(duì)于閥芯與閥孔一般取為0.005～0.017mm。2．O形圈密封圖5-7O形密封圈的結(jié)構(gòu)和工作情況3．唇形密封圈

目前，液壓缸中普遍使用圖5-9所示的所謂小Y形密封圈作為活塞和活塞桿的密封。圖5-8唇形密封圈的工作原理圖5-9小Y形密封圈4．組合式密封裝置

圖5-11組合式密封裝置

1—O形圈；2—滑環(huán)；3—被密封件5.4蓄能器5.4.1蓄能器的作用1．儲(chǔ)存液壓能做輔助能源使用

（1）減小做間歇運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需液壓泵的功率。

（2）補(bǔ)償泄漏和保持系統(tǒng)恒壓。

（3）作應(yīng)急能源。2．緩和液壓沖擊和吸收脈動(dòng)

乳化液泵站、噴霧泵站的液壓系統(tǒng)都設(shè)置有蓄能器，用以吸收脈動(dòng)和緩和沖擊。5.4.2蓄能器的結(jié)構(gòu)

蓄能器的類型有重錘式、彈簧式和充氣式，具體結(jié)構(gòu)種類較多，目前應(yīng)用最廣泛的是氣囊式蓄能器。圖5-14氣囊式蓄能器

1—螺蓋；2—壓帽；3—充氣閥；4—?dú)んw；5—?dú)饽遥?—托閥；7—閥座5.4.3蓄能器使用和安裝

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)猓?，允許工作壓力視蓄能器結(jié)構(gòu)形式而定，例如，氣囊式為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）氣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。5.5油箱及壓力表輔件5.5.1油箱分類和結(jié)構(gòu)1．油箱分類

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)的油箱又分為整體式和分離式。2．油箱的結(jié)構(gòu)

液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。圖5-15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5.5.2油箱設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)1．油箱容積的估算

在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)公式初步確定油箱的容積，然后再驗(yàn)算油箱的散熱量Q1，計(jì)算系統(tǒng)的發(fā)熱量Q2，當(dāng)油箱的散熱量大于液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量時(shí)（Q1>Q2），油箱容積合適；否則需增大油箱的容積或采取冷卻措施。2．設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

設(shè)計(jì)油箱結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）箱體要有足夠的強(qiáng)度和剛度。油箱一般用2.5～4mm的鋼板焊接而成，尺寸大者要加焊加強(qiáng)筋。

（2）泵的吸油管上應(yīng)安裝100～200目的網(wǎng)式過濾器，過濾器與箱底間的距離不應(yīng)小于20mm，過濾器不得露出油面，防止泵卷吸空氣產(chǎn)生噪聲。系統(tǒng)的回油管要插入油面以下，防止回油沖濺產(chǎn)生氣泡。

（3）吸油管與回油管應(yīng)隔開，二者間的距離盡量遠(yuǎn)些，應(yīng)當(dāng)用幾塊隔板隔開，以增加油液的循環(huán)距離，使油液中的污物和氣泡充分沉淀或析出。隔板高度一般取油面高度的3/4。

（4）防污密封。

（5）油箱底部應(yīng)有坡度，箱底與地面間應(yīng)有一定距離，箱底最低處要設(shè)置放油塞。

（6）油箱內(nèi)壁表面要做專門處理。5.5.3壓力表輔件1．按其作用原理分（1）彈性式壓力表（2）活塞式壓力表（3）數(shù)字式壓力表（4）真空表2．按被測(cè)壓力大小分

（1）低壓表表壓測(cè)量范圍為10～600kPa。

（2）中壓表表壓測(cè)量范圍為600kpa～10MPa。

（3）高壓表表壓測(cè)量范圍為10～600MPa。

（4）超高壓表表壓測(cè)量范圍大于600kPa。3．按儀表準(zhǔn)確度分

（1）精密壓力表（標(biāo)準(zhǔn)壓力表）精確度為0.2～0.5級(jí)。

（2）普通工作壓力表精確度為1.0～