《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》電子教案-第14單元課：液壓輔助元件

第14單元課：液壓輔助元件授課班級(jí)授課周次7-2上課日期上課時(shí)間單元學(xué)時(shí)2上課地點(diǎn)教研室主任審核教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.能夠正確選擇、使用、維護(hù)各種常用液壓輔助元件；2.能夠正確拆裝各種常用液壓輔助元件；3.能夠根據(jù)工作場(chǎng)合選用各種液壓輔助元件。1.熟練掌握油箱的功用及油箱的設(shè)計(jì)；2.掌握過(guò)濾器的工作原理及應(yīng)用；3.掌握蓄能器的工作原理及應(yīng)用；4.掌握密封元件的工作機(jī)理及應(yīng)用。1.培養(yǎng)學(xué)生善于分析、歸納總結(jié)、知識(shí)獲取和應(yīng)用的自主學(xué)習(xí)能力；2.培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立樂(lè)學(xué)善用的意識(shí)；3.培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和分工合作的職業(yè)素質(zhì)；4.使學(xué)生明確職業(yè)道德標(biāo)準(zhǔn)。能力訓(xùn)練設(shè)計(jì)任務(wù)1：蓄能器和過(guò)濾器任務(wù)2：油箱、壓力表及壓力表開(kāi)關(guān)任務(wù)3：管件和密封元件重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：1.油箱的功用及油箱的設(shè)計(jì)；2.過(guò)濾器的工作原理及應(yīng)用；3.蓄能器的工作原理及應(yīng)用；4.密封元件的工作機(jī)理及應(yīng)用；難點(diǎn)：1.油箱的功用及油箱的設(shè)計(jì)；2.過(guò)濾器的工作原理及應(yīng)用；3.蓄能器的工作原理及應(yīng)用；4.密封元件的工作機(jī)理及應(yīng)用；解決方法：采取學(xué)生自主學(xué)習(xí)、小組討論，教師演示講解，學(xué)生實(shí)踐，教師指導(dǎo)，學(xué)生完善、教師總結(jié)歸納的方法。使用外語(yǔ)單詞過(guò)濾器（Filter）蓄能器（Accumulator）密封元件（Sealingelement）教學(xué)材料1.采用的教材《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》（第五版），張宏友主編，大連理工大學(xué)出版社，2018.2.2.參考資料（1）《液壓與氣壓傳動(dòng)》（第5版），左健民，機(jī)械工業(yè)出版社，2016.4.（2）《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》，周進(jìn)民，機(jī)械工業(yè)出版社，2012.12.（3）《液壓氣動(dòng)識(shí)圖300例》，寧辰校，化學(xué)工業(yè)出版社，2013.73.所需儀器和設(shè)備（1）多媒體教室（2）液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)（3）各種液壓元件步驟名稱(chēng)教學(xué)內(nèi)容及能力/知識(shí)目標(biāo)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)時(shí)間分配（分）課內(nèi)外引入展示上節(jié)課的任務(wù)成果；設(shè)置本節(jié)課的項(xiàng)目情境；向?qū)W生介紹本單元課的教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師觀(guān)看學(xué)生展示上節(jié)課理實(shí)作業(yè)項(xiàng)目成果，并對(duì)其存在的問(wèn)題予以糾正；公布上節(jié)課項(xiàng)目考核成績(jī)教師提問(wèn)。學(xué)生聽(tīng)講、思考10課內(nèi)講解任務(wù)訓(xùn)練蓄能器和過(guò)濾器能力目標(biāo)：能夠正確選擇蓄能器和過(guò)濾器。知識(shí)目標(biāo)：1.掌握蓄能器的類(lèi)型和作用；2.掌握蓄能器安裝和使用的注意事項(xiàng)；3.掌握過(guò)濾器的種類(lèi)和作用；講解蓄能器的類(lèi)型、作用、使用和安裝的注意事項(xiàng)，過(guò)濾器的功用、種類(lèi)、使用和安裝注意事項(xiàng)。學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講、積極思考和相互討論并完成教師布置的任務(wù)。25課內(nèi)講解任務(wù)訓(xùn)練油箱、壓力表及壓力表開(kāi)關(guān)能力目標(biāo)：能夠正確選擇油箱、壓力表和開(kāi)關(guān)。知識(shí)目標(biāo)：1.掌握油箱的作用分類(lèi)和結(jié)構(gòu)。2.掌握壓力表和壓力表開(kāi)關(guān)的作用。講解油箱的作用、分類(lèi)和結(jié)構(gòu)及壓力表和開(kāi)關(guān)的作用。學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講、積極思考和相互討論并完成教師布置的任務(wù)。25課內(nèi)講解任務(wù)訓(xùn)練管件和密封元件能力目標(biāo)：能夠正確選擇油管、管接頭和密封元件。知識(shí)目標(biāo)：1.掌握油管的種類(lèi)、管路安裝的技術(shù)要求和管接頭的種類(lèi)；2.掌握密封元件的種類(lèi)和作用。講解油管的種類(lèi)、管路安裝的技術(shù)要求，管接頭、以及密封元件的種類(lèi)和作用。學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講、積極思考和相互討論并完成教師布置的任務(wù)。20課內(nèi)總結(jié)歸納點(diǎn)評(píng)總結(jié)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，掌握本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)和技術(shù)實(shí)踐。教師講解，總結(jié)本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，并進(jìn)行課程思政。學(xué)生聽(tīng)講，可提出問(wèn)題，師生互動(dòng)5課內(nèi)布置作業(yè)布置作業(yè)教師講解作業(yè)要求學(xué)生記錄5課內(nèi)理實(shí)作業(yè)1.作業(yè)：P131第1、2、8題；2.完成相應(yīng)內(nèi)容測(cè)試。課后反思本節(jié)課自學(xué)為主，教師側(cè)重引導(dǎo)和總結(jié)。引入新課一、復(fù)習(xí)和成果展示1.知識(shí)點(diǎn)回顧（1）液壓缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。（2）方向控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用。（3）各類(lèi)壓力控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用。（4）流量控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用。2.成果展示由16-20號(hào)學(xué)生展示第13單元課的理實(shí)作業(yè)，老師點(diǎn)評(píng)，糾正錯(cuò)誤點(diǎn)。二、項(xiàng)目情境小王去買(mǎi)液壓輔助元件，但他不知道液壓輔助元件都有哪些，各有什么作用。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們來(lái)幫助小王解決這個(gè)問(wèn)題。三、教學(xué)要求1.教學(xué)目標(biāo)（1）熟練掌握油箱的功用及油箱的設(shè)計(jì)；（2）掌握過(guò)濾器的工作原理及應(yīng)用；（3）掌握蓄能器的工作原理及應(yīng)用；（4）掌握密封元件的工作機(jī)理及應(yīng)用。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）油箱的功用及油箱的設(shè)計(jì)；（2）過(guò)濾器的工作原理及應(yīng)用；（3）蓄能器的工作原理及應(yīng)用；（4）密封元件的工作機(jī)理及應(yīng)用。教學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)1：蓄能器和過(guò)濾器一、相關(guān)知識(shí)1.蓄能器（1）蓄能器的功用和分類(lèi)蓄能器是一種能將具有液壓能的壓力油儲(chǔ)存起來(lái)，并在系統(tǒng)需要時(shí)再將其釋放出來(lái)的儲(chǔ)能裝置。1）蓄能器的功用蓄能器的功用主要有以下幾方面：①用作輔助動(dòng)力源②用作應(yīng)急動(dòng)力源③補(bǔ)償泄漏和保持恒壓④吸收脈動(dòng)，降低噪聲⑤吸收液壓沖擊2）蓄能器的類(lèi)型蓄能器主要有以下幾種類(lèi)型：①活塞式蓄能器圖6-1（a）所示為一種典型的活塞式蓄能器的外形。其結(jié)構(gòu)原理如圖6-1（b）所示，它由活塞將油液和氣體分開(kāi)，氣體從閥門(mén)3充入，油液經(jīng)油孔a和系統(tǒng)連通。其優(yōu)點(diǎn)是氣體不易混入油液中，所以油不易氧化，系統(tǒng)工作較平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，安裝容易，維護(hù)方便，壽命長(zhǎng)；其缺點(diǎn)是由于活塞慣性大，有摩擦阻力，故反應(yīng)不夠靈敏?；钊叫钅芷髦饕糜趦?chǔ)能，不適于吸收壓力脈動(dòng)和壓力沖擊。圖6-1（c）所示為其圖形符號(hào)。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)原理（c）圖形符號(hào)圖6-1活塞式蓄能器1—活塞；2—缸體；3—閥門(mén)②氣囊式蓄能器圖6-2（a）所示為一種氣囊式蓄能器的外形。其結(jié)構(gòu)原理如圖6-2（b）所示，它是在高壓容器內(nèi)裝入一個(gè)耐油橡膠制成的氣囊，氣囊內(nèi)充氣（一般為氮?dú)猓瑲饽彝鈨?chǔ)油，由氣囊3與充氣閥1一起壓制而成。殼體2下端有提升閥4，它能使油液通過(guò)閥口進(jìn)入蓄能器，又能防止當(dāng)油液全部排出時(shí)氣囊膨脹出容器之外。氣囊式蓄能器的優(yōu)點(diǎn)是氣囊慣性小，反應(yīng)靈敏，容易維護(hù)；其缺點(diǎn)是氣囊及殼體制造困難。圖6-2（c）所示為其圖形符號(hào)。此外還有重力式、彈簧式、氣瓶式、隔膜式蓄能器等。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)原理（c）圖形符號(hào)圖6-2氣囊式蓄能器1—充氣閥；2—?dú)んw；3—?dú)饽遥?—提升閥（2）蓄能器的選擇、使用和安裝1）蓄能器的選擇選擇蓄能器應(yīng)考慮如下因素：工作壓力及耐壓；公稱(chēng)容積及允許的吸（排）流量或氣體容積；允許使用的工作介質(zhì)及介質(zhì)溫度等。其次，還應(yīng)考慮蓄能器的質(zhì)量及占用空間、價(jià)格、品質(zhì)及使用壽命、安裝維修的方便性及生產(chǎn)廠(chǎng)家的貨源情況等。蓄能器屬壓力容器，必須有生產(chǎn)許可證才能生產(chǎn)，所以一般不要自行設(shè)計(jì)、制造蓄能器，而應(yīng)選擇專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家的定型產(chǎn)品。2）蓄能器的使用不能在蓄能器上進(jìn)行焊接、鉚焊及機(jī)械加工；蓄能器絕對(duì)禁止充氧氣，以免引起爆炸；不能在充油狀態(tài)下拆卸蓄能器。檢查氣囊式蓄能器充氣壓力的方法：將壓力表裝在蓄能器的油口附近，用泵向蓄能器注滿(mǎn)油液，然后使泵停止，讓壓力油通過(guò)與蓄能器相接的閥慢慢地從蓄能器流出。在排油過(guò)程中觀(guān)察壓力表，壓力表指針會(huì)慢慢下降。當(dāng)達(dá)到充氣壓力時(shí)，蓄能器的提升閥關(guān)閉，壓力表指針迅速下降到零，壓力迅速下降前的壓力即為充氣壓力。也可利用充氣工具直接檢查充氣壓力，但由于每次檢查都要放掉一點(diǎn)氣體，故不適用于容量很小的蓄能器。3）蓄能器的安裝蓄能器應(yīng)安裝在便于檢查、維修的位置，并遠(yuǎn)離熱源。用于降低噪聲、吸收壓力脈動(dòng)和壓力沖擊的蓄能器，應(yīng)盡可能靠近振動(dòng)源。蓄能器的銘牌應(yīng)置于醒目的位置。必須將蓄能器牢固地固定在托架或地基上，以防止蓄能器從固定部位脫開(kāi)而發(fā)生飛起傷人事故。非隔離式蓄能器及氣囊式蓄能器應(yīng)油口向下、充氣閥向上豎直放置。蓄能器與液壓泵之間應(yīng)裝設(shè)單向閥，防止液壓泵卸荷或停止工作時(shí)蓄能器中的壓力油倒灌。蓄能器與系統(tǒng)之間應(yīng)裝設(shè)截止閥，供充氣、檢查、維修蓄能器時(shí)或長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)使用。2.過(guò)濾器液壓系統(tǒng)工作過(guò)程中，由于外界灰塵、雜質(zhì)等的侵入以及液壓元件的磨損、油液和管件等的氧化變質(zhì)，油液中會(huì)混入各種雜質(zhì)。為了除去油液中的顆粒雜質(zhì)，以免其損壞液壓元件以致影響液壓系統(tǒng)的正常工作，經(jīng)常在液壓系統(tǒng)中使用過(guò)濾器對(duì)油液進(jìn)行過(guò)濾。當(dāng)油液經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的濾芯上無(wú)數(shù)微小間隙或孔時(shí)，雜質(zhì)被阻隔而分離出來(lái)。若采用磁性材料的濾芯，則可吸附液壓介質(zhì)中能被磁化的鐵粉雜質(zhì)。（1）過(guò)濾器的主要性能指標(biāo)過(guò)濾器的主要性能指標(biāo)有過(guò)濾精度、壓降特性、通流能力、納垢容量、工作壓力和溫度等。1）過(guò)濾精度過(guò)濾精度是指過(guò)濾器濾除直徑為d的雜質(zhì)顆粒的公稱(chēng)尺寸（單位：μm）。過(guò)濾器按過(guò)濾精度不同可分為四個(gè)等級(jí)：粗過(guò)濾器（d≥100μm）；普通過(guò)濾器（d≥10～100μm）；精密過(guò)濾器（d≥5～10μm）；特精過(guò)濾器（d≥1～5μm）。不同的液壓系統(tǒng)有不同的過(guò)濾精度要求，可參照表6-1選擇。研究表明，由于液壓元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間的間隙較小，如果采用高精度過(guò)濾器可有效地控制1～5μm的污染顆粒，液壓泵、液壓馬達(dá)、各種液壓閥及液壓油的使用壽命均可大大延長(zhǎng)，液壓故障也會(huì)明顯減少。2）壓降特性壓降特性主要是指油液通過(guò)過(guò)濾器濾芯時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失。濾芯的精度越高，所產(chǎn)生的壓降越大。濾芯的有效過(guò)濾面積越大，其壓降就越小。3）納垢容量納垢容量是指過(guò)濾器在壓力下降達(dá)到規(guī)定值以前，可以濾除并容納的污垢數(shù)量。納垢容量越大，過(guò)濾器的使用壽命越長(zhǎng)。4）工作壓力和溫度過(guò)濾器在工作時(shí)，要保證在油液壓力的作用下濾芯不被破壞。在系統(tǒng)的工作溫度下，過(guò)濾器要有較好的抗腐蝕性，工作性能要穩(wěn)定。（2）過(guò)濾器的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按濾芯材料和結(jié)構(gòu)的不同，過(guò)濾器可分為網(wǎng)式、線(xiàn)隙式、紙芯式、燒結(jié)式和磁性式等多種。1）網(wǎng)式過(guò)濾器圖6-3（a）所示為網(wǎng)式過(guò)濾器的外形。其結(jié)構(gòu)原理如圖6-3（b）所示，銅絲網(wǎng)3包在四周開(kāi)了很多窗口的金屬或塑料圓筒2上。過(guò)濾精度由網(wǎng)孔大小和層數(shù)決定。網(wǎng)式過(guò)濾器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通流能力大，清洗方便，壓降小，但過(guò)濾精度較低。網(wǎng)式過(guò)濾器常用于泵的吸油管路對(duì)油液的粗過(guò)濾。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)原理圖6-3網(wǎng)式過(guò)濾器1—上蓋；2—骨架；3—濾網(wǎng)；4—下蓋2）線(xiàn)隙式過(guò)濾器圖6-4（a）、圖6-4（b）分別所示為線(xiàn)隙式過(guò)濾器及其濾芯的外形。其結(jié)構(gòu)原理如圖6-4（c）所示，它用金屬線(xiàn)（常用銅線(xiàn)或鋁線(xiàn)）繞在筒形芯架1上組成濾芯2，靠金屬線(xiàn)間的微小間隙來(lái)阻擋油液中的雜質(zhì)。這種過(guò)濾器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通流能力大，過(guò)濾精度比網(wǎng)式過(guò)濾器高，但不易清洗。線(xiàn)隙式過(guò)濾器常用于低壓系統(tǒng)的吸油管路。（a）外形（b）濾芯外形（c）結(jié)構(gòu)原理圖6-4線(xiàn)隙式過(guò)濾器1—骨架；2—濾芯；3—?dú)んw3）紙芯式過(guò)濾器圖6-5（a）所示為紙芯式過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)原理，它與線(xiàn)隙式過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)基本相同，只是濾芯的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)不同。其濾芯的外形和結(jié)構(gòu)分別如圖6-5（b）、圖6-5（c）所示，分三層：外層為粗眼鋼板網(wǎng)，中層為折疊成W形的濾紙，內(nèi)層為金屬絲網(wǎng)（與濾紙一并折疊在一起制成）。外層和內(nèi)層起增大濾紙的強(qiáng)度和均勻折疊空間的作用。它的過(guò)濾精度較高，通流能力大，濾芯價(jià)格低，但不能清洗，需經(jīng)常更換紙芯。紙芯式過(guò)濾器常用于過(guò)濾精度要求較高的精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、伺服機(jī)構(gòu)、靜壓支承等系統(tǒng)中。（a）結(jié)構(gòu)原理（b）濾芯外形（c）濾芯結(jié)構(gòu)圖6-5紙芯式過(guò)濾器1—堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置；2—濾芯外層；3—濾芯中層；4—濾芯內(nèi)層；5—支承彈簧多數(shù)紙芯式過(guò)濾器上設(shè)置了污染指示器，其結(jié)構(gòu)原理如圖6-6所示。當(dāng)濾芯堵塞嚴(yán)重，油液流經(jīng)過(guò)濾器時(shí)產(chǎn)生的壓力差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，活塞和永久磁鐵即向右移動(dòng)，使感簧管的觸點(diǎn)吸合，于是電路接通，發(fā)出信號(hào)，提醒操作人員更換濾芯，或?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。4）燒結(jié)式過(guò)濾器圖6-7（a）所示為燒結(jié)式過(guò)濾器的濾芯外形。其結(jié)構(gòu)原理如圖6-7（b）所示，它的濾芯由顆粒狀的青銅粉末壓制后燒結(jié)而成，利用顆粒間的微孔濾除油液中的雜質(zhì)。其過(guò)濾精度較高，耐壓、耐腐蝕，性能穩(wěn)定，制造簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是清洗困難，若有顆粒脫落，會(huì)造成系統(tǒng)損壞。（a）濾芯外形（b）結(jié)構(gòu)原理圖6-7燒結(jié)式過(guò)濾器1—端蓋；2—?dú)んw；3—濾芯5）磁性式過(guò)濾器磁性式過(guò)濾器是利用磁性來(lái)吸附油液中的鐵末等可磁化的雜質(zhì)的。由于這種過(guò)濾器對(duì)其他雜質(zhì)不起作用，所以常和其他濾芯組成組合濾芯，制成具有復(fù)合式濾芯的過(guò)濾器。（3）過(guò)濾器的選用和安裝1）過(guò)濾器的選用選用過(guò)濾器時(shí)，要根據(jù)液壓系統(tǒng)對(duì)過(guò)濾器的要求和工作條件，確定過(guò)濾器的類(lèi)型、過(guò)濾精度、尺寸大小以及其他工作參數(shù)。選擇過(guò)濾器的一般原則如下：①過(guò)濾精度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。②具有足夠大的通流能力，壓力損失小。③濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，過(guò)濾器的工作壓力應(yīng)小于許用工作壓力。④濾芯抗腐蝕性好，能在規(guī)定的溫度下長(zhǎng)時(shí)間工作。⑤濾芯的更換、清洗及維護(hù)方便。2）過(guò)濾器的安裝在液壓系統(tǒng)中，過(guò)濾器可以根據(jù)具體工作條件和過(guò)濾器的類(lèi)型安裝在不同的部位，通常有下列幾種情況：①安裝在液壓泵的吸油管路上粗過(guò)濾器通常安裝在液壓泵的吸油管路上，并需要浸沒(méi)在油箱液面以下，目的是濾去較大的雜質(zhì)微粒以保護(hù)液壓泵。為了不影響泵的吸油性能，避免氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生，過(guò)濾器的過(guò)濾能力應(yīng)為液壓泵額定流量的兩倍以上，壓力損失不得超過(guò)0.02MPa。必要時(shí)，泵的吸入口應(yīng)置于油箱液面以下，如圖6-8中1所示。②安裝在液壓泵的壓油管路上過(guò)濾器安裝在液壓泵的壓油管路上，其目的是用來(lái)濾除可能侵入閥類(lèi)等元件的污染物。它應(yīng)能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，其壓力降應(yīng)小于0.035MPa，并應(yīng)有安全閥和堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置，以防液壓泵過(guò)載和濾芯損壞，如圖6-8中2所示。③安裝在系統(tǒng)的回油管路上這種安裝方式只能間接地過(guò)濾。由于回油路壓力低，可采用強(qiáng)度低的過(guò)濾器，其壓力降對(duì)系統(tǒng)也影響不大。一般都與過(guò)濾器并聯(lián)一單向閥，起旁通作用，當(dāng)過(guò)濾器堵塞達(dá)到一定壓力損失時(shí)，單向閥打開(kāi)，如圖6-8中3所示。圖6-8過(guò)濾器的常見(jiàn)安裝方式④安裝在系統(tǒng)的分支油路上當(dāng)液壓泵的流量較大時(shí)，若采用上述各種方式過(guò)濾，過(guò)濾器結(jié)構(gòu)可能很大。為此，可在只有液壓泵額定流量20%～30%左右的支路上安裝一小規(guī)格過(guò)濾器，對(duì)油液起濾清作用，如圖6-8中4所示。⑤單獨(dú)過(guò)濾系統(tǒng)大型液壓系統(tǒng)可專(zhuān)設(shè)一液壓泵和過(guò)濾器組成獨(dú)立的過(guò)濾回路，專(zhuān)門(mén)用來(lái)清除系統(tǒng)中的雜質(zhì)，還可與加熱器、冷卻器、排氣器等配合使用。濾油車(chē)即為單獨(dú)過(guò)濾系統(tǒng)，如圖6-8中5所示。二、實(shí)踐訓(xùn)練1.任務(wù)下達(dá)（1）蓄能器有什么功用？（2）說(shuō)明過(guò)濾器的種類(lèi)及作用。2.學(xué)生實(shí)踐按上述要求完成操作。任務(wù)2：油箱、壓力表及壓力表開(kāi)關(guān)一、相關(guān)知識(shí)1.油箱（1）油箱的功用和種類(lèi)油箱在液壓系統(tǒng)中的功能：儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)所需的工作介質(zhì)；散發(fā)液壓系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的一部分熱量；沉淀混入工作介質(zhì)中的雜質(zhì)；分離混入工作介質(zhì)中的空氣或水分。為了節(jié)省占地面積，有些小型液壓設(shè)備常將泵-電動(dòng)機(jī)裝置及液壓控制閥安裝在油箱的頂部組成一體，稱(chēng)為液壓站。大中型液壓設(shè)備一般采用獨(dú)立油箱，即油箱與泵-電動(dòng)機(jī)裝置、液壓控制閥分開(kāi)設(shè)置。當(dāng)泵-電動(dòng)機(jī)裝置安置在油箱側(cè)面時(shí)，稱(chēng)為旁置式油箱；當(dāng)泵-電動(dòng)機(jī)裝置安置在油箱下方時(shí)，稱(chēng)為下置式油箱（高架油箱）。油箱除可按其與泵-電動(dòng)機(jī)裝置的安裝位置分類(lèi)外，還可按油箱的形狀分為矩形油箱、圓形油箱及異形油箱。一般按其液面是否與大氣相通分為開(kāi)式油箱和壓力式油箱，其中開(kāi)式油箱應(yīng)用最廣。1）開(kāi)式油箱油箱液面直接或通過(guò)空氣過(guò)濾器間接與大氣相通，油箱液面壓力為大氣壓。2）壓力式油箱油箱完全封閉，由空壓機(jī)向充氣罐充氣，再由充氣罐經(jīng)濾清、干燥、減壓（表壓力0.05～0.15MPa）后通往油箱液面之上，使液面壓力大于大氣壓力，從而改善液壓泵的吸油性能，減少氣蝕和噪聲。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)示意圖圖6-9開(kāi)式油箱1—吸油管；2—過(guò)濾器；3—空氣過(guò)濾器；4—回油管；5—上蓋；6—油面指示器；7、9—隔板；8—放油閥（2）油箱的結(jié)構(gòu)油箱一般由鋼板焊接而成，為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱宜設(shè)計(jì)為立方體或?qū)挕酶摺瞄L(zhǎng)為1∶2∶3的長(zhǎng)方體。圖6-9（a）所示為開(kāi)式油箱外形圖，圖（b）為其結(jié)構(gòu)示意圖。油箱的有效容積（油面高度為油箱高度80%時(shí)的容積）一般按液壓泵的額定流量估算，在低壓系統(tǒng)中取液壓泵每分鐘排油量的2～4倍，中壓系統(tǒng)為5～7倍，高壓系統(tǒng)為10～12倍。油箱正常工作的溫度應(yīng)在15～65℃之間，在環(huán)境溫度變化較大的場(chǎng)合要安裝熱交換器，但必須考慮它的安放位置以及測(cè)溫、控制等措施。2.壓力表及壓力表開(kāi)關(guān)（1）壓力表1）常見(jiàn)壓力表的結(jié)構(gòu)原理壓力表的種類(lèi)很多，最常用的是彈簧管式壓力表，其外形如圖6-10（a）所示。圖6-10（b）所示為其結(jié)構(gòu)原理，當(dāng)油壓力傳入扁截面金屬?gòu)椈晒?時(shí)，彈簧管變形使其曲率半徑加大，端部的位移通過(guò)拉桿4使扇形齒輪5擺動(dòng)，于是與扇形齒輪嚙合的中心齒輪6帶動(dòng)指針2轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)即可由表盤(pán)3讀出壓力值。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)原理圖6-10彈簧管式壓力表1—彈簧管；2—指針；3—表盤(pán)；4—拉桿；5—齒扇；6—小齒輪2）壓力表的選用選用壓力表時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題主要包括壓力測(cè)量范圍（量程范圍）、測(cè)量精確度、壓力變化情況（靜態(tài)、慢變、速變和沖擊等）、使用場(chǎng)合（有無(wú)振動(dòng)、濕度和溫度的高低、周?chē)鷼怏w有無(wú)爆炸性和可燃性等）、工作介質(zhì)（有無(wú)腐蝕性、易燃性等）、是否有遠(yuǎn)傳功能（指示、記錄、調(diào)節(jié)和報(bào)警等）以及對(duì)附加裝置的要求等。①量程②測(cè)量壓力的類(lèi)型③壓力的變化情況④測(cè)量精度（2）壓力表開(kāi)關(guān)壓力表開(kāi)關(guān)用于接通或斷開(kāi)壓力表與測(cè)量點(diǎn)油路的通道。壓力表開(kāi)關(guān)有一點(diǎn)式、三點(diǎn)式、六點(diǎn)式等。多點(diǎn)壓力表開(kāi)關(guān)可按需要分別測(cè)量系統(tǒng)中多點(diǎn)處的壓力。圖6-11（a）所示為六點(diǎn)式壓力表開(kāi)關(guān)的外形。其結(jié)構(gòu)原理如圖6-11（b）所示，圖示位置為非測(cè)量位置，此時(shí)壓力表油路經(jīng)溝槽a、小孔b與油箱連通。若將手柄向右推進(jìn)去，溝槽a將使壓力表與測(cè)量點(diǎn)連通，并將壓力表通往油箱的油路切斷，這時(shí)便可測(cè)出該點(diǎn)的壓力。如將手柄轉(zhuǎn)到另一個(gè)測(cè)量點(diǎn)位置，便可測(cè)出另一點(diǎn)的壓力。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)原理圖6-11六點(diǎn)式壓力表開(kāi)關(guān)二、實(shí)踐訓(xùn)練1.任務(wù)下達(dá)（1）說(shuō)明油箱的作用及種類(lèi)。（2）說(shuō)明壓力表的工作原理。2.學(xué)生實(shí)踐按上述要求完成操作。任務(wù)3：管件和密封元件一、相關(guān)知識(shí)1.管件（1）油管1）硬管①硬管的種類(lèi)冷拔無(wú)縫鋼管；有縫鋼管；紫銅管。②安裝硬管的技術(shù)要求硬管安裝時(shí)，對(duì)于平行或交叉管道，相互之間要有10mm以上的空隙，以防止干擾和振動(dòng)。在高壓大流量場(chǎng)合，為防止管道振動(dòng)，需每隔1m左右用管夾將管道固定在支架上。管道安裝時(shí)，路線(xiàn)應(yīng)盡可能短，布管要整齊，直角轉(zhuǎn)彎要少。其彎曲半徑應(yīng)大于管道外徑的3倍，彎曲后管道的橢圓度小于10%，不得有波浪變形、凹凸不平及壓裂與扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。對(duì)安裝前的鋼管應(yīng)檢查其內(nèi)壁是否有銹蝕現(xiàn)象。一般應(yīng)用20%的硫酸或鹽酸進(jìn)行酸洗，酸洗后用10%的蘇打水中和，再用溫水洗凈、干燥、涂油，進(jìn)行靜壓試驗(yàn)，確認(rèn)合格后再安裝。2）軟管①軟管的種類(lèi)由于硬管只適用于固定部件之間的管道連接，因此在部件之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，要采用柔軟性好的軟管連接。軟管按其材料不同分為以下幾種：耐油橡膠軟管；金屬波紋軟管；耐油塑料管；尼龍管。②安裝軟管的技術(shù)要求軟管的彎曲半徑不應(yīng)小于軟管外徑的10倍。對(duì)于金屬波紋軟管，若用于運(yùn)動(dòng)連接，則其最小彎曲半徑不應(yīng)小于內(nèi)徑的20倍。耐油橡膠軟管和金屬波紋軟管與管接頭成套供貨。彎曲時(shí)耐油橡膠軟管的彎曲處距管接頭的距離至少是外徑的6倍；金屬波紋軟管的彎曲處距管接頭的距離應(yīng)大于管內(nèi)徑的2～3倍。軟管在安裝和工作中不允許有擰、扭現(xiàn)象。耐油橡膠軟管用于固定件的直線(xiàn)安裝時(shí)要有一定的長(zhǎng)度裕量，以適應(yīng)膠管工作時(shí)-2%～+4%的長(zhǎng)度變化（油溫變化、受拉、振動(dòng)等因素引起）的需要。耐油橡膠軟管不能靠近熱源，要避免與設(shè)備上的尖角部分相接觸和摩擦，以免劃傷管子。（2）管接頭管接頭用于管道與管道或管道與液壓元件之間的連接。對(duì)管接頭的主要要求是安裝、拆卸方便，抗振動(dòng)，密封性能好。1）焊接式管接頭焊接式管接頭主要由接頭體、螺母和接管等組成，如圖6-12所示。接頭體的擰入端為細(xì)牙螺紋時(shí)，其接合面應(yīng)加組合密封墊。若擰入端為圓錐螺紋，則不必裝組合密封墊。接頭體與接管之間用O形密封圈密封，接管被螺母緊壓在接頭體端面，其外端與鋼管焊接相連。焊接式管接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，耐高壓（32MPa），密封性能好。其缺點(diǎn)是對(duì)鋼管與接管的焊接質(zhì)量要求高。圖6-12焊接式管接頭1—接管；2—螺母；3—O形密封圈；4—接頭體；5—組合密封墊2）卡套式管接頭圖6-13所示為卡套式管接頭的一種基本形式，它由接頭體、卡套和螺母等零件組成。擰緊螺母時(shí)，依靠卡套楔入接頭體與接管之間的縫隙而實(shí)現(xiàn)連接。接頭體的擰入端與焊接式管接頭一樣，可以是圓柱細(xì)牙螺紋，也可以是圓錐螺紋。這種管接頭的最高工作壓力可達(dá)40MPa。圖6-13卡套式管接頭1—接管；2—卡套；3—螺母；4—接頭體；5—組合密封墊3）擴(kuò)口式管接頭擴(kuò)口式管接頭如圖6-14所示。接管（一般為銅管或薄壁鋼管）端部的擴(kuò)口角度為74°，導(dǎo)套的內(nèi)錐孔為66°。裝配時(shí)的擰緊力通過(guò)接頭螺母轉(zhuǎn)換成軸向壓緊力，由導(dǎo)套傳遞給接管的管口部分，使擴(kuò)口錐面與接頭體的密封錐面之間獲得接觸比壓，在起剛性密封作用的同時(shí)，也起到連接作用并承受由管內(nèi)流體壓力所產(chǎn)生的接頭體與接管之間的軸向分力。這種管接頭的最高工作壓力一般小于16MPa。圖6-14擴(kuò)口式管接頭1—接管；2—導(dǎo)套；3—接頭螺母；4—接頭體4）扣壓式膠管接頭如圖6-15所示，扣壓式膠管接頭主要由接頭外套和接頭芯組成。接頭外套的內(nèi)壁開(kāi)有環(huán)形切槽，接頭芯的外壁呈圓柱形，上有周向切槽。當(dāng)剝?nèi)ツz管的外膠層，將其套入接頭芯時(shí)，擰緊接頭外套并在專(zhuān)用設(shè)備上扣壓，以達(dá)到緊密連接的目的。這種管接頭的最高工作壓力可達(dá)40MPa。圖6-15扣壓式膠管接頭1—接頭外套；2—接頭芯5）活動(dòng)鉸接式管接頭鉸接式管接頭用于液流方向成直角的連接。與普通直角管接頭相比，其優(yōu)點(diǎn)是可以隨意調(diào)整布管方向，安裝方便，占用空間小。鉸接式管接頭按安裝之后成直角的兩油管是否可以相對(duì)擺動(dòng)，可分為固定式和活動(dòng)式。圖6-16所示為活動(dòng)鉸接式管接頭?；顒?dòng)鉸接式管接頭的接頭芯靠臺(tái)肩和彈簧卡圈保持其與接頭體的相對(duì)位置，兩者之間有間隙可以轉(zhuǎn)動(dòng)，其密封由套在芯子外圓的O形密封圈予以保證。鉸接式管接頭與管道的連接可以是卡套式或焊接式，使用壓力可達(dá)32MPa。圖6-16活動(dòng)鉸接式管接頭1—接頭芯；2—密封件；3—接頭體；4—彈簧卡圈；5—擋圈；6—O形密封圈6）快換接頭快換接頭是一種不需要使用任何工具就能實(shí)現(xiàn)迅速連接或斷開(kāi)的管接頭。它適用于需經(jīng)常裝拆的液壓管路。圖6-17（a）所示為快換接頭的外形。圖6-17（b）所示為兩個(gè)接頭體連接時(shí)的工作位置，兩個(gè)單向閥芯2、6的前端頂桿互相擠頂，迫使閥芯后退并壓縮彈簧，使油路接通。當(dāng)需要斷開(kāi)油路時(shí)，只需將外套4向左推，同時(shí)拉出內(nèi)接頭體5，于是鋼球3（有6～12顆）即從接頭體5的V形槽中退出，兩單向閥芯分別在彈簧1和7的作用下將兩個(gè)閥口關(guān)閉，油路即斷開(kāi)。同時(shí)外套4在外圈彈簧的作用下復(fù)位。這種快換接頭的最高工作壓力可達(dá)32MPa。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)原理圖6-17快換接頭1、7—彈簧；2、6—閥芯；3—鋼球；4—外套；5—接頭體；8—彈簧座2.密封元件在液壓系統(tǒng)中，某些零件之間存在耦合關(guān)系。其耦合間隙可能是平面間隙，也可能是環(huán)形間隙。構(gòu)成耦合關(guān)系的零件有的相對(duì)固定，有的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于耦合零件之間存在間隙，不但高壓區(qū)的油液會(huì)經(jīng)此間隙向低壓區(qū)轉(zhuǎn)移形成外漏和內(nèi)漏，而且空氣中的塵埃或異物會(huì)乘隙而入，這將導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的容積損失、油溫升高、污染工作介質(zhì)及環(huán)境等，因此必須采取有效的密封措施。按構(gòu)成耦合面的兩個(gè)零件之間是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可將密封元件分為動(dòng)密封和靜密封；按工作原理，可將密封元件分為間隙密封和接觸密封。（1）間隙密封間隙密封是通過(guò)對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件的精密加工，使其配合間隙非常微?。?.01～0.05mm）而實(shí)現(xiàn)密封，如圖6-18所示。在圓柱配合面的間隙密封中，常在配合表面上開(kāi)幾條環(huán)形的小槽（寬0.3～0.5mm，深0.5～1mm，間距為2～5mm）。油在這些小槽中形成渦流，能減緩漏油速度，還能在油壓作用下使兩配合件同軸，起到降低摩擦阻力和避免因偏心而增加漏油量等作用。這些小槽叫壓力平衡槽。圖6-18間隙密封間隙密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦阻力小，磨損小，潤(rùn)滑性能好，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊的密封方式，在液壓泵、液壓馬達(dá)、各種液壓閥中得到廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)是密封效果差，密封性能隨工作壓力的升高而變差。尺寸較大的液壓缸，要達(dá)到間隙密封所需要的加工精度比較困難，也不夠經(jīng)濟(jì)。因此間隙密封在液壓缸中僅用于尺寸較小、壓力較低、運(yùn)動(dòng)速度較高的活塞與缸體內(nèi)孔間的密封。（2）接觸密封接觸密封常用的密封件是密封圈。它既可以用于靜密封，也可以用于動(dòng)密封。密封件常以其截面形狀命名，有O形、Y形、V形等。此外，還有防塵圈、油封、組合密封墊圈等密封裝置。1）O形密封圈O形密封圈的主要材料為合成橡膠。圖6-19（a）所示為其安裝前的常態(tài)形狀，圖6-19（b）所示為其安裝后的截面示意。它屬于應(yīng)用最廣泛的密封件之一。其密封性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)摩擦阻力小、成本低、使用方便。O形密封圈可用于靜密封，也可用于動(dòng)密封，且可同時(shí)對(duì)兩個(gè)方向起密封作用。其缺點(diǎn)是用作動(dòng)密封時(shí)，啟動(dòng)摩擦阻力較大，壽命相應(yīng)縮短。圖6-19O形密封圈2）Y形密封圈Y形密封圈一般用于圓柱環(huán)形間隙的密封，既可安裝在軸上，又可安裝在孔槽內(nèi)。如圖6-20所示為幾類(lèi)Y形密封圈的示意圖。Y形密封圈不但密封性好，而且摩擦阻力小，啟動(dòng)摩擦阻力與停車(chē)時(shí)間的長(zhǎng)短和工作壓力的高低關(guān)系不大，工作時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)。Y形密封圈適合在工作壓力不大于20MPa、工作溫度為-30～100℃、運(yùn)動(dòng)速度不大于0.5m/s的礦物油中工作。3）V形密封圈V形密封圈的材料可以是橡膠或夾織物橡膠。V形密封圈需與壓環(huán)和支承環(huán)一起使用，圖6-21所示為這三部分的示意圖。其中壓環(huán)和支承環(huán)的材料可以是金屬、夾布橡膠或合成樹(shù)脂。V形密封圈的個(gè)數(shù)視工作壓力的大小選取，并通過(guò)調(diào)整壓緊力達(dá)到最佳密封效果。夾織物橡膠V形密封圈的最高工作壓力可達(dá)50MPa。圖6-20Y形密封圈圖6-21V形密封圈1—壓環(huán)；2—V形密封圈；3—支承環(huán)V形密封圈可以在活塞承受偏心載荷或在偏心狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)時(shí)很好地密封，但運(yùn)動(dòng)摩擦阻力及結(jié)構(gòu)尺寸較大，不宜用于耦合件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較大的場(chǎng)合。此外，為保證良好的密封性能，對(duì)壓環(huán)和支承環(huán)的制造精度和強(qiáng)度要求較高，對(duì)支承環(huán)與缸體孔之間的間隙及缸體孔的表面粗糙度要求較高。（3）密封圈使用注意事項(xiàng)1）當(dāng)密封圈用于圓柱環(huán)形間隙的密封時(shí)，若密封圈的安裝溝槽開(kāi)在軸上，則取密封圈的公稱(chēng)外徑與軸的外徑相等；若密封圈的安裝溝槽開(kāi)在軸的耦合件上，則取密封圈的公稱(chēng)內(nèi)徑與軸的外徑相等。2）當(dāng)O形密封圈用于平面密封時(shí)，如圖6-22所示，O形密封圈的外徑D1≥（d1+2B）。其中d1為密封孔的孔徑，B為固定溝槽的最小寬度，B的大小與O形密封圈的截面直徑有關(guān)。圖6-22（a）所示的結(jié)構(gòu)加工簡(jiǎn)單，但僅用于單向密封。若用于自吸式液壓泵的進(jìn)口或瞬時(shí)流速大于10m/s的管路，則因管路可能為負(fù)壓，O形密封圈可能被吸入，而空氣在大氣壓作用下將侵入管路，故會(huì)影響液壓系統(tǒng)的正常工作。另外，此時(shí)密封圈直接承受管內(nèi)液體的壓力沖擊，因而會(huì)降低其使用壽命。為避免出現(xiàn)以上問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)可選用如圖6-22（b）所示的溝槽內(nèi)側(cè)半封閉結(jié)構(gòu)。（a）（b）圖6-22靜密封O形密封圈的安裝3）當(dāng)工作壓力大于10MPa時(shí)，為防止O形密封圈被擠入間隙，可在O形密封圈的承壓面上設(shè)置擋圈，如圖6-23所示。擋圈的材料為聚四氟乙烯、尼龍等，其硬度高于O形密封圈。4）因Y形密封圈和V形密封圈僅單方向