液壓與氣壓傳動(dòng) 第5版 課件 5.液壓輔助元件

液壓與氣壓傳動(dòng)流體動(dòng)力與控制工程系講課教師：劉銀水1液壓輔件液壓輔件是液壓系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，其合理設(shè)計(jì)與選用，在很大程度上影響到液壓系統(tǒng)的效率、噪聲、溫升、工作可靠性等技術(shù)性能。2液壓輔件一、蓄能器1、蓄能器的分類及其特征蓄能器是液壓系統(tǒng)中儲(chǔ)存和釋放油液壓力能的裝置。儲(chǔ)存能量方式重力加載式（重錘式）彈簧加載式（彈簧式）氣體加載式（隔離式）活塞式氣囊式3液壓輔件一、蓄能器1、蓄能器的分類及其特征⑴重力加載式（重錘式）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出能量時(shí)壓力恒定；體積大，運(yùn)動(dòng)慣性大，反應(yīng)不靈敏；密封處易漏油，存在摩擦損失。主要用于儲(chǔ)存能量。4液壓輔件一、蓄能器1、蓄能器的分類及其特征⑵彈簧加載式（彈簧式）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容量小，壓力低，輸出能量時(shí)壓力逐漸減小主要用于儲(chǔ)能和緩沖5液壓輔件一、蓄能器1、蓄能器的分類及其特征⑶活塞式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容量大，壓力較高，輸出能量時(shí)壓力逐漸減小，活塞慣性大，有摩擦損失，反應(yīng)靈敏性差主要用于儲(chǔ)能6液壓輔件一、蓄能器1、蓄能器的分類及其特征⑷氣囊式特點(diǎn)：氣液可靠性隔離、密封好、無泄漏；慣性小，反應(yīng)靈敏；結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕；工作壓力高主要用于儲(chǔ)能、吸收壓力脈動(dòng)、壓力沖擊7液壓輔件一、蓄能器2、蓄能器的功用⑴作輔助油源或緊急動(dòng)力源在工作循環(huán)不同階段需要的流量變化很大時(shí)，常采用蓄能器和一個(gè)流量較小的泵組成油源。另外當(dāng)驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，蓄能器可作緊急動(dòng)力源。8液壓輔件一、蓄能器2、蓄能器的功用⑵補(bǔ)償泄漏和保持恒壓需要較長(zhǎng)時(shí)間保壓而泵卸載時(shí)，可利用蓄能器釋放儲(chǔ)存的壓力油，補(bǔ)充系統(tǒng)泄漏，保持系統(tǒng)壓力。9液壓輔件一、蓄能器2、蓄能器的功用⑶吸收脈動(dòng)和壓力沖擊，降低噪聲在壓力沖擊處和泵的出口安裝蓄能器可吸收壓力沖擊峰值和壓力脈動(dòng)，提高系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性。10液壓輔件一、蓄能器3、蓄能器的性能參數(shù)

容積大小；初始充氣壓力。容積和充氣壓力的計(jì)算要視蓄能器類型、用途、液壓系統(tǒng)工況而定。具體計(jì)算和選型可參考相關(guān)液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)。11液壓輔件二、過濾器1、過濾器的功能和類型濾去油中雜質(zhì)，維護(hù)油液清潔，防止油液污染，保證系統(tǒng)正常工作過濾原理表面型過濾器深度型過濾器磁性過濾器12液壓輔件二、過濾器1、過濾器的功能和類型⑴表面型過濾器網(wǎng)式過濾器可濾去d＞0.08～0.18mm顆粒，壓力損失不超過0.01MPa線隙式過濾器可濾去d≥0.03～0.1mm顆粒，壓力損失約為0.07～0.35MPa）13液壓輔件二、過濾器1、過濾器的功能和類型⑵深度型過濾器紙芯式過濾器可濾去d≥0.05～0.03mm顆粒，壓力損失約為0.08～0.4MPa燒結(jié)式過濾器可濾去d≥0.01～0.1mm顆粒，壓力損失約為0.03～0.2MPa14液壓輔件二、過濾器1、過濾器的功能和類型⑶磁性過濾器濾芯采用永磁性材料，可將油液中對(duì)磁性敏感的金屬顆粒吸附在上面，常與其它形式濾芯一起制成復(fù)合式過濾器，多用于加工金屬的機(jī)床液壓系統(tǒng)。15液壓輔件二、過濾器2、過濾器的選用⑴過濾精度滿足系統(tǒng)提出的要求⑵要有足夠的通流能力⑶要有一定的機(jī)械強(qiáng)度⑷其它功能，比如切換式結(jié)構(gòu)、帶報(bào)警功能16液壓輔件二、過濾器3、過濾器的安裝⑴安裝在泵的吸油口用于保護(hù)泵，可選擇粗濾器，但要求有較大的通流能力，防止產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象；⑵安裝在泵的出口須選擇精濾器，以保護(hù)泵以外的元件。要求能承受油路上的工作壓力和壓力沖擊；⑶安裝在系統(tǒng)的回油路上濾去系統(tǒng)生成的污物，可采用濾芯強(qiáng)度低的過濾器。為防止過濾器阻塞，一般要并聯(lián)安全閥或安裝發(fā)訊裝置；⑷安裝在系統(tǒng)的支路上當(dāng)泵的流量較大時(shí)，為避免選用過大的過濾器，在支路上安裝小規(guī)格的過濾器。⑸安裝在獨(dú)立的過濾系統(tǒng)中通過不斷循環(huán)，專門濾去油箱中的污物。⑹安裝過濾器應(yīng)注意：過濾器只能單向使用。17液壓輔件三、油箱1、油箱的功用儲(chǔ)存系統(tǒng)所需的足夠油液；散發(fā)油液中的熱量；逸出溶解在油液中的空氣；沉淀油液中的污物；對(duì)中小型液壓系統(tǒng)，泵裝置及一些液壓元件還安裝在油箱頂板上。18液壓輔件三、油箱2、油箱的結(jié)構(gòu)總體式結(jié)構(gòu)：利用設(shè)備機(jī)體空腔作油箱，結(jié)構(gòu)緊湊，漏油易于回收；散熱性不好，維修不方便；分離式結(jié)構(gòu)：郵箱和主機(jī)分開，布置靈活，維修保養(yǎng)方便；可設(shè)計(jì)成通用化、系列化產(chǎn)品。通常用2.5～5mm鋼板焊接而成19液壓輔件三、油箱2、油箱的結(jié)構(gòu)201-吸油管2-網(wǎng)式過濾器3-空氣過濾器4-回油管5-頂蓋6-油面指示器7、9-隔板8-放油塞液壓輔件三、油箱3、設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)注意的問題油箱容積確定：主要根據(jù)熱平衡來確定，通常取液壓泵每分鐘流量q

的3～8

倍估算【低壓(2~4)q

；中壓(5~7)q

；高壓(6~12)q】；為使系統(tǒng)回油不致溢出油箱，油面高度不超過油箱高度的0.8倍；油箱中應(yīng)設(shè)吸油過濾器，為方便清洗過濾器，油箱結(jié)構(gòu)要考慮拆卸方便；油箱底部應(yīng)做成適當(dāng)斜度，并設(shè)置放油塞。油箱箱蓋上應(yīng)安裝空氣濾清器，其通氣流量不小與泵流量的1.5倍。大油箱還應(yīng)在側(cè)面設(shè)計(jì)清洗窗口；21液壓輔件三、油箱3、設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)注意的問題油箱側(cè)壁要安裝油位指示計(jì)，以指示最高、最低油位。新油箱要做防銹、防凝水處理；吸油管與回油管要用隔板分開，增加油液循環(huán)的距離，使油液有足夠的時(shí)間分離氣泡，沉淀雜質(zhì)；回油管應(yīng)插入油面以下，為防止回油帶入空氣，回油管距箱底h≥2d，且排油口切成45°，以增大通流面積；大、中型油箱應(yīng)設(shè)起吊鉤或起吊孔22液壓輔件四、熱交換器液壓系統(tǒng)能量損失轉(zhuǎn)換為熱量以后，會(huì)使油液溫度升高。若長(zhǎng)時(shí)間油溫過高，油液粘度下降，泄漏增加，密封老化，油液氧化，嚴(yán)重影響系統(tǒng)正常工作。相反，油溫過低，油液粘度過大，設(shè)備啟動(dòng)困難，壓力損失加大并引起過大的振動(dòng)。因此，需要使用冷卻器和加熱器（統(tǒng)稱熱交換器）將油溫控制在正常工作溫度20～65℃。23液壓輔件四、熱交換器1、冷卻器風(fēng)冷式：主要用于行走機(jī)械冷媒式：效果好，價(jià)格昂貴水冷式：性價(jià)比高，應(yīng)用廣泛冷卻介質(zhì)不同24液壓輔件四、熱交換器2、加熱器熱水（蒸汽）加熱電加熱：易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，應(yīng)用廣泛加熱方式不同25液壓輔件五、壓力表輔件1、壓力表選用壓力表時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)要求，選用適當(dāng)?shù)燃?jí)的壓力表，并保證其量程比系統(tǒng)壓力高。壓力表安裝在固定面板上，應(yīng)通過阻尼小孔和壓力表開關(guān)。26液壓輔件五、壓力表輔件2、壓力表開關(guān)27液壓輔件六、管件1、油管⑴油管種類28液壓輔件六、管件1、油管⑵油管的特征尺寸油管內(nèi)徑壁厚根據(jù)承受的最高工作壓力，按照拉伸薄壁筒的強(qiáng)度公式計(jì)算。29液壓輔件六、管件2、管接頭管接頭是油管與液壓元件、油管與油管之間可拆卸的連接件。管接頭與其他元件用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋和普通細(xì)牙螺紋連接。滿足強(qiáng)度要求，安裝、拆卸方便，抗振動(dòng)、沖擊，密封性能好。常用的管接頭有擴(kuò)口式、焊接式、卡套式、橡膠軟管接頭、快速接頭。30液壓輔件六、管件2、管接頭擴(kuò)口式管接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重復(fù)使用性好，一般用于低于8MPa的中低壓系統(tǒng)。31液壓輔件六、管件2、管接頭焊接式管接頭拆卸方便，工作可靠，工作壓力高，但裝配工作量大，焊接工藝要求高。32液壓輔件六、管件2、管接頭卡套式管接頭適合用于高壓、有壓力沖擊和易振動(dòng)的場(chǎng)合。33液壓輔件六、管件2、管接頭橡膠軟管接頭34液壓輔件六、管件2、管接頭快換接頭35用于經(jīng)常接通或斷開處，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壓力損失大。液壓輔件六、管件2、管接頭36鉸接式管接頭液壓輔件六、管件2、管接頭中心旋轉(zhuǎn)接頭37液壓輔件七、密封裝置密封裝置用來防止系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏，提高容積效率；防止外界灰塵和異物的侵入，保證系統(tǒng)建立必要壓力。38液壓輔件七、密封裝置1、對(duì)密封裝置的要求在一定的工作壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能；與運(yùn)動(dòng)件之間摩擦系數(shù)要小；壽命長(zhǎng)，不易老化，抗腐蝕能力強(qiáng)；制造容易，維護(hù)使用方便，價(jià)格低廉。39液壓輔件七、密封裝置2、密封裝置的分類及特點(diǎn)⑴間隙密封利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件之間微小間隙δ

起密封作用，常用于柱塞、活塞或閥的圓柱副配合中。40液壓輔件七、密封裝置2、密封裝置的分類及特點(diǎn)⑵O形圈密封41利用O形密封圈預(yù)壓縮，消除間隙而實(shí)現(xiàn)密封。隨著壓力的增加而提高密封能力，并能在磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償。液壓輔件七、密封裝置2、密封裝置的分類及特點(diǎn)⑶唇形密封圈利用密封圈的唇口在液壓力作用下的變形，使唇邊貼緊密封面而進(jìn)行密封。常用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封，有Y形、YX形、V形。42液壓輔件七、密封裝置2、密封裝置的分類及特點(diǎn)⑶唇形密封圈Y形密封圈工作壓力≤20MPa溫度-30℃~+100℃滑動(dòng)速度≤0.5m/s43液壓輔件七、密封裝置2、密封裝置的分類及特點(diǎn)⑶唇形密封圈YX形密封圈不易反轉(zhuǎn)、穩(wěn)定性好工作壓力≤32MPa溫度-30℃~+100℃44液壓輔件七、密封裝置2、