液壓傳動輔助裝置

1、 液壓輔助元件包括油管和管接頭、密封件、液壓輔助元件包括油管和管接頭、密封件、過濾器、液壓油箱、熱交換器、蓄能器等，它過濾器、液壓油箱、熱交換器、蓄能器等，它們是液壓系統(tǒng)不可缺少的部分。輔助元件對系們是液壓系統(tǒng)不可缺少的部分。輔助元件對系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性、可靠性、壽命、噪聲、溫升統(tǒng)的工作穩(wěn)定性、可靠性、壽命、噪聲、溫升甚至動態(tài)性能都有直接影響。其中，液壓油箱甚至動態(tài)性能都有直接影響。其中，液壓油箱一般根據(jù)系統(tǒng)的要求自行設(shè)計，其他輔助元件一般根據(jù)系統(tǒng)的要求自行設(shè)計，其他輔助元件都有標準化產(chǎn)品供選用。都有標準化產(chǎn)品供選用。第7章 液壓輔助元件蓄能器7.1 蓄能器的作用蓄能器的作用 蓄能器是儲存和釋放

2、液體壓力能的裝置，它儲存高壓油，在需要的場合和時間使用。在液壓系統(tǒng)中，蓄能器的主要用途如下。1. 作為輔助動力源，短期大量供油2. 維持系統(tǒng)壓力3. 吸收沖擊壓力和脈動壓力第7章 液壓輔助元件蓄能器1.活塞式蓄能器活塞式蓄能器 這種蓄能器的結(jié)構(gòu)原理如圖7.1所示，它利用重錘的位能變化來儲存、釋放能量。重錘通過柱塞作用在油液上，蓄能器產(chǎn)生的壓力取決于重錘的質(zhì)量和柱塞的大小。第7章 液壓輔助元件圖7.1 活塞式蓄能器蓄能器2.彈簧式蓄能器彈簧式蓄能器 這種蓄能器的結(jié)構(gòu)原理如圖7.2所示，它利用彈簧的壓縮能來儲存能量，產(chǎn)生的壓力取決于彈簧的剛度和壓縮量。第7章 液壓輔助元件圖7.2 彈簧式蓄能器蓄能

3、器3.氣體加載式蓄能器氣體加載式蓄能器 氣體加載式蓄能器的工作原理建立在波義爾定理的基礎(chǔ)上，利用壓縮氣體(通常為氮氣)儲存能量。這種蓄能器有氣瓶式、活塞式、氣囊式等幾種結(jié)構(gòu)形式，如圖7.3所示。第7章 液壓輔助元件圖7.3 氣體加載式蓄能器 1液壓油 2氣體 3活塞4充氣閥 5殼體 6皮囊 7進油閥1. 1. 蓄能器用于儲存和釋放能量時的容量計算蓄能器用于儲存和釋放能量時的容量計算第7章 液壓輔助元件在蓄能器的工作過程中，氣體狀態(tài)的變化規(guī)律符合在蓄能器的工作過程中，氣體狀態(tài)的變化規(guī)律符合 理想氣體狀態(tài)方程。理想氣體狀態(tài)方程。0 01 12 2nnnpVpVpV 當(dāng)壓力從當(dāng)壓力從pl降到降到p2

4、時，蓄能器釋放的油液體積就是氣體體積的時，蓄能器釋放的油液體積就是氣體體積的 變化量變化量V，即，即 VV2Vl 01/1/1/021(1/)(1/)nnnVVppp第7章 液壓輔助元件2. 2. 蓄能器用于吸收沖擊壓力時的容量計算蓄能器用于吸收沖擊壓力時的容量計算 當(dāng)液壓系統(tǒng)中的換向閥突然關(guān)閉時，如果閥前管路中液體的質(zhì)當(dāng)液壓系統(tǒng)中的換向閥突然關(guān)閉時，如果閥前管路中液體的質(zhì)量為量為m m，流速為，流速為v v，其動能為，其動能為mvmv2 2/2/2，這些動能由蓄能器吸收后將轉(zhuǎn)，這些動能由蓄能器吸收后將轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能，于是蓄能器內(nèi)的氣體就從原充氣狀態(tài)下的壓力變?yōu)闅怏w的壓力能，于是蓄能器內(nèi)的

5、氣體就從原充氣狀態(tài)下的壓力p p0 0和體積和體積V V0 0轉(zhuǎn)變?yōu)榫彌_狀態(tài)下的最高容許壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榫彌_狀態(tài)下的最高容許壓力p p1 1和其對應(yīng)的體積和其對應(yīng)的體積V1V1，由于沖擊是瞬時發(fā)生的，故可認為這個過程是絕熱的，因此有由于沖擊是瞬時發(fā)生的，故可認為這個過程是絕熱的，因此有1.41.41.40 01 1pVpVpV根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可求得氣體的壓縮能為根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可求得氣體的壓縮能為11000.2851.40 00 011.40dd10.4VVVVpVpVpp VVVp第7章 液壓輔助元件由于液體的動能應(yīng)與氣體的壓縮能的絕對值相等，所以由于液體的動能應(yīng)與氣體的壓縮能的絕對值相等

6、，所以220.285001011(/)1220.4p VmvAlvpp故可以推得故可以推得200.2850100.412(/)1AlvVppp蓄能器安裝時應(yīng)注意以下幾點：第7章 液壓輔助元件(1) (1) 皮囊式蓄能器應(yīng)垂直安裝，使油口向下，充氣閥朝上；皮囊式蓄能器應(yīng)垂直安裝，使油口向下，充氣閥朝上；(2) (2) 用于吸收沖擊壓力和脈動壓力的蓄能器應(yīng)盡可能安裝在用于吸收沖擊壓力和脈動壓力的蓄能器應(yīng)盡可能安裝在 靠近振源處；靠近振源處；(3) (3) 裝在管路上的蓄能器必須用支撐板或支持架固定；裝在管路上的蓄能器必須用支撐板或支持架固定；(4) (4) 蓄能器與管路系統(tǒng)之間應(yīng)安裝截止閥，便于充

7、氣、檢蓄能器與管路系統(tǒng)之間應(yīng)安裝截止閥，便于充氣、檢 修；蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停轉(zhuǎn)或修；蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停轉(zhuǎn)或卸荷時蓄能器儲存的壓力油倒流。卸荷時蓄能器儲存的壓力油倒流。過濾器7.1 過濾器的功用過濾器的功用 液壓系統(tǒng)所要求的過濾精度應(yīng)使雜質(zhì)顆粒尺寸小于液壓元件運動表面間的間隙或油膜厚度，以免卡住運動件或加劇零件磨損，同時也應(yīng)使雜質(zhì)顆粒尺寸小于系統(tǒng)中節(jié)流孔和節(jié)流間隙的最小開度，以免造成堵塞。液壓系統(tǒng)的功用不同，其工作壓力不同，對油液的過濾精度要求也就不同，其推薦值見表7-1。第7章 液壓輔助元件表7-1 過濾精度推薦值表系統(tǒng)類別 潤滑系統(tǒng) 傳動系

8、統(tǒng) 伺服系統(tǒng) 系統(tǒng)工作壓力/MPa 02.5 32 21 過濾精度/ 100 10100 525 510 15 濾油器精度 粗 普通 精 精 特精 m第7章 液壓輔助元件1. 各種形式的濾油器及其特點各種形式的濾油器及其特點 網(wǎng)式過濾器結(jié)構(gòu)如圖7.4所示，它由上蓋2、下蓋4和幾塊不同形狀的金屬絲編織方孔網(wǎng)或金屬編織的特種網(wǎng)3組成。圖7.4 網(wǎng)式過濾器1法蘭 2上蓋 3濾網(wǎng) 4下蓋1) 網(wǎng)式過濾器第7章 液壓輔助元件2) 2) 線隙式過濾器線隙式過濾器 線隙式過濾器線隙式過濾器結(jié)構(gòu)如圖結(jié)構(gòu)如圖7.57.5所示，它由端蓋所示，它由端蓋1 1、殼體、殼體2 2、帶有、帶有孔眼的筒型芯架孔眼的筒型芯架

9、3 3和繞在芯架外和繞在芯架外部的銅線或鋁線部的銅線或鋁線4 4組成。過濾雜組成。過濾雜質(zhì)的線隙是由每隔一定距離壓扁質(zhì)的線隙是由每隔一定距離壓扁一段的圓形截面銅線繞在芯架外一段的圓形截面銅線繞在芯架外部時形成的。部時形成的。 圖7.5 XU型線隙式過濾器l端蓋 2殼體 3芯架 4銅線或鋁線第7章 液壓輔助元件3) 3) 紙芯式過濾器紙芯式過濾器 這種過濾器與線隙式過濾器這種過濾器與線隙式過濾器的區(qū)別只在于它用的區(qū)別只在于它用紙質(zhì)濾芯紙質(zhì)濾芯代替代替了線隙式濾芯，如圖了線隙式濾芯，如圖7.67.6所示為所示為其結(jié)構(gòu)。紙芯部分是把平紋或波其結(jié)構(gòu)。紙芯部分是把平紋或波紋的酚醛樹脂或木漿微孔濾紙繞紋的

10、酚醛樹脂或木漿微孔濾紙繞在帶孔的用鍍錫鐵片做成的骨架在帶孔的用鍍錫鐵片做成的骨架上。上。 圖7.6 紙芯式過濾器第7章 液壓輔助元件4) 4) 金屬燒結(jié)式過濾器金屬燒結(jié)式過濾器 金屬燒結(jié)式過濾器金屬燒結(jié)式過濾器有多種結(jié)有多種結(jié)構(gòu)形狀。如圖構(gòu)形狀。如圖7.77.7所示是所示是SUSU型結(jié)型結(jié)構(gòu)，由端蓋構(gòu)，由端蓋1 1、殼體、殼體2 2、濾芯、濾芯3 3等等組成。有些結(jié)構(gòu)加有磁環(huán)組成。有些結(jié)構(gòu)加有磁環(huán)4 4用來用來吸附油液中的鐵質(zhì)微粒，效果尤吸附油液中的鐵質(zhì)微粒，效果尤佳。佳。 圖7.7 SU型燒結(jié)式過濾器l端蓋 2殼體3濾芯 4磁環(huán)第7章 液壓輔助元件5) 5) 其他形式的過濾器其他形式的過濾器

11、 除了上述幾種基本形式外，過濾器還有一些其他的形式。除了上述幾種基本形式外，過濾器還有一些其他的形式。磁磁性過濾器性過濾器是利用永久磁鐵來吸附油液中的鐵屑和帶磁性的磨料；是利用永久磁鐵來吸附油液中的鐵屑和帶磁性的磨料；微孔塑料過濾器微孔塑料過濾器已推廣應(yīng)用。過濾器也可以做成復(fù)式的，例如液已推廣應(yīng)用。過濾器也可以做成復(fù)式的，例如液壓挖掘機液壓系統(tǒng)中的過濾器，在紙芯式過濾器的紙芯內(nèi)，裝置壓挖掘機液壓系統(tǒng)中的過濾器，在紙芯式過濾器的紙芯內(nèi)，裝置一個圓柱形的永久磁鐵，便于進行兩種方式的過濾。為了便于安一個圓柱形的永久磁鐵，便于進行兩種方式的過濾。為了便于安裝，還有裝，還有SXSX型上置式吸油過濾器、型

12、上置式吸油過濾器、SHSH型上置式回油過濾器和型上置式回油過濾器和CXCX型型側(cè)置式吸油過濾器，在液壓油箱蓋板或側(cè)板上開相應(yīng)的孔就可以側(cè)置式吸油過濾器，在液壓油箱蓋板或側(cè)板上開相應(yīng)的孔就可以直接安裝它們，維護非常方便。直接安裝它們，維護非常方便。 第7章 液壓輔助元件2. 過濾器的選用過濾器的選用選用過濾器時，應(yīng)考慮以下幾點：(1) (1) 過濾精度應(yīng)滿足系統(tǒng)設(shè)計要求；過濾精度應(yīng)滿足系統(tǒng)設(shè)計要求；(2) (2) 具有足夠大的通油能力，壓力損失小，選擇過濾器的流量規(guī)格時，具有足夠大的通油能力，壓力損失小，選擇過濾器的流量規(guī)格時，一般應(yīng)為實際通過流量的一般應(yīng)為實際通過流量的2 2倍以上；倍以上；(

13、3) (3) 濾芯具有足夠強度，不因壓力油的作用而損壞；濾芯具有足夠強度，不因壓力油的作用而損壞；(4) (4) 濾芯抗腐蝕性好，能在規(guī)定的溫度下長期工作；濾芯抗腐蝕性好，能在規(guī)定的溫度下長期工作；(5) (5) 濾芯的更換、清洗及維護方便。濾芯的更換、清洗及維護方便。第7章 液壓輔助元件3. 過濾器的安裝位置過濾器的安裝位置1) 安裝在液壓泵的吸油管路上2) 安裝在液壓泵的出口管路上(a)安裝在吸油管路上 (b)安裝在泵出口管路上圖7.8 過濾器安裝在吸油、壓油管路上第7章 液壓輔助元件3) 安裝在回油管路上4) 安裝在支管油路上圖7.9 過濾器安裝在回油路上圖7.10 局部過濾第7章 液壓

14、輔助元件5) 單獨過濾系統(tǒng)圖7.11 單獨過濾系統(tǒng)第7章 液壓輔助元件油箱1）儲存供系統(tǒng)循環(huán)所需的油液2）散發(fā)系統(tǒng)工作時所產(chǎn)生的熱量3）釋出混在油液中的氣體4）為系統(tǒng)元件的安裝提供位置5）沉淀油液中的污物等雜質(zhì)。1 油箱的主要功用是第7章 液壓輔助元件1. 1. 開式油箱開式油箱圖7.18 開式油箱結(jié)構(gòu)示意圖1注油器 2回油管 3泄油管 4吸油管 5空氣濾清器6安裝板 7隔板 8堵塞 9過濾器 10箱體11端蓋 12液位計第7章 液壓輔助元件2. 2. 壓力油箱壓力油箱圖7.19 壓力油箱1液壓泵 2，9濾油器 3壓力油箱 4電接點壓力表 5安全閥 6減壓閥 7分水濾清器 8冷卻器 10電接點

15、溫度表第7章 液壓輔助元件熱交換器液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和散熱液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和散熱 液壓系統(tǒng)在適宜的工作溫度下保持熱平衡，不僅是系統(tǒng)所必需的，液壓系統(tǒng)在適宜的工作溫度下保持熱平衡，不僅是系統(tǒng)所必需的，而且有利于提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，有利于減小機械設(shè)備的熱變形，提高而且有利于提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，有利于減小機械設(shè)備的熱變形，提高工作精度。各種液壓油的正常工作溫度參見表工作精度。各種液壓油的正常工作溫度參見表2.62.6。為了使。為了使油溫控制油溫控制在在最佳范圍內(nèi)，可經(jīng)常使用冷卻器強制冷卻，使用加熱器預(yù)熱。最佳范圍內(nèi)，可經(jīng)常使用冷卻器強制冷卻，使用加熱器預(yù)熱。第7章 液壓輔助元件 冷卻器有冷卻器有水冷式水冷

16、式、風(fēng)冷式風(fēng)冷式和和冷媒式冷媒式三種。三種。 最簡單的最簡單的水冷式冷卻器水冷式冷卻器是蛇形管式，如圖是蛇形管式，如圖7.127.12所示，它以一所示，它以一組或幾組的形式，直接裝在液壓油箱內(nèi)。冷卻水從管內(nèi)流過時，組或幾組的形式，直接裝在液壓油箱內(nèi)。冷卻水從管內(nèi)流過時，就將油液中的熱量帶走。這種冷卻器的散熱面積小，且因油液就將油液中的熱量帶走。這種冷卻器的散熱面積小，且因油液流動速度很低，因此冷卻效率甚低。流動速度很低，因此冷卻效率甚低。圖7.12 蛇形管冷卻器第7章 液壓輔助元件圖7.13 多管式冷卻器圖7.14 波紋板式冷卻器l外殼 2擋板 3銅管 4隔板l角孔 2雙道密封 3密封槽 4信

17、號孔第7章 液壓輔助元件圖7.15 板翅式換熱器圖7.16 翅片管式冷卻器第7章 液壓輔助元件 在嚴寒地區(qū)使用液壓設(shè)備，開始工作時油溫低，啟動困難，效率也低，所以必須將油箱中的液壓油加熱。對于要求在恒溫下工作的液壓實驗裝置、精密機床等液壓設(shè)備，也必須在開始工作之前，把油溫提高到一定值。加熱的方法如下。 (1) 用系統(tǒng)本身的液壓泵加熱，使全部油液通過溢流閥或安全閥回到油箱，使液壓泵的驅(qū)動功率大部分轉(zhuǎn)化為熱量，從而油液升溫。 (2) 用表面加熱器加熱，可以用蛇形管蒸汽加熱，也可用電加熱器加熱。為了不使油液局部高溫導(dǎo)致燒焦，表面加熱器的表面功率密度不應(yīng)大于3W/cm2。加熱器圖7.17 電熱器加熱第

18、7章 液壓輔助元件管件和管接頭油管的種類和選用油管的種類和選用 液壓系統(tǒng)中使用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、塑料管和尼龍管等幾液壓系統(tǒng)中使用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、塑料管和尼龍管等幾種，一般是根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力、工作環(huán)境和液壓元件的安裝位置等因種，一般是根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力、工作環(huán)境和液壓元件的安裝位置等因素來選用?，F(xiàn)代液壓系統(tǒng)一般使用鋼管和橡膠軟管，很少使用銅管、塑料管素來選用?，F(xiàn)代液壓系統(tǒng)一般使用鋼管和橡膠軟管，很少使用銅管、塑料管和尼龍管。和尼龍管。管接頭的種類和選用管接頭的種類和選用 1. 1. 焊接式管接頭焊接式管接頭圖圖7.18 7.18 焊接式管接頭焊接式管接頭l l

19、接管接管 2 2螺母螺母 3 3O O形密封圈形密封圈 4 4接頭體接頭體 5 5組合墊圈組合墊圈第7章 液壓輔助元件管件和管接頭2. 2. 卡套式管接頭卡套式管接頭圖圖7.19 7.19 卡套式管接頭卡套式管接頭l l油管油管 2 2卡套卡套 3 3螺母螺母 4 4接頭體接頭體 5 5組合墊圈組合墊圈 圖圖7.197.19所示為卡套式管接頭所示為卡套式管接頭結(jié)構(gòu)。這種管接頭主要包括具有結(jié)構(gòu)。這種管接頭主要包括具有2424錐形孔的接頭體錐形孔的接頭體4 4，帶有尖，帶有尖銳內(nèi)刃的卡套銳內(nèi)刃的卡套2 2，起壓緊作用的，起壓緊作用的壓緊螺母壓緊螺母3 3三個元件。三個元件。 第7章 液壓輔助元件管

20、件和管接頭3. 3. 錐密封焊接式管接頭錐密封焊接式管接頭 圖圖7.20 7.20 錐密封焊接式管接頭錐密封焊接式管接頭l l組合墊圈組合墊圈 2 2接頭體接頭體3 3O O形密封圈形密封圈 4 4螺母螺母5 5接管接管 圖圖7.207.20所示為錐密封焊接式所示為錐密封焊接式管接頭結(jié)構(gòu)。這種管接頭主要由管接頭結(jié)構(gòu)。這種管接頭主要由接頭體接頭體2 2、螺母、螺母4 4和接管和接管5 5組成，組成，除具有焊接式管接頭的優(yōu)點外，除具有焊接式管接頭的優(yōu)點外，由于它的由于它的O O形密封圈裝在接管形密封圈裝在接管5 5的的2424錐體上，使密封有調(diào)節(jié)的可錐體上，使密封有調(diào)節(jié)的可能，密封更可靠。工作壓力為能，密封更可靠。工作壓力為34.5MPa34.5