液壓及氣動傳動(課件PPT) 第六章 液壓輔助件

1、液壓與氣壓傳動第6章液壓輔件26.1蓄能器蓄能器6.2過濾器過濾器6.3 油箱油箱6.4 管件管件6.5 密封裝置密封裝置第6章液壓輔件36.1.1 蓄能器的工作原理蓄能器的工作原理 蓄能器有彈簧式、重錘式和充氣式三類，常用的是充氣式。在蓄能器中氣體和油液被隔離。根據(jù)隔離的方式不同，充氣式常用的有活塞式(如圖61a)和氣囊式(如圖61b)。 圖6-2為蓄能器工作原理示意圖，蓄能器基本上有四個部分組成：殼體1，隔層3，隔層上的可壓縮氣體2（或重錘或彈簧），以及隔層下部與系統(tǒng)相連的工作液體4。第6章液壓輔件4圖圖6-1 充氣式蓄能器充氣式蓄能器 活塞式蓄能器氣囊式蓄能器第6章液壓輔件5圖圖6-2

2、蓄能器工作原理示意圖蓄能器工作原理示意圖 第6章液壓輔件6 1. 1. 充液階段（儲能階段）充液階段（儲能階段） 圖6-2a為蓄能器排液后的狀態(tài)，這時隔層上下工作的液體和氣體（重力或彈簧力）處于平衡狀態(tài)，此時工作液體體積為V1。當系統(tǒng)壓力增高，工作液的壓力也隨之增高，破壞了原來的平衡狀態(tài)，在液壓力的作用下，隔層向上移動，系統(tǒng)中的工作液進入蓄能器（這時的體積增加為V2），直至達到平衡狀態(tài)，如圖6-2b所示。 2. 排液階段（釋放階段）排液階段（釋放階段） 當系統(tǒng)壓力小于蓄能器的工作液壓力時，在氣體的壓力（重力或彈簧力）的作用下，隔層下移，工作液向系統(tǒng)排放，直至平衡狀態(tài)，如圖6-2c所示，此階段稱

3、為排液階段。此階段把在充液階段儲存的工作液部分或全部排到系統(tǒng)中。其工作過程可分為充液、排液兩個階段。其工作過程可分為充液、排液兩個階段。第6章液壓輔件76.1.2 蓄能器的用途蓄能器的用途 蓄能器是一種用來貯存和釋放液壓能的裝置，合理利用蓄能器是節(jié)約能源的手段，其主要功用如下：1. 1. 作輔助動力源作輔助動力源 2. 2. 保壓和補充泄漏保壓和補充泄漏 3. 3. 吸收壓力沖擊與壓力脈動吸收壓力沖擊與壓力脈動 第6章液壓輔件86.1.3 蓄能器的參數(shù)計算蓄能器的參數(shù)計算1. 蓄能器的容積計算蓄能器的容積計算蓄能器的容積計算指的是氣腔中氣體容積。由氣體定律有： 001 122nnnp VpVp

4、 V常數(shù)（6-1）(1) 蓄能器在等溫條件下工作時： 一般用于維持壓力，補償泄露的蓄能器，其釋放能量的速度緩慢，可認為氣體在等溫條件下工作（n=1）, 可按下式計算：001211()VVppp（6-2）第6章液壓輔件9 (2) 蓄能器在絕熱條件下工作時： 當蓄能器用于大量供油時，其釋放能量迅速，一般可認為氣體在絕熱條件下工作，可按下式計算：(3) 蓄能器在多變過程時： 實際上蓄能器工作過程大多屬于多變過程，在貯油時，氣體壓縮為等溫過程，放油時氣體膨脹為絕熱過程，所以應(yīng)按下式計算：（6-3）（6-4）第6章液壓輔件102imaxmaxppp 12p(1.25 1.18)p 2. 蓄能器的壓力確定

5、蓄能器的壓力確定（1）蓄能器的最低工作壓力 的確定2p 蓄能器的最低工作壓力 應(yīng)能滿足執(zhí)行機構(gòu)最大負載工作時所需壓力?？砂聪率接嬎悖?p（2）蓄能器最高壓力 的確定1p1p 蓄能器的最高壓力 的確定，既要考慮到蓄能器壽命，又要考慮到能適當增加有效排油量；系統(tǒng)壓力又不至于過高，且相對穩(wěn)定。常用的經(jīng)驗公式為： （6-6）（6-5）第6章液壓輔件11（3）蓄能器的充氣壓力 的確定0p對于氣囊式蓄能器：一般取10)85. 08 . 0(pp （6-7）00,p V 分別為蓄能器儲油前的充氣壓力和氣室容積；11,p V分別為蓄能器最高工作壓力和最高工作壓力下的氣體體積；23,p V分別為蓄能器維持的最低

6、工作壓力和最低工作壓力下的氣體體積；第6章液壓輔件126.2.1 過濾器的功用過濾器的功用 據(jù)統(tǒng)計，液壓系統(tǒng)中有7080的故障是和液壓油的污染有關(guān)。油液被污染所混入的顆粒狀雜質(zhì)或油液自身氧化生成的氧化物等，將加速液壓元件的磨損、卡死運動件或堵塞閥口、工作間隙和小孔，使元件失效。油液的污染程度直接影響元件和系統(tǒng)的正常工作及可靠性。過濾器的功用就是濾去油液中的雜質(zhì)，維護油液的清潔，防止油液污染，保證系統(tǒng)正常工作。6.2.2過濾器的型式過濾器的型式 過濾器按過濾精度可分為粗過濾器和精過濾器兩大類；按濾芯的結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)式、線隙式、燒結(jié)式、紙芯式和磁性等；按過濾材料的過濾原理可分為表面型、深度型、磁性三

7、種。第6章液壓輔件131. 表面型過濾器表面型過濾器 這種過濾器的慮芯表面與液壓介質(zhì)接觸，就象篩網(wǎng)一樣把污物阻留在其外表面。最常用的有網(wǎng)式和線隙式過濾器兩種。如圖6-3a,6-3b。圖圖6-3a 網(wǎng)式過濾器網(wǎng)式過濾器 第6章液壓輔件14圖6-3b 線隙式過濾器第6章液壓輔件152. 2. 深度型過濾器深度型過濾器 濾芯由多孔可透性材料制成，材料內(nèi)部具有曲折迂回的通道，大于表面孔徑的粒子直接被攔截在靠油液上游的外表面，而較小污染粒子進入過濾材料內(nèi)部，撞到通道壁上，濾芯的吸附及迂回曲折通道有利污染粒子的沉積和截留。這種濾芯材料有紙芯、燒結(jié)金屬、毛氈和各種纖維類等。圖6-4a所示為紙芯式過濾器，圖6

8、-4b所示為燒結(jié)式過濾器。 圖6-4a紙芯式過濾器第6章液壓輔件16 其原理是利用磁鐵吸附油液中的鐵質(zhì)微粒，但對其他污染顆粒不起作用，常與其他形式濾芯一起制成復(fù)合式過濾器，適用于金屬切削機床液壓系統(tǒng)中。 圖6-4b 燒結(jié)式過濾器3. 磁性過濾器磁性過濾器第6章液壓輔件176.2.3 過濾器的選用與安過濾器的選用與安裝裝 根據(jù)所設(shè)計的液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，按過濾精度、通油能力、工作壓力、油液黏度和工作溫度等來選用不同類型的過濾器及其型號。 在選用時應(yīng)注意如下幾點： (1)過濾精度應(yīng)滿足系統(tǒng)要求： 過濾精度分為粗（顆粒直徑d0.1mm）、普通（d0.01mm）、精(d0.005mm)和特精（d0.0

9、001mm）四個等級。(2)要有足夠的通流能力。(3)濾芯要有足夠的強度，不因油液壓力而損壞。(4)考慮過濾器其他功能： 如對于需要濾芯堵塞報警的場合，可選擇帶發(fā)訊裝置的過濾器等。第6章液壓輔件186.2.4 過濾器的安裝過濾器的安裝1.安裝在泵的吸油口2.安裝在泵的出口3.安裝在系統(tǒng)的回油路上4.安裝在系統(tǒng)的分支油路上5.安裝在獨立的過濾系統(tǒng)第6章液壓輔件196.3 油箱油箱1. 油箱的功用和結(jié)構(gòu)油箱的功用和結(jié)構(gòu) 油箱主要功用：儲存液壓系統(tǒng)所需的足夠油液，散發(fā)油液中的熱量，分離油 液中氣體及沉淀污物等。 油箱有整體式和分離式兩種。整體式利用本機的內(nèi)腔作為油箱。分離式油箱單獨設(shè)置，與主機分開，

10、圖6-5所示為小型分離式油箱典型結(jié)構(gòu)。第6章液壓輔件20圖6-5 分離式油箱第6章液壓輔件21n 油箱設(shè)計時應(yīng)注意的問題油箱設(shè)計時應(yīng)注意的問題1）油箱容量的確定，是油箱設(shè)計的關(guān)鍵。 2）油箱一般用2.54 mm的鋼板焊接而成的，對于大容量的油箱還要加焊角鐵，加強筋以增加其剛性。 3）油箱中應(yīng)設(shè)吸油過濾器，要有足夠的通流能力。因需經(jīng)常清洗過濾 器，所以在油箱結(jié)構(gòu)上要考慮拆卸方便。4）吸油管和回油管要盡量遠離，它們之間要用隔板隔開，增加油液循環(huán)的距離，以利散熱、沉淀雜質(zhì)和分離氣泡，隔板高度一般為液面高度的3/4。吸油管和回油管管端切成450，以增大通流面積，斜切口應(yīng)面向箱壁。管端與箱底、箱壁間距離

11、應(yīng)大于管徑的三倍，過濾器距箱底不應(yīng)小于20mm。第6章液壓輔件225）為防止油液污染，油箱蓋板、管口處都要妥善密封。蓋板上還應(yīng)裝置空氣慮清氣，它還兼作為加油和防止油箱出現(xiàn)負壓而設(shè)置的通氣孔。6）油箱側(cè)壁應(yīng)設(shè)置油位計及溫度計。具體尺寸、結(jié)構(gòu)可參看有關(guān)資料及設(shè)計手冊。第6章液壓輔件23 管件包括油管和管接頭，其功用是連接液壓元件和輸送液壓油。它應(yīng)保證有足夠強度，密封性好，無泄漏，壓力損失小和裝拆方便等。 1. 油管油管 液壓系統(tǒng)常用油管有鋼管、紫銅管、尼龍管、塑料管和橡膠軟管等。應(yīng)當根據(jù)液壓裝置工作條件和壓力大小來選擇油管。各種油管的特點及適用場合如表6-1所示。 油管尺寸的確定：油管尺寸主要指內(nèi)

12、徑d和壁厚，它是根據(jù)液壓系統(tǒng)的流量和壓力來計算：vqd2 2pd（6-19）（6-20）第6章液壓輔件24表表61 各種油管的特點及適用場合各種油管的特點及適用場合第6章液壓輔件252.管接頭管接頭 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。管接頭必須在強度足夠的前提下，在壓力沖擊和振動下要保持管路的密封性、連接牢固、外形尺寸小、加工工藝性好、壓力損失小等要求。管接頭種類繁多，具體規(guī)格品種可查閱有關(guān)手冊。管接頭的連接螺紋采用國家標準米制錐螺紋（ZM）和普通細牙螺紋（M）。在液壓系統(tǒng)中常用的管接頭有：擴口式管接頭（圖6-6），焊接式管接頭（圖6-7），卡套式管接頭（圖6-8），橡膠軟

13、管接（圖6-9）和快速管接頭（圖6-10）等。 第6章液壓輔件26圖圖6-6 擴口式管接頭擴口式管接頭 第6章液壓輔件27圖圖6-7 焊接式管接焊接式管接頭頭 第6章液壓輔件28圖圖6-8 卡套式管接頭卡套式管接頭 第6章液壓輔件29圖圖6-9 橡膠軟管接頭橡膠軟管接頭 第6章液壓輔件30圖圖6-10 快速管接頭快速管接頭 第6章液壓輔件31 密封裝置是用來防止液壓系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏以及外界灰塵和異物的侵入，保證系統(tǒng)建立所需的工作壓力。密封裝置的性能直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能和效率，是衡量液壓系統(tǒng)性能的一個重要指標。密封裝置的類型及特點: 密封裝置的種類很多，按被密封部位運動情況，可分為動密封

14、和靜密封兩大類。常用的密封有以下幾種。 1. 間隙密封間隙密封2. O型密封圈型密封圈第6章液壓輔件32圖圖6-12 O型密封圈型密封圈 圖圖6-11 間隙密封間隙密封 第6章液壓輔件33圖圖6-13 O型密封圈的擋圈安裝型密封圈的擋圈安裝 第6章液壓輔件343. 唇型密封圈唇型密封圈 唇型密封圈是依靠密封圈的唇口受液壓力作用變形，使唇邊貼緊密封面而進行密封的，液壓力越高，唇邊貼得越緊，并且具有磨損后自動補償?shù)哪芰?。這類密封一般用于往復(fù)運動密封。常見的有Y型 (圖 6-14 ,15)、YX型（圖6-16）、V型 (圖6-17)等。（1）Y形密封圈（2）Yx形密封圈（3）V形密封圈第6章液壓輔件35圖圖6-14 Y型密封圈型密封圈 第6章液壓輔件36圖圖6-15 Y型密封圈的安裝及支承環(huán)結(jié)構(gòu)型密封圈的安裝及支承環(huán)結(jié)構(gòu) 第6章液壓輔件37圖圖6-16 YX型密封圈型密封圈 第6章液壓輔