《液壓與氣動技術(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授課周次7-2上課日期上課時間單元學(xué)時2上課地點教研室主任審核教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)知識目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.能夠正確選擇、使用、維護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；2.掌握過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理及應(yīng)用。1.培養(yǎng)學(xué)生善于分析、歸納總結(jié)、知識獲取和應(yīng)用的自主學(xué)習(xí)能力；2.培養(yǎng)學(xué)生樹立樂學(xué)善用的意識；3.培養(yǎng)學(xué)生團隊協(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)計任務(wù)1：蓄能器和過濾器任務(wù)2：油箱、壓力表及壓力表開關(guān)任務(wù)3：管件和密封元件重點難點及解決方法重點：1.油箱的功用及油箱的設(shè)計；2.過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.密封元件的工作機理及應(yīng)用；難點：1.油箱的功用及油箱的設(shè)計；2.過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。使用外語單詞過濾器（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》（第5版），左健民，機械工業(yè)出版社，2016.4.（2）《液壓與氣動技術(shù)》，周進民，機械工業(yè)出版社，2012.12.（3）《液壓氣動識圖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）液壓實驗臺（3）各種液壓元件步驟名稱教學(xué)內(nèi)容及能力/知識目標(biāo)教師活動學(xué)生活動時間分配（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)課的項目情境；向?qū)W生介紹本單元課的教學(xué)目標(biāo)、重點和難點。教師觀看學(xué)生展示上節(jié)課理實作業(yè)項目成果，并對其存在的問題予以糾正；公布上節(jié)課項目考核成績教師提問。學(xué)生聽講、思考10課內(nèi)講解任務(wù)訓(xùn)練蓄能器和過濾器能力目標(biāo)：能夠正確選擇蓄能器和過濾器。知識目標(biāo)：1.掌握蓄能器的類型和作用；2.掌握蓄能器安裝和使用的注意事項；3.掌握過濾器的種類和作用；講解蓄能器的類型、作用、使用和安裝的注意事項，過濾器的功用、種類、使用和安裝注意事項。學(xué)生認真聽講、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、壓力表及壓力表開關(guān)能力目標(biāo)：能夠正確選擇油箱、壓力表和開關(guān)。知識目標(biāo)：1.掌握油箱的作用分類和結(jié)構(gòu)。2.掌握壓力表和壓力表開關(guān)的作用。講解油箱的作用、分類和結(jié)構(gòu)及壓力表和開關(guān)的作用。學(xué)生認真聽講、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。知識目標(biāo)：1.掌握油管的種類、管路安裝的技術(shù)要求和管接頭的種類；2.掌握密封元件的種類和作用。講解油管的種類、管路安裝的技術(shù)要求，管接頭、以及密封元件的種類和作用。學(xué)生認真聽講、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)歸納點評總結(jié)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，強調(diào)重點和難點，掌握本節(jié)課的重點知識點和技術(shù)實踐。教師講解，總結(jié)本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容，強調(diào)重點和難點，并進行課程思政。學(xué)生聽講，可提出問題，師生互動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)理實作業(yè)1.作業(yè)：P131第1、2、8題；2.完成相應(yīng)內(nèi)容測試。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.知識點回顧（1）液壓缸的結(jié)構(gòu)特點和工作原理。（2）方向控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用。（3）各類壓力控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用。（4）流量控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用。2.成果展示由16-20號學(xué)生展示第13單元課的理實作業(yè)，老師點評，糾正錯誤點。二、項目情境小王去買液壓輔助元件，但他不知道液壓輔助元件都有哪些，各有什么作用。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們來幫助小王解決這個問題。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；（2）掌握過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理及應(yīng)用。2.重點和難點（1）油箱的功用及油箱的設(shè)計；（2）過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）密封元件的工作機理及應(yīng)用。教學(xué)設(shè)計任務(wù)1：蓄能器和過濾器一、相關(guān)知識1.蓄能器（1）蓄能器的功用和分類蓄能器是一種能將具有液壓能的壓力油儲存起來，并在系統(tǒng)需要時再將其釋放出來的儲能裝置。1）蓄能器的功用蓄能器的功用主要有以下幾方面：①用作輔助動力源②用作應(yīng)急動力源③補償泄漏和保持恒壓④吸收脈動，降低噪聲⑤吸收液壓沖擊2）蓄能器的類型蓄能器主要有以下幾種類型：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，氣體從閥門3充入，油液經(jīng)油孔a和系統(tǒng)連通。其優(yōu)點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)簡單，工作可靠，安裝容易，維護方便，壽命長；其缺點是由于活塞慣性大，有摩擦阻力，故反應(yīng)不夠靈敏?；钊叫钅芷髦饕糜趦δ埽贿m于吸收壓力脈動和壓力沖擊。圖6-1（c）所示為其圖形符號。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)原理（c）圖形符號圖6-1活塞式蓄能器1—活塞；2—缸體；3—閥門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)裝入一個耐油橡膠制成的氣囊，氣囊內(nèi)充氣（一般為氮氣），氣囊外儲油，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，它能使油液通過閥口進入蓄能器，又能防止當(dāng)油液全部排出時氣囊膨脹出容器之外。氣囊式蓄能器的優(yōu)點是氣囊慣性小，反應(yīng)靈敏，容易維護；其缺點是氣囊及殼體制造困難。圖6-2（c）所示為其圖形符號。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）圖形符號圖6-2氣囊式蓄能器1—充氣閥；2—殼體；3—氣囊；4—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、價格、品質(zhì)及使用壽命、安裝維修的方便性及生產(chǎn)廠家的貨源情況等。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、制造蓄能器，而應(yīng)選擇專業(yè)生產(chǎn)廠家的定型產(chǎn)品。2）蓄能器的使用不能在蓄能器上進行焊接、鉚焊及機械加工；蓄能器絕對禁止充氧氣，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，用泵向蓄能器注滿油液，然后使泵停止，讓壓力油通過與蓄能器相接的閥慢慢地從蓄能器流出。在排油過程中觀察壓力表，壓力表指針會慢慢下降。當(dāng)達到充氣壓力時，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，并遠離熱源。用于降低噪聲、吸收壓力脈動和壓力沖擊的蓄能器，應(yīng)盡可能靠近振動源。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、維修蓄能器時或長時間停機時使用。2.過濾器液壓系統(tǒng)工作過程中，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)中使用過濾器對油液進行過濾。當(dāng)油液經(jīng)過過濾器的濾芯上無數(shù)微小間隙或孔時，雜質(zhì)被阻隔而分離出來。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）過濾器的主要性能指標(biāo)過濾器的主要性能指標(biāo)有過濾精度、壓降特性、通流能力、納垢容量、工作壓力和溫度等。1）過濾精度過濾精度是指過濾器濾除直徑為d的雜質(zhì)顆粒的公稱尺寸（單位：μm）。過濾器按過濾精度不同可分為四個等級：粗過濾器（d≥100μm）；普通過濾器（d≥10～100μm）；精密過濾器（d≥5～10μm）；特精過濾器（d≥1～5μm）。不同的液壓系統(tǒng)有不同的過濾精度要求，可參照表6-1選擇。研究表明，由于液壓元件相對運動表面間的間隙較小，如果采用高精度過濾器可有效地控制1～5μm的污染顆粒，液壓泵、液壓馬達、各種液壓閥及液壓油的使用壽命均可大大延長，液壓故障也會明顯減少。2）壓降特性壓降特性主要是指油液通過過濾器濾芯時所產(chǎn)生的壓力損失。濾芯的精度越高，所產(chǎn)生的壓降越大。濾芯的有效過濾面積越大，其壓降就越小。3）納垢容量納垢容量是指過濾器在壓力下降達到規(guī)定值以前，可以濾除并容納的污垢數(shù)量。納垢容量越大，過濾器的使用壽命越長。4）工作壓力和溫度過濾器在工作時，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，過濾器要有較好的抗腐蝕性，工作性能要穩(wěn)定。（2）過濾器的類型和結(jié)構(gòu)特點按濾芯材料和結(jié)構(gòu)的不同，過濾器可分為網(wǎng)式、線隙式、紙芯式、燒結(jié)式和磁性式等多種。1）網(wǎng)式過濾器圖6-3（a）所示為網(wǎng)式過濾器的外形。其結(jié)構(gòu)原理如圖6-3（b）所示，銅絲網(wǎng)3包在四周開了很多窗口的金屬或塑料圓筒2上。過濾精度由網(wǎng)孔大小和層數(shù)決定。網(wǎng)式過濾器的特點是結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，清洗方便，壓降小，但過濾精度較低。網(wǎng)式過濾器常用于泵的吸油管路對油液的粗過濾。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)原理圖6-3網(wǎng)式過濾器1—上蓋；2—骨架；3—濾網(wǎng)；4—下蓋2）線隙式過濾器圖6-4（a）、圖6-4（b）分別所示為線隙式過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（常用銅線或鋁線）繞在筒形芯架1上組成濾芯2，靠金屬線間的微小間隙來阻擋油液中的雜質(zhì)。這種過濾器的特點是結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，過濾精度比網(wǎng)式過濾器高，但不易清洗。線隙式過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線隙式過濾器1—骨架；2—濾芯；3—殼體3）紙芯式過濾器圖6-5（a）所示為紙芯式過濾器的結(jié)構(gòu)原理，它與線隙式過濾器的結(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)層起增大濾紙的強度和均勻折疊空間的作用。它的過濾精度較高，通流能力大，濾芯價格低，但不能清洗，需經(jīng)常更換紙芯。紙芯式過濾器常用于過濾精度要求較高的精密機床、數(shù)控機床、伺服機構(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)過濾器時產(chǎn)生的壓力差達到規(guī)定值時，活塞和永久磁鐵即向右移動，使感簧管的觸點吸合，于是電路接通，發(fā)出信號，提醒操作人員更換濾芯，或?qū)崿F(xiàn)自動停機保護。4）燒結(jié)式過濾器圖6-7（a）所示為燒結(jié)式過濾器的濾芯外形。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)。其過濾精度較高，耐壓、耐腐蝕，性能穩(wěn)定，制造簡單。其缺點是清洗困難，若有顆粒脫落，會造成系統(tǒng)損壞。（a）濾芯外形（b）結(jié)構(gòu)原理圖6-7燒結(jié)式過濾器1—端蓋；2—殼體；3—濾芯5）磁性式過濾器磁性式過濾器是利用磁性來吸附油液中的鐵末等可磁化的雜質(zhì)的。由于這種過濾器對其他雜質(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)合式濾芯的過濾器。（3）過濾器的選用和安裝1）過濾器的選用選用過濾器時，要根據(jù)液壓系統(tǒng)對過濾器的要求和工作條件，確定過濾器的類型、過濾精度、尺寸大小以及其他工作參數(shù)。選擇過濾器的一般原則如下：①過濾精度滿足設(shè)計要求。②具有足夠大的通流能力，壓力損失小。③濾芯應(yīng)有足夠的強度，過濾器的工作壓力應(yīng)小于許用工作壓力。④濾芯抗腐蝕性好，能在規(guī)定的溫度下長時間工作。⑤濾芯的更換、清洗及維護方便。2）過濾器的安裝在液壓系統(tǒng)中，過濾器可以根據(jù)具體工作條件和過濾器的類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濾器通常安裝在液壓泵的吸油管路上，并需要浸沒在油箱液面以下，目的是濾去較大的雜質(zhì)微粒以保護液壓泵。為了不影響泵的吸油性能，避免氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生，過濾器的過濾能力應(yīng)為液壓泵額定流量的兩倍以上，壓力損失不得超過0.02MPa。必要時，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濾器安裝在液壓泵的壓油管路上，其目的是用來濾除可能侵入閥類等元件的污染物。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濾。由于回油路壓力低，可采用強度低的過濾器，其壓力降對系統(tǒng)也影響不大。一般都與過濾器并聯(lián)一單向閥，起旁通作用，當(dāng)過濾器堵塞達到一定壓力損失時，單向閥打開，如圖6-8中3所示。圖6-8過濾器的常見安裝方式④安裝在系統(tǒng)的分支油路上當(dāng)液壓泵的流量較大時，若采用上述各種方式過濾，過濾器結(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)格過濾器，對油液起濾清作用，如圖6-8中4所示。⑤單獨過濾系統(tǒng)大型液壓系統(tǒng)可專設(shè)一液壓泵和過濾器組成獨立的過濾回路，專門用來清除系統(tǒng)中的雜質(zhì)，還可與加熱器、冷卻器、排氣器等配合使用。濾油車即為單獨過濾系統(tǒng)，如圖6-8中5所示。二、實踐訓(xùn)練1.任務(wù)下達（1）蓄能器有什么功用？（2）說明過濾器的種類及作用。2.學(xué)生實踐按上述要求完成操作。任務(wù)2：油箱、壓力表及壓力表開關(guān)一、相關(guān)知識1.油箱（1）油箱的功用和種類油箱在液壓系統(tǒng)中的功能：儲存液壓系統(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-電動機裝置及液壓控制閥安裝在油箱的頂部組成一體，稱為液壓站。大中型液壓設(shè)備一般采用獨立油箱，即油箱與泵-電動機裝置、液壓控制閥分開設(shè)置。當(dāng)泵-電動機裝置安置在油箱側(cè)面時，稱為旁置式油箱；當(dāng)泵-電動機裝置安置在油箱下方時，稱為下置式油箱（高架油箱）。油箱除可按其與泵-電動機裝置的安裝位置分類外，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式油箱和壓力式油箱，其中開式油箱應(yīng)用最廣。1）開式油箱油箱液面直接或通過空氣過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開式油箱1—吸油管；2—過濾器；3—空氣過濾器；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)計為立方體或?qū)挕酶摺瞄L為1∶2∶3的長方體。圖6-9（a）所示為開式油箱外形圖，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合要安裝熱交換器，但必須考慮它的安放位置以及測溫、控制等措施。2.壓力表及壓力表開關(guān)（1）壓力表1）常見壓力表的結(jié)構(gòu)原理壓力表的種類很多，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彈簧管1時，彈簧管變形使其曲率半徑加大，端部的位移通過拉桿4使扇形齒輪5擺動，于是與扇形齒輪嚙合的中心齒輪6帶動指針2轉(zhuǎn)動，這時即可由表盤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；4—拉桿；5—齒扇；6—小齒輪2）壓力表的選用選用壓力表時應(yīng)注意的問題主要包括壓力測量范圍（量程范圍）、測量精確度、壓力變化情況（靜態(tài)、慢變、速變和沖擊等）、使用場合（有無振動、濕度和溫度的高低、周圍氣體有無爆炸性和可燃性等）、工作介質(zhì)（有無腐蝕性、易燃性等）、是否有遠傳功能（指示、記錄、調(diào)節(jié)和報警等）以及對附加裝置的要求等。①量程②測量壓力的類型③壓力的變化情況④測量精度（2）壓力表開關(guān)壓力表開關(guān)用于接通或斷開壓力表與測量點油路的通道。壓力表開關(guān)有一點式、三點式、六點式等。多點壓力表開關(guān)可按需要分別測量系統(tǒng)中多點處的壓力。圖6-11（a）所示為六點式壓力表開關(guān)的外形。其結(jié)構(gòu)原理如圖6-11（b）所示，圖示位置為非測量位置，此時壓力表油路經(jīng)溝槽a、小孔b與油箱連通。若將手柄向右推進去，溝槽a將使壓力表與測量點連通，并將壓力表通往油箱的油路切斷，這時便可測出該點的壓力。如將手柄轉(zhuǎn)到另一個測量點位置，便可測出另一點的壓力。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)原理圖6-11六點式壓力表開關(guān)二、實踐訓(xùn)練1.任務(wù)下達（1）說明油箱的作用及種類。（2）說明壓力表的工作原理。2.學(xué)生實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1.管件（1）油管1）硬管①硬管的種類冷拔無縫鋼管；有縫鋼管；紫銅管。②安裝硬管的技術(shù)要求硬管安裝時，對于平行或交叉管道，相互之間要有10mm以上的空隙，以防止干擾和振動。在高壓大流量場合，為防止管道振動，需每隔1m左右用管夾將管道固定在支架上。管道安裝時，路線應(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，進行靜壓試驗，確認合格后再安裝。2）軟管①軟管的種類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運動時，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。對于金屬波紋軟管，若用于運動連接，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安裝時要有一定的長度裕量，以適應(yīng)膠管工作時-2%～+4%的長度變化（油溫變化、受拉、振動等因素引起）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。對管接頭的主要要求是安裝、拆卸方便，抗振動，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牙螺紋時，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)簡單，制造方便，耐高壓（32MPa），密封性能好。其缺點是對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，依靠卡套楔入接頭體與接管之間的縫隙而實現(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）擴口式管接頭擴口式管接頭如圖6-14所示。接管（一般為銅管或薄壁鋼管）端部的擴口角度為74°，導(dǎo)套的內(nèi)錐孔為66°。裝配時的擰緊力通過接頭螺母轉(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，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，擰緊接頭外套并在專用設(shè)備上扣壓，以達到緊密連接的目的。這種管接頭的最高工作壓力可達40MPa。圖6-15扣壓式膠管接頭1—接頭外套；2—接頭芯5）活動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擺動，可分為固定式和活動式。圖6-16所示為活動鉸接式管接頭?；顒鱼q接式管接頭的接頭芯靠臺肩和彈簧卡圈保持其與接頭體的相對位置，兩者之間有間隙可以轉(zhuǎn)動，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32MPa。圖6-16活動鉸接式管接頭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現(xiàn)迅速連接或斷開的管接頭。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）所示為兩個接頭體連接時的工作位置，兩個單向閥芯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)需要斷開油路時，只需將外套4向左推，同時拉出內(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的作用下將兩個閥口關(guān)閉，油路即斷開。同時外套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)系的零件有的相對固定，有的相對運動。由于耦合零件之間存在間隙，不但高壓區(qū)的油液會經(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?；虍愇飼讼抖?，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)成耦合面的兩個零件之間是否有相對運動，可將密封元件分為動密封和靜密封；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對相對運動零件的精密加工，使其配合間隙非常微?。?.01～0.05mm）而實現(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)簡單，摩擦阻力小，磨損小，潤滑性能好，是一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊的密封方式，在液壓泵、液壓馬達、各種液壓閥中得到廣泛的應(yīng)用。其缺點是密封效果差，密封性能隨工作壓力的升高而變差。尺寸較大的液壓缸，要達到間隙密封所需要的加工精度比較困難，也不夠經(jīng)濟。因此間隙密封在液壓缸中僅用于尺寸較小、壓力較低、運動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)簡單、動摩擦阻力小、成本低、使用方便。O形密封圈可用于靜密封，也可用于動密封，且可同時對兩個方向起密封作用。其缺點是用作動密封時，啟動摩擦阻力較大，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，啟動摩擦阻力與停車時間的長短和工作壓力的高低關(guān)系不大，工作時運行平穩(wěn)。Y形密封圈適合在工作壓力不大于20MPa、工作溫度為-30～100℃、運動速度不大于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、夾布橡膠或合成樹脂。V形密封圈的個數(shù)視工作壓力的大小選取，并通過調(diào)整壓緊力達到最佳密封效果。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)下運動時很好地密封，但運動摩擦阻力及結(jié)構(gòu)尺寸較大，不宜用于耦合件相對運動速度較大的場合。此外，為保證良好的密封性能，對壓環(huán)和支承環(huán)的制造精度和強度要求較高，對支承環(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1）當(dāng)密封圈用于圓柱環(huán)形間隙的密封時，若密封圈的安裝溝槽開在軸上，則取密封圈的公稱外徑與軸的外徑相等；若密封圈的安裝溝槽開在軸的耦合件上，則取密封圈的公稱內(nèi)徑與軸的外徑相等。2）當(dāng)O形密封圈用于平面密封時，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)加工簡單，但僅用于單向密封。若用于自吸式液壓泵的進口或瞬時流速大于10m/s的管路，則因管路可能為負壓，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，故會影響液壓系統(tǒng)的正常工作。另外，此時密封圈直接承受管內(nèi)液體的壓力沖擊，因而會降低其使用壽命。為避免出現(xiàn)以上問題，設(shè)計時可選用如圖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，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