液壓與氣動(dòng)技術(shù) 第2版 課件 5.6 液壓輔助元件

液壓與氣壓系統(tǒng)控制

Hydraulicandpneumaticcontrolsystem泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院項(xiàng)目5認(rèn)識(shí)液壓系統(tǒng)

任務(wù)5.6液壓輔助元件液壓輔助元件學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠辨別常用液壓輔助件的實(shí)物與圖形符號(hào)了解各類(lèi)液壓輔助件的結(jié)構(gòu)、功用和選用方法。能夠選用常用液壓輔助元件。液壓輔助元件任務(wù)布置液壓輔助裝置是液壓系統(tǒng)不可缺少的組成部分，在液壓系統(tǒng)中起輔助作用。包括蓄能器、過(guò)濾器、油箱、油管、管接頭、密封件、壓力計(jì)、壓力開(kāi)關(guān)、熱交換器等液壓輔助元件。本任務(wù)要求了解各類(lèi)常用液壓輔助件結(jié)構(gòu)、功用和選用方法。液壓輔助元件相關(guān)知識(shí)油管和管接頭油管液壓系統(tǒng)中使用的油管，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠軟管等多種類(lèi)型，應(yīng)根據(jù)液壓元件的安裝位置、使用環(huán)境和工作壓力等進(jìn)行選擇。液壓輔助元件管接頭管接頭必須強(qiáng)度足夠，能在振動(dòng)、壓力沖擊下保持管路的密封性。在高壓處不能向外泄漏，在有負(fù)壓的吸油管路上不允許空氣向內(nèi)滲入。焊接式管接頭多用于鋼管連接中。它連接牢固，利用球面進(jìn)行密封，簡(jiǎn)單而可靠；缺點(diǎn)是裝配時(shí)球形頭1與油管焊接，因而必須采用厚壁鋼管?？ㄌ资焦芙宇^用在鋼管連接中。它利用卡套2卡住油管1進(jìn)行密封，軸向尺寸要求不嚴(yán)，裝拆簡(jiǎn)便，不必事先焊接或擴(kuò)口，但對(duì)油管的徑向尺寸精度要求較高，一般用精度較高的冷拔鋼管作油管。液壓輔助元件擴(kuò)口式管接頭擴(kuò)口管接頭由接頭體1、管套2和接頭螺母3組成．它只適用于薄壁銅管、工作壓力不大于8MPa的場(chǎng)合。擰緊接頭螺母，通過(guò)管套就使帶有擴(kuò)口的管子壓緊密封，適用于低壓系統(tǒng)。膠管接頭膠管接頭有可拆式和扣壓式兩種，各有A、B、C三種形式。隨管徑不同可用于工作壓力在6~40MPa的液壓系統(tǒng)中，圖示為扣壓式管接頭，這種管接頭的連接和密封部分與普通的管接頭是相同的，只是要把接管加長(zhǎng)，成為芯管l，并和接頭外套2一起將軟管夾住(需在專(zhuān)用設(shè)備上扣壓而成)，使管接頭和膠管連成一體。液壓輔助元件快速接頭快速接頭全稱(chēng)為快速裝拆管接頭，無(wú)需裝拆工具，適用于經(jīng)常裝拆處。圖示為油路接通的工作位置，需要斷開(kāi)油路時(shí)，可用力把外套4向左推，再拉出接頭體5，鋼球3(有6~12顆)即從接頭體槽中退出，與此同時(shí)，單向閥的錐形閥芯2和6分別在彈簧l和7的作用下將兩個(gè)閥口關(guān)閉，油路即斷開(kāi)。這種管接頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜．壓力損失大。伸縮管接頭如圖所示，這種接頭用于兩個(gè)元件有相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)要求時(shí)管道連接的場(chǎng)合。這種管接頭的結(jié)構(gòu)類(lèi)似一個(gè)柱塞缸，移動(dòng)管的外徑必須精密加工，固定管的管口處則需加粗，并設(shè)置導(dǎo)向部分和密封裝置。液壓輔助元件壓力表系統(tǒng)中各工作點(diǎn)如油泵出口、減壓閥后的壓力，一般都借助壓力表來(lái)觀察，以調(diào)整到要求的工作壓力。連接壓力表的管接頭，表徑小的(Φ60)為M10×1，M14×1.5，表徑大的(Φ100、Φ150)為M20×1.5。壓力表的測(cè)量上限分為0.16，0.25，0.4，0.6，1，1.6，2.5，4，6，10，25MPa等幾種。液壓輔助元件油箱1.油箱的功用與分類(lèi)油箱的基本功能是儲(chǔ)存工作介質(zhì)，散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量，分離油液中混入的空氣，沉淀污染物及雜質(zhì)。油箱中安裝有很多輔件，如冷卻器、加熱器、空氣過(guò)濾器及液位計(jì)等。按油面是否與大氣相通可分為開(kāi)式油箱與閉式油箱。液壓輔助元件油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)油箱多為用鋼板焊接成長(zhǎng)方形或方形的箱體。箱壁在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下盡量選用較薄的材料，以利于散熱。箱底及箱蓋可適當(dāng)加厚。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，油箱的有效容量可按下述經(jīng)驗(yàn)公式確定

式中：V——油箱的有效容量；

——液壓泵的流量，單位L／min；

m——系數(shù)，單位min。低壓系統(tǒng)為2～4min，中壓系統(tǒng)為5～7min，中高壓或高壓系統(tǒng)為6～12min。對(duì)功率較大且連續(xù)工作的液壓系統(tǒng)，必要時(shí)還要進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以最后確定油箱容量。液壓輔助元件過(guò)濾器1.過(guò)濾器的功用：清除油液中的固體雜質(zhì)，使油液保持清潔，延長(zhǎng)液壓元件使用壽命，保證系統(tǒng)工作可靠。過(guò)濾器的圖形符號(hào)

a)過(guò)濾器一般符號(hào)b)磁性過(guò)濾器c)污染指示過(guò)濾器液壓輔助元件過(guò)濾器的主要性能指標(biāo)（1）過(guò)濾精度表示過(guò)濾器對(duì)各種不同尺寸污染顆粒的濾除能力。常用的評(píng)定指標(biāo)為：絕對(duì)過(guò)濾精度、過(guò)濾比。絕對(duì)過(guò)濾精度，指能通過(guò)濾芯元件的堅(jiān)硬球狀顆粒的最大尺寸，它反映濾芯的最大通孔尺寸。它是選過(guò)濾器最重要的性能指標(biāo)。我國(guó)產(chǎn)品常用此精度。d≥0.1mm為粗濾器；d≥0.01mm為普通濾器；d≥0.005mm為精濾器；d≥0.001mm為特精濾器。

過(guò)濾比βx，指過(guò)濾器上游油液中大于某尺寸x的顆粒數(shù)與下游油液中大于x的顆粒數(shù)之比。βx越大，過(guò)濾精度越高。（2）壓降特性和納垢容量壓降特性指油液通過(guò)過(guò)濾器濾芯時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失。過(guò)濾精度越高，壓降越大。納垢容量指過(guò)濾器的壓降達(dá)到規(guī)定值前，可以濾除或容納的污染物數(shù)量。液壓輔助元件過(guò)濾器的主要類(lèi)型網(wǎng)式過(guò)濾器它的結(jié)構(gòu)是在周?chē)_(kāi)有很多窗孔的塑料或金屬筒性骨架1上包著一層鋼絲網(wǎng)2。過(guò)濾精度由網(wǎng)孔大小和層數(shù)決定。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通流能力大，清洗方便，壓降小，但過(guò)濾精度低可濾去d＞0.08～0.18mm顆粒，壓力損失不超過(guò)0.01MPa常用于泵入口處，用來(lái)濾去混入油液中較大顆粒的雜質(zhì)，保護(hù)液壓泵免遭損壞。因?yàn)樾枰?jīng)常清洗，安裝時(shí)需要注意便于拆裝。液壓輔助元件線隙式過(guò)濾器圖5-24所示為線隙式過(guò)濾器，它用銅線或鋁線2密繞在筒形心架的外部組成濾芯，并裝在殼體3內(nèi)(用于吸油管路上的過(guò)濾器則無(wú)殼體)。線隙式過(guò)濾器依靠銅(鋁)絲間的微小間隙來(lái)濾除固體顆粒，油液經(jīng)線間縫隙和心架槽孔流入過(guò)濾器內(nèi)，再?gòu)纳喜靠椎懒鞒??？蔀V去d≥0.03～0.1mm顆粒，壓力損失約為0.07～0.35MPa這種過(guò)濾器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通流能力大，不易清洗，過(guò)濾精度高于網(wǎng)式過(guò)濾器，一般用于低壓回路或輔助回路。液壓輔助元件紙芯式過(guò)濾器紙芯式過(guò)濾器又稱(chēng)紙質(zhì)過(guò)濾器，其結(jié)構(gòu)類(lèi)同于線隙式，只是濾芯為濾紙，油液經(jīng)過(guò)濾芯時(shí)，通過(guò)濾紙的微孔濾去固體顆粒。為了增大濾芯強(qiáng)度，一般濾芯有三層組成：外層2為粗眼鋼板網(wǎng)，中間層3為折疊成W形的濾紙，里層4由金屬網(wǎng)與濾紙一并折疊而成。濾芯中央還裝有支承彈簧5。紙芯式過(guò)濾器（可濾去d≥0.05～0.03mm顆粒，壓力損失約為0.08～0.4MPa）紙芯式過(guò)濾器過(guò)濾精度高，可在高壓下工作，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，通流能力大，但易堵塞，無(wú)法清洗，需經(jīng)常更換濾芯，常用于過(guò)濾質(zhì)量要求高的高壓系統(tǒng)。液壓輔助元件燒結(jié)式過(guò)濾器選擇不同粒度的粉末燒結(jié)成不同厚度的濾芯可以獲得不同的過(guò)濾精度。油液從側(cè)孔進(jìn)入，依靠濾芯顆粒之間的微孔濾去油液中的雜質(zhì)，再?gòu)闹锌琢鞒?。燒結(jié)式過(guò)濾器的過(guò)濾精度較高，濾芯強(qiáng)度高，抗沖擊性能好，能在高溫下工作，有良好的抗腐蝕性，且制造簡(jiǎn)單，但易堵塞難清洗，使用過(guò)程中燒結(jié)顆?？赡軙?huì)脫落。可濾去d≥0.01～0.1mm顆粒，壓力損失約為0.03～0.2MPa，一般用于要求過(guò)濾精度較高的系統(tǒng)中。磁性過(guò)濾器利用磁鐵吸附鐵磁微粒，對(duì)其他污染物不起作用，故一般不單獨(dú)使用。液壓輔助元件過(guò)濾器的安裝位置安裝濾油器時(shí)應(yīng)注意，一般濾油器只能單向使用，即進(jìn)、出口不可互換，以利于濾芯清洗和安全。因此，過(guò)濾器不要安裝在液流方向可能變換的油路上，必要時(shí)可增設(shè)單向閥。液壓輔助元件

熱交換器冷卻器一般冷卻器的最高工作壓力在1.6MPa以?xún)?nèi)，使用時(shí)應(yīng)安裝在回油管路或低壓管路上，所造成的壓力損失一般為0.01~0.1MPa。液壓輔助元件

加熱器加熱器應(yīng)安裝在油液流動(dòng)處，以利于熱量的交換。由于油液是熱的不良導(dǎo)體，單個(gè)加熱器的功率容量不能太大，以免其周?chē)鸵旱臏囟冗^(guò)高而發(fā)生變質(zhì)現(xiàn)象。液壓輔助元件蓄能器蓄能器是液壓系統(tǒng)中的儲(chǔ)能元件，它儲(chǔ)存多余的油液，并在需要時(shí)釋放出來(lái)供給系統(tǒng)。目前常用的是利用氣體膨脹和壓縮進(jìn)行工作的充氣式蓄能器。液壓輔助元件充氣式蓄能器分類(lèi)充氣式蓄能器根據(jù)結(jié)構(gòu)分為：活塞式、氣囊式、隔膜式三種活塞式蓄能器活塞1的上部為壓縮氣體(一般為氮?dú)?，下部是高壓油?；钊?隨下部壓力油的儲(chǔ)存和釋放而在缸筒2內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)。蓄能器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng),主要用于大體積和大流量。因活塞有一定的慣性和O形密封圈存在較大的摩擦力，所以反應(yīng)不夠靈敏，不宜用于吸收脈動(dòng)和液壓沖擊以及低壓系統(tǒng)。此外，活塞的密封件磨損后，會(huì)使氣液混合，影響系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。

液壓輔助元件皮囊式蓄能器皮囊式蓄能器中氣體和油液用皮囊隔開(kāi)氣囊慣性小，反應(yīng)靈敏，應(yīng)用范圍非常廣泛，但皮囊式的使用壽命一般不如活塞式的長(zhǎng)。液壓輔助元件蓄能器的功用（1）作輔助動(dòng)力源在間歇工作或?qū)崿F(xiàn)周期性動(dòng)作循環(huán)的液壓系統(tǒng)中，蓄能器可以把液壓泵輸出的多余壓力油儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)，由蓄能器釋放出來(lái)。這樣可以減少液壓泵的額定流量，從而減小電機(jī)功率消耗，降低液壓系統(tǒng)溫升。（2）保壓補(bǔ)漏若液壓缸需要在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)保壓而無(wú)動(dòng)作，可用蓄能器保壓并補(bǔ)充泄漏，這時(shí)可令泵泄荷。（3）作急動(dòng)力源（4）吸收系統(tǒng)脈動(dòng)，緩和液壓沖擊吸收系統(tǒng)沖擊和脈動(dòng)液壓輔助元件蓄能器的安裝（1）氣囊式蓄能器應(yīng)垂直安裝，油口向下。（2