第五章液压辅件_龙水根_液压传动

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,滤油器,蓄能器,油箱及热交换器,其他辅件,第五章 液压辅件,51 滤油器,一、滤油器的选用和过滤精度,二、滤油器的典型结构,三、滤油器的选用,四、滤油器的安装位置,1、液压系统的油液中的各种污染物：,外部污染物:切屑、锈垢、橡胶颗粒、,漆片、棉丝,内部污染物：零件磨损的脱落物、,油液因理化作用的生成物,一、滤油器的作用和过滤精度,滤油器的过滤精度通常用能被过滤掉的杂质颗粒的公称尺寸(,m),大小来表示。一般要求系统过滤精度小于运动副间隙的一半。此外，压力越高，对过滤精度要求就越高。,近年来，人们用另一个指标:过滤比,x。,x,滤油器入口尺寸大小,x,(,m),颗粒数,滤油器出口处尺寸大小,x,(,m),的颗粒数,可见，,x,表示了滤油器过滤污染物的能力,。,2、过滤精度和过滤比,滤油器的总类很多，主要类型有：,机械式滤油器,网式滤油器；,线隙式滤油器；,片式滤油器；,纸芯式滤油器；,烧结式滤油器；,磁性滤器,二、滤油器的典型结构,机械式滤油器主要靠过滤介质阻挡杂质；磁性滤油器则靠过滤介质的磁性吸出油液中的铁末。,1. 网式滤油器,网式滤油器结构如图。这种滤油器的过滤精度与铜丝网的网孔,大小和层数有关。图,示结构实际上只是一,个滤芯。网式滤油器,的优点是通油能力大,压力损失小，容易清,洗，但过滤精度不高,主要用于泵吸油口。,2. 线隙式滤油器,线隙式滤油器结构如图所示。其滤芯采用绕在骨架上的铜丝来 替代上图中的铜丝网。,过滤精度决定于铜丝,间的间隙，故称为线,隙式滤油器。它常用,于液压系统的压力管,及内燃机的燃油过滤,系统。,3.,纸芯式滤油器,纸芯式滤油器是以处理过的滤纸做过滤材料。为了增加过滤面积，纸芯上的纸呈波纹状。纸芯式滤油器性能可靠，是液压系统中广泛采用的一种滤油器。 但纸芯强度较低， 且堵塞后无法清理，,所以必须经常更换,纸芯。,滤油器纸芯外形,4. 烧结式滤油器,烧结式滤油器结构如图所示，滤芯是用颗粒状青铜粉压制烧结而,成，属于深度型滤油器。,烧结式滤芯强度较高，,耐高温，性能稳定，抗,腐蚀性能好，过滤精度,高，是一种常用的精密,滤芯。但其颗粒容易脱,落，堵塞不易清洗。,三、滤油器的选用,选用滤油器时应考虑一下三个问题：,1. 滤孔尺寸,滤芯的滤孔尺寸可根据过滤精度或过滤比的要求来选取。,2. 通过能力,滤芯应有足够的通流面积。通过的流量愈高，则要求通流面积愈大。一般可按要求通过的流量，由样本选用相应的规格的滤芯。,3. 耐压,包括滤芯的耐压以及壳体的耐压。这主要靠设,计时的滤芯有足够的通流面积，使滤芯上的压降足够小，以避免滤芯被破坏。当滤芯堵塞时，压降便增加，故要在滤油器上装置安全阀或发讯装置报警。必须注意滤芯的耐压与滤油器的使用压力是两回事。当提高使用压力时，只需考虑壳体（以及相应的密封装置）是否能承受，而与滤芯的耐压无关。,四、滤油器的安装位置,1、滤油器安装于液压泵吸油口,（见图中1）,此位置可避免较大颗粒的杂质进入液压泵，但要求滤油器有很大的通油能力和较小的压力损失。一般采用过滤精度较低的网式滤油器。,2、滤油器安装于液压泵压油,口,（见图中2）,此位置可用以保护除液压泵以外的其它液压元件。要求滤油器能耐高压。,3、滤油器安装于回油管,路,（见图中3）,此位置使油液在流回油箱之前先经过过滤 ，使油箱中的油液得到净化。此种滤油器壳体的,耐压性能可较低。,4、,滤油器安装在旁油路,上,（见图中4）,此位置可使管路中大的油液不断净化，使油液的污染程度得到控制。,5、独立的过滤系,统,（见图中5）,这是将滤油器和泵组成一个独立于液压系统之外的过滤回路。它的作用也是不断净化系统中的油液，与将滤油器安装在旁路上的情况相似。它需要增加设备（泵），适用于大型机械的液压系统。,结束, 5,2蓄能器,一、蓄能器的类型,二、蓄能器的功用,三、充气式蓄能器的选用,一、蓄能器的类型,重锤式蓄能器原理见右图。它利用重锤的位置变化来储存和释 放能量。重锤,1,作用于 油液，油液压力决定 于弹簧的预紧力和活 塞面积。这种蓄能器 目前已很少采用，只 有在个别的低压系统 中还能见到。,1.,重锤式蓄能器,2. 弹簧式蓄能器,弹簧式蓄能器的原理和结构如图所示：,3.充气式蓄能器,这是一种直接式接触式蓄能器。其结构如图。它是一个下半部盛油液，上半部充压缩气体的气瓶。这种蓄能器容量大，体积小，惯性小，反应灵敏。但是气体容易混入油液中，使油液的可压缩性增加，并且耗气量大，必须经常补气。,充气式蓄能器利用压缩气体储存能量。,（1）气瓶式蓄能器,（,2）活塞式蓄能器,这是一种隔离式蓄能器。其机构如图。它利用活塞使气油液隔 离，以减少气体渗入 油液的可能性。其容 量大，常用于中、 高 压系统，但正逐渐被 性能更完善的气囊式 蓄能器所代替。,（,3）气囊式蓄能器,气囊式蓄能器也是一种隔离式蓄能器。其结构如图。外壳2为两端成球形 的圆柱体，壳体内有一个用耐 油橡胶制成的气囊3。气囊出口 上设充气阀1，充气阀只在为气 囊充气时才打开，平时关闭。这 种蓄能器中气体和液体完全隔离 开，而且蓄能器的重量轻，惯性 小，反应灵敏，是当前最广泛应 用的一种蓄能器。,二、蓄能器的功用,蓄能器在液压系统中的功用主要有以下几个方面：,1.短期大量供油,2.系统保压,3.应急能源,4.缓和冲击压力,5.吸收脉动压力,上诉五项中，前三项属辅助能源，后二项属减少压力冲击，改善性能的辅助装置。,使用蓄能器时应注意一下几点：,气瓶式蓄能器需要垂直安装，气体在上部，油液处于下部，以避免气体随液体一起排出。,装在管路上的蓄能器必须用支承架固定。,蓄能器与管路系统之间应安装截至阀，以便在系统长期停止工作以及充气和检修时，将蓄能器与主油路切断。蓄能器与液压泵之间还应安装单向阀，以防止液压泵停转时蓄能器内的压力油倒流。,三、充气式蓄能器的选用,液压泵流量的计算,在一个工作循环内各阶段所需流量如图，液压泵的流量,Q,p,为：,Q,p,=,Q,i,t,i,/T,Q,i,第,i,阶段所需流量；,t,i,第,i,阶段持续的时 间；,T,一个循环的总时间；,n,一个循环的总阶段 数。,i=1,n,2. 蓄能器工作容积,V,w,的计算,这里,V,w,指,的是蓄能器所能储存油液的最大容积。在工作循环中，当所需流量大于泵流量时，蓄能器释放能量；而当所需流量小于泵的流量时，蓄能器储存能量。在各个工作阶段，蓄能器释放的油量为：,V,i,=(,Q,p,-,Q,i,) ,t,i,t,i,为,负值时，表示释放压力油；,t,i,为正值时表示储存压力油。显然，,V,w,至少应等于,V,i,中的最大值。极限情况下：,V,w,=(1/2) | V,i,|,n,i=1,3. 蓄能器总容积,V,0,的计算,气囊式蓄能器在使用前先充气，压缩气体使气囊占有了蓄能器的全部容积，此时气囊中气体的体积为,V,0,，,绝对压力为,P,0,；,在工作状态下，压力油进入蓄能器，使气囊受压缩，此时压力为,P,2,，,体积为,V,2,；,压力油释放后，气体压力降为,P,1,，,体积膨胀为,V,1,。,一般，,P,1,P,0,。,由气体定律:,P,0,V,0,n,=P,1,V,1,n,=P,2,V,2,n,从而有：,V,w,=V,0,P,0,1/n,(1/P,1,),1/n,式中,n,指数。,结束, 53油箱及热交换器,一、油箱,二、热交换器,一、油箱,油箱用以储存油液，以保证供给液压液压系统充分的工作油液，同时还具有散热，使渗 入油液中的污物沉淀等作用。油箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱中的油液的液面与大气相通，而闭式油箱中油液的液面与大气隔绝。开式油箱又分为整体式和分离式。所谓整体式是指利用主机的底座等作为油箱。而分离式油箱则与三机分离并与泵组成一个独立的供油单元（泵站）。,进行油箱设计时，应注意以下几点：,1. 应考虑清洗，换油方便。,2. 油箱应有足够的容量。,3.,吸油管及回油管应隔开，最好用一个或几个隔板隔开，以增加油液循环距离，使油液有充分时间沉淀污物，排出气泡和冷却。,4. 吸油管距离箱底距离,H,2D，,距离壁大于3,D（D,为吸油管外径）。,油箱一般用2.54,mm,的钢板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角铁和筋板，以增加刚性。,要防止油液渗漏和污染。,油箱应便于安装、吊装和维修。,二、热交换器,液压系统中的功率损失几乎全部变成能量，使油液温度升高。 要是散热面积不够，则需要采用冷却器，使油液的平衡温度降低到合适的范围内。按冷却介质分，冷却器可分为风冷、水冷、和氨冷等多种形式。一般液压系统中主要采用前两种。,水冷却器有,蛇形管式,、,多管式,和,翅片式,等。风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组成。冷却器安装在回油管，避免受高压。,1、冷却器,图为冷却器外形及安装位置,2. 加热器,液压系统中油液的加热一般用电加热器，加热方式见下图。由于直接和加热器接触的油液温度可能很高，会加速油液老化，所以这种电加热器应慎用。,结束, 54 其它辅件,一、管道,二、管接头,三、压力表,四、压力表开关,一、管道,液压系统中使用的管道分为硬管和软管两类。硬管有无缝钢管、有缝钢管和铜管等；软管则有橡胶管和尼龙管等。油管的内径,d,按下式计算：,d=2,.,(Q/2,),1/2,式中,Q,通过油管的流量；,V,管道中允许的流速。 压油管壁厚计算式如下：,pd/2(,),P,油管工作压力；（,）,油管材料许用压力。,在配置液压系统管道时还应注意以下几点：,尽管缩短管路，避免过多的交叉迂回；,2. 弯硬管时在使用弯管器，弯曲部分保持圆滑，防止皱折。,3.,金属管随意接时要留有胀缩余地。,4. 随意接软管时要防止软管受拉或受扭。,根据计算所得油管的直径和壁厚，对照标准，选用相近的规格。,二、管接头,管接头是油管与油管、油管与液压元件的可拆装的连接件。它应该满足拆装方便，连接牢固，密封可靠，外尺寸小，通油能大，压力损失小以及工艺性好等要求。管接头的种类很多，按接管接头的通路数量和流向可分为直通、弯管、三通、和四通等；而按管接头和油管的连接方式不同又可分为扩口式焊接式、卡套式等。,三、压力表,液压系统各工作点的压力可通过压力表观测，以便调整和控制。最常用的压力表是弹簧弯管式压力表。压力表的精度等级以其误差占量程的百分数来表示。选用压力表时系统最高压力约为量程的,3/4,比较合理。为防止压力冲击损坏压力表，常在通至压力表的通道上设置阻尼器,(,见图,),。,图为压力表实物,四、压力表开关,压力油路与压力表之间往往装有一压力表开关。见下图。它实际上是一个小型截止阀，用于切断与接通压力表和油路的通道。压力表开关有一点、 三点、六点等。,结束,