《液压传动》辅助元件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,*,*,在液压系统中除液压泵、液压马达、液压缸和控制阀等基本元件外，还有许多辅助元件，如管道（油管）和管接头、油箱、冷却器和加热器、滤油器、蓄能器和密封件等。从液压传动的工作原理来看，这些元件是起辅助作用，但从保证液压系统完成传递力和运动的任务来看却是非常重要的。它们对系统的正常工作、工作效率、使用寿命等影响极大。因此，在设计、制造和使用液压设备时，对辅助元件必须予以足够的重视。,概述,第五章 液压辅助元件,1,油管和管接头在液压系统中的作用是连接各液压元件，以保证工作介质的循环流动，并传递能量。因此要求管道在输油过程中压力损失小，无泄漏，且有足够的强度，装配维修方便等。,为保证管道的压力损失较小，油管和管接头必须有足够的通流截面积，使油液在管道中的流动速度不致过大，且要求长度尽量短，管壁光滑，避免通流断面的突变及管道方向急剧变化。,5.1 油管及管接头,2,1）油管的材料,油管的种类有无缝钢管、有缝钢管、耐油橡胶软管、紫铜管、尼龙管、塑料管等。油管材料是依据液压系统各部位的压力、工作要求和各部件间的位置关系等选择的。,（1）无缝钢管：在中、高压系统中得到广泛应用。无缝钢管有冷拔和热轧两种。冷拔管的外径尺寸精确，质地均匀，强度高。一般多选用10号，15号冷拔无缝钢管。吸油管和回油管等低压管路，允许采用有缝钢管，其最高工作压力不大于10公斤/厘米2。,5.1 油管及管接头,1 油管,3,1）油管的材料,（2）橡胶软管：用于有相对运动的部件间的连接，能吸收液压系统的冲击和振动，装配方便。橡胶软管分为高压软管和低压软管两种，高压软管用夹有钢丝的耐油橡胶制成。钢丝有缠绕和交叉编织两种，一般有23层。钢丝层数越多，管径越小，耐压力越高，最高使用压力可达3540MPa。低压软管是由夹有帆布的耐油橡胶制成，适用于工作压力小于15公斤/厘米2（/15公斤力/1.5MPa）的场合。,（3）紫铜管：易弯曲成所需的形状，安装方便，且管壁光滑，摩擦阻力小。但耐压力低，抗振能力弱，只适于中、低压油路（不大于6.3MPa）。,5.1 油管及管接头,1 油管,4,1）油管的材料,（4）耐油塑料管：价格便宜，装配方便，但耐压力低（不大于5公斤/厘米2）。可用于某些回油管和泄漏油管。,（5）尼龙管：国内已试制生产，可用于中、低压油路，有的使用压力可达80公斤/厘米2,2）油管内径d可根据通过的流量和允许流速来确定,3）管壁厚度的确定：根据材料许可应力计算出尺寸后，应按照标准选取相应的油管。,5.1 油管及管接头,1 油管,5,管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆装连接件。它应满足拆装方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压力损失小及工艺性好等要求。,管接头的种类很多，其规格、品种可查阅有关技术手册。液压系统中油管与管接头的常见连接方式见表5.1-3。管路旋入用的连接螺纹采用国家标准米制锥螺纹（ZM）和普通细牙螺纹（M）。前者靠自身锥体旋紧并采用聚四氟乙烯密封，广泛应用与中压、低压液压系统；后者密封性能好，常用于高压系统，但要采用组合垫圈或O型密封圈进行端面密封，有时也可采用紫铜垫密封。,5.1 油管及管接头,2 管接头,6,管接头的型式以金属接头居多，常用的有扩口薄管接头、焊接式管接头、,卡套式管接头、扣压式、插销式、快速接头等。,1)扩口薄管接头:如图所示。它由,管接头体1、套筒2和螺母3组成。套,筒2和管接头体1与油管4连接部位做,成内、外圆锥面，将油管4端部扩大,成喇叭口后，再和管接头连接，并,用螺母3压紧。,扩口薄管接头用来连接薄壁钢管、,铜管及塑料管等，其工作压力不,大于5MPa。,2 管接头,5.1 油管及管接头,7,2）焊接式管接头,这种管接头的结构，,如图所示。油管端,部先焊上一个接管3，,然后用螺母2将接,管3和管接头体1连,接起来。管接头尾,部用锥螺纹或O形密,封圈与其他液压元,件连接。适用于管道尺寸精度要求不高，压力可达31.5MPa,2 管接头,5.1 油管及管接头,8,3）高压卡套式管接头，结构如图所示。管接头由接头体2、卡套3和螺母4组成。螺母带有内锥面，在拧紧螺母时，此锥面使卡套变形被压紧后，卡套其刃口便嵌入管壁而达到密封的目的。卡套中间部分因受压缩力而弯曲，起一种弹簧作用，从而保证管接头在受振动时不会松动。管接头尾部用螺纹与液压元件连接，靠密封垫圈1密封。,2 管接头,5.1 油管及管接头,9,由于接头体2的形状不同，在液压元件标准中，高压卡套式管接头有直通、三通、直角、铰接等多种形式。其中绞接接头在连接时不受方向性限制，且允许连接管绕固定轴线摆动。,10,4）扣压式管接头，管接头由接头外套和接头芯组成，软管装好后再用模具扣压，使软管得到一定的压缩量。此结构具有较好的抗拔脱和密封性能,2 管接头,5.1 油管及管接头,11,5）快速管接头：在接头内装有两个单向阀，接头连接时两个单向阀被顶开接成通路；接头拆开时，单向阀自行关闭，截断通路，使管内液体不会流失。接头连接时，先将管芯插入管套内，再将外套推至左边压缩弹簧的位置。此时外套在弹簧的作用下压紧钢球，使管套与管芯卡死而被固定。当需要拆开接头时，把外套接至弹簧松开的位置（图示的位置），此时外套,不再压紧钢球，钢球松动，,管芯即可拉出而断开。快,速接头适用于经常拆卸的,场合。结构比较复杂，局,部阻力损失也较大。,2 管接头,5.1 油管及管接头,12,6）插销式管接头,利用U形卡固定管子。U形卡起连接作用，密封圈起挤紧密封作用，拆装迅速、方便、适用于经常拆卸的液压支架管路。,2 管接头,5.1 油管及管接头,13,油箱的用途主要是储油、散热、分离杂质、逸出空气等作用，所以油箱的容量和结构应满足以下要求：,（1）具有足够容量，以满足液压系统对油量的要求，同时当系统工作时，油面应保持一定的高度；当系统停止工作或检修时，应容得下返回的工作油。,（2）能分离出油中的空气和杂质，并能散发出液压系统工作过程中产生的热量，使油温不超过容许值。,（3）油箱上部应适当地透气，以保证油泵正常吸油。,（4）便于油箱中元件和附件的安装和更换。,（5）便于装油和排油。,其中，油箱的散热是决定油箱容量结构的主要因素。,5.2 油 箱,1 功能,14,按油箱内液面是否与大气相通可分为：,开式油箱,闭式油箱（充气式）,按是否与整机合为一体可分为：,整体式（电机和液压泵多在油箱上部）,分离式,5.2 油 箱,2 分类,15,常见开式油箱，由钢板焊接而成。根据使用要求，油箱结构设计时应注意以下几点：,（1）吸油管和回油管距离应尽量远，吸油侧和回油侧要用隔板隔开，以增大油箱内油液循环的距离，利于油液冷却和气泡，并使杂质沉淀在回油管一侧。隔板的高度约为最低油面高度的2/3。吸油管离油箱底部的距离应不小于管径的2倍，距箱边应不小于管径的3倍，以使回、吸油畅通。回油管口管端切成45角、且必须浸入最低油面之下，以避免回油将空气带入油液中。,（2）油箱上的盖板及油管进、出口要加密封装置，注油口应有滤油网。密封的油箱应有通气孔，以使在通常情况下油箱内的压力保持为大气压。,（3）油箱应便于维修和清洗。为了便于放油，油箱的底面应有适当斜度，并应设置放油塞或放油阀。在油箱侧壁易见处设置油位指示器。必要时还应设有温度计。,（4）油箱内壁需用耐油涂料涂漆，用以防锈和防凝水。,5.2 油 箱,3 结构,16,17,油箱的容积是根据液压系统的散热要求确定的，在不设冷却器的液压系统中。当油箱的尺寸比（长：宽：高）为1：1：1到1：2：3时，油箱的有效容积可按下式近似计算：,上式仅适用于油箱中的油面高度为油箱高度的0.8倍的场合。油箱的设计容积应为计算容积的1.2倍。,一般油箱容积可按油泵每分种输油量的35倍来确定,5.2 油 箱,4 容积计算,18,当利用油箱散热不足以使油温保持在允许范围之内时，就应在系统中设置冷却器。,对冷却器性能的主要要求是：,（1）要有足够的散热面积，以保持油温在允许范围之内。,（2）油通过时压力损失要小。,（3）在系统负荷变化时，容易控制油液保持恒定温度。,（4）有足够的强度。,5.3 冷却器,1.作用与性能,19,按冷却介质不同，冷却器可分为水冷、风冷和媒冷式，其结构形式有多种。,管式冷却器,：油从右侧上部的油孔c进入，从左侧上部的油孔b流出。冷却水从右端盖4中部的孔d进入，经过多根水管3的内部，从左端盖1的孔a流出。油在水管外部流过，三块隔板2用来增加油的循环路线长度，以改善热交换的效果。为了提高散热性能，水管采用紫铜管为好，壁厚可为11.5毫米。,2.种类与特点,5.3 冷却器,20,冷却器一般在安装在回油管路或低压管路中，必要时也可,安装在液压泵（作辅助泵）的出油口，构成独立的冷却回路。,（1）冷却器安装在主溢流阀溢流口,这种安装方式的特点是：溢,流阀产生的热油直接获得冷却，不,受系统冲击压力的影响，单向阀起,保护作用，截至阀可在启动时使液,压油液直接回油箱。,5.3 冷却器,3.安装,21,（2）冷却器安装在主回油路上,这种安装方式的特点是：,冷却器直接装在主回油路上，,冷却速度快，但系统回路有,冲击压力时，要求冷却器能,承受较高压力。,5.3 冷却器,3.安装,22,（3）独立冷区回路,独立冷却回路的优点是：单独的液压泵,将热的工作介质通入冷却器，冷却器不受液,压冲击的影响。,5.3 冷却器,3.安装,23,油液中含有杂质可引起运动零件表面划伤，加速零件的磨损,使寿命降低，同时杂质还会堵塞节流口和阻尼孔等缝隙，以及引,起滑阀卡死等，造成工作部件的运动不稳定、动作失调等故障,有足够的过滤精度，即能阻挡一定大小的杂质。,通油性能好。当油液通过时，在产生一定压降的情况下，单位过滤面积通过的油量要大，一般安装在液压泵吸入口的滤网，其过滤能力应为液压泵容量的2倍以上；,过滤材料应有一定的机械强度，不致因受油的压力而损坏；,在一定的温度下，应有良好的抗腐蚀性和足够的寿命；,清洗维修方便，容易更换过滤材料。,5.4 滤油器,1.功能与要求,24,网式滤油器,滤芯为一层或两层方格铜丝网包在圆形支架上构成。标准产品无外壳，直接安装在油泵吸油管入口处，浸在油箱液面之下，能滤去杂质颗粒为0.130.4毫米，用以保护油泵。,线 隙 式 滤 油 器,1）滤芯由绕在芯架上的一层金属线组成，依靠线间微小间隙来挡住油液中杂质的通过；为了增加滤纸的过滤面积，纸芯作成折叠形。油液从滤芯外面进入滤芯，纸芯滤油器的过滤精度高，一般用作精过滤，但易堵塞，无法清洗，需常换纸芯,2）用于低压管道中，当在液压泵吸油管上时，它的流量规格应选的比泵为大,5.4 滤油器,2.种类,25,烧 结 式 滤 油 器,1）滤芯由金属粉末烧结而成，利用金属颗粒间的微孔来挡住油中杂质通过。滤芯的形状可以做成杯状、管状、板状和碟状等形状。改变金属粉末的颗粒大小，就可以制成不同过滤精度的滤芯；,2）过滤精度高，适用于精过滤；滤芯强度高，承受热应力和冲击性能好，能承受高压，能在较高温度下工作；有良好的抗腐蚀性；性能较稳定；制造简单；再生性好。其主要缺点是：金属颗粒易脱落，易堵塞，堵塞后极难清洗，使用中烧结颗粒也易脱落等。,5.4 滤油器,2.种类,26,磁性滤油器,用于清除油液中的铁,屑，铸铁粉末等铁磁性物质，其,滤芯用永久性磁铁做成。当油液,通过滤芯与壳体之间的环形空隙,时，油中的铁屑、铸铁粉末便被,磁性滤芯吸附在铁滤网上。也可,用几块永久性磁铁放在油箱里回,油管处，作为简易磁性滤油器。,2.种类,5.4 滤油器,27,滤油器按其过滤精度不同可分为：粗滤油器、普通滤油器、,精密滤油器和特精滤油器四种,选择滤