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液压与气动控制技术(辛连学)8液压辅助元件


第八章 液压辅助元件

第一节 蓄 能 器 第二节 滤 油 器 第三节 油 箱

第四节 管路和管接头 第五节 密封装置 本章小结 思考题与习题

第八章 液压辅助元件
第一节 蓄 能 器

蓄能器是液压系统中的储能 元件,它储存多余的液压油 液,并在需要时释放出来供 给系统。 蓄能器的类型与结构 蓄能器有重力式、弹簧式和 充气式三类,常用的是充气 式,它又可分为活塞式、气 囊式和隔膜式三种。在此主 要介绍活塞式及气囊式两种 蓄能器。图8-1 充气式蓄能 器 1.活塞式蓄能器 2.气囊式蓄能器 图8-1b所示为NXQ型皮囊折合式 蓄能器,

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第一节 蓄 能 器
二、蓄能器的功用 1.作辅助动力源 2.保压和补充泄漏 3.缓和冲击,吸收压力脉动。 三、蓄能器的安装 蓄能器在液压系统中的安装位置随其功用而定,主要应注意以下几点: 1)气囊式蓄能器应垂直安装,油口向下。 2)用于吸收液压冲击和压力脉动的蓄能器应尽可能安装在振源附近。 3)装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定。 4)蓄能器与液压泵之间应安装单向阀,防止液压泵停止工作时,蓄能器储存的 液压油倒流而使泵反转;蓄能器与管路之间也应安装截止阀,供充气和检修 之用。

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第二节 滤 油 器 一、滤油器的功用和类型 滤油器的功用是过滤混在液压油液中的杂质,降低进入系统中油液的污染度, 保证系统正常地工作。 滤油器按其滤心材料的过滤机制来分,有表面型滤油器、深度型滤油器和吸 附型滤油器三种。 1.表面型滤油器:整个过滤作用是由一个几何面来实现的。滤下的污染杂质被截留 在滤心元件靠油液上游的一面。在这里,滤心材料具有均匀的标定小孔,可以滤除 比小孔尺寸大的杂质。由于污染杂质积聚在滤心表面上,因此它很容易被阻塞住。 编网式滤心、线隙式滤心属于这种类型。 2.深度型滤油器:这种滤心材料为多孔可透性材料,内部具有曲折迂回的通道。大 于表面孔径的杂质直接被截留在外表面,较小的污染杂质进入滤材内部,撞到通道 壁上,由于吸附作用而得到滤除。滤材内部曲折的通道也有利于污染杂质的沉积。 纸心、毛毡、烧结金属、陶瓷和各种纤维制品等属于这种类型。 3.吸附型滤油器:这种滤心材料把油液中的有关杂质吸附在其表面上。磁心即属于 此类。

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第二节 滤 油 器

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第二节 滤 油 器
表8-1 常见的滤油器及其特点 续表

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第二节 滤 油 器 二、滤油器的选用和安装 1.选用 滤油器按其过滤精度(滤去杂质的颗粒大小)的不同,有粗过滤器、普通过 滤器、精密过滤器和特精过滤器四种,它们分别能滤去大于100μm、10~100μm、 5~10μm和1~5μm大小的杂质。 选用滤油器时,要考虑下列几点: (1)过滤精度应满足预定要求。 (2)能在较长时间内保持足够的通流能力。 (3)滤心具有足够的强度,不因液压的作用而损坏。 (4)滤心抗腐蚀性能好,能在规定的温度下持久地工作。 (5)滤心清洗或更换简便。 因此,滤油器应根据液压系统的技术要求,按过滤精度、通流能力、工作压力、油 液粘度、工作温度等条件选定其型号。

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第二节 滤 油 器 2.安装滤油器在液压系统中的安装位置通常有以下几种: (1)要装在泵的吸油口处: 泵的吸油路上一般都安装有表面型滤油器,目的是滤去较大的杂质微粒以保护液 压泵,此外滤油器的过滤能力应为泵流量的两倍以上,压力损失小于0.02MPa。 (2)安装在泵的出口油路上: 此处安装滤油器的目的是用来滤除可能侵入阀类等元件的污染物。其过滤精度应 为10~15μm,且能承受油路上的工作压力和冲击压力,压力降应小于0.35MPa。 同时应安装 安全阀以防滤油器堵塞。 (3)安装在系统的回油路上:这种安装起间接过滤作用。一般与过滤器并连安装 一背压阀,当过滤器堵塞达到一定压力值时,背压阀打开。 (4)安装在系统分支油路上。 (5)单独过滤系统:大型液压系统可专设一液压泵和滤油器组成独立过滤回路。

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第三节 油 一、油箱的功用和结构 1.功用 油箱的功用主要是储存油液,此外还起 着散发油液中热量(在周围环境温度较低的情况下 则是保持油液中热量)、释出混在油液中的气体、 沉淀油液中污物等作用。 2.结构 液压系统中的油箱有整体式和分离式两 种。整体式油箱利用主机的内腔作为油箱,这种 油箱结构紧凑,各处漏油易于回收,但增加了设 计和制造的复杂性,维修不便,散热条件不好, 且会使主机产生热变形。分离式油箱单独设置, 与主机分开,减少了油箱发热和液压源振对主机 工作精度的影响,因此得到了普遍的采用,特别 在精密机械上。 油箱的典型结构如图8-2所示。 箱

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第三节 油 二、油箱设计时的注意事项 箱

1.油箱的有效容积(油面高度为油箱高度80%时的容积)应根据液压系统发热、散 热平衡的原则来计算。 2.吸油管和回油管应尽量相距远些,两管之间要用隔板隔开,以增加油液循环距 离,使油液有足够的时间分离气泡,沉淀杂质,消散热量。 3.为了防止油液污染,油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。 4.为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养,按GB3766—83规定,箱底离 地至少应在150mm以上。箱底应适当倾斜,在最低部位处设置堵塞或放油阀,以 便排放污油。按照GB3766—83规定,箱体上注油口的近旁必须设置液位计。滤油 器的安装位置应便于装拆。箱内各处应便于清洗。 5.油箱中如要安装热交换器,必须考虑好它的安装位置,以及测温、控制等措施。 6.分离式油箱一般用2.5~4mm钢板焊成。箱壁愈薄,散热愈快大尺寸油箱要加焊 角板、筋条,以增加刚性。当液压泵及其驱动电机和其它液压件都要装在油箱上 时,油箱顶盖要相应地加厚。 7.油箱内壁应涂上耐油防锈的涂料。外壁如涂上一层极薄的黑漆(不超过0.025mm 厚度),会有很好的辐射冷却效果。铸造的油箱内壁一般只进行喷砂处理,不涂 漆。

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第四节 管路和管接头 一、 油管 液压传动中,常用的油管有钢管、紫铜管、尼龙管、塑料管、橡胶软管等。 1.钢管 能承受高压,油液不易氧化,价格低廉,但装配弯形较困难。常用的有 10号、16号冷拔无缝钢管,主要用于中、高压系统中。 2.紫铜管 装配时弯形方便,且内壁光滑,摩擦阻力小,但易使油液氧化,耐压 力较低,抗振能力差。一般适用于中、低压系统中。 3.尼龙管 弯形方便,价格低廉,但寿命较短,可在中、低压系统中部分替代 紫铜管。 4.橡胶软管 由耐油橡胶夹以1-3层钢丝编织网或钢丝绕层做成。其特点是装配 方便,能减轻液压系统的冲击、吸收振动,但制造困难,价格较贵,寿命短。一般 用于有相对运动部件间的连接。 5.耐油塑料管 价格便宜,装配方便,但耐压力低。一般用于泄漏油管。

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第四节 管路和管接头

二、管接头 管接头用于油管与油管、油管与液压元件 间的连接。管接头的种类很多,图8-3所示 为几种常用的管接头结构。 图8-3a为扩口式薄壁管接头,适用于铜管 或薄壁钢管的连接,也可用来连接尼龙管 和塑料管,在一般的压力不高的机床液压 系统中,应用较为普遍。 图8-3b为焊接式钢管接头,用来连接管壁 较厚的钢管,用在压力较高的液压系统中。 图8-3c为夹套式管接头,当旋紧管接头的 螺母时,利用夹套两端的锥面使夹套产生 弹性变形来夹紧油管。这种管接头装拆方 便,适用于高压系统的钢管连接,但制造 工艺要求高,对油管要求严格。 图8-3d为高压软管接头,多用于中、低压 系统的橡胶软管的连接。

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第五节 密封装置 一、对密封装置的要求 1.在工作压力和一定的温度范围内,应具有良好的密封性能,并随着压力的增加 能自动提高密封性能。 2.密封装置和运动件之间的摩擦力要小,摩擦系数要稳定。 3.抗腐蚀能力强,不易老化,工作寿命长,耐磨性好,磨损后在一定程度上能自 动补偿。 4.结构简单,使用、维护方便,价格低廉。 二、密封装置的类型和特点 间隙密封 间隙密封是靠相对运动件配合面之间的微小间隙来进行密封的,常用于柱塞、 活塞或阀的圆柱配合副中,一般在阀芯的外表面开有几条等距离的均压槽, 它的主要作用是使径向压力分布均匀,减少液压卡紧力,同时使阀芯在孔中 对中性好,以减小间隙的方法来减少泄漏。这种密封的优点是摩擦力小,缺 点是磨损后不能自动补偿,主要用于直径较小的圆柱面之间,如液压泵内的 柱塞与缸体之间,滑阀的阀芯与阀孔之间的配合。

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2.O形密封圈 O形密封圈一般用耐油橡胶制成,其横截面呈圆形,它具有良好的密封性 能,内外侧和端面都能起密封作用,结构紧凑,运动件的摩擦阻力小,制造 容易,装拆方便,成本低,且高低压均可以用,所以在液压系统中得到广泛 的应用。 图8-4所示为O形密封圈的结构和工作情况。 3.唇形密封圈 唇形密封圈根据截面的形状可分为Y形、V形、U形、L形等。其工作原理如 图8-5所示。目前,液压缸中普遍使用如图8-6所示的所谓小Y形密封圈作为活 塞和活塞杆的密封。 第五节 密封装置

第八章 液压辅助元件
第五节 密封装置 在高压和超高压情况下(压力大 于25MPa)V形密封圈也有应用,V 形密封圈的形状如图8-7 所示。 ? 唇形密封圈安装时应使其唇边开 口面对压力油,使两唇张开,分 别贴紧在机件的表面上。 4.组合式密封装置 由包括密封圈在内的两个以上元 件组成的组合式密封装置。 图8-8(a)所示的为O形密封圈与截 面为矩形的聚四氟乙烯塑料滑环 组成的组合密封装置。 5.回转轴的密封装置 回转轴的密封装置型式很多,图 8-9所示是一种耐油橡胶制成的回 转轴用密封圈 。

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本 章 小 结

知识要点 ?蓄能器类型、结构、功用和安装 ?滤油器的功用、类型、选用和安装 ?油箱的功用、结构和设计时的注意事项 ?管路和管接头结构特点和应用 ?密封装置的类型和特点、对密封装置的要求 液压辅助元件有滤油器、蓄能器、管路和管接头、密封件和油箱等, 除油箱通常需要自行设计外,其余皆为标准件。液压辅助元件和液压元 件一样,都是液压系统中不可缺少的组成部分。它们对系统的性能、效 率、温升、噪声和寿命的影响不亚于液压元件本身。本章主要介绍了这 些液压辅助元件的使用方法及适用场合。重点是油箱的功用和结构;滤 油器的主要安装位置;蓄能器的主要功用、主要密封件的类型、特点等。

思考题与习题
一、填空题 1、蓄能器是液压系统中的储能元件,它_ ___ _多余的液压油液,并在 需要时___ _____出来供给系统。 2.蓄能器有____ ____式、 式和充气式三类,常用的是 式。 3.蓄能器的功用是____ __、____ __和缓和冲击,吸收压力脉动。 4.滤油器的功用是过滤混在液压油液中的_____ __ _,降低进入系统 中油液的 _度,保证系统正常地工作。 5、安装滤油器在液压系统中的安装位置通常有:要装在泵的_ _处、泵的油路上、系统的_ __路上、系统_ _ 油路上或单独过滤系统。 6、油箱的功用主要是_ ____油液,此外还起着_ ___油液中热量、_ ____混在油液中的气体、沉淀油液中污物等作用。 7、液压传动中,常用的油管有_ ___管、_ ___管、尼龙管、塑料管、 橡胶软管等。 8、常用的管接头有 管接头、 管接头、 管接头和高压软管接头。

思考题与习题
二、判断题 ( )1、在液压系统中,油箱唯一的作用是储油。 ( )2、滤油器的作用是清除油液中的空气和水分。 ( )3、油泵进油管路堵塞将使油泵温度升高。 ( )4、防止液压系统油液污染的唯一方法是采用高质量的油液。 ( )5、油泵进油管路如果密封不好(有一个小孔),油泵可能吸不上油。 ( )6、过滤器只能安装在进油路上。 ( )7、过滤器只能单向使用,即按规定的液流方向安装。 ( )10.气囊式蓄能器应垂直安装,油口向下。 三、选择题 1.强度高、耐高温、抗腐蚀性强、过滤精度高的精过滤器是( )。 A.网式过滤器 B.线隙式过滤器 C.烧结式过滤器 D.纸芯式过滤器 2.过滤器的作用是( C ) A.储油、散热 B.连接液压管路 C.保护液压元件 D.指示 系统压力

思考题与习题
四、问答题 1. 对过滤器有何要求? 2. 油箱的作用有哪些?对油箱的要求有哪些? 3.过滤器有那几种类型?它们的效果怎样?一般应安装在什么位置? 4.简述油箱以及油箱内隔板的功能。 5.滤油器在选择时应注意哪些问题? 6.简述蓄能器的功能。 7.密封装置有哪些类型?各有何特点?


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