第六章液压与气动辅件

第六章液压与气动辅件液压辅助装置一气动辅助装置二任务一液压辅助装置液压系统中的辅助元件，是指除液压动力元件、执行元件和控制元件以外的其他各类组成元件，包括管道、管接头、油箱、蓄能器、过滤器及密封件等。这些元件，在液压系统中应用数量多，分布很广，影响很大，必须给予足够的重视。除油箱常需自行设计外，其余的辅助元件已标准化和系列化，皆为标准件，但应注意合理选用。阶段一过滤器1.过滤器的类型及特点过滤器按过滤精度可分为粗过滤器和精过滤器两大类；按滤芯材料和结构可分为网式、线隙式、纸芯式、烧结式和磁性式等过滤器；按过滤方式可分为表面型、深度型和中间型过滤器；按过滤器安放的位置不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回流过滤器等。(1)网式过滤器图为一种网式过滤器的结构，也称滤油网。为了使过滤器有一定强度，方格孔眼的铜网包在四周开有圆孔窗口的金属或塑料圆筒2上。这种过滤器没有外壳，结构最为简单，通油能力大，但过滤效果较差，一般用在液压泵的吸人口。(2)线隙式过滤器它的滤芯由用铜线或铝线密绕在筒形芯架1的外部而成。工作时，流人壳体内的油液经线间隙流人滤芯内，再从上部孔道流出。线隙式过滤器的过滤效果好，结构简单，通油能力强，但滤芯材料强度低，不易清洗。(3)金属烧结式过滤器这种过滤器的滤芯3一般是由颗粒状锡青铜粉压制后烧结而成。它利用铜粉颗粒之间的微孔滤取油液中的杂质。滤芯可以做成杯状、管状、板状和碟状等形状。油液从壳体2左侧A孔进入，经滤芯过滤后，从油孔B流出。这种过滤器强度高、耐高温、抗腐蚀、过滤精度高，是一种使用广泛的精过滤器。缺点是通油能力低，压力损失大，堵塞后清洗比较困难，烧结颗粒容易脱落等。(4)纸芯式过滤器这种过滤器是用微孔过滤纸滤出油液中杂质的。为了增大过滤纸的过滤面积，纸芯1一般作成折叠形。在纸芯内部有带孔的镀锡铁皮做成的芯架2，用来增加强度，以避免纸芯被压力油压破。纸芯式过滤器过滤精度高，但通油能力小，易堵塞，无法清洗，需要经常更换纸芯，适用于低压小流量的精过滤。(5)磁性过滤器磁性过滤器用于过滤液压油的铁屑。简单的磁性过滤器可以用几块磁铁组成。特别适用于经常加工铸件的机床液压系统。磁性滤芯可以与其他过滤材料(如滤纸、铜网)组成组合滤芯，以便同时进行两种方式的过滤。2.过滤器在液压系统中的安装位置图6-6过滤器的安装位置3.过滤器的选用选用过滤器时，应综合考虑以下几方面的因素，以获得最佳的工作可靠性和经济性。(1)过滤精度确定过滤精度时，应根据系统中关键元件对过滤精度的要求，以及液压设备停机检修所造成的损失综合考虑，并不是越高越好。(2)通流能力要能够在较长的时间内保持足够的通流能力。(3)系统的压力和温度滤芯要有足够的强度，不因液压力的作用而损坏，滤芯要有好的抗腐蚀性能，能在规定的温度下持久地工作。(4)要便于清洗或更换滤芯安装过滤器时应注意一般的过滤器都只能单向使用，所以应安装在液流单向通过的地方，最好不要装在液流方向经常改变的油路上，若必须这样设置时，应适当增设单向阀和过滤器，以保证双向过滤。阶段二蓄能器蓄能器是液压系统中一种能够储存油液的压力能并在需要时释放出来供给系统的能量储存装置。1.蓄能器的类型、结构及特点目前常用的是充气式蓄能器，它是利用气体(一般为氮气)的膨胀和压缩进行工作的。充气式蓄能器按结构的不同可分为活塞式、气囊式等。(1)活塞式蓄能器这种蓄能器的优点是结构简单，安装容易，维护方便，寿命长。缺点是由于受活塞运动时惯性和摩擦力的影响，反应不够灵敏，不适于作吸收脉动和液压冲击用。此外，缸筒和活塞之间有密封性能要求，且密封件磨损后，会使气液混合，影响系统的工作稳定性。(2)气囊式蓄能器气囊式蓄能器的优点是气囊惯性小，反应灵敏，可吸收急速的压力冲击和脉动，体积小，重量轻，是目前应用最广泛的一种蓄能器，已形成系列化批量生产。2.蓄能器的功用(1)作应急动力源(2)作辅助动力源(3)补漏保压(4)吸收脉动压力，缓和液压冲击3.蓄能器的安装和使用（1）蓄能器一般应垂直安装，油口向下。（2）蓄能器工作时，承受液压力的作用，因此必须牢固地固定在托架或基础上。（3）泵和蓄能器之间应设置单向阀，防止泵停止工作时，蓄能器内的液压油向泵倒流而使泵反转。（4）用作吸收脉动压力时，蓄能器的安装位置应尽可能靠近振源。（5）搬运和拆装蓄能器时，应先将充入蓄能器内的压缩气体排出去。（6）蓄能器应安装在便于检查和维修的位置，并远离热源。阶段三热交换器在液压系统中，热交换器包括冷却器和加热器。液压系统的正常工作温度应保持在30～50℃，最高温度不超过65℃，最低温度不应低于15℃，为保证油液温度适宜，液压系统能正常工作，必要时应设冷却器或加热器来控制油温。1.冷却器对冷却器的基本要求是散热面积足够大，散热效率高和压力损失小，结构紧凑、坚固、体积小和质量轻，最好有自动控温装置以保证油温控制的准确性。根据冷却介质的不同，冷却器有风冷式、水冷式和冷媒式3种。蛇形管冷却器1.冷却器翅片式多管冷却器结构如图所示。每一管子有两层，内管中通水，外管中通油，油管外面加装横向或纵向散热翅片，以增加其散热面积。这种冷却器冷却效果好，体积和重量轻，翅片采用铝片成本低，不易生锈。2．加热器在严寒地区使用液压设备，开始工作时油温低，启动困难，效率也低，所以必须将油箱中的液压油加热。对于需要油温保持稳定的液压实验设备、精密机床等液压设备要求在恒温下工作，也必须在开始工作之前把油加热。加热器安装示意图热交换器图形符号阶段四油管和管接头1.油管液压传动中，常用的油管有钢管、铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管等，使用时，可根据不同用途来选择。种类用途优缺点钢管在压力较高的管道中优先采用，常用10号、15号冷拔无缝钢管能承受高压，油液不易氧化，价格低廉，但装配弯曲较困难紫铜管在中、低压系统中采用，机床中应用较多，常配以扩口管接头装配时弯曲方便，抗振能力较弱，易使油液氧化尼龙管中、低压系统中使用，耐油压可达到25×105Pa，目前还在试用阶段能代替部分紫铜管，价格低廉，弯曲方便，但寿命短橡胶软管高压软管是由耐油橡胶夹以l～3层钢丝编织网或钢丝缠绕层做成，用于中高压装配方便，能减轻液压系统的冲击。但价格较贵，寿命不长2、管接头管接头是油管与油管、油管与液压件间可拆装的连接件。它应满足拆装方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通油能力大、压力损失小及工艺性好等要求。管接头种类很多，按通路数和流向可分为直通、弯头、三通和四通等；按管接头和油管的连接方式可分为扩口式、焊接式、卡套式等。应用时可参阅有关手册。管接头与液压件之间都采用螺纹连接，在中、低压系统中采用英制螺纹，外加防漏填料；在高压系统中则采用公制细牙螺纹，外加端面垫圈。2、管接头阶段五油箱油箱用来储油、散热、分离油中空气和杂质。在液压系统中，可以利用床身或底座内的空间作油箱，也可以采用单独油箱。利用底座作油箱时，结构比较紧凑，回收漏油比较方便。但油温变化时容易引起热变形，液压泵装置的振动也要影响机械工作性能。所以精密机械多采用单独油箱。2．油箱设计时应注意的问题①箱壁在保证强度和刚度的情况下要尽量薄，以利于散热，通常油箱用2.5～5mm钢板焊接而成，箱盖、箱底可适当加厚，箱底有适当的倾斜，并设有放油孔。②吸油管和回油管的安装距离应尽量远，并加隔板隔开，以利于冷却、沉淀杂质和释放气体。③吸油管端应设有过滤器，过滤能力应为油泵流量的2倍。吸油管、回油管距箱底要大于2倍内径，距箱壁要大于3倍内径，且管端成45°坡口，面对箱壁。④箱盖上设有加油孔、通气孔和安放温度计的孔。⑤根据需要可在油箱的适当部位安装冷却器和加热器。阶段五压力计液压系统中各工作点，如液压泵出口、减压阀后面，润滑系统等处的压力，一般都借助压力计来观察，以便调整到要求的工作压力。压力计的种类较多，最常见的是弹簧弯管式压力计阶段六密封装置密封装置应有良好的密封性能，结构简单，维护方便，价格低廉。密封可分为用于固定连接件之间的静密封和用于相对运动件之间的动密封两类；按工作原理又可分为间隙密封和接触密封。1.间隙密封间隙密封是依靠相对运动零件配合表面之间的微小间隙来防止泄漏的。间隙密封属于非接触式密封，结构简单，摩擦力小，寿命长，但对配合表画的加工精度和表面粗糙度要求较高，且不能完全消除泄漏，密封性能也不能随压力的升高而提高，故只能应用于低压、小直径快速液压缸的动密封中。此外，在各种液压阀、泵和液压马达的动密封中也广泛应用。2.接触密封在液压系统中广泛使用接触密封，即密封圈密封。它可以用于静密封，也可以用于动密封。密封圈使用耐油橡胶、尼龙等材料制成，它套装在活塞、柱塞或阀芯上来防止泄漏。它一般是依靠装配时的预压缩力和工作时液体压力的作用产生弹性变形，通过弹性力紧压在密封表面上实现接触密封的。密封圈按其断面形状不同有O形、Y形、Yx形、V形及组合式等几种，其中Y形、Yx形、V形又称为唇形密封圈。2.接触密封（1）O形密封圈O形密封圈由耐油橡胶制成，断面形状为圆形，结构简单，密封性能好，装卸方便，摩擦阻力小。2.接触密封（2）唇形密封圈Y形密封圈Yx形密封圈2.接触密封（2）唇形密封圈V形加织物密封圈骨架油封任务二气动辅助装置1.油雾器其主要作用是使润滑油雾化后注入空气流中，并随气流进入需要润滑之部位。它是一种特殊的注油装置。2.消声器消声器可以达到降低或消除噪声之目的。主要方法是通过阻尼或加大排气面积，以降低排气的速度和功率消声器有三类，即，吸收型、膨胀干涉型、膨胀干涉吸收型吸收型消声器膨胀干涉吸收型消声器3.转换器气动系统与其他自动控制系统一样，都有发讯、控制和执行部分。其工作介质是压缩空气，而讯号传感部分不一定全用气动，可能用电、液体及其他介质，这就需要转换器。转换器是将电、液、气信号相互间转换的辅件，用来控制气动系统工作。气动系统中的转换器主要有气→电、电→气、气→液等。3.气液转换器气液转换器的储油量应不小于液压缸最大有效容积的1．5倍。4.自动排水器随着对空气净化要求的提高，利用人工的方法定期排污已不可靠，在一些场合不便于人工操作。因此自动排水器得到广泛应用。自动排水器用于排出管道、油水分离器、储气罐及分水过滤器中的积水。自动排水器必须垂直安装。在使用过程中，若自动排水器出现故障，可用手动操纵杆打开阀门放水。