第六章液压辅助元件

华北水利水电学院机械学院液压与气压传动第六章液压油和辅助装置液压油和液压辅助元件是液压系统的重要组成部分，包括第一节液压油第二节蓄能器第三节滤油器第四节油箱和热交换器第五节密封件第六节管件第一节液压油一、液压系统对液压油的基本要求(一)液压油要有合适的粘性不同的液压系统和不同的工作条件，对油液的粘性有着不同的要求。合适的油液粘性,能保证液压系统的容积效率和机械效率，因此要求液压油在压力、温度和剪切力的作用下，粘度变化较小。即要有好的粘温特性、粘压特性。(二)润滑性能好液压油的润滑性是防止零件之间干摩擦的必备条件，而且，液压泵和液压马达在启动时，液压油的润滑作用，对其启动性能的特性影响很大。(三)质地纯净，杂质少。(四)对金属和密封件有良好的相容性液压油和橡胶材料要具有良好的相容性，不使密封件变质、变形，而且要求液压油有较强的防锈性和抗腐蚀性，使金属表面不生锈、不腐蚀。(五)液压油有良好的安定性液压系统有高压、高温工作条件下，液压油会因温度升高而产生氧化、水解等作用，使油液内生成腐蚀性物质。这种有害物质会堵塞过滤装置，使系统的过滤性能下降。因此，液压油应具有抗氧化和抗水解的安定性，使系统中的有害腐蚀物质生成量尽量小，以延长液压油的使用寿命。(六)抗泡沫性好，抗乳化性好液压油中含有少量的空气，当它从油液中析出时会产生振动和噪声，使系统的性能急剧下降，因此液压系统要求液压油产生的气泡和泡沫要尽量少，而且消失要快。液压油在工作过程中会混入少量的水，含水的液压油在高速剧烈的搅拌下会产生乳化液，产生沉淀，这对液压系统十分有害，因此液压油要有良好的抗乳化性能，并且使油和水容易分离。(七)体积膨胀系数小(八)流动点和凝固点低、闪点(明火能使油面上油蒸汽闪燃，但油本身不燃烧时的温度)、燃点等较高。(九)对人体无害，成本低。二、液压油的特性液压油种类不同，各有其不同的性质1.石油型的液压油油液的润滑性好，但抗燃性差(1)机械油是一种工业用润滑油，价格虽较低，但物理化学性能较差，使用时易产生粘稠胶质，堵塞元件，影响系统的性能(2)汽轮机油氧化安定性好，使用寿命长，与水混和后能迅速分离，纯净度高。工业液压油液石油型机械油汽轮机油普通液压油专用液压油抗磨液压油低温液压油液压-导轨油高粘度指数液压油其他专用液压油植物型蓖麻油难燃型乳化油水包油乳化液油包水乳化液合成型水-乙二醇液磷酸酯液其它(3)普通液压油中加有抗氧化、防锈和抗泡等添加剂，在液压系统中使用最广2.蓖麻油是植物油，除了仪器、仪表之外用的较少3.难燃型液压液(乳化型、合成型等)以用丁轧钢机、压铸机或挤历机等处来满足耐高温、热稳定、不腐蚀、无毒、不挥发、防火等项要求三、液压油的选择和使用1.选择液压油时需要考虑的因素系统工作条件方面的考虑压力范围(润滑性、承载能力)温度范围(粘度、粘-温特性、剪切损失、热稳定性、氧化率、挥发度、低温流动性)油液质量方面的考虑物理化学指标对金属和密封件的相容性过滤性能、吸斥水性能、吸气性能、抗水解能力、对金属的作用情况、去垢能力、防锈及抗腐蚀能力抗氧化稳定性剪切稳定性电学特性(耐电压冲击强度、介电强度、导电率、磁场中极化程度)经济性方面价格及使用寿命维护、更换的难易程度系统工作环境方面的考虑是否抗燃(闪点、燃点)抑制噪声的能力(空气溶解度、消泡性)废液再生处理及环境污染要求毒性和气味2.正确使用液压油1、液压元件在加工的每道工序后都应净化，装配后严格清洗。2、液压油必须通过滤油器注入系统。3、系统应设置过滤器，其过滤精度应根据系统的不同情况来选定。4、系统工作时，一般应将液压油的温度控制在65℃以下，液压油温度过高会加速氧化，产生各种生成物。5、系统中的液压油应定期更换，在注入新的液压油前，必须把整个系统清洗一次。四、液压油液的污染及其控制(一)污染的原因及危害液压油液中的污染物来源包括：1.液压装置组装时残留下来的污染物(如切屑、毛刺、磨粒、焊渣、铁锈等)；2.从周围环境混入的污染物(如空气、尘埃、水滴等)；3.在工作过程中产生的污染物(如金属微粒、锈斑、涂料剥离片、密封材料剥离片、水分、气泡以及液压油变质后的胶状生成物等)。液压油中污染物的危害：1.固体颗粒使元件加速磨损，寿命缩短，泵、阀性能下降，甚至使阀芯卡死，滤油器堵塞；2.水的侵入不仅会产生汽蚀，而且还将加速液压油的氧化，并产生粘性胶质，堵塞滤油器；3.空气的混入将降低液压油的体积模量和润滑性能，导致泵气蚀及执行元件低速爬行。(二)固体颗粒污染度的测定液压油液的污染度是指单位容积液压油中固体颗粒污染物的含量(含量可用重量或颗粒数表示)。污染度的测定方法：1、称重法：此法设备简单、操作方法重复、精度高，但只能表示液压油中颗粒污染物的总量，不能反映颗粒尺寸的大小及分布情况。适用于液压油日常性的质量管理场合。2、颗粒计数法：是测定单位容积液压油中含有某给定尺寸范围的颗粒数。其测定方法有以下两种：(1)显微镜颗粒计数法：此法的优点是能直接看到颗粒的种类、大小及数量，从而推测污染的原因；缺点是时间长，劳动强度大，精度低，且要求熟练的操作技术。(2)自动颗粒计数法：此法能自动计数，简便、迅速、精确，可以及时从高压管道中抽样测定，因此得到了广泛的应用，但这方法不能直接观察到污染颗粒本身。(三)液压油液的污染控制为了减少工作液体的污染，可采取以下措施：1、液压元件在加工的每道工序后都应净化，装配后严格清洗。用机械方法除去残渣和表面氧化物，然后进行酸洗。系统在组装后，用系统工作时使用的液压油(加热后)进行全面清洗，不可用煤油。系统冲洗时应设置高效滤油器，并启动系统使元件动作，用铜锤敲打焊口和连接部位。2、在油箱呼吸孔上装设高效空气滤清器或采用隔离式油箱，防止尘土、磨料和冷却水的侵入。液压油必须通过滤油器注入系统。3、系统应设置过滤器，其过滤精度应根据系统的不同情况来选定。4、系统工作时，一般应将液压油的温度控制在65℃以下，液压油温度过高会加速氧化，产生各种生成物。5、系统中的液压油应定期更换，在注入新的液压油前，必须把整个系统清洗一次。第二节蓄能器蓄能器是液压系统中储存和释放油液压力能的装置。下面是常用的蓄能器类型固体弹簧式气体弹簧式气瓶式皮囊式蓄能器作用1.作辅助动力源某些液压系统的执行元件是间歇动作，总的工作时间很短，有些液压系统的执行元件虽然不是间歇动作，但在一个工作循环内(或一次行程内)速度差别很大。在这种系统中设置储能器后，即可采用一个功率较小的泵，以减小主传动的功率，使整个液压系统的尺寸小，重量轻，价格便宜。2.作紧急动力源对某些系统要求当泵发生故障或停电(对执行元件的供油突然中断)时，执行元件应继续完成必要的动作。例如，为了安全起见，液压缸的活塞杆必须缩到缸内。在这种情况下，需要有适当容量的蓄能器。3.补充泄漏和保持压力对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的系统(如机床的夹紧装置)，可用蓄能器来补偿泄漏，从而使机构保压。4.吸收液压冲击由于换向阀突然换向，执行元件的运动突然停止，甚至人为的需要执行元件紧急制动等原因，都会使管路内的液体流动发生急剧变化，造成冲击压力。虽然系统中设有安全阀，但阀芯总有一个反应的过程。这种冲击，往往引起系统中的仪表、元件和密封装置发生故障甚至损坏或发生管道破裂，此外还会使系统产生明显的振动。若在控制阀或液压缸冲击源之前装设蓄能器，用来吸收和缓和这种液压冲击。滤油器滤除混在液压油中的各种杂质，使进入系统的液压油保持清洁，使系统可靠工作。第三节滤油器第三节滤油器32/3网高21(a)(b)图6-2网式滤油器1-铜丝网2骨架3-油管吸油口图6-2网式滤油器1-铜丝网2骨架3-油管吸油口12345图6-3线隙式滤油器1-发讯装置2-外壳3-滤芯213图6-3线隙式滤油器1-发讯装置2-外壳3-滤芯图6-4纸质滤油器1-发讯装置2-外层（粗眼钢板网）3-中层（滤纸）4-里层（金属丝网与滤纸折叠在一起）5-支撑弹簧12345图6-3线隙式滤油器1-发讯装置2-外壳3-滤芯213图6-3线隙式滤油器1-发讯装置2-外壳3-滤芯图6-4纸质滤油器1-发讯装置2-外层（粗眼钢板网）3-中层（滤纸）4-里层（金属丝网与滤纸折叠在一起）5-支撑弹簧滤油器的使用选用滤油器要考虑以下几点：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、滤芯具有足够的强度，不因液压力的作用而损坏；4、滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下持久地工作；5、滤芯清洗或更换简便。滤油器在系统中的位置安装在液压泵的吸油管路上，安装在液压泵的出油管路上，安装在主回油路上，安装在重要元件的进口处图6-7滤油器在系统中的安装位置(d)(c)(b)(a)图6-7滤油器在系统中的安装位置油箱储存油液、散发热量、沉淀杂质、分离油液中的气泡图6-8开式油箱1－回油管2－泄漏油管3－泵的吸油管4－空气滤清器5－安装板6－隔板7－放油螺塞8－粗滤器9－清洗用侧板10－油位计453210178696－隔板7－放油螺塞8－粗滤器9－清洗用侧板10－油位计回油压缩空气自储气罐来图6-10压力油箱1-泵2-粗滤油器3-压力油箱4-电接点压力表5-安全阀6-减压阀7-分水滤气器8-冷却器9-精滤油器10-电接点温度表3－液压装置4－液面5－油箱21345123458976图6-9隔离式油箱1－挠性隔离器2－进出气孔3－液压装置4－液面5－油箱10冷却器作用：使过热的液压油尽快冷却图6-12翅片管式冷却器图6-11多管式冷却器1－出水口2－端盖3－出油口4－隔板5－进油口6－端盖7－进水口4672315油管翅片图6-13翅管式风冷器图6-13翅管式风冷器Ⅰ放大Ⅰ回油翘板回油图6-14翘片式风冷却器图6-14翘片式风冷却器通油板进油（二路）进油（一路）Ⅰ放大冷却器的安装回油路冷却独立式冷却加热器使过低的油温，升到适合工作的温度图6-15加热器的安装位置油箱图6-15加热器的安装位置电加热器第五节密封件密封是防止液压系统漏油最有效和最主要的方法，用到的元件就是密封件。图6-19O形密封圈图6-16O形密封圈dDd0(a)p≤10MPa(b)单向压力p＞10MPa(c)双向压力p＞10MPapppp(a)(b)(c)图6-17挡圈的正确安装图6-20挡圈的正确安装pHDzD图6-18Y形密封圈（a）Y形密封圈剖面图（b）Y形密封圈安装和工作时的剖面形状（c）Y形密封结构的应用（a）(b)(c)主讲教师：姚林晓2007.4图6－19Yx型密封圈（a）孔用（b）轴用图6－19Yx型密封圈（a）孔用（b）轴用Dd(a)HH1H2(b)H1DdHV型密封圈组合密封圈第六节管件油管的种类：钢管、铜管、尼龙管、塑料管和橡胶管等。管接头有很多形式：焊接式、卡套式、扩口式、快速管接头和橡胶软管接头等。焊接式管接头扩口式管接头51-接头体2-接管3-螺母4-O型密封圈5-组合垫圈23411-接头体2-油管3-螺母4-导套32411-接头体2-油管3-螺母4-导套卡套式管接头425131-接头体2-接管3-螺母4-卡套5-垫圈第六节管件43657981,4,6-弹簧2,5-锥阀3，9接管7-钢球8-外套12管件连接要求