搜索
液压与气动控制1任务四液压辅助装置的选用课程名称液压与气动控制班级2学习任务液压辅助装置的选用计划学时教学目标知识目标能力目标素质目标1．通过学习，掌握液压辅件的结构原理；2．熟知这些液压辅助元件的使用方法及适用场合。1．进行常液压辅助元件的选择及安装；2．了解液压辅助元件的使用方法及适用场合。培养学生创新思维的能力教学重点辅助元件功用、原理、符号及辅助装置的选用教学过程环节教学内容方式参考时间任务导入液压系统中的辅助装置，如蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等，对系统的动态性能、工作稳定性、工作寿命、噪声和温升等都有直接影响，必须予以重视。其中油箱需根据系统要求自行设计，其它辅助装置则做成标准件，供设计时选用。分析、演示10任务分析本任务主要了解过滤器的功用、类型和选用，并能了解过滤器的安装。小组讨论10任务实施1、过滤器的分类及安装选用2、蓄能器的功用及安装注意事项3、油箱的结构设计及冷却与加热4、密封装置、油管和管接头的选用教师讲解，学生自主实施，教师进行指导40任务总结与考核总结所学知识点、技能点，小组互评任务完成情况小组互评，进行分析，完成课后题，总结本次课所学内容。20拓展任务热交换器的原理及安装要求学生自主训练30[工作任务导入]：液压系统中的辅助装置，如蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等，对系统的动态性能、工作稳定性、工作寿命、噪声和温升等都有直接影响，必须予以重视。其中油箱需根据系统要求自行设计，其它辅助装置则做成标准件，供设计时选用。液压与气动控制2[工作任务分析]：本任务主要了解过滤器的功用、类型和选用，并能了解过滤器的安装。[工作任务实施]：一、蓄能器（一）功用和分类1.功用蓄能器的功用主要是储存油液多余的压力能，并在需要时释放出来。在液压系统中蓄能器常用来：图4-1液压系统中的流量供应情况T—一个循环周期(1)在短时间内供应大量压力油液：(2)维持系统压力：(3)减小液压冲击或压力脉动：2.分类蓄能器主要有弹簧式和充气式两大类，其中充气式又包括气瓶式、活塞式和皮囊式三种。（二）使用和安装蓄能器在液压回路中的安放位置随其功用而不同：吸收液压冲击或压力脉动时宜放在冲击源或脉动源近旁；补油保压时宜放在尽可能接近有关的执行元件处。使用蓄能器须注意如下几点：(1)充气式蓄能器中应使用惰性气体(一般为氮气)，允许工作压力视蓄能器结构形式而定，例如，皮囊式为3.5～32MPa。(2)不同的蓄能器各有其适用的工作范围，例如，皮囊式蓄能器的皮囊强度不高，不能承受很大的压力波动，且只能在-20～70℃的温度范围内工作。(3)皮囊式蓄能器原则上应垂直安装(油口向下)，只有在空间位置受限制时才允许倾斜或水平安装。(4)装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定。(5)蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，供充气、检修时使用。蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停车时蓄能器内储存的压力油液倒流。二、滤油器液压与气动控制3（一）功用和类型1.功用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。2.类型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类型名称及结构简图特点说明表面型1.过滤精度与铜丝网层数及网孔大小有关。在压力管路上常用100、150、200目(每英寸长度上孔数)的铜丝网，在液压泵吸油管路上常采用20～40目铜丝网2.压力损失不超过0.004Mpa3.结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低1.滤心由绕在心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2.压力损失约为0.03～0.06MPa3.结构简单，通流能力大，过滤精度高，但滤心材料强度低，不易清洗4.用于低压管道中，当用在液压泵吸油管上时，它的流量规格宜选得比泵大深度型1.结构与线隙式相同，但滤心为平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成的纸心。为了增大过滤面积，纸心常制成折叠形2.压力损失约为0.01～0.04MPa3.过滤精度高，但堵塞后无法清洗，必须更换纸心4.通常用于精过滤1.滤心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。改变金属粉末的颗粒大小，就可以制出不同过滤精度的滤心2.压力损失约为0.03～0.2MPa3.过滤精度高，滤心能承受高压，但金属颗粒易脱落，堵塞后不易清洗4.适用于精过滤吸附型磁性滤油器1.滤心由永久磁铁制成，能吸住油液中的铁屑、铁粉、可带磁性的磨料2.常与其它型式滤心合起来制成复合式滤油器3.对加工钢铁件的机床液压系统特别适用液压与气动控制4一面。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。常见的滤油器式样及其特点示于表4-2中。表4-2常见的滤油器及其特点（二）滤油器的主要性能指标1.过滤精度它表示滤油器对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力，用绝对过滤精度、过滤比和过滤效率等指标来评定。表4-3过滤精度推荐值表系统类别润滑系统传动系统伺服系统工作压力/MPa0～2.5≤1414＜p＜21≥2121过滤精度/μm10025～50251052.压降特性液压回路中的滤油器对油液流动来说是一种阻力，因而油液通过滤心时必然要出现压力降。3.纳垢容量这是指滤油器在压力降达到其规定限值之前可以滤除并容纳的污染物数量，这项性能指标可以用多次通过性试验来确定。滤油器的纳垢容量愈大，使用寿命愈长，所以它是反映滤油器寿命的重要指标。（三）选用和安装1.选用选用滤油器时，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。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：(2)安装在泵的出口油路上：(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。三、油箱（一）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。（二）设计时的注意事项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，这项计算在系统负载较大、长期连续工作时是必不可少的。但对于一般情况来说，油箱的有效容积可以按液压泵的额定流量qp(L/min)估计出来。液压与气动控制52.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，管端与箱底、箱壁间距离均不宜小于管径的3倍。粗滤油器距箱底不应小于20mm。3.为了防止油液污染，油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加滤油网。防止油箱出现负压而设置的通气孔上须装空气滤清器。空气滤清器的容量至少应为液压泵额定流量的2倍。油箱内回油集中部分及清污口附近宜装设一些磁性块，以去除油液中的铁屑和带磁性颗粒。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〖ZW(Y〗有资料建议100L容量的油箱箱壁厚度取1.5mm，400L以下的取3mm，400L以上的取6mm，箱底厚度大于箱壁，箱盖厚度应为箱壁的4倍。〖ZW)〗。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。四、热交换器液压系统的工作温度一般希望保持在30～50℃的范围之内，最高不超过65℃，最低不低于15℃。液压系统如依靠自然冷却仍不能使油温控制在上述范围内时，就须安装冷却器；反之，如环境温度太低无法使液压泵启动或正常运转时，就须安装加热器。（一）冷却器液压系统中的冷却器，最简单的是蛇形管冷却器(图5-4)，它直接装在油箱内，冷却水从蛇形管内部通过，带走油液中热量。这种冷却器结构简单，但冷却效率低，耗水量大。4-4蛇形管冷却器液压系统中用得较多的冷却器是强制对流式多管冷却器(图4-5)。油液从进油口5流入，从出油口3流出；冷却水从进水口6流入，通过多根水管后由出水口1流出。油液在水管外部流动时，它的行进路线因冷却器内设置了隔板而加长，因而增加了热交换效果。近来出现一种翅片管式冷却器，水管外面增加了许多横向或纵向的散热翅片，大大扩大了散热面积和热交换效果。图4-6所示为翅片管式冷却器的一种形式，它是在圆管或椭圆管外嵌套上许多径向翅片，其散热面积可达光滑管的8～10倍。椭圆管的散热效果一般比圆管更好。图4-5多管式冷却器图4-6翅片管式冷却器1—出水口2—端盖3—出油口4—隔板5—端盖6—进水口液压系统亦可以用汽车上的风冷式散热器来进行冷却。这种用风扇鼓风带走流入散热器内油液热量的装置不须另设通水管路，结构简单，价格低廉，但冷却效果较水冷式差。冷却器一般应安放在回油管或低压管路上。如溢流阀的出口，系统的主回流路上或单独的冷却系统。冷却器所造成的压力损失一般约为0.01～0.1MPa。（二）加热器液压系统的加热一般常采用结构简单、能按需要自动调节最高和最低温度的电加热器。这种加热器的安装方式是用法兰盘横装在箱壁上，发热部分全部浸在油液内。加热器应安装在箱内油液流动处，以有利于热量的交换。由于油液是热的不良导体，单个加热器的功率容量不能太大，以免其周围油液过度受热后发生变质现象。五、管件（一）油管液压与气动控制6液压系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。油管的特点及其适用范围如表5-4所示。表4-4液压系统中使用的油管种类特点和适用场硬管钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配时不能任意弯曲；常在装拆方便处用作压力管道，中、高压用无缝管，低压用焊接管合紫铜管易弯曲成各种形状，但承压能力一般不超过6.5～10MPa，抗振能力较弱，又易使油液氧化；通常用在液压装置内配接不便之处软管尼龙管乳白色半透明，加热后可以随意弯曲成形或扩口，冷却后又能定形不变，承压能力因材质而异，自2.5MPa至8MPa不等塑料管质轻耐油，价格便宜，装配方便，但承压能力低，长期使用会变质老化，只宜用作压力低于0.5MPa