液压与气液传动任务四--液压辅助装置的选用

功用分类任务四液压辅助装置的选用创造必要条件，保证液压系统可靠、稳定、持久地工作。蓄能器、滤油器、油箱、压力计、压力计开关、热交换器等。§4.1油箱1.油箱的功用和分类油箱的主要功用是：①储放系统工作用油；②散发系统工作中产生的热量；③分离油液中混入的空气；④沉淀污物。按油箱液面是否与大气相通，可分为开式油箱与闭式油箱。开式油箱广泛用于一般的液压传动系统；闭式油箱则用于水下和高空无稳定气压或对工作稳定性与噪声有严格要求处（空气混入油液是工作不稳定和产生噪声的主要原因）。2.油箱的设计要点初步设计时，油箱的有效容量可按下述经验公式确定，即（5.1）式中V——油箱的有效容量（L）；k——系数，k值的选取：低压系统为k=2~4，中压系统为k=5~7，中高压或高压大功率系统为k=6~12；qn——液压泵的流量（L/min）。对功率较大且连续工作的液压传动系统，必要时还应进行热平衡计算，以最后确定油箱容量。nVkq图5.1所示的油箱结构示意图图5.1油箱结构示意图1－回油管；2－泄油管；3－吸油管；4－空气滤清器；5－安装板；6－隔板；7－放油口；8－滤油器；9－清洗窗；10－液位计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.吸油管端应设有粗滤器，过滤能力应为油泵流量的两倍。吸油、回油管距箱底要大于二倍内径，距箱壁要大于三倍内径，且管端成45°坡口，面对箱壁。4.箱盖上设有加油、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。5.2蓄能器1.作辅助动力源或应急动力源2.保压和补偿泄漏3.吸收液压冲击和消除压力脉动功用分类活塞式气囊式气瓶（隔膜）式重力式弹簧式充气式4.2.1.液压蓄能器的类型液压蓄能器有各种结构形状，如图所示。重力式液压蓄能器由于体积庞大、结构笨重、反应迟钝，在液压传动系统中很少应用。在液压传动系统中主要应用有弹簧式和充气式两种。目前常用的是利用气体压缩和膨胀来储存、释放液压能的充气式液压蓄能器。它主要有活塞式和皮囊式两种。图5.2液压蓄能器1－重力式；2－弹簧式；3－活塞式；4－皮囊式；5－薄膜式气瓶式活塞式气囊式分类重锤式蓄能器结构简单，容量大，压力稳定，但结构尺寸大而笨重，运动惯性大，反应不灵敏，易漏油，有摩擦损失。原理重物重力液压力储能重物重力液压力释能特点弹簧式蓄能器原理弹簧弹力液压力储能弹簧弹力液压力释能特点结构简单，反应较灵敏，但容量小，易内泄并有压力损失，不适于高压和高频动作的场合。一般可用于小容量、低压系统，用作蓄能和缓冲。1-壳体2-弹簧3-活塞4-液腔5-盖气瓶式蓄能器容量大，但由于气体混入油液中，影响系统工作的平稳性，而且耗气量大，需经常补气，仅适用于中、低压大流量系统。结构特点图5-3气瓶式蓄能器1—压缩空气2—气门芯气囊式蓄能器重量轻、尺寸小、安装容易、维护方便、惯性小、反应灵敏，但气囊制造困难。既可用于蓄能、又可用于缓和冲击、吸收脉动。结构特点图5—5气囊式蓄能器1—气门芯2—壳体3—气囊4—限位阀蓄能器的使用和安装1充气式蓄能器中应使用惰性气体（一般为氮气）2蓄能器一般应垂直安装，油口向下。3必须用支架或支板将蓄能器固定，并远离热源。4用作降低噪声、吸收脉动和冲击的蓄能器应尽可能靠近冲击源。5蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气或检修时用，与液压泵之间应安装单向阀，防止油液倒流保护泵与系统。6搬运和拆装时应排出压缩气体—注意安全。4.3过滤器（滤油器）滤除油中杂质，保持油液清洁。网式线隙式纸芯式烧结式磁性过滤器功用分类对过滤器的要求1.滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下长期工作；2.通流能力要大，压力损失小；3.足够的机械强度；4.易于清洗和更换，便于拆装与维护。1、网式过滤器用金属网包在支架上而成。一般装在系统中泵入口处做粗滤，过滤精度为80—180μm。结构特点结构简单，清洗方便，通流能力大，压降小，但过滤精度低，常用于吸油管路作吸滤器，对油液进行粗滤。4.3.2过滤器的类型图5—6网式滤油器1—过滤网2—骨架2、线隙式过滤器特形金属线缠绕在筒形芯架上，制成滤芯，利用线间间隙过滤杂质。过滤精度为30-100μm,压力损失0.03-0.06MPa结构特点结构简单，过滤精度较高，通流能力大，但不易清洗，一般用于低压回路或辅助回路.图5-7线隙式滤油器1－芯架；2－滤芯；3－壳体3、纸心过滤器结构:用微孔过滤纸折迭成星状绕在骨架上形成，利用滤纸的微孔滤。特点:结构紧凑，重量轻，过滤精度高，为5-30um,但通流能小，强度低，易堵塞，无法清洗，需经常更换滤芯，压力损失为0.08-0.4MPa,特别适用于精滤。过滤器顶部通常装有污染指示器。5-8纸质滤油器1－堵塞状态发讯装置；2－滤芯外层；3－滤芯中层；4－滤芯里层；5－支承弹簧4、烧结式过滤器结构:由颗粒状锡青铜粉末压制后烧结而成，利用颗粒之间的微小间隙过滤。特点:强度高，抗冲击性能好，抗腐蚀性好，耐高温，过滤精度高，为10-100um,压力损失为0.03-0.2MPa,制造简单，但易堵塞，难清洗，颗粒会脱落，一般用于精密过滤。金属粉末烧结式滤油器1—外壳2—滤芯3—端盖4、5—上下垫圈5、磁性过滤器利用磁铁吸附油液中的铁质微粒，它常与其它形式虑心一起制成复合式过滤器，特别适用于机床液压系统。1、对滤油器的选用（1）有足够的过滤精度。过滤精度是指通过滤芯的最大尖硬颗粒的大小，以其直径d的公称尺寸（单位）表示。其颗粒越小，精度越高。精度分粗（d≥100μm）、普通（d≥10100μm）、精（d≥510μm）和特精（d≥15μm）四个等级。（2）要有足够的通油能力。（3）过滤精度应满足系统提出的要求。其过滤精度与系统工作压力有关，它们的相互关系如表：过滤精度与工作压力的关系（4）滤芯便于清洗更换。（5）足够的耐久性。4.3.3滤油器的选用和安装P（Pa）＜70×105＞70×105＞320×105≤210×105颗粒直径（mm）≤0.025～0.05＜0.025≤0.01≤0.005过滤器的安装安装在泵的吸油路上安装在泵的压油路上安装在回油路上安装在系统的分支油路上单独过滤系统§4.4管件及接头4.4.1.管道1、种类和适用场合管道的种类和适用场合见表5.2。种类用途优缺点钢管常在装拆方便处用作压力管道。中压以上用无缝钢管，常用的有10号、15号冷拔无缝钢管，低压用焊接钢管。能承受高压、耐油、抗腐、不易氧化、刚性好，价格低廉，但装配时不易弯曲成形。紫铜管在中、低压液压系统中采用，机床中应用较多，常配以扩口管接头，可用于仪表和装配不便处。装配时弯曲方便，价高、抗振能力差、易使液压油氧化，但易弯曲成形。尼龙管液压中、低压和气压系统中使用，承压能力因材料而异，其值为（2.8~8）MPa之间，最高耐压可达16MPa，目前气压系统常用。乳白色半透明，可观察流动情况。能代替部分紫铜管，价格低廉，加热后可任意弯曲成形和扩口，冷却后即定形。但寿命较低。塑料管只用作气压系统或低于0.5MPa的液压回油管与泄油管。耐油、价低、装配方便，长期使用会老化。橡胶软管高压软管是由耐油橡胶夹以1~3层钢丝编织网或钢丝缠绕层做成，适用于中高压液压系统。低压胶管由耐油橡胶夹帆布制成，用于回油管路。用于相对运动间的连接，分高压和低压两种。装接方便，能减轻液压系统的冲击，价贵，寿命2、安装要求（a）管道应尽量短，最好横平竖直，转弯少。为避免管道皱折，减少压力损失，管道装配时的弯曲半径要足够大。管道悬伸较长时要适当设置管夹（也是标准件）。（b）管道尽量避免交叉，平行管间距要大于10mm，以防接触振动并便于安装管接头。（c）软管直线安装时要有30%左右的余量，以适应油温变化、受拉和振动的需要。弯曲半径要大于9倍软管外径，弯曲处到管接头的距离至少等于6倍外径。（d）安装之前要清洗。硬管接头扩口式管接头适用于铜，铝管或薄壁钢管，也可用来连接塑料管和尼龙管等低压管道。接管穿入导套后扩成喇叭口（约74～90），再用螺母把导套连同接管一起压紧在接头体的锥面上形成密封。卡套式管接头由接头体、卡套和螺母这三个基本零件组成。卡套是一个在内圆端部带有锋利刃口的金属环，刃口的作用是在装配时切入被连接的油管而起连接和密封作用。这种管接头轴向尺寸要求不严、拆装方便，不须焊接或扩口。但对油管的径向尺寸精度要求较高。采用冷拔无缝钢管，使用压力可达32MPa。油管外径一般不超过42mm。1-接头体;2-接管;3-螺母;4-导套;5-组合垫圈卡套式管接头焊接式管接头焊接管接头制造工艺简单，工作可靠，扩装方便，对被连接的油管尺寸及表面精度要求不高，工作压力可达32MPa以上，是目前应用最广泛的一种形式。插入快换式接头是气压管路专用接头。它用于微型气压元件，逻辑元件小直径软管连接。其结构如图所示。使用时将软管插入接头体，管子插到头后向外拉动，卡头即把管子卡紧，这样就可实现管子的快速连接。当需要拆下管子时，向里推动卡头，同时向外拉管子可将管子拔出。快换接头当系统中某一局部不需要经常供油时，或是执行元件的连接管路要经常拆卸时，往往采用快速接头与高压软管配合使用。这种接头在液压和气压系统中均有应用。4.5.1热交换器保证系统在正常工作温度下工作（40—600c）。冷却器（散热器）加热器功用分类图形符号冷凝器加热器冷却器风冷水冷冷媒式冷却器按冷却介质按结构分类蛇管式管壳式管壳式加热器压力表压力表开关小结本章主要介绍了油管、管接头、油箱、滤油器、蓄能器、密封装置等液压辅助元件的类型、特点和应用。通过学习，要在了解这些元件的类型特点的基础上，重点掌握上述元件的功用、正确选择和使用这些元件。