第6章液压辅助元件

液压与气压传动第6章液压辅助元件6.1油管和管接头6.2油箱6.3过滤器6.4蓄能器6.5密封装置6.6其他附件液压与气压传动第6章液压辅助元件液压辅助元件包括油管和管接头、过滤器（又称滤油器）、蓄能器、油箱、压力表等，虽然从其作用看，仅起辅助作用，但从保证完成系统的工作任务看，却是非常重要的。且对系统的动态性能、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。液压与气压传动液压系统的元件利用油管和管接头进行连接，以传送工作介质。油管和管接头应具有足够的强度，良好的密封性，并且压力损失小，装拆方便。6.1油管和管接头液压与气压传动液压传动中常用的油管有钢管、铜管、橡胶软管、尼龙管和塑料管等。钢管分为焊接钢管和无缝钢管。压力小于2.5MPa时，可用焊接钢管；压力大于2.5MPa时，常用无缝钢管。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油管。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部不便配接之处和小型设备上。6.1.1油管液压与气压传动橡胶软管用于两个相对运动部件之间的连接，分高压和低压两种。高压软管由耐油橡胶夹几层钢丝编织网制成，钢丝网层数越多，承受的压力越高，其最高承压可达42MPa，常用作中、高压系统中的压力油管。低压软管由耐油橡胶夹帆布制成，承受压力一般在10MPa以下，可用作回油管。橡胶软管安装方便，不怕振动，可吸收部分液压冲击。尼龙管为乳白色半透明的新型油管，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。目前多用于低压系统或作为回油管。塑料管一般只用于压力低于0.5MPa的回油管和泄漏油管。6.1.1油管液压与气压传动6.1.2管接头管接头是油管与油管、油管与液压元件之间可拆卸的连接件，应满足联接牢固、密封可靠、液阻小、结构紧凑、拆装方便等要求。管接头的种类很多，按接头的通路方向可分为直通、直角、三通、四通、铰接等形式；按其与油管的连接方式分为管端扩口式、卡套式、焊接式、扣压式等。管接头与机体的连接常用圆锥螺纹和普通细牙螺纹。用圆锥螺纹连接时，应外加防漏填料；用普通细牙螺纹连接时，应采用组合密封垫（熟铝合金与耐油橡胶组合）。液压与气压传动类型机构图特点扩口式管接头利用管子端部扩口进行密封，不需要其它密封件。适用于薄壁铜管及尼龙管和塑料管的连接。一般用于中、低压系统。焊接式管接头接头与钢管焊接在一起，端部用O型密封圈密封。对管子尺寸精度要求不高，工作压力可达32MPa。广泛用于高压系统。卡套式管接头利用卡套的变形卡住管子进行密封。轴向尺寸卡住不严格，易于安装。工作压力可达32MPa，但对管子外径及卡套制作精度要求较高。球形管接头利用球面进行密封，不需要其它密封件，但对球面和锥面加工精度有一定要求。6.1.2管接头液压与气压传动类型机构图特点扣压式管接头（软管）管接头由接头外套和接头芯组成，软管装好后再用模具扣压，使软管得到一定的压缩量。此接头具有较好的抗拨脱和密封性能。可拆管接头（软管）在外套和接头芯上做成六角形，便于经常拆装软管，适于维修和小批量生产。此结构装配比较费力，适用于小管径联接。伸缩管接头接头由内管和外管组成，内管可在外管内自由滑动并用密封圈密封。内管外径必须进行精加工。适用于联接两元件有相对直线运动的管子。快换管接头管子拆开后可自行密封，管道内的油液不会流失。其结构比较复杂，局部压力损失较大。用于经常拆卸的场合。6.1.2管接头液压与气压传动6.2油箱油箱的主要功用是储存油液，散热、沉淀油液中污物和分离油液中的气体以及作为安装平台等图6-1油箱1-吸油管2-过滤器3-空气过滤器4-回油管5-上盖6-油位计7，9-隔板8-放油阀液压与气压传动过滤器的作用：对液压油进行不断净化，使油液经过过滤器的无数微小间隙或小孔时，其中各种尺寸大于间隙或小孔的固体颗粒被阻隔，从而控制油的洁净程度。6.3过滤器液压与气压传动过滤器的过滤精度：指其对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力。各种液压系统有不同的过滤精度，见下表：6.3.1过滤精度系统类型润滑系统传动系统伺服系统工作压力p/MPa0-2.5＜1414-32＞32≤21精度d/μm≤10025-30≤25≤10≤5液压与气压传动1.过滤器的类型按过滤精度不同，分：粗过滤器、精过滤器按滤芯材料和结构形式不同，分：网式、线隙式、纸芯式、烧结式、磁性过滤器按过滤方式不同，分：表面型、深度型、中间型6.3.2过滤器的类型、特点与安装液压与气压传动2.过滤器的结构特点（1）网式过滤器6.3.2过滤器的类型、特点与安装图6-2网式过滤器a）结构b）网式过滤器1-上盖2-筒形骨架3-铜丝网4-下盖液压与气压传动2.过滤器的结构特点（2）线隙式过滤器6.3.2过滤器的类型、特点与安装图6-3线隙式过滤器1-发讯装置2-端盖3-壳体4-骨架5-铜丝液压与气压传动2.过滤器的结构特点（2）纸芯式过滤器6.3.2过滤器的类型、特点与安装图6-4线隙式过滤器1-发讯装置2-滤芯外层3-滤芯中层4-滤芯里层5-支承弹簧液压与气压传动2.过滤器的结构特点（3）烧结式过滤器6.3.2过滤器的类型、特点与安装图6-5烧结式过滤器液压与气压传动3.过滤器的选用和安装过滤器的类型、型号和规格的选择，主要根据过滤精度、工作压力、压力损失、通过流量及经济性等综合考虑。6.3.2过滤器的类型、特点与安装液压与气压传动3.过滤器的选用和安装过滤器的安装位置(1)安装在泵的吸油口处(2)安装在泵的出油口上(3)安装在系统的回油路上(4)安装在系统分支油路上(5)单独过滤系统6.3.2过滤器的类型、特点与安装图6-6过滤器的安装位置液压与气压传动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。6.4蓄能器液压与气压传动蓄能器有弹簧式、重锤式和充气式三类。常用的是充气式，它利用气体的压缩和膨胀储存、释放压力能，在蓄能器中气体和油液被隔开。根据隔离的方式不同，充气式又分为活塞式、气囊式和气瓶式三种。6.4.1蓄能器的类型及结构特点液压与气压传动1.活塞式蓄能器2.气囊式蓄能器6.4.1蓄能器的类型及结构特点图6-7气体隔离式蓄能器液压与气压传动蓄能器的用途（1）作辅助动力源6.4.2蓄能器的用途及安装图6-8蓄能器作辅助动力源液压与气压传动蓄能器的用途（2）蓄能器保压和补充泄漏6.4.2蓄能器的用途及安装图6-8蓄能器保压和补充泄漏液压与气压传动蓄能器的用途（3）蓄能器吸收系统的冲击压力6.4.2蓄能器的用途及安装图6-8蓄能器吸收系统的冲击压力液压与气压传动使用蓄能器的注意事项：(1)气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。(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。6.4.2蓄能器的用途及安装液压与气压传动6.5密封装置密封是解决液压系统泄漏问题最重要、最有效的手段。其功用在于防止液压系统中液压油的内泄和外漏，保证建立起必要的工作压力；防止外漏还可以减少油液对工作环境的污染，节省油料。因此，正确使用液压系统中的密封装置是非常重要的。液压与气压传动（1）在一定的压力和温度范围内，应具有良好的密封性能。（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。6.5.1对密封装置的要求液压与气压传动密封按其工作原理可分为非接触式密封和接触式密封。前者主要指间隙密封，后者指密封件密封。各种密封装置的结构、特点及使用场合见下表6.5.2密封装置的类型和特点液压与气压传动6.5.2密封装置的类型和特点(1)类型结构原理使用场合特点间隙密封.靠相对运动件配合面之间的微小间隙来进行密封。常用于柱塞、活塞或阀的圆柱配合副间密封。摩擦力小，但磨损后不能自动补偿。Ｏ形密封圈横截面呈圆形，内外侧和端面都能起密封作用。高低压场合均可使用。结构紧凑，运动件的摩擦阻力小，制造容易，装拆方便，成本低。Ｙ形密封圈横截面为Y形。工作时，液压力将密封圈的两唇边压向形成间隙的两个零件的表面而实现密封。可用于轴、孔密封。适用于p≤20MPa，t=-30～+80℃，使用速度≤0.5m/s的场合。随着工作压力的变化自动调整密封性能，压力越高则唇边被压得越紧，密封性能越好。液压与气压传动6.5.2密封装置的类型和特点(2)类型结构原理使用场合特点Ｖ形密封圈由多层涂胶织物压制而成，由支承环、密封环和压环三个圈叠在一起使用。用于大直径、高速柱塞或活塞以及低速运动活塞杆的密封。安装时，V形环的唇口应面向压力高的一侧。当p＞10MPa时，可以增加中间密封环的数量以提高密封效果。组合密封１滑环2紧贴密封面，O形圈1为滑环提供弹性预压力。可用于静密封、动密封及回转轴的密封。具有很好的耐磨性和保形性，不存在橡胶密封件低速时易产生的“爬行”现象。工作压力可达80MPa。液压与气压传动6.5.2密封装置的类型和特点(3)类型结构原理使用场合特点组合密封２由于支持环2与被密封件之间为线密封，其工作原理类似唇边密封。可用于静密封、动密封及回转轴的密封。支持环2和O形圈1组成的轴用组合密封。回转轴用密封圈密封圈的内边围着一条螺旋弹簧，把内边收紧在轴上来进行密封。用作液压泵、马达和回转式液压缸的伸出轴的密封。其内部有直角形圆环铁骨架支撑，提高了强度。液压与气压传动6.5.2密封装置的类型和特点类型结构原理图说明Ｏ形密封圈当p＞10MPa时，O形圈在往复运动中容易被挤入间隙而损坏，为此要在它的侧面加聚四氟乙烯挡圈，单向受力时加一个挡圈，双向受力时加两个挡圈。Ｙ形密封圈安装时唇边应对着有压力的油腔。当压力变化较大、运动速度较高时要采用支承环定位，以防发生翻转现象。小Ｙ形密封圈轴用孔用断面宽度和高度的比值大，增加了底部支承宽度，可以避免摩擦力造成的密封圈的翻转和扭曲。它由聚氨酯橡胶制成，强度高，耐磨性好，寿命长，适用于p≤32MPa，t=-30～+100℃的场合。密封装置的使用要求液压与气压传动油箱中油液的温度一般推荐为30～50℃，最高不大于65℃，最低不小于15℃，对于高压系统，为了避免漏油，油温不应超过50℃。温度过高使油液易变质，同时会使液压泵的容积效率下降；温度过低使油液粘度增大，系统不能正常启动。为了有效地控制油温，在油箱中常配有冷却器和加热器。冷却器和加热器统称为热交换器。6.6其他附件——6.6.1热交换器液压与气压传动1．冷却器常用的冷却器有风冷式和水冷式两种。风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组成。油液从管内流过，风扇迫使空气穿过管子和散热片表面，使油液冷却。最简单的冷却器是蛇形管式冷却器，它直接装在油箱中，冷却水从蛇形管内流过，从而带走热量。液压系统中使用较多的是多管式水冷却器，油液在水管外部流过，其中有隔板用来增加水流循环路线的长度，以改善热交换的效果，散热效率较高。2．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。6.6其他附件——6.6.1热交换器液压与气压传动6.6其他附件——6.6.2压力计液压系统中各工作点的压力一般用压力表来观测，以达到调整和控制的目的。压力表的种类较多，最常见的是弹簧弯管式压力表。图6-12弹簧弯管式压力表1-弹簧弯管2-指针3-刻度盘4-杠杆5-扇形齿轮6-小齿轮液压与气压传动6.6其他附件——6.6.2压力计压力表开关用于接通或切断压力表的通路，可以防止系统压力突变而损坏压力表。压力表开关按它所测量点的数目不同可分为一点、三点、六点几种；按连接方式不同