液压传动-第6章液压辅助元.ppt

第六章 辅助元件,液压与液力传动,第六章 辅助元件,辅助元件是液压系统必不可少的组成部分，它根据液压系统的需要，设置必要的元件。 它包括有蓄能器、过滤器、油管、油箱、密封件、压力表（压力计开关）、流量计、加热器、冷却器等。 除油箱外，其他都是标准件。 虽是辅助元件，但是它们对系统的性能、效率、温升、噪声和寿命的影响极大。,一、蓄能器 （一）蓄能器的作用 在液压系统中，蓄能器能够储存液压能并根据需要释放存储能量的装置。 （二）蓄能器的功能 1.作辅助动力源 （课本P118图5-1 a）。 对于短时间内需要大量压力油的液压系统，采用蓄能器辅助供油可减小液压泵容量，从而减少了电机功率的消耗，降低了液压系统的温升。,作辅助动力源- 组成- 工作原理-,2.系统保压 在液压系统的保压回路中采用蓄能器。见下图所示是蓄能器用于夹紧油路的情况。 当压力达到压力继电器调定压力时，压力继电器发出信号，使二位二通电磁阀换向，液压泵卸荷，由蓄能器把原先储存起来的压力油供应出来，补偿系统泄漏，以维持系统压力；这样做也可以减少电机功率消耗，降低系统温升。,保压回路中采用蓄能器- 组成- 工作过程-,3.吸收压力冲击及压力脉动 对于由液压缸的突然停止或换向，换向阀的突然关闭或换向以及液压泵的突然启、停所引起的液压冲击，可采用蓄能器来加以吸收，避免系统压力过高造成元件损坏，对于一些要求液压源输油压力恒定的液压系统，需要在液压泵出口处安装蓄能器，以吸收液压泵的脉动压力。,用来吸收冲击压力的蓄能器尽可能安装在靠近产生冲击的地方。,（三）蓄能器的典型结构、职能符号 蓄能器的类型有活塞式、弹簧式和充气式等几种。 1.活塞式蓄能器 结构特点：结构简单、尺寸小、易安装、寿命长。但因活塞在运动中摩擦阻力大，有惯性。在低压下动作不灵敏，动作频率不宜太高。主要用于供蓄能和中高压下吸收脉动用。,充气压力一般为 液压系统最低 工作压力的8090%。 其结构利用活塞把 气体和液体分开， 利用气体的压缩储 存能量。,工作过程- 在活塞2的上腔1中 充有高压气体， 下腔3与液压系统 管路相通，进入 压力油。活塞随着 蓄能器中油压的 增减在缸筒内移动。,2.气囊式蓄能器 组成：充气阀、壳体、气囊和提升阀等。 结构特点：气囊由耐油橡胶与充气阀座一起压制而成，靠压紧螺母固定在壳体上端。 充气阀在蓄能器工作前充气用。 提升阀是防止油液全排出时气囊膨胀出容器之外。,优点：漏气损失小、反应灵敏、重量轻、体积小，可吸收急速的压力冲击和脉动。 缺点：气囊制造困难。 气囊式蓄能器类型-有折合式、波纹式两种。 折合型：容量大，适合于蓄能，充气压力为系统最低工作压力的8085%。 波纹型：容量小，适合吸收压力冲击和脉动，充气压力为系统最低工作压力的6065%。,气囊式蓄能器工作原理图： （见下图）,（四）蓄能器安装与使用注意事项 1.气囊式蓄能器应垂直安装，油口向下。 2.用作降低噪声、吸收脉动和液压冲击的蓄能器的安装应尽可能靠近振动源。 3.蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，以免泵停止工作时，蓄能器储存的压力油倒流使泵反转。 4.必须将蓄能器牢固在机架上。 5.蓄能器必须安装在便于检查、维修的位置，并远离热源。,二、过滤器 （一）液压油的污染 液压油的污染是指油中存在一定数量的杂质。 这些杂质是由化学反应生成的，有外界进入的灰尘，有系统运动造成的机械摩擦，以及前期残留的焊渣等。 为了使液压系统正常工作，必须控制油液的污染，净化油液的工作由滤油起来完成。,（二）滤油器的作用- 过滤油中的杂质。 （三）对滤油器的要求 1.有足够的过滤精度； 2.有足够的过滤能力； 3.有足够的机械强度；,（四）滤油器的类型及结构 按滤芯材质和过滤方式分：网式、线隙式、纸芯式、烧结式、磁性式。 1.网式滤油器 （下页图） 是一种以铜丝网作为过滤材料构成的过滤器，一般装在液压系统的吸油管路入口处，避免吸入较大的杂质，以保护液压泵。 这种滤油器的特点是结构简单，通过性能好，但过滤精度低。,也可以用较密的铜丝网或多层铜网做成过滤精度较高的过滤器，装在压油管路中使用，如用于调速阀的入口处。,2线隙式滤油器 （下页图） 线隙式滤油器是用铜线或铝线绕在筒形芯架上，利用线间缝隙过滤油液，主要用于压油管路中。 若用于液压泵吸油口，则只允许通过它的额定流量的2/31/2，以防泵的吸油口压力损失过大。 这种过滤器结构简单，过滤精度较高，但过滤材料强度较低，不易清洗。,3金属烧结式滤油器 金属烧结式滤油器的滤芯是用青铜粉压制后烧结而成，具有杯状、管状、碟状和板状等形状，靠其粉未颗粒间的间隙微孔滤油。 选择不同粒度的粉未能得到不同的过滤精，目前常用的过滤精度一般为0.010.1mm，这种过滤器的强度大，抗腐蚀性好，制造简单，过滤精度高，适于作精过滤，在液压系统使用日趋广泛。,金属烧结式滤油器其缺点主要是清洗较困难，如有颗粒脱落会影响过滤精度，最好与其它滤油器配合使用。 4纸芯滤油器 这种滤油器的滤芯一般采用机油微孔滤纸制成。 纸芯做成折叠形是为了增加过滤面积，纸芯绕在带孔的镀锡铁皮骨架上，以支撑纸芯免被压力油压破。,5磁性滤油器 磁性滤油器靠磁性材料把混在油中的铁屑、铸铁粉之类的杂质吸住，过滤效果好。 此种滤油器常与其它种类的滤油器配合使用。 （五）滤油器的安装 选择滤油器的型号、规格，主要是根据使用情况提出的要求，结合经济性一起来考虑。,具体的使用要求有- 过滤精度、通过流量、允许压力降和工作压力等，所选滤油器性能应满足上述要求。 滤油器在液压系统中安装的位置有： （参见下图） 1安装在泵的吸油路上 在泵吸油路上安装滤油器可使系统中所有元件都得到保护。,但由于一般泵的吸油口不允许有较大阻力，因此只能安装压力损失小的网孔较大的油滤，这样过滤精度低。加上液压泵磨损产生的颗粒仍将进入系统内，所以这种安装方式实际上主要起保护液压泵的作用。,2.安装在压油管路上 这种安装方式可以保护除泵以外的其它元件，由于滤油器在高压下工作，滤芯及壳体应能承受系统工作压力和冲击力，因而滤油器重量加大。为了防止滤油器堵塞而使液压泵过载或引起滤芯破裂，可与滤油器并联一旁通阀或堵塞指示器，以提高安全性。,3.安装在系统的回路上 由于回油路压力低，这种安装方式可采用强度较低的滤油器，而且允许滤油器有较大的压力损失。 但只能经常清除油中杂质以间接保护系统，不能保证杂质不进入系统。,4.安装在旁路上 主要是装在溢流阀的回油路上，这时不是所有的油量都通过滤油器，这样可降低滤油器的容量，这种安装方式还不会在主油路造成压力损失，滤油器也不承受系统工作压力。但不能保证杂质不进入系统。,5.单独过滤系统 这是一个液压泵和滤油器单独组成一个独立于液 压系统之外的过滤回路，它经常清除系统中的杂质。 滤油器应安装在容易检查的地方，以便清洗与更换。为了安全，最好安装滤油器的堵塞报警装置。,三、油箱 （一）油箱的作用 主要是储油、散热和分离液压油中的空气、杂质等。 油箱设计得好坏直接影响到液压系统的工作可靠性，尤其是对泵的寿命有决定性的影响，液压泵过早损坏的原因都是发生在泵的吸入段。,（二）对油箱的要求： 1能储存足够的油液，以满足液压系统正常工作的需要； 2应有较大的表面积，能散发工作时产生的热量； 3应使油液在油箱中平缓地流动，以利于油中空气的分离和污垢 的沉淀； 4应能防止外部污染物的侵入，保证液压泵正常吸油；,5应为箱内元件的维修与装拆提供方便，并便于注油和放油； 6根据需要，提供安装液压元件的面积。 （三）油箱的种类 按箱内液面是否与大气相接触来分，可分为开式油箱和加压油箱。,1.开式油箱中的液面与大气相接触，为了防止外界污物的侵入而设置防尘箱盖，盖上装有带空气滤清器的通气器，确保与大气相通。 2.加压油箱是在有压气体作用下储存液压油的密闭油箱，液面压力一般都高于大气压力。 （四）油箱的结构组成 （参见下图）,1.底板与底脚 底板应比侧板稍厚一些，底板油箱的底部应装设底脚，底脚高度一般为150200mm，以利于通风散热及排出箱内油液。 2.隔板 油箱内一般设有隔板，隔板的作用是使回油区与泵的吸油区隔开，增大油液循环的路径，降低油液的循环速度，有利于降温散热、气泡析出和杂质沉淀 。,四、热交换器- 为了提高液压系统的工作稳定性，应使系统在允许的温度下工作并保持热平衡。 液压系统的油液工作温度一般希望保持在3050范围内，最高不超过60，最低不低于15。油温过高将使油液变质，加速其污染，同时油的粘性和润滑能力降低，增加油液的泄漏，缩短液压元件的寿命。,油温过低-液压泵启动时吸油有困难，系统的压力损失也增大。 如果液压系统单靠自然散热不能使油温限制在允许值以下，就必须安装冷却器； 如果环境温度太低无法使液压泵正常启动，就必须安装加热器。 冷却器和加热器统称为热交换器。,（一）冷却器 1.冷却器的类型 根据冷却介质不同，冷却器分为水冷和风冷两类。 （1）水冷却器 板式水冷却器如下图所示。 它由波纹板、密封垫和盖板等组成。,每两个波纹板构成一个单元油通道体，冷却器由多个单元油通道体组成。 冷却面积的大小与单元油通道体的个数成正比。 工作时，油液从单元油通道体内部通过，冷却水从两个单元体之间通过。 板式冷却器由于板间流道狭窄、弯曲，因此液流的速度和方向不断地突然变化，引起流体的剧烈湍动。,这样引起的湍动比增大流速引起的紊流对边界层的破坏更有力，因此传热系数大，冷却效果好。 蛇形管冷却器 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。,强制对流式多管冷却器 液压系统中用得较多的冷却器是强制对流式多管冷却器 。 油液从进油口5流入，从出油口3流出；冷却水从进水口7流入，通过图中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。,多管式冷却器示意图 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。,翅片管式冷却器 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810倍。椭圆管的散热效果一般比圆管更好。,（2）风冷式冷却器 风冷式冷却器适用于缺水或不便用水冷却的液压设备，如工程机械。 冷却方式除采用风扇强制吹风冷却外，多采用自然通风冷却。 自然通风冷却的冷却器有管式、板式、翅管式和翅片式等型式。,一般管式和板式冷却器，因传热系数小、冷却效果相对较。 每两层通油板之间设有波浪形的翅片板，因此可以大大提高传热系数。 如果加上强制通风，冷却效果将更好。 翅片式结构紧凑、体积小、强度高。但易堵塞、难清洗。 风冷式板翅冷却器的结构示意图 （见下图）,风冷式翅管式冷却器结构示意图- 风冷式翅管式冷却器结构简单，它由圆管或椭圆管外嵌入翅片构成，散热面积为光管的8一10倍，椭圆管因涡流区小，利于空气流动，散热性能较好。,2.冷却器的安装形式 （1）冷却器安装在回油路 油温的升高主要是 由于大量高压油从 溢流阀中溢流引起的， 因此冷却器应放置在 溢流阀的泄油管路上。,（2）独立式冷却 为避免加油压力脉动对冷却器的破坏，或提高液压功率及改善散热性能等，可采用独立冷却回路。,（3）短路冷却 有些工程机械 在油温过高时 进行冷却，开 始工作时进行 暖机运转，这 样采用短路冷 却。,（4）