液压与气压传动第六章液压辅助元件

1、第六章 液压辅助元件 液压辅助元件包括油管和管接头、密封件、过滤器、液压油液压辅助元件包括油管和管接头、密封件、过滤器、液压油箱、热交换器、蓄能器等，它们是液压系统不可缺少的部分。辅箱、热交换器、蓄能器等，它们是液压系统不可缺少的部分。辅助元件对系统的工作稳定性、可靠性、寿命、噪声、温升甚至动助元件对系统的工作稳定性、可靠性、寿命、噪声、温升甚至动态性能都有直接影响。其中，液压油箱一般根据系统的要求自行态性能都有直接影响。其中，液压油箱一般根据系统的要求自行设计，其他辅助元件都有标准化产品供选用。设计，其他辅助元件都有标准化产品供选用。第一节 过 滤 器 固体颗粒污染等级代号由斜线隔开的两个标

2、号组成：第一个标固体颗粒污染等级代号由斜线隔开的两个标号组成：第一个标号表示号表示1mL1mL工作介质中大于工作介质中大于5 5的颗粒数，第二个标号表示的颗粒数，第二个标号表示1mL1mL工作介工作介质中大于质中大于1515的颗粒数。颗粒数与其标号的关系见表的颗粒数。颗粒数与其标号的关系见表6-16-1。 工作介质固体颗粒污染等级代号的确定方法如下：按显微镜颗工作介质固体颗粒污染等级代号的确定方法如下：按显微镜颗粒计数法或自动颗粒计数法取得颗粒计数依据，对大于粒计数法或自动颗粒计数法取得颗粒计数依据，对大于5 5的颗粒数的颗粒数规定为第一个标号，对大于规定为第一个标号，对大于1515的颗粒数规

3、定为第二个标号，依次写的颗粒数规定为第二个标号，依次写出这两个标号并用斜线隔开。例如代号出这两个标号并用斜线隔开。例如代号18/1318/13表示在表示在1mL1mL的给定工作的给定工作介质中，大于介质中，大于5 5的颗粒有的颗粒有13001300个个25002500个，大于个，大于1515的颗粒有的颗粒有4040个个8080个个( (见表见表6-1)6-1)。 1 1、液压油的污染度等级和污染度等级的测定、液压油的污染度等级和污染度等级的测定一、滤油器的功用及分类一、滤油器的功用及分类表6-1 工作液体中固体颗粒数与标号的对应关系(GB/T 140391993) 1ml工作液体中固体颗粒数/

4、个 标 号 1ml工作液体中固体颗粒数/个 标 号 1ml工作液体中固体颗粒数/个标 号 80000160000 24160320 150.320.64 64000080000 2380160 140.160.32 52000040000 224080 130.080.16 41000020000 212040 120.040.08 3500010000 201020 110.020.04 225005000 19510 100.010.02 113002500 182.55 90.0050.01 06401300 171.32.5 80.00250.005 00320640 160.641.

5、3 7 液压系统所要求的过滤精度应使杂质颗粒尺寸小于液压元件运动表面间的间隙或油膜厚度，以免卡住运动件或加剧零件磨损，同时也应使杂质颗粒尺寸小于系统中节流孔和节流间隙的最小开度，以免造成堵塞。液压系统的功用不同，其工作压力不同，对油液的过滤精度要求也就不同，其推荐值见表6-2。表6-2 过滤精度推荐值表系统类别 润滑系统 传动系统 伺服系统 系统工作压力/MPa 02.5 32 21 过滤精度/ 100 2550 25 10 5 滤油器精度 粗 普通 普通 普通 精 2、滤油器的功用 滤油器在民航系统上也称油滤，它是保持有液清洁、滤除油液中一定尺寸和一定数量杂质的重要组件。 3、滤油器的分类

6、油滤按其过滤原理和采用的过滤介质不同，分为表面型、深表面型、深度型和磁性三种。度型和磁性三种。 表面型油滤表面型油滤的过滤元件的表面与油液接触，一般油液由外向内流动，过滤元件的表面起滤除杂质的作用，常见的形式有网状油滤、线隙式油滤等。 深度型油滤深度型油滤常见的形式有烧结式油滤、纸质油滤、毛毡油滤纤维编织物等，它的滤芯是具有一定厚度的介质，滤孔形状、尺寸大小不规则，不均匀，内部的通道错综复杂，曲曲弯弯，它的过滤作用不仅发生在过滤介质的表面，也发生在过滤介质的深处，所以称为深度型。其优点是过滤精度高，使用寿命长。缺点是过滤材料的容积较大，压力损失也较大。在飞机上应用在飞机上应用最多的是压制纸制成

7、的纸质滤芯。最多的是压制纸制成的纸质滤芯。 磁性油滤磁性油滤的过滤介质是由磁性材料组成，它能够把油液中的铁微粒吸附出来。磁性油滤一般与表面型或深度型油滤组合使用。二、 滤油器的典型结构1、网状过滤器图6.11 网式过滤器(a) 管式 (b) 法兰式 1法兰 2上盖 3滤网 4下盖 网式过滤器结构如图网式过滤器结构如图6.116.11所所示，它由上盖示，它由上盖2 2、下盖、下盖4 4和几块不和几块不同形状的金属丝编织方孔网或金同形状的金属丝编织方孔网或金属编织的特种网属编织的特种网3 3组成。组成。 网式滤油器的过滤精度与铜网式滤油器的过滤精度与铜丝网的网孔大小和层数有关。图丝网的网孔大小和层

8、数有关。图示结构实际上只是一个滤芯。网示结构实际上只是一个滤芯。网式滤油器的优点是通油能力大压式滤油器的优点是通油能力大压力损失小，容易清洗，但过滤精力损失小，容易清洗，但过滤精度不高主要用于泵吸油口。度不高主要用于泵吸油口。2 2、线隙式过滤器、线隙式过滤器图6.12 XU型线隙式过滤器l端盖 2壳体 3芯架 4铜线或铝线 线隙式过滤器结构如图线隙式过滤器结构如图6.126.12所示，它由端盖所示，它由端盖1 1、壳体、壳体2 2、带、带有孔眼的筒型芯架有孔眼的筒型芯架3 3和绕在芯架和绕在芯架外部的铜线或铝线外部的铜线或铝线4 4组成。过滤组成。过滤杂质的线隙是由每隔一定距离杂质的线隙是由

9、每隔一定距离压扁一段的圆形截面铜线绕在压扁一段的圆形截面铜线绕在芯架外部时形成的。芯架外部时形成的。 3 3、 纸芯式过滤器纸芯式过滤器图6.13 纸芯式过滤器 这种过滤器与线隙式过滤器的区别这种过滤器与线隙式过滤器的区别只在于它用纸质滤芯代替了线隙式滤芯，只在于它用纸质滤芯代替了线隙式滤芯，如图如图6.136.13所示为其结构。纸芯部分是把所示为其结构。纸芯部分是把平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸绕在带孔的用镀锡铁片做成的骨架上。绕在带孔的用镀锡铁片做成的骨架上。 纸芯式滤油器是以处理过的滤纸做纸芯式滤油器是以处理过的滤纸做过滤材料。为了增加过滤面积，纸芯

10、上过滤材料。为了增加过滤面积，纸芯上的纸呈波纹状。纸芯式滤油器性能可靠，的纸呈波纹状。纸芯式滤油器性能可靠，是液压系统中广泛采用的一种滤油器。是液压系统中广泛采用的一种滤油器。但纸芯强度较低，且堵塞后无法清理，但纸芯强度较低，且堵塞后无法清理，所以必须经常更换纸芯。所以必须经常更换纸芯。4 4、金属烧结式过滤器、金属烧结式过滤器图6.14 SU型烧结式过滤器l端盖 2壳体3滤芯 4磁环 金属烧结式过滤器有多种结构金属烧结式过滤器有多种结构形状。如图形状。如图6.146.14所示是所示是SUSU型结构，型结构，由端盖由端盖1 1、壳体、壳体2 2、滤芯、滤芯3 3等组成。有等组成。有些结构加有磁

11、环些结构加有磁环4 4用来吸附油液中的用来吸附油液中的铁质微粒，效果尤佳。铁质微粒，效果尤佳。 烧结式滤油器滤芯是用颗粒状烧结式滤油器滤芯是用颗粒状青铜粉压制烧结而成，属于深度型青铜粉压制烧结而成，属于深度型滤油器。烧结式滤芯强度较高，耐滤油器。烧结式滤芯强度较高，耐高温，性能稳定，抗腐蚀性能好，高温，性能稳定，抗腐蚀性能好，过滤精度高，是一种常用的精密滤过滤精度高，是一种常用的精密滤芯。但其颗粒容易脱落，堵塞不易芯。但其颗粒容易脱落，堵塞不易清洗。清洗。 除了上述几种基本形式外，过滤器还有一些其他的形式。磁除了上述几种基本形式外，过滤器还有一些其他的形式。磁性过滤器是利用永久磁铁来吸附油液中

12、的铁屑和带磁性的磨料；性过滤器是利用永久磁铁来吸附油液中的铁屑和带磁性的磨料；微孔塑料过滤器已推广应用。过滤器也可以做成复式的，例如液微孔塑料过滤器已推广应用。过滤器也可以做成复式的，例如液压挖掘机液压系统中的过滤器，在纸芯式过滤器的纸芯内，装置压挖掘机液压系统中的过滤器，在纸芯式过滤器的纸芯内，装置一个圆柱形的永久磁铁，便于进行两种方式的过滤。为了便于安一个圆柱形的永久磁铁，便于进行两种方式的过滤。为了便于安装，还有装，还有SXSX型上置式吸油过滤器、型上置式吸油过滤器、SHSH型上置式回油过滤器和型上置式回油过滤器和CXCX型型侧置式吸油过滤器，在液压油箱盖板或侧板上开相应的孔就可以侧置式

13、吸油过滤器，在液压油箱盖板或侧板上开相应的孔就可以直接安装它们，维护非常方便。直接安装它们，维护非常方便。 5、其他形式的过滤器6 6、 过滤器上的堵塞指示装置和发讯装置过滤器上的堵塞指示装置和发讯装置图6.15 堵塞指示装置 带有指示装置的过滤器能指示出带有指示装置的过滤器能指示出滤芯堵塞的情况，当堵塞超过规定滤芯堵塞的情况，当堵塞超过规定状态时发讯装置便发出报警信号，状态时发讯装置便发出报警信号，报警方法是通过电气装置发出灯光报警方法是通过电气装置发出灯光或音响信号或切断液压系统的电气或音响信号或切断液压系统的电气控制回路使系统停止工作。控制回路使系统停止工作。 三、 过滤器的选用和安装(

14、1) (1) 过滤精度应满足系统设计要求；过滤精度应满足系统设计要求；(2) (2) 具有足够大的通油能力，压力损失小，选择过滤器的流量规具有足够大的通油能力，压力损失小，选择过滤器的流量规格时，一般应为实际通过流量的格时，一般应为实际通过流量的2 2倍以上；倍以上；(3) (3) 滤芯具有足够强度，不因压力油的作用而损坏；滤芯具有足够强度，不因压力油的作用而损坏；(4) (4) 滤芯抗腐蚀性好，能在规定的温度下长期工作；滤芯抗腐蚀性好，能在规定的温度下长期工作；(5) (5) 滤芯的更换、清洗及维护方便。滤芯的更换、清洗及维护方便。1. 1. 过滤器的选用过滤器的选用选用过滤器时，应考虑以下

15、几点：2、过滤器的安装位置、过滤器的安装位置1) 安装在液压泵的吸油管路上2) 安装在液压泵的压油管路上图6.16 过滤器安装在吸油、压油管路上(a) 安装在吸油管路上(b) 安装在压油管路上3) 安装在回油管路上图6.17 过滤器安装在回油路上4) 安装在支管油路上图6.18 局部过滤(a) 节流过滤(b) 溢流过滤5) 单独过滤系统图6.19 单独过滤系统第二节 蓄能器作用作用：储存多余的压力油液，并在需要时释放出来供：储存多余的压力油液，并在需要时释放出来供给系统。给系统。充气式（常用）充气式（常用）重力式重力式弹簧式弹簧式活塞式活塞式气囊式气囊式隔膜式隔膜式1.作辅助动力源作辅助动力源

16、2.保压和补充泄漏保压和补充泄漏3.缓和冲击、吸收压力脉动缓和冲击、吸收压力脉动1、活塞式蓄能器、活塞式蓄能器 这是一种隔离式蓄能器。它这是一种隔离式蓄能器。它利用活塞使气油液隔离，以减少利用活塞使气油液隔离，以减少气体渗入油液的可能性。其容量气体渗入油液的可能性。其容量大，常用于中、大，常用于中、 高压系统，但正高压系统，但正逐渐被性能更完善的气囊式蓄能逐渐被性能更完善的气囊式蓄能器所代替。器所代替。 活塞式蓄能器气体活塞液压瓶2、隔膜式蓄能器、隔膜式蓄能器 隔膜式蓄能器如图所示，隔膜式蓄能器如图所示，在金属球型壳体的中间由合成在金属球型壳体的中间由合成橡胶隔膜将其分为上下两腔。橡胶隔膜将其

17、分为上下两腔。上腔通过螺纹口与压力油相同，上腔通过螺纹口与压力油相同，下腔装有充气阀在出油口出装下腔装有充气阀在出油口出装有滤网，防止隔膜被压力油从有滤网，防止隔膜被压力油从出口压出。出口压出。 在蓄能器工作期间，空气在蓄能器工作期间，空气腔需要预充气（充气压力大约腔需要预充气（充气压力大约是系统最大压力的是系统最大压力的1/3）。）。 3、气囊式蓄能器、气囊式蓄能器 气囊式蓄能器也是一气囊式蓄能器也是一种隔离式蓄能器。外壳为两种隔离式蓄能器。外壳为两端成球形端成球形 的圆柱体，壳体的圆柱体，壳体内有一个用耐油橡胶制成的内有一个用耐油橡胶制成的气囊。气囊出口上设充气阀，气囊。气囊出口上设充气阀

18、，充气阀只在为气囊充气时才充气阀只在为气囊充气时才打开，平时关闭。这打开，平时关闭。这 种蓄种蓄能器中气体和液体完全隔离能器中气体和液体完全隔离开，而且蓄能器的重量轻，开，而且蓄能器的重量轻，惯性惯性 小，反应灵敏，是当小，反应灵敏，是当前最广泛应用的一种蓄能器。前最广泛应用的一种蓄能器。三、蓄能器的容量计算 在蓄能器的工作过程中，气体状态的变化规律符合理想气在蓄能器的工作过程中，气体状态的变化规律符合理想气体状态方程。体状态方程。1、蓄能器用于储存和释放能量时的容量计算、蓄能器用于储存和释放能量时的容量计算0 01 12 2nnnpVpVpV常数 当压力从当压力从pl l降到降到p2 2时，

19、蓄能器释放的油液体积就是气体体积的变时，蓄能器释放的油液体积就是气体体积的变化量化量VV，即，即 VV2Vl 01/1/1/021(1/)(1/)nnnVVppp 当液压系统中的换向阀突然关闭时，如果阀前管路中液体的质当液压系统中的换向阀突然关闭时，如果阀前管路中液体的质量为量为m m，流速为，流速为v v，其动能为，其动能为mvmv2 2/2/2，这些动能由蓄能器吸收后将转，这些动能由蓄能器吸收后将转变为气体的压力能，于是蓄能器内的气体就从原充气状态下的压变为气体的压力能，于是蓄能器内的气体就从原充气状态下的压力力p p0 0和体积和体积V V0 0转变为缓冲状态下的最高容许压力转变为缓冲状

20、态下的最高容许压力p p1 1和其对应的体积和其对应的体积V1V1，由于冲击是瞬时发生的，故可认为这个过程是绝热的，因此，由于冲击是瞬时发生的，故可认为这个过程是绝热的，因此有有2 2、 蓄能器用于吸收冲击压力时的容量计算蓄能器用于吸收冲击压力时的容量计算1.41.41.40 01 1pVpVpV常数 根据热力学第一定律，可求得气体的压缩能为11000.2851.40 00 011.40dd10.4VVVVpVpVpp VVVp由于液体的动能应与气体的压缩能的绝对值相等，所以220.285001011(/)1220.4p VmvAlvpp故可以推得200.2850100.412(/)1AlvV

21、ppp四、蓄能器的安装及使用（1）在充气前首先把少量的工作油（约容积的）在充气前首先把少量的工作油（约容积的10%）灌入壳体以便润滑，然后再）灌入壳体以便润滑，然后再冲入一定压力的气体。若不灌油，在充气后往往会使胶囊损坏。冲入一定压力的气体。若不灌油，在充气后往往会使胶囊损坏。（2）所充气体应是氮气等惰性气体，绝对不能使用氧气等易爆炸气体。）所充气体应是氮气等惰性气体，绝对不能使用氧气等易爆炸气体。（3）蓄能器原则上应该油口向下垂直安装，当倾斜或卧式安装时，皮囊因受浮力）蓄能器原则上应该油口向下垂直安装，当倾斜或卧式安装时，皮囊因受浮力而与壳体单边接触，妨碍正常工作，加快磨损。而与壳体单边接触

22、，妨碍正常工作，加快磨损。（4）蓄能器与泵之间应设置单向阀，当泵停止工作时，防止蓄能器中的压力油倒）蓄能器与泵之间应设置单向阀，当泵停止工作时，防止蓄能器中的压力油倒流。蓄能器与管路系统之间应设截止阀，供充气和检修时使用。流。蓄能器与管路系统之间应设截止阀，供充气和检修时使用。（5）用作缓冲和消除压力脉动时，蓄能器安装位置应尽可能靠近发生冲击和振动）用作缓冲和消除压力脉动时，蓄能器安装位置应尽可能靠近发生冲击和振动的地方。的地方。（6）安装于管路上的蓄能器，作用着一个相当于它的入口面积和管道油压相乘的）安装于管路上的蓄能器，作用着一个相当于它的入口面积和管道油压相乘的力，因此必须用支持板和托架

23、牢固地将蓄能器主体固定。力，因此必须用支持板和托架牢固地将蓄能器主体固定。（7）在正常工作情况下，每隔六个月要检查一次充气压力，使之保持所定的预压）在正常工作情况下，每隔六个月要检查一次充气压力，使之保持所定的预压力。力。（8）在搬运、安装、拆卸之前，应预先把内部的气体及液压油完全放掉。）在搬运、安装、拆卸之前，应预先把内部的气体及液压油完全放掉。第三节 油箱 油箱的主要用途油箱的主要用途是储存足够的、一定温度和压力范围的清洁油液以满足液压系统正常工作的需要，同时还具有沉淀油液中的污物、逸出油液中的空气和散热等作用。 1、基本结构：职能符号： 2、吸、回、泄油管的设置3、隔板的设置4、空气滤清

24、器与液位计的设置5、放油口与清洗窗口的设置 6、密封装置7、油温控制8、油箱内壁加工最高油面为油箱高度的80。一、典型油箱结构一、典型油箱结构第四节 其他辅件 液压系统中使用的油管有钢管、铜管、橡胶软管、塑料管和液压系统中使用的油管有钢管、铜管、橡胶软管、塑料管和尼龙管等几种，一般是根据液压系统的工作压力、工作环境和液尼龙管等几种，一般是根据液压系统的工作压力、工作环境和液压元件的安装位置等因素来选用。现代液压系统一般使用钢管和压元件的安装位置等因素来选用。现代液压系统一般使用钢管和橡胶软管，很少使用铜管、塑料管和尼龙管。橡胶软管，很少使用铜管、塑料管和尼龙管。1 1、油管的种类和选用、油管的

25、种类和选用2 2、管接头的种类和选用、管接头的种类和选用 （1 1）焊接式管接头）焊接式管接头图6.1 焊接式管接头l接管 2螺母 3O形密封圈 4接头体 5组合垫圈一、管道和管接头一、管道和管接头（2 2）卡套式管接头）卡套式管接头图6.2 卡套式管接头l油管 2卡套 3螺母 4接头体 5组合垫圈 图图6.26.2所示为卡套式管接头所示为卡套式管接头结构。这种管接头主要包括具结构。这种管接头主要包括具有有2424锥形孔的接头体锥形孔的接头体4 4，带有，带有尖锐内刃的卡套尖锐内刃的卡套2 2，起压紧作用，起压紧作用的压紧螺母的压紧螺母3 3三个元件。三个元件。 （3 3） 锥密封焊接式管接头

26、锥密封焊接式管接头 图6.3 锥密封焊接式管接头l组合垫圈 2接头体 3O形密封圈 4螺母 5接管 图图6.36.3所示为锥密封焊接所示为锥密封焊接式管接头结构。这种管接头主式管接头结构。这种管接头主要由接头体要由接头体2 2、螺母、螺母4 4和接管和接管5 5组成，除具有焊接式管接头的组成，除具有焊接式管接头的优点外，由于它的优点外，由于它的O O形密封圈形密封圈装在接管装在接管5 5的的2424锥体上，使锥体上，使密封有调节的可能，密封更可密封有调节的可能，密封更可靠。工作压力为靠。工作压力为34.5MPa34.5MPa，工，工作温度为作温度为25258080。（4 4） 扩口式管接头扩口

27、式管接头图6.4 扩口式管接头1接头体 2螺母 3管套 4油管 图图6.46.4所示是扩口式所示是扩口式管接头结构。这种管接管接头结构。这种管接头有头有A A型和型和B B型两种结构型两种结构形式形式 。（5 5） 胶管总成胶管总成图6.5 扣压式胶管总成 钢丝编织和钢丝缠绕胶管总成包括胶管和接头，有钢丝编织和钢丝缠绕胶管总成包括胶管和接头，有A A，B B，C C，D D，E E，J J，型，其中型，其中A A、B B、C C为标准型。为标准型。 （6 6） 快速接头快速接头图6.6 快速接头结构图1挡圈 2，10接头体 3弹簧 4单向阀阀芯5O形圈 6外套 7弹簧 8钢球 9弹簧圈 快速接

28、头是一种不需要使用工具就能够实现管路迅速连通或快速接头是一种不需要使用工具就能够实现管路迅速连通或断开的接头。快速接头有两种结构形式：两端开闭式和两端开放断开的接头。快速接头有两种结构形式：两端开闭式和两端开放式。式。 (1) (1) 在一定的压力、温度范围内具有良好的密封性能；在一定的压力、温度范围内具有良好的密封性能；(2) (2) 有相对运动时，由密封件所引起的摩擦力应尽量小，摩擦系有相对运动时，由密封件所引起的摩擦力应尽量小，摩擦系数应尽量稳定；数应尽量稳定；(3) (3) 耐腐蚀性、耐磨性好，不易老化，工作寿命长，磨损后能在耐腐蚀性、耐磨性好，不易老化，工作寿命长，磨损后能在一定程度

29、上自动补偿；一定程度上自动补偿；(4) (4) 结构简单，装拆方便，成本低廉。结构简单，装拆方便，成本低廉。1 1、密封件的作用和分类、密封件的作用和分类一般地，液压系统对密封件的主要要求是：二、密封件二、密封件2、橡胶密封圈的种类和特点（1）O形密封圈形密封圈图6.7 橡胶密封圈(a) O形密封圈 (b) Y形密封困 (c) V形密封圈 （2） Y形密封图形密封图 (a) 高唇结构 (b) 孔用结构 (c) 轴用结构 图6.8 Yx形密封圈 V V形密封圈由多层涂胶织形密封圈由多层涂胶织物压制而成，其形状如图物压制而成，其形状如图6.7(c)6.7(c)所示，由三种不同截面形状的压所示，由三

30、种不同截面形状的压环、密封环、支承环组成。压力环、密封环、支承环组成。压力小于小于10MPa10MPa时，使用一套三件已时，使用一套三件已足够保证密封；压力更高时，可足够保证密封；压力更高时，可以增加中间密封环的个数。这种以增加中间密封环的个数。这种密封圈安装时应使密封环唇口面密封圈安装时应使密封环唇口面对压力油作用方向。对压力油作用方向。V V形密封圈形密封圈的接触面较长，密封性能好，耐的接触面较长，密封性能好，耐高压高压( (可达可达50MPa)50MPa)，寿命长，但，寿命长，但摩擦力较大。摩擦力较大。（3 3）V V形密封圈形密封圈（4） 同轴组合密封装置同轴组合密封装置图6.9 同轴组合密封装置1聚四氛乙烯滑环 2橡胶环(O形圈)3 密封垫圈 （1）