液压传动第五章-课件

1、滤油器滤油器蓄能器蓄能器油箱及热交换器油箱及热交换器其他辅件其他辅件第五章第五章 液压辅件液压辅件 一、滤油器的选用和过滤精度一、滤油器的选用和过滤精度 二、滤油器的典型结构二、滤油器的典型结构 三、滤油器的选用三、滤油器的选用 四、滤油器的安装位置四、滤油器的安装位置1、液压系统的油液中的各种污染物：、液压系统的油液中的各种污染物：外部污染物外部污染物:切屑、锈垢、橡胶颗粒、切屑、锈垢、橡胶颗粒、 漆片、棉丝漆片、棉丝内部污染物：零件磨损的脱落物、内部污染物：零件磨损的脱落物、 油液因理化作用的生成物油液因理化作用的生成物一、滤油器的作用和过滤精度一、滤油器的作用和过滤精度 过滤精度是指过滤

2、器对不同尺寸颗粒污染过滤精度是指过滤器对不同尺寸颗粒污染物的滤除能力，常用绝对过滤精度，过滤比和物的滤除能力，常用绝对过滤精度，过滤比和过滤效率等指标来评定，过滤精度分为：粗过滤效率等指标来评定，过滤精度分为：粗（d0.1mm）、普通（）、普通（d0.01mm）、精）、精（d0.005mm）、和特精（）、和特精（d0.001mm）四个）四个等级。等级。 2、过滤精度和过滤比、过滤精度和过滤比(1)绝对过滤精度绝对过滤精度 是指能够通过过滤器的是指能够通过过滤器的最大坚最大坚硬污染颗粒硬污染颗粒的尺寸，以微米表示。它可用试验的尺寸，以微米表示。它可用试验方法测定。方法测定。(2)过滤比过滤比(值

3、值) 是指过滤器是指过滤器上游油液上游油液中中单位容积单位容积中大于某中大于某给定尺寸给定尺寸x的污染物的污染物颗粒数颗粒数Nu与与下游下游油液油液中中单位容积单位容积中大于中大于同一尺寸同一尺寸的污染物的污染物颗粒颗粒数数Nd之比值之比值，即对某一尺寸，即对某一尺寸x的污染颗粒而言，的污染颗粒而言，其过滤比其过滤比x的表达式为：的表达式为：xNu/Nd x=75时时 ,则绝大部分尺寸大于则绝大部分尺寸大于x的污染颗粒被的污染颗粒被滤除滤除,因此因此x值可认为是该过滤器的绝对过滤精值可认为是该过滤器的绝对过滤精度。过滤比已被国际标准化组织采纳作为评定度。过滤比已被国际标准化组织采纳作为评定过滤

4、器过滤精度的性能指标。过滤器过滤精度的性能指标。(3)过滤效率过滤效率Ec 反映过滤器滤除油液中污染颗粒反映过滤器滤除油液中污染颗粒的能力，可用下式表示的能力，可用下式表示 Ec(Nu-Nd)/ Nu1-(1/) Ec与与的关系见下表。的关系见下表。 过滤效率过滤效率Ec与过滤比与过滤比的关系的关系3压降特性压降特性 液压回路中的液压回路中的过滤器对油液来说是一种液阻过滤器对油液来说是一种液阻，因而油液经过时必然要产生压降。一般来说，在因而油液经过时必然要产生压降。一般来说，在滤芯尺寸和油液流量一定的情况下，滤芯的滤芯尺寸和油液流量一定的情况下，滤芯的过滤过滤精度越高，则其压降越大精度越高，则

5、其压降越大，在流量一定的情况下，在流量一定的情况下，滤芯的有效过滤面积越大，或油液的粘度越小，滤芯的有效过滤面积越大，或油液的粘度越小，则压降越小则压降越小。 滤芯所允许的最大压降，应以使滤芯不致发滤芯所允许的最大压降，应以使滤芯不致发生结构性破坏为原则生结构性破坏为原则。通常，航空、舰艇用过滤。通常，航空、舰艇用过滤器的初始压降不应超过器的初始压降不应超过0.25MPa；机械用过滤器的；机械用过滤器的压降不大于压降不大于0.08 MPa0.15MPa。4.纳垢容量纳垢容量 过滤器在压力降大于其规定限值之前截留的污过滤器在压力降大于其规定限值之前截留的污染物的问题称为纳垢容量染物的问题称为纳垢

6、容量，以重量，以重量(g)表示。过滤表示。过滤器的纳垢容量越大，则其寿命越长，所以它是反器的纳垢容量越大，则其寿命越长，所以它是反映映过滤器寿命的重要指标过滤器寿命的重要指标。过滤器的有效过滤面。过滤器的有效过滤面积越大，则纳垢容量也就越大。积越大，则纳垢容量也就越大。 过滤器的设计过滤面积为：过滤器的设计过滤面积为： 式中，式中，q为过滤器的额定流量为过滤器的额定流量(L/min)；为油为油液的动力粘度液的动力粘度(Pas)；p为压力降为压力降(MPa)；为滤芯为滤芯单位面积的通油能力单位面积的通油能力(L/cm2),由实验确定。在油温由实验确定。在油温为为20时，对特种滤网时，对特种滤网0

7、.0030.006；纸质滤；纸质滤芯芯0.035；线隙式滤芯；线隙式滤芯10；一般网式滤芯；一般网式滤芯2。滤油器的总类很多，主要类型有：滤油器的总类很多，主要类型有：机械式滤油器机械式滤油器网式滤油器；网式滤油器；线隙式滤油器；线隙式滤油器；片式滤油器；片式滤油器；纸芯式滤油器；纸芯式滤油器；烧结式滤油器；烧结式滤油器；磁性滤器磁性滤器二、滤油器的典型结二、滤油器的典型结构构机械式滤油器机械式滤油器主要靠过滤介质阻挡杂质；主要靠过滤介质阻挡杂质；磁性滤磁性滤油器油器则靠过滤介质的磁性吸出油液中的铁末。则靠过滤介质的磁性吸出油液中的铁末。1. 网式滤油器网式滤油器 网式滤油器结构如图。这种滤油

8、器的网式滤油器结构如图。这种滤油器的过滤过滤精度与铜丝网的网孔精度与铜丝网的网孔大小和层数有关大小和层数有关。图。图示结构实际上只是一示结构实际上只是一个滤芯。网式滤油器个滤芯。网式滤油器的优点是的优点是通油能力大通油能力大压力损失小，容易清压力损失小，容易清洗，但过滤精度不高洗，但过滤精度不高主要用于泵吸油口主要用于泵吸油口。网式滤油器上盖钢丝网骨架下盖2. 线隙式滤油器线隙式滤油器 线隙式滤油器结构如图所示。其线隙式滤油器结构如图所示。其滤芯采用滤芯采用绕在骨架上的铜丝来绕在骨架上的铜丝来 替代上图中的铜丝网替代上图中的铜丝网。过滤精度决定于过滤精度决定于铜丝铜丝间的间隙，故称为线间的间隙

9、，故称为线隙式滤油器隙式滤油器。它常用。它常用于于液压系统的压力管液压系统的压力管及内燃机的燃油过滤及内燃机的燃油过滤系统系统。线隙式滤油器发讯装置端盖壳体骨架铜丝3. 纸芯式滤油器纸芯式滤油器 纸芯式滤油器是以纸芯式滤油器是以处理过的滤纸做过滤材处理过的滤纸做过滤材料料。为了增加过滤面积，纸芯上的纸呈波纹状。为了增加过滤面积，纸芯上的纸呈波纹状。纸芯式滤油器纸芯式滤油器性能可靠，是液压系统中广泛采性能可靠，是液压系统中广泛采用的一种滤油器用的一种滤油器。 但纸芯强度较低，但纸芯强度较低， 且堵塞后无法清理，且堵塞后无法清理，所以所以必须经常更换必须经常更换纸芯。纸芯。纸芯式滤油器的纸芯滤纸骨

10、架 AA滤油器纸芯外形滤油器纸芯外形4. 烧结式滤油器烧结式滤油器 烧结式滤油器结构如图所示，滤芯是烧结式滤油器结构如图所示，滤芯是用颗用颗粒状青铜粉压制烧结而粒状青铜粉压制烧结而成，属于深度型滤油器成，属于深度型滤油器。烧结式滤芯烧结式滤芯强度较高，强度较高，耐高温，性能稳定，抗耐高温，性能稳定，抗腐蚀性能好，过滤精度腐蚀性能好，过滤精度高高，是一种，是一种常用的精密常用的精密滤芯。但其颗粒容易脱滤芯。但其颗粒容易脱落，堵塞不易清洗落，堵塞不易清洗。烧 结 式 滤 油 器1 端 盖 2 壳 体 3 滤 芯三、滤油器的选用三、滤油器的选用选用滤油器时应考虑一下三个问题：选用滤油器时应考虑一下三

11、个问题：1. 滤孔尺寸滤孔尺寸 滤芯的滤孔尺寸可滤芯的滤孔尺寸可根据过滤精度或过滤比的要根据过滤精度或过滤比的要求来选取求来选取。2. 通过能力通过能力 滤芯应有足够的通流面积。通过的流量愈高，滤芯应有足够的通流面积。通过的流量愈高，则要求通流面积愈大。一般则要求通流面积愈大。一般可按要求通过的流可按要求通过的流量，由样本选用相应的规格的滤芯量，由样本选用相应的规格的滤芯。3. 耐压耐压包括滤芯的耐压以及壳体的耐压。这主要靠设包括滤芯的耐压以及壳体的耐压。这主要靠设计时的计时的滤芯有足够的通流面积，使滤芯上的压滤芯有足够的通流面积，使滤芯上的压降足够小，以避免滤芯被破坏降足够小，以避免滤芯被破

12、坏。当滤芯堵塞时，。当滤芯堵塞时，压降便增加，故要在滤油器上装置安全阀或发压降便增加，故要在滤油器上装置安全阀或发讯装置报警。必须注意讯装置报警。必须注意滤芯的耐压与滤油器的滤芯的耐压与滤油器的使用压力是两回事使用压力是两回事。当提高使用压力时，只需。当提高使用压力时，只需考虑壳体（以及相应的密封装置）是否能承受，考虑壳体（以及相应的密封装置）是否能承受，而与滤芯的耐压无关。而与滤芯的耐压无关。四、滤油器的安装位置四、滤油器的安装位置1、滤油器安装于液压泵吸油口滤油器安装于液压泵吸油口： 此位置可避免较大颗粒的杂质进入液压泵，此位置可避免较大颗粒的杂质进入液压泵，但要求滤油器有很大的通油能力和

13、较小的压力但要求滤油器有很大的通油能力和较小的压力损失。一般采用过滤精度较低的网式滤油器。损失。一般采用过滤精度较低的网式滤油器。2、滤油器安装于液压泵压油口滤油器安装于液压泵压油口： 此位置可用以保护除液压泵以外的其它液此位置可用以保护除液压泵以外的其它液压元件。要求滤油器能耐高压。压元件。要求滤油器能耐高压。 3、滤油器安装于回油管路滤油器安装于回油管路： 此位置使油液在流回油箱之前先经过过滤此位置使油液在流回油箱之前先经过过滤 ，使油箱中的油液得到净化。此种滤油器壳体的使油箱中的油液得到净化。此种滤油器壳体的耐压性能可能较低。耐压性能可能较低。4、滤油器安装在旁油路上滤油器安装在旁油路上

14、： 此位置可使管路中大的油液不断净化，使此位置可使管路中大的油液不断净化，使油液的污染程度得到控制。油液的污染程度得到控制。5、独立的过滤系统独立的过滤系统： 这是将这是将滤油器和泵组成一个独立于滤油器和泵组成一个独立于液压系统之外液压系统之外的过滤回路。它的作用也的过滤回路。它的作用也是不断净化系统中的油液，与将滤油器是不断净化系统中的油液，与将滤油器安装在旁路上的情况相似。它需要增加安装在旁路上的情况相似。它需要增加设备（泵），适用于大型机械的液压系设备（泵），适用于大型机械的液压系统。统。 一、蓄能器的类型一、蓄能器的类型 二、蓄能器的功用二、蓄能器的功用 三、充气式蓄能器的选用三、充气

15、式蓄能器的选用一、蓄能器的类型一、蓄能器的类型 重锤式蓄能器原理见右图。它重锤式蓄能器原理见右图。它利用重锤的利用重锤的位置变化来储存和释位置变化来储存和释 放能量放能量。重锤。重锤1作用于作用于 油液，油液，油液压力决定油液压力决定 于弹簧的预紧力和活于弹簧的预紧力和活 塞面积塞面积。这种蓄能器。这种蓄能器 目前已很少采用，只目前已很少采用，只 有在个别的低压系统有在个别的低压系统 中还能见到。中还能见到。 重鏙式蓄能器重鏙柱塞液压油1. 重锤式蓄能器重锤式蓄能器2. 弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器的原理和结构如图所示：弹簧式蓄能器的原理和结构如图所示：弹簧式蓄能器弹簧活塞液压油3.充

16、气式蓄能器充气式蓄能器 这是一种这是一种直接式接触式直接式接触式蓄能器蓄能器。其结构如图。它是。其结构如图。它是一个下半部盛油液，上半部一个下半部盛油液，上半部充压缩气体的气瓶。这种蓄充压缩气体的气瓶。这种蓄能器能器容量大，体积小，惯性容量大，体积小，惯性小，反应灵敏小，反应灵敏。但是。但是气体容气体容易混入油液中，使油液的可易混入油液中，使油液的可压缩性增加，并且耗气量大，压缩性增加，并且耗气量大，必须经常补气必须经常补气。气体液压瓶气瓶式蓄能器充气式蓄能器利用压缩气体储存能量。充气式蓄能器利用压缩气体储存能量。（1）气瓶式蓄能器）气瓶式蓄能器（2）活塞式蓄能器）活塞式蓄能器 这是一种这是一

17、种隔离式蓄能器隔离式蓄能器。其机构如图。它。其机构如图。它利用活塞使气油液隔利用活塞使气油液隔 离离，以减少气体渗入，以减少气体渗入 油液的可能性。油液的可能性。其容其容 量大，常用于中、量大，常用于中、 高高 压系统，但正逐渐被压系统，但正逐渐被 性能更完善的气囊式性能更完善的气囊式 蓄能器所代替蓄能器所代替。活塞式蓄能器气体活塞液压瓶（3）气囊式蓄能器）气囊式蓄能器 气囊式蓄能器也是气囊式蓄能器也是一种隔离式蓄能器一种隔离式蓄能器。其。其结构如图。外壳结构如图。外壳2为两端成球形为两端成球形 的圆柱体，壳体内有一个用耐的圆柱体，壳体内有一个用耐 油橡胶制成的气囊油橡胶制成的气囊3。气囊出口

18、。气囊出口 上设充气阀上设充气阀1，充气阀只在为气，充气阀只在为气 囊充气时才打开，平时关闭。这囊充气时才打开，平时关闭。这 种蓄能器中种蓄能器中气体和液体完全隔离气体和液体完全隔离 开，而且蓄能器的重量轻，惯性开，而且蓄能器的重量轻，惯性 小，反应灵敏，是当前最广泛应小，反应灵敏，是当前最广泛应 用的一种蓄能器用的一种蓄能器。充气阀壳体气囊菌形阀气囊式蓄能器二、蓄能器的功用二、蓄能器的功用蓄能器在液压系统中的功用主要有以下几个方蓄能器在液压系统中的功用主要有以下几个方面：面：1.短期大量供油短期大量供油2.系统保压系统保压3.应急能源应急能源4.缓和冲击压力缓和冲击压力5.吸收脉动压力吸收脉

19、动压力上诉五项中，前三项上诉五项中，前三项属辅助能源属辅助能源，后二项，后二项属属减少压力冲击，改善性能的辅助装置减少压力冲击，改善性能的辅助装置。使用蓄能器时应注意一下几点：使用蓄能器时应注意一下几点： 气瓶式蓄能器需要气瓶式蓄能器需要垂直安装垂直安装，气体在上部，气体在上部，油液处于下部，以避免气体随液体一起排油液处于下部，以避免气体随液体一起排出。出。 装在管路上的蓄能器必须装在管路上的蓄能器必须用支承架固定用支承架固定。 蓄能器与管路系统之间蓄能器与管路系统之间应安装截止阀应安装截止阀，以，以便在系统长期停止工作以及充气和检修时，便在系统长期停止工作以及充气和检修时，将蓄能器与主油路切

20、断。蓄能器与液压泵将蓄能器与主油路切断。蓄能器与液压泵之间还应安装单向阀，以防止液压泵停转之间还应安装单向阀，以防止液压泵停转时蓄能器内的压力油倒流。时蓄能器内的压力油倒流。三、充气式蓄能器的选用三、充气式蓄能器的选用 液压泵流量的计算液压泵流量的计算 T Qmax Qpo Q1 Q2 Q3 Q4 t1 t2 t3 t4流量时间循环图 Q t 在一个工作循环内各阶段所需流量如图，液在一个工作循环内各阶段所需流量如图，液压泵的流量压泵的流量Qp为：为： Qp= Qi ti/T Qi第第i 阶段所需流量；阶段所需流量； ti第第i 阶段持续的时阶段持续的时 间；间； T一个循环的总时间；一个循环的

21、总时间； n一个循环的总阶段一个循环的总阶段 数。数。i=1n2. 蓄能器工作容积蓄能器工作容积Vw的计算的计算 这里这里Vw指的是蓄能器所能储存油液的最指的是蓄能器所能储存油液的最大容积。在工作循环中，当所需流量大于泵流大容积。在工作循环中，当所需流量大于泵流量时，蓄能器释放能量；而当所需流量小于泵量时，蓄能器释放能量；而当所需流量小于泵的流量时，蓄能器储存能量。在各个工作阶段，的流量时，蓄能器储存能量。在各个工作阶段，蓄能器释放的油量为：蓄能器释放的油量为： Vi=(Qp-Qi) titi为负值时，表示释放压力油；为负值时，表示释放压力油； ti为正值时为正值时表示储存压力油。显然，表示储

22、存压力油。显然， Vw至少应等于至少应等于 Vi中的最大值。极限情况下：中的最大值。极限情况下：Vw =(1/2) | Vi |ni=13. 蓄能器总容积蓄能器总容积V0的计算的计算 气囊式蓄能器在使用前先充气，压缩气体气囊式蓄能器在使用前先充气，压缩气体使气囊占有了蓄能器的全部容积，此时气囊中使气囊占有了蓄能器的全部容积，此时气囊中气体的体积为气体的体积为V0，绝对压力为，绝对压力为P0；在工作状态；在工作状态下，压力油进入蓄能器，使气囊受压缩，此时下，压力油进入蓄能器，使气囊受压缩，此时压力为压力为P2，体积为，体积为V2；压力油释放后，气体压；压力油释放后，气体压力降为力降为P1，体积膨

23、胀为，体积膨胀为V1。一般，。一般，P1P0 。 由气体定律由气体定律: P0V0n=P1V1n=P2V2n从而有：从而有： Vw =V0P01/n(1/P1)1/n 式中式中 n指数。指数。结束结束 53油箱及热交换器油箱及热交换器一、油箱一、油箱二、热交换器二、热交换器一、油箱一、油箱 油箱用以油箱用以储存油液，以保证供给液压液压储存油液，以保证供给液压液压系统充分的工作油液，同时还具有散热，使渗系统充分的工作油液，同时还具有散热，使渗 入油液中的污物沉淀等作用入油液中的污物沉淀等作用。油箱可分为。油箱可分为开式开式油箱和闭式油箱油箱和闭式油箱两种。开式油箱中的油液的液两种。开式油箱中的油

24、液的液面与大气相通，而闭式油箱中油液的液面与大面与大气相通，而闭式油箱中油液的液面与大气隔绝。开式油箱又分为整体式和分离式。所气隔绝。开式油箱又分为整体式和分离式。所谓整体式是指利用主机的底座等作为油箱。而谓整体式是指利用主机的底座等作为油箱。而分离式油箱则与三机分离并与泵组成一个独立分离式油箱则与三机分离并与泵组成一个独立的供油单元（泵站）。的供油单元（泵站）。进行油箱设计时，应注意以下几点：进行油箱设计时，应注意以下几点：1. 应考虑清洗，换油方便。应考虑清洗，换油方便。2. 油箱应有足够的容量。油箱应有足够的容量。3. 吸油管及回油管应隔开，最好用一个或几个吸油管及回油管应隔开，最好用一

25、个或几个隔板隔开，以增加油液循环距离，使油液隔板隔开，以增加油液循环距离，使油液有充分时间沉淀污物，排出气泡和冷却。有充分时间沉淀污物，排出气泡和冷却。4. 吸油管距离箱底距离吸油管距离箱底距离H 2D，距离壁大于，距离壁大于3D（D为吸油管外径）。为吸油管外径）。 油箱一般用油箱一般用2.54mm的钢板焊成，尺寸高大的钢板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角铁和筋板，以增加刚性。的油箱要加焊角铁和筋板，以增加刚性。 要防止油液渗漏和污染。要防止油液渗漏和污染。 油箱应便于安装、吊装和维修。油箱应便于安装、吊装和维修。二、热交换器二、热交换器 液压系统中的功率损失几乎全部变成能量，液压系统中的功率损失

26、几乎全部变成能量，使油液温度升高。使油液温度升高。 要是散热面积不够，则需要要是散热面积不够，则需要采用冷却器，使油液的平衡温度降低到合适的采用冷却器，使油液的平衡温度降低到合适的范围内。按冷却介质分，范围内。按冷却介质分，冷却器可分为风冷、冷却器可分为风冷、水冷、和氨冷等多种形式水冷、和氨冷等多种形式。一般液压系统中主。一般液压系统中主要采用前两种。要采用前两种。 水冷却器有水冷却器有蛇形管式蛇形管式、多管式多管式和和翅片式翅片式等。等。风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组成。冷却器安装在回油管，避免受高压。成。冷却器安装在回油管，避免受高压。1、

27、冷却器、冷却器 图为冷却器外图为冷却器外形及安装位置形及安装位置2. 加热器加热器 液压系统中油液的加热一般用电加热器，液压系统中油液的加热一般用电加热器，加热方式见下图。由于直接和加热器接触的油加热方式见下图。由于直接和加热器接触的油液温度可能很高，会加速油液老化，所以这种液温度可能很高，会加速油液老化，所以这种电加热器应慎用。电加热器应慎用。油 箱 2 电 加 热 器结束结束 一、管道一、管道 二、管接头二、管接头 三、压力表三、压力表 四、压力表开关四、压力表开关一、管道一、管道 液压系统中使用的管道分为硬管和软管两液压系统中使用的管道分为硬管和软管两类。硬管有无缝钢管、有缝钢管和铜管等

28、；软类。硬管有无缝钢管、有缝钢管和铜管等；软管则有橡胶管和尼龙管等。油管的内径管则有橡胶管和尼龙管等。油管的内径d按下按下式计算：式计算： d=2.(Q/v )1/2 式中式中 Q通过油管的流量；通过油管的流量； V管道中允许的流速。管道中允许的流速。 压油管壁厚压油管壁厚 计算式如下：计算式如下： =pd/2( )P油管工作压力；（油管工作压力；（ ）油管材料许用压力。）油管材料许用压力。 在配置液压系统管道时还应注意以下几点：在配置液压系统管道时还应注意以下几点： 尽管缩短管路，避免过多的交叉迂回；尽管缩短管路，避免过多的交叉迂回； 2. 弯硬管时在使用弯管器，弯曲部分保持圆弯硬管时在使用弯管器，弯曲部分保持圆滑，防止皱折。滑，防止皱折。 3. 金属管随意接时要留有胀缩余地。金属管随意接时要留有胀缩余地。1. 4. 随意接软管时要防止软管受拉或受扭。随意接软管时要防止软管受拉或受扭。根据计算所得油管的直径和壁厚，对照标准，根据计算所得油管的直径和壁厚，对照标准，选用相近的规格。选用相近的规格。二、管接头二、管接头 管接头是油管与油管、油管与液压元件的管接头是油管与油