液压与气动技术第6章 液压与气动辅件

1、第第6章章 液压与气动辅件液压与气动辅件6.1 液压辅件液压辅件6.2 气压辅件气压辅件6.3 密封件密封件6.1 液压辅件液压辅件6. 1. 1 蓄能器蓄能器1.蓄能器的功能蓄能器的功能蓄能器是液压系统中储存油液压力能的装置蓄能器是液压系统中储存油液压力能的装置.它的主要功能如它的主要功能如下。下。(1)作辅助动力源作辅助动力源(2)保持恒压保持恒压(3)作紧急动力源作紧急动力源(4)吸收液压冲击吸收液压冲击2.蓄能器的分类蓄能器的分类蓄能器的种类主要分为弹簧式和充气式两种。蓄能器的种类主要分为弹簧式和充气式两种。下一页返回6.1 液压辅件液压辅件 3.蓄能器的安装蓄能器的安装气囊式蓄能器应

2、垂直安装气囊式蓄能器应垂直安装.油口向下油口向下.以保证气囊的正常收以保证气囊的正常收缩。缩。蓄能器与管路之间应安装截止阀蓄能器与管路之间应安装截止阀.以便充气检修以便充气检修;蓄能器与蓄能器与泵之间应安装单向阀泵之间应安装单向阀.防止泵停车或卸载时防止泵停车或卸载时.蓄能器的压力油蓄能器的压力油倒流向泵。倒流向泵。安装在管路上的蓄能器必须用支架固定。安装在管路上的蓄能器必须用支架固定。吸收冲击和脉动的蓄能器应尽可能安装在振动源附近。吸收冲击和脉动的蓄能器应尽可能安装在振动源附近。上一页 下一页返回6.1 液压辅件液压辅件6. 1. 2过滤器过滤器1.过滤器的功用过滤器的功用过滤器能滤去油中杂

3、质过滤器能滤去油中杂质.维护油液清洁维护油液清洁.防止油液污染防止油液污染.保证系保证系统正常工作。统正常工作。2.过滤器的分类过滤器的分类按照滤芯材料的过滤机制按照滤芯材料的过滤机制.将过滤器分为表面型、深度型和吸将过滤器分为表面型、深度型和吸附型附型3种。种。上一页 下一页返回6.1 液压辅件液压辅件3.过滤器的选用过滤器的选用过滤精度应满足系统要求。过滤精度应满足系统要求。要有足够的通流能力。要有足够的通流能力。要有一定的机械强度。不因液压力而破坏。要有一定的机械强度。不因液压力而破坏。要考虑一些特殊要求。如抗腐蚀、抗磁性、不停机更换滤要考虑一些特殊要求。如抗腐蚀、抗磁性、不停机更换滤芯

4、等。芯等。要清洗更换方便。要清洗更换方便。上一页 下一页返回6.1 液压辅件液压辅件4.过滤器的安装过滤器的安装安装在泵的吸油口安装在泵的吸油口.用于保护泵用于保护泵.可选择粗滤器可选择粗滤器.但要求有较但要求有较大的通流能力大的通流能力.防止产生气穴现象。防止产生气穴现象。安装在泵的出口。须选择精滤器安装在泵的出口。须选择精滤器.以保护泵以外的元件要求以保护泵以外的元件要求能承受油路上的工作压力和压力冲击。能承受油路上的工作压力和压力冲击。安装在系统的回油路上。滤去系统生成的污物安装在系统的回油路上。滤去系统生成的污物.可采用滤芯可采用滤芯强度低的过滤器。为防止过滤器阻塞一般要并联安全阀或安

5、强度低的过滤器。为防止过滤器阻塞一般要并联安全阀或安装发信装置装发信装置安装在独立的过滤系统中。通过不断循环安装在独立的过滤系统中。通过不断循环.专门滤去油箱中专门滤去油箱中的污物。的污物。上一页 下一页返回6.1 液压辅件液压辅件6.1.3 热交换器热交换器热交换器是冷却器和加热器的总称。热交换器是冷却器和加热器的总称。1.冷却器冷却器冷却器按冷却介质可分为水冷式、风冷式及冷媒式冷却器按冷却介质可分为水冷式、风冷式及冷媒式3类。要类。要求有足够的散热面积求有足够的散热面积.散热效率高散热效率高.压力损失小。压力损失小。图图6-1所示为多管式冷却器的结构所示为多管式冷却器的结构.水从管中流过水

6、从管中流过.油从壳中油从壳中流过流过.中间有隔流板中间有隔流板.在水管外部流动的油液行进路线因隔流在水管外部流动的油液行进路线因隔流板的上下布置得迂回曲折板的上下布置得迂回曲折.从而增强了热交换的效果。从而增强了热交换的效果。上一页 下一页返回6.1 液压辅件液压辅件冷却器一般安放在回油管和低压管路上。冷却器一般安放在回油管和低压管路上。2.加热器加热器可用热水或蒸汽加热可用热水或蒸汽加热.也可用电加热。电加热结构简单、使用也可用电加热。电加热结构简单、使用方便方便.能按需要自动调节温度能按需要自动调节温度.因而得到广泛的应用。因而得到广泛的应用。图图6-2所示为电加热器的安放位置所示为电加热

7、器的安放位置.电加热器用法协盘固定在油箱壁电加热器用法协盘固定在油箱壁上上.发热部分全部浸在油液内发热部分全部浸在油液内.因安装在油液流动处因安装在油液流动处.以利于热以利于热量的交换量的交换.同时单个加热器功率不能太大一般不超过同时单个加热器功率不能太大一般不超过3 W/cm2.以免油液局部过度受热而变质。当油液没有完全包以免油液局部过度受热而变质。当油液没有完全包围加热器时围加热器时.或没有足够的油液进行循环时或没有足够的油液进行循环时.加热器不能工作加热器不能工作.为此在电路上应设置连锁保护装置。为此在电路上应设置连锁保护装置。上一页 下一页返回6.1 液压辅件液压辅件6. 1. 4 油

8、箱油箱1.油箱的功用油箱的功用储存系统所需的足够油液。储存系统所需的足够油液。散发油液中的热量。散发油液中的热量。分离油箱中的气体及沉淀物。分离油箱中的气体及沉淀物。为系统中元件的安装提供位置。为系统中元件的安装提供位置。油箱的结构如油箱的结构如图图6-3所示。所示。2.油箱的结构油箱的结构(1)总体式结构总体式结构利用设备机体空腔作油箱利用设备机体空腔作油箱.结构紧凑结构紧凑.散热性不好散热性不好.维修不方便维修不方便.散热条件不好散热条件不好.且易使主机产生热而变形。且易使主机产生热而变形。(2)分离式结构分离式结构油箱单独设置油箱单独设置.与主机分开与主机分开.维修、保养方便。可减少油箱

9、发维修、保养方便。可减少油箱发热和液压振动对工作精度的影响热和液压振动对工作精度的影响.因而应用广泛。因而应用广泛。上一页 下一页返回6.1 液压辅件液压辅件3.油箱设计时应注意的问题油箱设计时应注意的问题箱壁在保证强度和刚度的情况下要尽量薄箱壁在保证强度和刚度的情况下要尽量薄.以利于散热以利于散热.通通常油箱用常油箱用2. 55 mm钢板焊接而成钢板焊接而成.箱盖、箱底可适当加厚箱盖、箱底可适当加厚.箱底有适当的倾斜箱底有适当的倾斜.并设有放油孔。并设有放油孔。吸油管和回油管的安装距离应尽量远吸油管和回油管的安装距离应尽量远.并加隔板隔开并加隔板隔开.以利以利于冷却、沉淀杂质和释放气体。于冷

10、却、沉淀杂质和释放气体。吸油管端应设有过滤器吸油管端应设有过滤器.过滤能力应为油泵流量的过滤能力应为油泵流量的2倍。吸倍。吸油管、回油管距箱底要大于油管、回油管距箱底要大于2倍内径倍内径.距箱壁要大于距箱壁要大于3倍内径倍内径.且管端成且管端成45坡口坡口.面对箱壁。面对箱壁。箱盖上设有加油孔、通气孔和安放温度计的孔。箱盖上设有加油孔、通气孔和安放温度计的孔。根据需要可在油箱的适当部位安装冷却器和加热器。根据需要可在油箱的适当部位安装冷却器和加热器。上一页 下一页返回6.1 液压辅件液压辅件6. 1. 5 管件管件管件是用来连接液压元件、输送液压油液的连接件管件是用来连接液压元件、输送液压油液

11、的连接件.包括油管包括油管和管接头。和管接头。1.油管油管常用的油管有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管。常用的油管有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。油管的内径油管的内径d可根据管中的流量和允许的流速来确定。可根据管中的流量和允许的流速来确定。式中式中Q通过油管的流量通过油管的流量,m3/s v管内油液允许流速管内油液允许流速.m/s。具体数值可查阅手册。具体数值可查阅手册。上一页 下一页返回（6.1）6.1 液压辅件液压辅件油管壁厚油管壁厚按受拉伸的薄壁金属圆管的公式计算按受拉伸的薄壁金属圆管

12、的公式计算:式中式中p油液在管内的最高压力油液在管内的最高压力.Pa; 管材的许用拉应力管材的许用拉应力.Pa； =b/ n，b为管材抗拉强度为管材抗拉强度.n为安全系数。为安全系数。上一页 下一页返回（6.2）6.1 液压辅件液压辅件2.管接头管接头管接头是油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的连接件管接头是油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的连接件应满足强度足够、装拆方便、连接牢固、密封性好、外形尺应满足强度足够、装拆方便、连接牢固、密封性好、外形尺寸小、压力损失小及工艺性好的要求。其种类很多寸小、压力损失小及工艺性好的要求。其种类很多.下面介绍下面介绍液压系统中常用的几种管接头液压系统

13、中常用的几种管接头(1)卡套式管接头卡套式管接头(见见图图6-4)(2)扩口式管接头扩口式管接头(见见图图6-5)(3)焊接式管接头焊接式管接头(见见图图6-6)(4)快速管接头快速管接头(见见图图6-7)(5)橡胶软管接头橡胶软管接头图图6-8所示为可拆式橡胶软管接头所示为可拆式橡胶软管接头;图图6-9所示为扣压式橡胶所示为扣压式橡胶软管接头。软管接头。上一页返回6.2 气压辅件气压辅件6. 2. 1 消声器消声器1.消声器的功能消声器的功能气动系统中气动系统中.压缩空气经换向阀向气缸等执行元件供气压缩空气经换向阀向气缸等执行元件供气.动作动作完成后完成后.又经换向阀排气又经换向阀排气.由于

14、阀的气路复杂且十分狭窄由于阀的气路复杂且十分狭窄.压缩压缩空气以接近声速的流速从排气口排出空气以接近声速的流速从排气口排出.空气急剧膨胀和压力变空气急剧膨胀和压力变化产生高频噪声。排气噪声与压力、流量和有效面积有关化产生高频噪声。排气噪声与压力、流量和有效面积有关.当当阀的排气压力为阀的排气压力为0. 5 MPa时可达到时可达到100 dB以上以上.而且执行而且执行元件速度越高元件速度越高.流量越大流量越大.噪声也就越大噪声也就越大.此时此时.必须用消声器来必须用消声器来降低噪声。消声器通过对气流的阻尼或增加排气面积等方法降低噪声。消声器通过对气流的阻尼或增加排气面积等方法.来降低排气速度和排

15、气功率来降低排气速度和排气功率.从而达到降低噪声的目的。从而达到降低噪声的目的。2.消声器的分类消声器的分类根据消声原理不同根据消声原理不同.有吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型有吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型3类。类。下一页返回6.2 气压辅件气压辅件6.2.2 自动排水器自动排水器图图6-12所示为浮子式自动排水器的结构原理所示为浮子式自动排水器的结构原理.其原理是被分其原理是被分离出来的水分注入自动排水器内离出来的水分注入自动排水器内.水位不断升高至一定高度后水位不断升高至一定高度后.浮子浮子3的浮力大于浮子自重及作用在喷嘴座面积上的气压力的浮力大于浮子自重及作用在喷嘴座面积上的气压

16、力时时.喷嘴喷嘴2开启开启.气压经喷嘴、滤心生作用在活塞气压经喷嘴、滤心生作用在活塞8左侧左侧.气压力气压力克服弹簧力使活塞右移克服弹簧力使活塞右移.排水阀排水阀5打开放水。排水后打开放水。排水后.浮子下降浮子下降.喷嘴又关闭。活塞左腔气压通过设在活塞及手动操纵杆喷嘴又关闭。活塞左腔气压通过设在活塞及手动操纵杆6内内的溢流孔的溢流孔7卸压卸压.迅速关闭排水阀座。迅速关闭排水阀座。自动排水器用于排出管道、油水分离器、储气罐及分水过滤自动排水器用于排出管道、油水分离器、储气罐及分水过滤器中的积水自动排水器必须垂直安装在使用过程中器中的积水自动排水器必须垂直安装在使用过程中.若自动排若自动排水器出现

17、故障水器出现故障.可用手动操纵杆打开阀门放水。可用手动操纵杆打开阀门放水。上一页返回6.3 密封件密封件1.密封的作用及意义密封的作用及意义在液压与气压传动系统及其元件中在液压与气压传动系统及其元件中.安置密封装置和密封元件安置密封装置和密封元件的作用的作用.在于防止工作介质的泄漏及外界尘埃和异物的侵入。在于防止工作介质的泄漏及外界尘埃和异物的侵入。设置于密封装置中、起密封作用的元件称为密封件。设置于密封装置中、起密封作用的元件称为密封件。液压与气压传动的工作介质液压与气压传动的工作介质.在系统及元件的容腔内流动或暂在系统及元件的容腔内流动或暂存时存时.由于压力、间隙、钻度等因索的变化由于压力

18、、间隙、钻度等因索的变化.而导致少量工作而导致少量工作介质越过容腔边界介质越过容腔边界.由高压腔向低压腔或外界流出这种由高压腔向低压腔或外界流出这种“越界越界流出流出”现象称为泄漏。泄漏分为内泄漏和外泄漏两类。内泄现象称为泄漏。泄漏分为内泄漏和外泄漏两类。内泄漏指在系统或元件内部工作介质由高压腔向低压腔的泄漏漏指在系统或元件内部工作介质由高压腔向低压腔的泄漏;外外泄漏则是由系统或元件内部向外界的泄漏。泄漏则是由系统或元件内部向外界的泄漏。下一页返回6.3 密封件密封件对于液压传动系统对于液压传动系统.内泄漏会引起系统容积效率的急剧下降内泄漏会引起系统容积效率的急剧下降.达不到所需的工作压力达不

19、到所需的工作压力.使设备无法正常运作使设备无法正常运作;外泄漏则造成外泄漏则造成工作介质浪费和污染环境工作介质浪费和污染环境.甚至引发设备操作失灵和入身事故。甚至引发设备操作失灵和入身事故。对于气压传动系统对于气压传动系统.由于其工作介质为压缩空气且工作压力不由于其工作介质为压缩空气且工作压力不高高.因此气体的泄漏问题往往得不到应有的重视。其实因此气体的泄漏问题往往得不到应有的重视。其实.气压气压传动系统中的泄漏同样会造成系统压力下降传动系统中的泄漏同样会造成系统压力下降.能耗加大能耗加大.动作动作紊乱紊乱.或造成真空系统中的负压建立不起来或造成真空系统中的负压建立不起来;气缸进气口的泄气缸进

20、气口的泄漏将造成气缸低速运行的爬行等。漏将造成气缸低速运行的爬行等。因此因此.正确、合理地使用密封件是液压与气压传动系统正常运正确、合理地使用密封件是液压与气压传动系统正常运转的重要保证。转的重要保证。上一页 下一页返回6.3 密封件密封件 2.密封的分类密封的分类根据被密封部位的耦合面在机械运转时有相对运动根据被密封部位的耦合面在机械运转时有相对运动.密封件可密封件可分为静密封和动密封两大类。分为静密封和动密封两大类。3.常用的密封件常用的密封件常用密封件按其断面形状可分为常用密封件按其断面形状可分为O形密封圈和唇形密封圈形密封圈和唇形密封圈.而而唇形密封圈又可分为唇形密封圈又可分为Y形、形

21、、V形密封圈等。形密封圈等。(1)O形密封圈形密封圈O形密封圈又简称形密封圈又简称O形圈形圈.截面呈圆形。截面呈圆形。O形密封圈一般由耐形密封圈一般由耐油橡胶油橡胶(丁睛橡胶、聚氨酷橡胶等丁睛橡胶、聚氨酷橡胶等)制成制成.与常用的石油基液压与常用的石油基液压油有良好的相容性。它主要用于静密封和滑动密封油有良好的相容性。它主要用于静密封和滑动密封.而在转动而在转动密封中用得较少。在用于滑动密封时密封中用得较少。在用于滑动密封时. O形圈的使用速度要求形圈的使用速度要求在在0. 0050. 3 m/s之间。之间。上一页 下一页返回6.3 密封件密封件O形密封圈的内、外侧及端部都能起密封作用其密封原

22、理如形密封圈的内、外侧及端部都能起密封作用其密封原理如图图6-13所示当所示当O形圈装入密封槽后形圈装入密封槽后.其截面受压缩而变形。其截面受压缩而变形。在无液体压力时在无液体压力时.靠靠O形圈的弹性对接触面产生预接触压力形圈的弹性对接触面产生预接触压力p0来实现初始密封来实现初始密封.如图如图6-13(a)所示所示;在密封腔充满压力油后在密封腔充满压力油后.在液压力在液压力p的作用下的作用下O形圈在油压作用下被挤向密封槽的一侧形圈在油压作用下被挤向密封槽的一侧.封闭了间隙封闭了间隙.同时变形增大同时变形增大.密封面上的压力上升到密封面上的压力上升到pm,所以所以O形圈具有良好的密封作用形圈具

23、有良好的密封作用.如图如图6-13(b)所示。所示。上一页 下一页返回6.3 密封件密封件(2) Y形密封圈形密封圈Y形密封圈整体呈圆形形密封圈整体呈圆形.截面呈截面呈Y形它属于唇形密封圈类一般形它属于唇形密封圈类一般用耐油的丁睛橡胶制成。根据截面长宽比不同用耐油的丁睛橡胶制成。根据截面长宽比不同.Y形密封圈可形密封圈可分为宽断面和窄断面两种形式。宽断面分为宽断面和窄断面两种形式。宽断面Y形密封圈一般适用形密封圈一般适用于工作压力不大于于工作压力不大于20 MPa、工作温度为、工作温度为-30100、使、使用速度不大于用速度不大于0. 5 m/s的场合。窄断面的场合。窄断面Y形密封圈是宽断面形

24、密封圈是宽断面Y形密封圈的改型产品。其截面的长宽比在形密封圈的改型产品。其截面的长宽比在2倍以上倍以上.因而不因而不易翻转易翻转.稳定性好。它有等高唇稳定性好。它有等高唇Y形密封圈和不等高唇形密封圈和不等高唇Y形密形密封圈两种。封圈两种。上一页 下一页返回6.3 密封件密封件Y形密封圈的密封作用是依赖于它的唇边对耦合面的紧密接形密封圈的密封作用是依赖于它的唇边对耦合面的紧密接触触.并在压力油作用下产生较大的接触压力并在压力油作用下产生较大的接触压力.达到密封目的。达到密封目的。当液压力升高时当液压力升高时.唇边与祸合面贴得更紧唇边与祸合面贴得更紧.接触压力更高接触压力更高.并且并且Y形密封圈在

25、磨损后有一定的自动补偿能力形密封圈在磨损后有一定的自动补偿能力.故具有较好的密故具有较好的密封性能。封性能。Y形密封圈安装时形密封圈安装时.唇口端应对着液压力高的一侧。当压力变唇口端应对着液压力高的一侧。当压力变化较大、滑动速度较高时化较大、滑动速度较高时.要使用支承环要使用支承环.以固定密封圈。以固定密封圈。上一页 下一页返回6.3 密封件密封件(3)V形密封圈形密封圈V形密封圈由多层涂胶织物压制而成形密封圈由多层涂胶织物压制而成.它的截面为它的截面为V形形.如如图图6-15所示所示.V形密封装置是由压环、形密封装置是由压环、V形圈和支承环组成的形圈和支承环组成的.使使用时必须成套使用。它适宜在工作压力不