液压教案 第6章 液压辅助元件

1、授课内容备注第6章 液压辅助元件教学目的：1.熟悉常用的液压辅件的工作原理、作用和符号；2.熟悉过滤器的安装位置教学重点：常用的液压辅件的工作原理、作用和符号教学难点：常用的液压辅件的工作原理、作用和符号教学方法及手段：讲授法课外作业：6-1,6-4,6-9学时分配：2个学时自学内容： 教学内容：液压辅助元件是保证液压系统正常工作不可缺少的组成部分。它在液压系统中虽然只起辅助作用，但使用数量多，分布很广，如果选择或使用不当，不但会直接影响系统的工作性能和使用寿命，甚至会使系统发生故障，因此必须予以足够重视。6.1 过 滤 器1、过滤器的功用液压系统使用前因清洗不好，残留的切屑、焊渣、型砂、涂料

2、、尘埃、棉丝，加油时混入的以及油箱和系统密封不良进入的杂质等外部污染和油液氧化变质的析出物混入油液中，会引起系统中相对运动零件表面磨损、划伤甚至卡死，还会堵塞控制阀的节流口和管路小口，使系统不能正常工作。因此，清除油液中的杂质，使油液保持清洁是确保液压系统能正常工作的必要条件。通常，油液利用油箱结构先沉淀，然后再采用过滤器进行过滤。2、过滤器的安装过滤器又称滤油器，一般安装在液压泵的吸油口、压油口及重要元件的前面。通常，液压泵吸油口安装粗过滤器，压油口与重要元件前装精过滤器。1. 安装在液压泵的吸油管路上（图中的过滤器1），可保护泵和整个系统。要求有较大的通流能力（不得小于泵额定流量的两倍）和

3、较小的压力损失（不超过0. 02MPa），以免影响液压泵的吸入性能。为此，一般多采用过滤精度较低的网式过滤器。 图66 滤油器的安装位置2. 安装在液压泵的压油管路上（图中的过滤器2），用以保护除泵和溢流阀以外的其它液压元件。要求过滤器具有足够的耐压性能，同时压力损失应不超过0.36MPa。为防止过滤器堵塞时引起液压泵过载或滤芯损坏，应将过滤器安装在与溢流阀并联的分支油路上，或与过滤器并联一个开启压力略低于过滤器最大允许压力的安全阀。3. 安装在系统的回油管路上（图的过滤器3），不能直接防止杂质进入液压系统，但能循环地滤除油液中的部分杂质。这种方式过滤器不承受系统工作压力，可以使用耐压性能低的

4、过滤器。为防止过滤器堵塞引起事故，也需并联安全阀。4. 安装在系统旁油路上（图中的过滤器4），过滤器装在溢流阀的回油路，并与一安全阀相并联。这种方式滤油器不承受系统工作压力，又不会给主油路造成压力损失，一般只通过泵的部分流量(2030)，可采用强度低、规格小的过滤器。但过滤效果较差，不宜用在要求较高的液压系统中。5. 安装在单独过滤系统中（图中的过滤器5），它是用一个专用液压泵和过滤器单独组成一个独立于主液压系统之外的过滤回路。这种方式可以经常清除系统中杂质，但需要增加设备，适用于大型机械的液压系统。3、过滤器的类型常用的过滤器有网式、线隙式、烧结式、纸芯式和磁性过滤器等多种类型。(1)网式过

5、滤器网式过滤器为周围开有很大窗口的金属或塑料圆筒，外面包着一层或两层方格孔眼的铜丝网,没有外壳，结构简单，通油能力大，但过滤效果差。通常用在液压泵的吸油口。(2)线隙式过滤器下右图为线隙式过滤器。这种过滤器结构简单，通油能力强，过滤效果好，但不易清洗，一般用于低压系统液压泵的吸油口。网式过滤器 线隙式过滤器1上盖 2圆筒 3钢网 4下盖 1端盖 2芯架 3金属线下图为带有壳体的线隙式过滤器，可用于压力油路。带有壳体的线隙式过滤器 烧结式过滤器 1顶盖 2壳体 3滤芯(3)烧结式过滤器烧结式过滤器的滤芯一般由金属粉末（颗粒状的锡青铜粉末）压制后烧结而成，通过金属粉末颗粒间的孔隙过滤油液中的杂质。

6、滤芯可制成板状、管状、杯状、碟状等。上右图所示为管状烧结式过滤器，油液从壳体2左侧A孔进入，经滤芯3过滤后，从底部B孔流出。烧结式滤油器强度高，耐高温，抗腐蚀性强，过滤效果好，可在压力较大的条件下工作，是一种使用广泛的精过滤器。其缺点是通油能力低，压力损失较大，堵塞后清洗比较困难，烧结颗粒容易脱落等。(4)纸芯式过滤器 纸芯式过滤器1纸芯 2芯架下图为纸芯式过滤器的结构，它是利用微孔过滤纸滤除油液中杂质的。纸芯式过滤器过滤精度高，但通油能力低，易堵塞，不能清洗，纸芯需要经常更换，主要用于低压小流量的精过滤。(6)磁性过滤器磁性过滤器用于过滤油液中的铁屑。简单的磁性过滤器可以用几块磁铁组成。6.

7、2 蓄能器一、功用和分类功用 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。在液压系统中蓄能器常用来：1、功用：           (1)在短时间内供应大量压力油液：实现周期性动作的液压系统(见图6-1)，在系统不需大量油液时，可以把液压泵输出的多余压力油液储存在蓄能器内，到需要时再由蓄能器快速释放给系统。这样就可使系统选用流量等于循环周期内平均流量qm的液压泵，以减小电动机功率消耗，降低系统温升。(2)维持系统压力：在液压泵停止向系统提供油液的情况下，蓄能器能把储存的压力油液供

8、给系统，补偿系统泄漏或充当应急能源，使系统在一段时间内维持系统压力，避免停电或系统发生故障时油源突然中断所造成的机件损坏。(3)减小液压冲击或压力脉动：蓄能器能吸收，大大减小其幅值。2、分类 蓄能器主要有弹簧式和充气式两大类，其中充气式又包括气瓶式、活塞式和皮囊式三种，它们的结构简图和特点见表6-1。过去有一种重力式蓄能器，体积庞大，结构笨重，反应迟钝，现在工业上已很少应用。3、容量计算（了解）蓄能器容量的大小和它的用途有关。下面以皮囊式蓄能器为例进行说明。蓄能器用于储存和释放压力能时，蓄能器的容积VA是由其充气压力pA、工作中要求输出的油液体积VW、系统最高工作压力p1和最低工作压力p2决定

9、的。由气体定律有pAVnA=p1Vn1=p2Vn2=const 式中:V1和V2分别为气体在最高和最低压力下的体积；n为指数。n值由气体工作条件决定：当蓄能器用来补偿泄漏、保持压力时，它释放能量的速度是缓慢的，可以认为气体在等温条件下工作，n=1；当蓄能器用来大量提供油液时，它释放能量的速度是很快的，可以认为气体在绝热条件下工作，n=1.4。由于VW=V1-V2，因此由式(5-1)可得： pA值理论上可与p2相等，但为了保证系统压力为p2时蓄能器还有能力补偿泄漏，宜使pAp2，一般对折合型皮囊取pA=(0.80.85)p2，波纹型皮囊取pA=(0.60.65)p2。此外，如能使皮囊工作时的容腔

10、在其充气容腔1/3至2/3的区段内变化，就可使它更为经久耐用。蓄能器用于吸收液压冲击时，蓄能器的容积VA可以近似地由其充气压力pA、系统中允许的最高工作压力p1和瞬时吸收的液体动能来确定。例如，当用蓄能器吸收管道突然关闭时的液体动能为Al2/2时，由于气体在绝热过程中压缩所吸收的能量为： 故得：上式未考虑油液压缩性和管道弹性，式中pA的值常取系统工作压力的90%。蓄能器用于吸收液压泵压力脉动时，它的容积与蓄能器动态性能及相应管路的动态性能有关。二、使用和安装蓄能器在液压回路中的安放位置随其功用而不同：吸收液压冲击或压力脉动时宜放在冲击源或脉动源近旁；补油保压时宜放在尽可能接近有关的执行元件处。

11、使用蓄能器须注意如下几点：(1)充气式蓄能器中应使用惰性气体(一般为氮气)，允许工作压力视蓄能器结构形式而定，例如，皮囊式为3.532MPa。(2)不同的蓄能器各有其适用的工作范围，例如，皮囊式蓄能器的皮囊强度不高，不能承受很大的压力波动，且只能在-2070的温度范围内工作。(3)皮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。(4)装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定。(5)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。6.3 油箱1、油箱1）油箱的功用油箱在液压系统中的

12、功用是储存油液、散发油液中的热量、沉淀污物并逸出油液中的气体。油箱结构1 吸油管 2滤油网 3盖 4回油箱6盖板 6液位计 7，9隔板 8放油塞2）油箱的结构油箱的结构如图所示。为了保证油箱的功用，在结构上应注意以下几个方面：(1)应便于清洗；油箱底部应有适当斜度，并在最低处设置放油塞，换油时可使油液和污物顺利排出。(2)在易见的油箱侧壁上设置液位计（俗称油标），以指示油位高度。(3)油箱加油口应装滤油网，口上应有带通气孔的盖。(4)吸油管与回油管之间的距离要尽量远些，并采用多块隔板隔开，分成吸油区和回油区，隔板高度约为油面高度的3/4。(5)吸油管口离油箱底面距离应大于2倍油管外径，离油箱箱

13、边距离应大于3倍油管外径。吸油管和回油管的管端应切成460的斜口，回油管的斜口应朝向箱壁。3）油箱与液压泵的安装单独油箱的液压泵和电动机的安装有两种方式：卧式（图a）和立式（图b）。a 液压泵卧式安装的油箱 b 液压泵立式安装的油箱1电动机2联轴器 3液压泵4吸油管5盖板 1电动机2盖板3液压泵6油箱体7过滤器8隔板9回油管10加油口 4吸油管 5隔板 6油箱体11控制阀连接板 12液位计 7回油管卧式安装时，液压泵及油管接头露在油箱外面，安装和维修较方便；立式安装时，液压泵和油管接头均在油箱内部，便于收集漏油，油箱外形整齐，但维修不方便。4)油箱的容量油箱的容量必须保证：液压设备停止工作时，

14、系统中的全部油液流回油箱时不会溢出，而且还有一定的预备空间，即油箱液面不超过油箱高度的80。液压设备管路系统内充满油液工作时，油箱内应有足够的油量，使液面不致太低，以防止液压泵吸油管处的滤油器吸入空气。通常油箱的有效容量为液压泵额定流量的2-6倍。一般，随着系统压力的升高，油箱的容量应适当增加。6.4 热交换器系统能量损失转换为热量以后，会使油液温度升高。若长时间油温过高，油液粘度下降，泄漏增加，密封老化，油液氧化，严重影响系统正常工作。为保证正常工作温度在1565，需要在系统中安装冷却器。相反，油温过低，油液粘度过大，设备启动困难，压力损失加大并引起过大的振动。此种情况下系统应安装加热器，将

15、油液温度升高到适合的温度。热交换器是冷却器和加热器的总称。一、冷却器 水冷 风冷 氨冷二、加热器 有用热水或蒸气加热和用电加热两种方式。一般采用电加热方式。加热器的安装 1油箱2加热器6.5 连接件（油管和管接头）1)油管液压传动中，常用的油管有钢管、紫铜管、尼龙管、塑料管、橡胶软管等。(1)钢管 能承受高压，油液不易氧化，价格低廉，但装配弯形较困难。常用的有10号、16号冷拔无缝钢管，主要用于中、高压系统中。(2)紫铜管：装配时弯形方便，且内壁光滑，摩擦阻力小，但易使油液氧化，耐压力较低，抗振能力差。一般适用于中、低压系统中。(3)尼龙管:弯形方便，价格低廉，但寿命较短，可在中、低压系统中部分替代紫铜管。(4)橡胶软管:由耐油橡胶夹以1-3层钢丝编织网或钢丝绕层做成。其特点是装配方便，能减轻液压系统的冲击、吸收振动，但制造困难，价格较贵，寿命短。一般用于有相对运动部件间的连接。(5)耐油塑料管:价格便宜，装配方便，但耐压力低。一般用于泄漏油管。2)管接头管接头用于油管与油管、油管与液压元件间的连接。管接头的种类很多，图所示为几种常用的管接头结构。图a为扩口式薄壁管接头，适用于铜管或薄