液压传动与气动技术：第4章 液压辅助元件

第4章液压辅助元件油箱4.1冷却器和加热器4.2滤油器4.3密封装置4.4蓄能器4.5油管及管接头4.64.1油箱

油箱的作用是储存足够的液压油，并且能散发液压系统工作中产生的部分热量，分离油液中混入的空气，沉淀污染物及杂质。

1．油箱的结构图4-1所示为油箱的外形，图4-2所示为油箱结构示意图。图4-1油箱外形图4-2油箱结构示意图1—回油管

2—泄油管

3—吸油管

4—空气滤清器

5—安装板

6—隔板7—放油口

8—滤油器

9—清洗窗

10—油位指示器2．油箱的设计要点（1）油箱的有效容积V（2）油箱箱体结构（3）油箱的防锈（4）油箱的密封（5）吸油管、回油管和泄油管的设置（6）加油口和空气滤清器的设置（7）油位指示器的设置（8）其他设计要点5.2冷却器和加热器冷却器一般应安放在回油管或低压管路上，如溢流阀的出口，系统的主回油路上或单独的冷却系统。根据冷却介质的不同，冷却器可分为水冷式、风冷式等，它们的类型和特点见表4-1。类型结构举例特点水冷式冷却器这种冷却器直接装在油箱内，冷却水从蛇形管内部通过，带走油液中热量。结构简单，但冷却效率低，耗水量大在这种冷却器中，油液从进油口5流入，从出油口3流出；冷却水从进水口6流入，通过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，因而增强了热交换效果表4-1 冷却器的类型和特点风冷式冷却器这种冷却器的散热面积为光滑管的8～10倍。椭圆管的散热效果一般比圆管更好液压系统的加热一般采用电加热器，这种加热器的安装方式如图5-3所示。图4-3加热器的安装方式5.3滤油器1．滤油器的类型和特点滤油器的作用是过滤混在油液中的杂质，降低进入系统中油液的污染度，保证系统正常地工作。

根据滤芯的不同可分为网式、线隙式、纸质式、烧结式和磁性滤油器等，它们的类型和特点见表4-2。类型结构简图特点网式滤油器其滤芯以铜丝网为过滤材料，在周围开有很多孔的塑料或金属筒形骨架上包着一层或两层铜丝网，其过滤精度取决于铜网层数和网孔的大小。这种滤油器结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低，一般用于液压泵的吸油口线隙式滤油器其滤芯用铜线或铝线密绕在筒形骨架的外部制成，依靠铜丝间的微小间隙滤除混入液体中的杂质。其结构简单，通流能力大，过滤精度比网式滤油器高，但不易清洗，多为回油滤油器表4-2 滤油器的类型和特点类型结构简图特点纸质滤油器其滤芯为平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成的纸芯，将纸芯围绕在带孔的镀锡铁做成的骨架上，以增大强度。为增加过滤面积，纸芯一般做成折叠形。其过滤精度较高，一般用于油液的精过滤，但堵塞后无法清洗，须经常更换滤芯烧结式滤油器其滤芯用金属粉末烧结而成，利用颗粒间的微孔来挡住油液中的杂质通过。其滤芯能承受高压，抗腐蚀性好，过滤精度高，适用于要求精滤的高压、高温液压系统磁性滤油器滤芯由永久磁铁制成，能吸住油液中的铁屑、铁粉和带磁性的磨料。它常与其他型式滤芯合起来制成复合式滤油器，对加工钢铁件的机床液压系统特别适用2．滤油器的选用选用的原则如下。①过滤精度应满足液压系统的要求。不同液压系统对油液精度的要求见表4-3。②能在较长时间内保持足够的通流能力。③滤芯具有足够的强度。④滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下持久地工作。⑤滤芯的清洗、更换和维护要方便。系统类型润滑系统传动系统伺服系统特殊系统压力/MPa0～2.5≤7＞7≤35≤21≤35颗粒度/mm≤0.100＜0.050≤0.025≤0.0050≤0.0050≤0.001表4-3 各种液压系统对油液精度的要求3．滤油器的安装位置滤油器在液压系统中的安装位置通常有以下几种。（1）安装在泵的吸油口处：如图4-4中1所示。（2）安装在泵的出口油路上：如图4-4中2所示。（3）安装在系统的回油路上：如图4-4中3所示。（4）安装在液压系统分支油路上：如图4-4中4所示。（5）安装在单独过滤系统中：如图4-4中5所示。图4-4滤油器在液压系统中的安装位置5.4密封装置常用密封装置的类型和特点见表4-4。类型结构简图特点间隙密封这种密封的优点是摩擦力小，缺点是磨损后不能自动补偿，主要用于直径较小的圆柱面之间，如液压泵内的柱塞与缸体之间、滑阀的阀芯与阀孔之间的配合O形密封

圈密封O形密封圈一般用耐油橡胶制成，其横截面呈圆形。它具有良好的密封性能，内外侧和端面都能起密封作用，结构紧凑，对运动件的摩擦阻力小，制造容易，装拆方便，成本低，且高低压均可以用，工作压力可达0～30MPa，工作温度为−40℃～120℃。所以在液压系统中得到广泛的应用表4-4 常用密封装置的类型和特点类型结构简图特点Y形密封

圈密封这种密封能随着工作压力的变化自动调整密封性能。压力越高则唇边被压得越紧，密封性越好；当压力降低时唇边压紧程度也随之降低，从而减少了摩擦阻力和功率消耗。它还能自动补偿唇边的磨损，保持密封性能不降低。工作压力可达20MPa，工作温度为−30℃～100℃。在装配时应注意唇边应对着有压力油的油腔表4-4 常用密封装置的类型和特点类型结构简图特点V形密封

圈密封这种密封通常由压环、密封环和支承环圈等多层涂胶织物压制而成，能保证良好的密封性，当压力更高时，可以增加中间密封环的数量。这种密封圈在安装时要预压紧，所以摩擦阻力较大。唇形密封圈安装时应使其唇边开口面对压力油，使两唇张开，分别贴紧在机件的表面上。最高工作压力可达50MPa，工作温度为−40℃～80℃表4-4 常用密封装置的类型和特点类型结构简图特点滑环式组合密封圈这种密封为O形密封圈与截面为矩形的聚四氟乙烯塑料滑环组成的组合密封装置。由于密封间隙靠滑环，而不是O形圈，因此摩擦阻力小而且稳定，工作压力可达80MPa，往复运动密封时，速度可达15m/s；往复摆动与螺旋运动密封时，速度可达5m/s表5-4 常用密封装置的类型和特点5.5蓄能器蓄能器是一种储存油液压力能，并在需要时释放出来供给系统的能量储存装置。它有气囊式、活塞式、气瓶式等几种，它们的特点见表5-5。类型结构简图特点活塞式蓄能器活塞1的上部为惰性气体，气体由阀3充入，其下部经油孔a通向液压系统，活塞1随下部压力油的储存和释放而在缸筒2内来回滑动。这种蓄能器结构简单，工作可靠，寿命长，尺寸小，适用于大流量的低压回路中。但因活塞有一定的惯性和O形密封圈存在较大的摩擦力，所以反应不够灵敏，且缸体加工和活塞密封要求高表4-5 充气式蓄能器的类型和特点类型结构简图特点气囊式蓄能器气囊用耐油橡胶制成，固定在耐高压的壳体上部，气囊内充入惰性气体，壳体下端的提升阀4由弹簧加菌形阀构成，压力油由此通入，并能在油液全部排出时，防止气囊膨胀挤出油口。这种结构使气、液密封可靠，并且因气囊惯性小而克服了活塞式蓄能器响应慢的缺点，并且尺寸小，重量轻；其弱点是工艺性较差表4-5 充气式蓄能器的类型和特点类型结构简图特点气瓶式蓄能器容量大，惯性小，反应灵敏，占地小，没有摩擦损失；但气体易混入油内，影响液压系统运行的平稳性，必须经常注入气体，附属设备多，一次性投资较大。适用于大流量的中、低压回路表4-5 充气式蓄能器的类型和特点4.6油管及管接头1．油管油管的作用是将各液压元器件连接起来。各种油管的类型、特点和使用范围见表4-6。类型特点使用范围钢管能承受高压，价廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配时不易弯曲中高压系统（P＞2.5MPa）优先采用冷拔无缝钢管；低压系统（P＜2.5MPa）用焊接钢管紫铜管能承受6.5～10MPa压力，易弯曲成形，但价格高，抗振能力差，易使油液氧化

可在中低压系统中使用，常用在仪表和装配不便处尼龙管能承受2.5～8MPa压力，价廉，半透明材料，可观察流动情况，加热后可任意弯曲成形和扩口，冷却后即定形，但使用寿命较短只在低压系统中使用塑料管耐油，价廉，装配方便，但承受压力低，长期使用会老化

只用于压力低于0.5MPa的回油或泄油管路橡胶管分高压和低压管两种，高压橡胶管（压力达20～30MPa）由耐油橡胶和钢丝编织层制成，价格高；而低压橡胶管由耐油橡胶和帆布制成高压橡胶管多用于高压管路；低压橡胶管用于回油管路表4-6 油管的类型、特点和使用范围2．管接头管接头的作用是将油管与油管、油管与液压元件间进行可拆卸连接。各种油管接头的类型、特点和使用范围见表4-7。类型结构图特点和使用范围扩口式管接头利用管子端部扩口进行密封，不需其他密封件；适用于薄壁管件和压力较低的场合表4-7

各种油管接头的类型、特点和使用范围类型结构图特点和使用范围卡套式管接头利用卡套的变形卡住管子并进行密封；轴向尺寸控