流体传动与控制第六章辅助装置

流体传动与控制第六章辅助装置第一页，共四十六页，编辑于2023年，星期日液压系统中除了动力元件、执行元件、控制元件外，油箱、滤油器、蓄能器、压力表、密封装置、管件等，都称为液压系统辅助元件。第二页，共四十六页，编辑于2023年，星期日

功用

(1)防止内、外泄漏，保持系统的工作压力

(2)保护环境，提高产品的外观质量

(3)节能

6.1密封装置第三页，共四十六页，编辑于2023年，星期日（1）具有良好的密封性能，有适宜的弹性，能补偿误差和磨损，随压力的升高能自动提高密封性能；（2）具有良好的相容性。与液体和气体介质以及金属材料相容；（3）摩擦力小，寿命长；（4）耐磨性好，抗腐蚀能力强，工作寿命长。（5）结构简单、制造使用、维修方便。对密封的要求第四页，共四十六页，编辑于2023年，星期日

（1）按照被密封部分的运动特性分

1）固定连接件间的密封，简称定密封；

2）相对运动连接件间的密封，简称动密封。

（2）按照密封的作用原理分

1）非接触式密封，如间隙密封和迷宫式密封；

2）接触式密封，采用各种形状的密封圈。密封的分类第五页，共四十六页，编辑于2023年，星期日密封原理－安装时图a），

－加压力油后图b）特点

－结构简单紧凑、装拆方便、磨损后不能自动补偿，使用寿命短。

应用－静密封＜32Mpa，

－作动密封＜10Mpa“O”形密封圈第六页，共四十六页，编辑于2023年，星期日“Y”形密封圈密封原理－唇口端对着压力高的一侧

－压力使唇口贴紧壁面特点

－密封性好、阻力小、寿命长。

应用－往复运动密封＜20Mpa第七页，共四十六页，编辑于2023年，星期日“V”形密封圈结构组成－压环、V形圈、支撑环密封原理－开口端对着压力高的一侧

－压环、支撑环压力使V形圈唇口贴紧壁面特点

－密封性好、耐高压、寿命长。

应用－＜50Mpa的活塞、活塞杆的运动密封第八页，共四十六页，编辑于2023年，星期日活塞环密封密封原理－金属弹性变形的张力压紧被密封表面而实现密封的特点

－泄漏量大、加工工艺复杂、成本较高，适用于高温、高速工况、寿命长

应用－往复运动密封＜50Mpa第九页，共四十六页，编辑于2023年，星期日旋转密封1－骨架；2－油封；3－弹簧结构组成－油封、金属骨架和自紧螺旋弹簧密封原理－油封装的过盈量产生抱紧力，自紧螺旋弹簧也产生抱紧力，唇边始终与轴颈接触密封应用用于旋转运动密封第十页，共四十六页，编辑于2023年，星期日组合式密封装置1－格莱圈；2、3－O形密封圈；4－斯特圈结构组成－O形圈、滑环、支撑环特点

－寿命长、摩擦阻力小

应用－＜50Mpa的活塞、活塞杆的运动密封第十一页，共四十六页，编辑于2023年，星期日（1）作辅助动力源，短期大量供油（2）保压和补充泄漏（3）作应急动力源（4）吸收压力冲击和消除压力脉动6.2.1蓄能器功用6.2蓄能器第十二页，共四十六页，编辑于2023年，星期日13

蓄能器的类型a）活塞式；b）弹簧式；c）气瓶式；d）气囊式第十三页，共四十六页，编辑于2023年，星期日保压和补充泄漏吸收冲击和消除压力冲击作辅助或紧急动力源1－顺序阀；2－二位二通换向阀；3－溢流阀蓄能器的应用第十四页，共四十六页，编辑于2023年，星期日蓄能器一般应垂直安装，油口向下，充气阀向上。用于吸收冲击压力和脉动压力的蓄能器应安装在震源附近。装在管路上的蓄能器，必须用支持板或支架固定。蓄能器与管路系统之间应安装截止阀便于充气和检修蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停转或卸荷时蓄能器存储的油液倒流。蓄能器的安装第十五页，共四十六页，编辑于2023年，星期日16

蓄能器的容量计算V--可供液容积又称工作容积容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异。以皮囊式蓄能器为例加以说明。第十六页，共四十六页，编辑于2023年，星期日17

(1)作辅助动力源时的容量计算

当蓄能器作动力源时，蓄能器储存和释放的压力油容量和皮囊中气体体积的变化量相等—皮囊的充气压力—皮囊充气体积，此时皮囊充满壳体内腔，故亦即蓄能器容量—系统最高工作压力，即泵对蓄能器充油结束时的压力—皮囊被压缩后相应于时的气体体积

—系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力—气体膨胀后相应于时的气体体积

蓄能器容量第十七页，共四十六页，编辑于2023年，星期日18

(2)用来吸收冲击用时的容量计算当蓄能器用于吸收冲击时，一般按经验公式计算缓冲最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即式中：—允许的最大冲击(MPa)—阀口关闭前管内压力(MPa)—用于冲击的蓄能器的最小容量(L)L—发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度(m)t—阀口关闭的时间(s)，突然关闭时取t=0第十八页，共四十六页，编辑于2023年，星期日6.3过滤器液压油污染引起的系统故障75％。过滤器可以对污染的油液净化。过滤精度是衡量过滤器的重要性能指标。过滤精度：过滤掉的杂质颗粒的公称尺寸（μm

）度量。按过滤精度分为：粗（100μm

以上）、普通（10～100μm）、精（5～10μm）、特精（5μm以下）过滤器。分类：

按滤芯形式：网式、线隙式、纸芯式、烧结式、磁式等；

按连接方式：管式、板式、法兰式、进油口等。第十九页，共四十六页，编辑于2023年，星期日（1）网式滤油器

滤芯以铜网为过滤材料，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。这种滤油器一般用于液压泵的吸油口。第二十页，共四十六页，编辑于2023年，星期日

（2）线隙式滤油器

线隙式滤油器如图4.2所示，用钢线或铝线密绕在筒形骨架的外部来组成滤芯，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。多为回油过滤器。第二十一页，共四十六页，编辑于2023年，星期日

滤芯为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。（3）纸质滤油器第二十二页，共四十六页，编辑于2023年，星期日（4）烧结式滤油器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。第二十三页，共四十六页，编辑于2023年，星期日过滤器一般由滤芯(或滤网)和壳体构成，由滤芯上无数个微小间隙或小孔构成通流面积。当混入油中的污物（杂质）大于微小间隙或小孔时，杂质被阻隔而滤清出来。若滤芯使用磁性材料时，可吸附油中能被磁化的铁粉杂质。过滤器的类型和结构第二十四页，共四十六页，编辑于2023年，星期日25

一般对过滤器的基本要求是：

(1)能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸的杂质进入系统。

(2)滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。

(3)通流能力大，压力损失小。

(4)易于清洗或更换滤芯。系统类别润滑传动系统伺服工作压力(MPa)0~2.51414~323221精度d(m)10025~5025105各种液压系统的过滤精度要求过滤器的选用及安装第二十五页，共四十六页，编辑于2023年，星期日过滤器的安装位置液压系统中过滤器几种可能的安装位置第二十六页，共四十六页，编辑于2023年，星期日（1）泵入口的吸油粗滤器粗滤油器用来保护泵，使其不致吸入较大的机械杂质。为了不影响泵的吸油性能，防止发生气穴现象，滤油器的过滤能力应为泵流量的两倍以上，压力损失不得超过0.01~0.035MPa。（2）泵出口油路上的高压滤油器主要用来滤除进入液压系统的污染杂质，一般采用过滤精度10~15m的滤油器。它应能承受油路上的工作压力和冲击压力，其压力降应小于0.35MPa，并应有安全阀或堵塞状态发讯装置，以防泵过载和滤芯损坏。第二十七页，共四十六页，编辑于2023年，星期日大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油子系统，滤除油液中的杂质，以保护主系统。一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。（3）系统回油路上的低压滤油器因回油路压力很低，可采用滤芯强度不高的精滤油器，并允许滤油器有较大的压力降。（4）安装在系统以外的旁路过滤系统

安装滤油器时应注意第二十八页，共四十六页，编辑于2023年，星期日油箱的作用：储油、散热、沉淀杂质、逸出空气。油箱的作用6.4油箱油箱可分为开式和闭式两种，液压系统中大多数采用开式油箱。第二十九页，共四十六页，编辑于2023年，星期日油箱的结构开式油箱大部分是以钢板焊接而成第三十页，共四十六页，编辑于2023年，星期日设计隔板将吸油区和回油区隔开，以利于散热、沉淀污物和分离气泡。油箱底面应略带斜度，并在最低处设放油螺塞。油箱上部设置空气滤清器（有时兼有加油和通气的作用），规格按泵的流量选用。油箱侧面设置油位计和温度计。吸油管和回油管远离，以利于散热和沉淀杂质。系统泄漏油管尽量单独接入油箱，控制阀的泄漏油管端部应在油面之上，避免产生背压。开式油箱结构第三十一页，共四十六页，编辑于2023年，星期日油箱的容量油箱容积确定：

建议油箱有效容积为液压泵每分钟流量的3倍以上（行走机械取2倍）。通常根据系统工作压力确定有效容积低压系统：中压系统：

q为液压泵的流量对功率较大且连续工作的液压系统，必要时还要进行热平衡计算，以此确定油箱容量。

第三十二页，共四十六页，编辑于2023年，星期日油温过高（>80℃）易使油液变质污染，需要对油液冷却。油温过低（<15℃）会造成系统启动、吸入困难，产生空穴，需要对油液加热。加热器冷却器6.5热交换器第三十三页，共四十六页，编辑于2023年，星期日必须采用冷却器来抑制油温的原因有：1）因机械整体的体积和空间使油箱的大小受到限制；2）因经济上的理由，需要限制油箱的大小等；3）需要把液压油的温度控制得更低。油冷却器可分成水冷式和气冷式两大类。冷却器第三十四页，共四十六页，编辑于2023年，星期日水冷式蛇形管式（散热面积小，油的流动速度低，冷却效率低）；多管式（冷却效果好，大功率系统多采用）；第三十五页，共四十六页，编辑于2023年，星期日风冷式（水源不便，如行走设备和野外工作机械）翅管式和翅片式。翅片式第三十六页，共四十六页，编辑于2023年，星期日油冷却器安装在热发生体附近，且液压油流经油冷却器时，压力不得大于1MPa。有时必须以安全阀来保护，以使它免于高压的冲击而造成损坏。1）热发生源，如溢流阀附近，如图示。2）回油路上冷却溢流阀流出油液的回路冷却器装在回油侧的回路油冷却器安装的场所第三十七页，共四十六页，编辑于2023年，星期日3）如液压装置很大且运转的压力很高，此时使用独立的冷却系统，如图所示。独立冷却回路油冷却器安装的场所第三十八页，共四十六页，编辑于2023年，星期日在液压系统中所有的元件，包括辅件在内，全靠管件和管接头连接而成、管道和管接头的重量约占液压系统总重量的1/3。它们的分布遍及整个系统。6.6管系元件第三十九页，共四十六页，编辑于2023年，星期日

油管材料可用金属管或橡胶管，选用时由耐压、装配的难易来决定。（1）吸油管路和回油管路一般用低压的有缝钢管，也可使用橡胶和塑料软管；（2）在中、低压油路中常使用铜管；（3）高压油路一般使用冷拔无缝钢管、不锈钢管，必要时也采用价格较贵的高压软管。高压软管安装方便，可以吸收振动；油管材料第四十页，共四十六页，编辑于2023年，星期日管接头硬管接头

按管接头和管道的连接方式分，有

扩口式管接头卡套式管接头焊接式管接头第四十一页，共四十六页，编辑于2023年，星期日42

当旋紧螺帽3时，通过套管2使被连接管1端部的扩口压紧在接头体4的锥