液压与气压传动技术课件 3.1 液压辅助元件-蓄能器、过滤器和油箱

液压辅助元件

——蓄能器、过滤器和油箱液压与气压传动技术学习过程课前学习网上教学资源；多媒体课件演示蓄能器、过滤器、油箱的功用及应用教学重点液压辅助元件蓄能器、过滤器、油箱的应用理解学习目标熟悉液压辅助元件蓄能器、过滤器、油箱的结构和工作原理。教学难点液压辅助元件蓄能器、过滤器、油箱的结构和工作原理3液压辅助元件液压系统中的辅助元件包括蓄能器、过滤器、油箱、管件、密封件、热交换器、压力表等，除油箱通常需要自行设计外，其余均为标准件。这些元件对液压系统的性能、效率、温升、噪声和使用寿命有很大的影响。因此，在选用液压辅助元件时必须予以足够的重视。本次课我们重点介绍蓄能器、过滤器和油箱。4蓄能器液压系统中一种储存和释放油液压力能的装置。根据加载方式可分为重锤式（图a）、弹簧式（图b）和充气式三种。充气式蓄能器是利用气体的压缩和膨胀来储存和释放能量，用途较广，如活塞式（图c）、气囊式（图d）、隔膜式蓄能器（图e）。主要介绍活塞式和气囊式。5蓄能器1.活塞式蓄能器结构简单、可靠、易安装、维修方便、寿命长活塞惯性和摩擦阻力较大，反应灵敏性差，容量较小，缸体与活塞之间有密封，成本较高。用于蓄能或供中、高压系统吸收压力的脉动。1—活塞：2—缸筒；3—气门6蓄能器2.气囊式蓄能器气体和液体完全隔开，重量轻、惯性小、反应灵敏、结构紧凑、容易维护。应用最广泛的一种蓄能器。但气囊和壳体制造比较困难，气囊的使用寿命也较短。l——充气阀2——气囊；

3——壳体；4——菌形阀；

5——放气塞；7蓄能器1.作辅助动力源当执行元件不工作或运动速度很低时，蓄能器储存液压泵的全部或部分能量；当执行元件工作或运动速度较高时，蓄能器释放能量独立工作或与液压泵一同向执行元件供油蓄能器的功用是将液压系统中液压油的压力能储存起来，在需要时重新放出。主要作用：8蓄能器2.保压补漏若液压系统的执行元件需长时间保持某一工作状态，如夹紧工件或举顶重物，为节省动力消耗，要求液压泵停机或卸载。此时可在执行元件的进口处并联蓄能器，由蓄能器补偿泄漏、保持恒压，以保证执行元件的工作可靠性。9蓄能器3.作应急动力源某些液压系统要求在液压泵发生故障或失去动力时，执行元件应能继续完成必要的动作以紧急避险、保证安全。4.吸收脉动，降低噪声当液压系统采用齿轮泵和柱塞泵时，因其瞬时流量脉动将导致系统的压力脉动，从而引起振动和噪声。此时可在液压泵的出口安装蓄能器吸收脉动，降低噪声，减少因振动损坏仪表和管接头等元件。10蓄能器5.吸收液压冲击换向阀的突然换向，液压泵的突然停止工作，执行元件运动的突然停止等原因，液压系统管路内的液体流动会发生急剧变化，产生液压冲击。系统的安全阀来不及开启会造成系统中的仪表、密封损坏或管道破裂。若在冲击源的前端管路上安装蓄能器，则可以吸收或缓和这种压力冲击。11蓄能器蓄能器注意事项1、充气式蓄能器中应使用惰性气体（一般为氮气）2、蓄能器一般应垂直安装，油口向下。3、必须用支架或支板将蓄能器固定在便于检查、维修的位置，并远离热源。4、用作降低噪声、吸收脉动和冲击的蓄能器应尽可能靠近振源。5、蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气或检修时用，与液压泵之间应安装单向阀防止油液倒流保护泵与系统。6、搬运和拆装时应排出压缩气体—注意安全。12过滤器功用：对液压油进行过滤，滤除液压油中的固体杂质，使液压油保持清洁，保证液压系统正常地工作。液压系统中70％～80%以上的故障是由于液压油被污染而造成的。因此，过滤器是液压系统不可缺少的重要组成部分。原理：使液压油流过多孔的过滤介质，液压油中的固体杂质被截留在过滤介质上，从而达到从液压油中分离固体杂质的目的。13过滤器主要性能指标：过滤精度、通流能力、压力损失等，其中过滤精度为主要指标。1.过滤精度指过滤器对各种不同尺寸的固体颗粒的滤除能力，是选用过滤器时首先要考虑的一个参数，直接关系到液压系统中油液的清洁度等级2.通流能力：一般用额定流量表示，与过滤器滤芯的过滤面积成正比。3.压力损失：指过滤器在额定流量下的进、出油口间的压差。一般过滤器的通流能力越好，压力损失也越小。4.其他性能：过滤器的其他性能主要指滤芯强度、滤芯寿命、滤芯耐腐蚀性等定性指标。不同过滤器这些性能会有较大的差异，可以通过比较确定各自的优劣。14过滤器按过滤精度，过滤器可分为精过滤器和粗过滤器两种；按滤芯结构分，过滤器可分为网式、线隙式和烧结式等；按过滤材料的过滤原理来分，过滤器可分为表面型、深度型和磁性滤油器。15过滤器1.表面型过滤器滤芯表面上分布有均匀的通孔，滤芯表面直接与液压油接触，可以将大于通孔的微粒污物截留在滤芯油液上游一面。最常用的有网式和线隙式过滤器两种。一般安装在液压泵的吸油管口上用以保护液压泵。这种过滤器的特点是，结构简单，通油性能好，过滤精度较高，所以应用较普遍；缺点是不易清洗，滤芯强度低。多用于中、低压系统。16过滤器（1）网式过滤器过滤精度与铜丝网的网孔大小、铜网的层数有关。过滤精度为80—180μm。特点：结构简单，通油能力大，压力损失小，清洗方便，但是过滤精度低。应用:多在系统的吸油路上起粗滤用。17过滤器（2）线隙式过滤器特形金属线缠绕在筒形芯架上，制成滤芯，利用线间间隙过滤杂质。过滤精度为30-100μm。特点：结构简单，过滤精度较高，通流能力大，但不易清洗，一般用于低压回路或辅助回路。线隙式滤油器18过滤器（2）线隙式过滤器19过滤器2.深度型过滤器深度型过滤器的滤芯材料为多孔可透性材料，内部具有曲折迂回的通道，大于表面孔径的污染物颗粒直接被拦截在靠油液上游的外表面，再利用内部曲折迂回的通道吸附、沉淀、阻截进入过滤材料内部的较小污染物颗粒。20过滤器纸芯式过滤器用微孔过滤纸折迭成星状绕在骨架上形成，利用滤纸的微孔过滤。过滤精度高5~30μm。其优点是过滤精度高；缺点是堵塞后无法清洗，需定期更换纸芯，强度低。一般用于精过滤系统。21过滤器纸芯式过滤器22过滤器烧结式过滤器由颗粒状锡青铜粉末压制后烧结而成，利用颗粒之间的微小间隙过滤。过滤精度高10~100μm。这种过滤器的特点是强度大，可制成各种形状，制造简单，过滤精度高；缺点是难清洗，金属颗粒易脱落。常用于需要精过滤的场合。烧结式滤油器23过滤器烧结式过滤器24过滤器3.磁性过滤器磁性过滤器的滤芯采用永久磁性材料制作，将油液中对磁性敏感的金属颗粒被吸附到滤芯上，如铁屑、铁粉或磁性磨料。它一般与深度型过滤器和表面型过滤器结合使用，形成复合式过滤器，对加工金属的机床液压系统特别适用。25过滤器过滤器的安装过滤器在液压系统中有以下几种安装位置：1.安装在泵的吸油口2.安装在泵的出口3.安装在系统的回油路上4.安装在独立的过滤系统26过滤器过滤器安装注意在使用过滤器时还应注意过滤器只能单向使用，按规定液流方向安装，以利于滤芯清洗和安全。清洗或更换滤芯时，要防止外界污染物侵入液压系统。27油箱油箱的功用主要是储存油液，此外还起着散发油液中的热量、逸出混在油液中的气体、沉淀油中的污物等作用。液压系统中的油箱有开式和闭式两种。开式油箱，液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。开式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式。闭式结构的油箱中的油液与大气是隔绝，用于压力油箱，里面充有一定压力的惰性气体，充气压力可达0.05MPa。多用于行走设备及车辆。28油箱29油箱1.基本结构：为得到最大的散热面积，油箱以立方体和长方体为主。最高油面为总高的80%。箱盖的大小与上面放置的装置有关。油箱用2.5～5mm的钢板制成。大容量的油箱采用骨架式结构。30油箱2.设计要点（1）油箱应有足够的容量。油面高度不超过油箱高度的0.8倍。（2）泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远些，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管径的2-3倍，离箱壁要有3倍管径的距离，以免吸空和飞溅起泡。回油管口应截成45°斜角，以增大回流截面，并使斜面对着箱壁，以利散热和沉淀杂质（3）吸油管端部要安装过滤器，过滤器应浸没在油液中，以防止吸油时吸入空气。31油箱2.设计要点（4）在油箱中设置隔板，隔板高度一般取油面高度的3/4。以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，利于散热和沉淀。（5）油箱底部应做成适当斜度，并设置放油塞。油箱箱盖上应安装空气滤清器；大油箱还应在侧面设计清洗窗口。（6）油箱侧壁要安装油位指示计，以