第七章液压附件

1、1液压传动液压辅助元件液压辅助元件第七章2 液压辅助元件有液压辅助元件有滤油器滤油器、蓄能器蓄能器、管件管件、密封密封件件、油箱油箱和和热交换器热交换器等。等。 液压辅助元件和液压元件一样，都是液压系统液压辅助元件和液压元件一样，都是液压系统中不可缺少的组成部分。中不可缺少的组成部分。它们对系统的性能、效率、它们对系统的性能、效率、温升、噪声和寿命的影响不亚于液压元件本身。温升、噪声和寿命的影响不亚于液压元件本身。 通过学习，要求掌握液压辅件的结构原理，熟通过学习，要求掌握液压辅件的结构原理，熟知其使用方法及适用场合。知其使用方法及适用场合。本章提要本章提要37.1 蓄能器蓄能器 在间歇工作或

2、周期性动作中，蓄能器可以把泵输出的多余压在间歇工作或周期性动作中，蓄能器可以把泵输出的多余压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放出来。这样可以减少力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放出来。这样可以减少液压泵的额定流量，从而减小电机功率消耗。液压泵的额定流量，从而减小电机功率消耗。 对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的系统，可用对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的系统，可用蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某些系统要求当泵发生故蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某些系统要求当泵发生故障或停电时，执行元件应继续完成必要的动作时，需要有适当容量障或停电时，执行元件应继续完

3、成必要的动作时，需要有适当容量的蓄能器作紧急动力源。的蓄能器作紧急动力源。4 蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，也能吸收液压泵工作时的蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，也能吸收液压泵工作时的流量脉动所引起的压力脉动。流量脉动所引起的压力脉动。(a)(b)(c )(d)(e)5 活塞式蓄能器中的气活塞式蓄能器中的气体和油液由活塞隔开。活体和油液由活塞隔开。活塞塞1 1的上部为压缩空气，活的上部为压缩空气，活塞塞1 1随下部压力油的储存和随下部压力油的储存和释放而在缸筒释放而在缸筒2 2内来回滑动。内来回滑动。这种蓄能器活塞有一定的这种蓄能器活塞有一定的惯性，和惯性，和O O形密封圈存在较形密封圈

4、存在较大的摩擦力，所以反应不大的摩擦力，所以反应不够灵敏够灵敏。活塞式蓄能器 （1）活塞式蓄能器）活塞式蓄能器6 利用气体的压缩和膨利用气体的压缩和膨胀来储存。释放压力能胀来储存。释放压力能。 皮囊式蓄能器中气体皮囊式蓄能器中气体和油液用皮囊隔开。皮囊和油液用皮囊隔开。皮囊用耐油橡胶制成，内充入用耐油橡胶制成，内充入惰性气体，壳体下端的提惰性气体，壳体下端的提升阀能防止皮囊膨胀挤出升阀能防止皮囊膨胀挤出油口。油口。皮囊式蓄能器123 壳体 皮囊 充气阀 提升阀 （2）皮囊式蓄能器）皮囊式蓄能器7 重力式蓄能器主要用冶金等大型液压系统的恒压供油，其缺点重力式蓄能器主要用冶金等大型液压系统的恒压供

5、油，其缺点是反应慢，结构庞大，现在已很少使用。是反应慢，结构庞大，现在已很少使用。（3 3）薄膜式蓄能器）薄膜式蓄能器（4 4）弹簧式蓄能器）弹簧式蓄能器（5 5）重力式蓄能器）重力式蓄能器 容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异。现以皮囊式蓄能器容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异。现以皮囊式蓄能器为例加以说明。为例加以说明。气囊式蓄能器气囊式蓄能器ll充气阀充气阀22气囊；气囊；33壳体；壳体；44菌形阀；菌形阀；55放气螺塞；放气螺塞；66油口油口8 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

6、，而气体状态的变化遵守玻义耳定律，即气体体积的变化量相等，而气体状态的变化遵守玻义耳定律，即nnnVpVpVp221100（7.1）0p 皮囊的充气压力皮囊的充气压力0V 皮囊充气体积，此时皮囊充满壳体内腔，故亦即蓄能器容量皮囊充气体积，此时皮囊充满壳体内腔，故亦即蓄能器容量1p 系统最高工作压力，即泵对蓄能器充油结束时的压力系统最高工作压力，即泵对蓄能器充油结束时的压力1V 皮囊被压缩后相应于时的气体体积皮囊被压缩后相应于时的气体体积, ,最高压力时的体积最高压力时的体积2p 系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力2V 气体膨胀后相应

7、于时的气体体积，最低压力时的体积气体膨胀后相应于时的气体体积，最低压力时的体积式中：9 体积差体积差 为供给系统油液的有效体积，将它代入式为供给系统油液的有效体积，将它代入式（7.17.1），使可求得蓄能器容量），使可求得蓄能器容量 ，即，即VVppppVVppVppVnnnn0/ 102/ 1021/ 1022/ 102012VVV0V 由上式得由上式得nnppppVV/112/10201（7-2） 充气压力充气压力p p0 0在理论上可与在理论上可与p p2 2相等，但是为保证系统压力为相等，但是为保证系统压力为p p2 2 时蓄时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，则应使能器仍有能力补偿系统泄漏

8、，则应使p p0 0 p p2 2，一般取，一般取p p0 0= =（0.80.80.850.85）p p2 2nnnpppVV/ 11/ 12/ 1001110 当当时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分进行，可认为是分进行，可认为是过程，这时取过程，这时取；而当；而当时，释放液体的时间短，热交换不充分，这时可视为时，释放液体的时间短，热交换不充分，这时可视为，取，取。 当蓄能器用于当蓄能器用于时，时，即，即2110)0164. 0(004. 0pptLqpV式中：p1 允许的最大冲击（允许的最大冲击（MPaMPa）p2 阀口关闭前管内压力（阀口关

9、闭前管内压力（MPaMPa）q 用于冲击的蓄能器的最小容量用于冲击的蓄能器的最小容量(L )(L )L 发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度(s)(s)t t阀口关闭的时间阀口关闭的时间(t)(t)，实然关闭时取，实然关闭时取t=0t=0117.2 滤油器滤油器 液压油中往往含有杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、液压油中往往含有杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中安装一定精度的滤油器，是保证滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中安装一定精度的滤油器，是保证液压系统正常工作的必要手段。液压系统正常工作的必要手段。

10、 过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大小，以过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大小，以直径直径d d作为公称尺寸表示。按精度可分为作为公称尺寸表示。按精度可分为粗过滤器（粗过滤器（d d100100）、普通过）、普通过滤器滤器(d(d1010）、精过滤器（）、精过滤器（d d5 5）、特精过滤器（）、特精过滤器（d d1 1）。）。 一般对过滤器的基本要求是：一般对过滤器的基本要求是： （1 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。）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 2）滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏

11、。）滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。 （3 3）通流能力大，压力损失小。）通流能力大，压力损失小。 （4 4）易于清洗或更换滤芯。）易于清洗或更换滤芯。12系统类别系统类别润滑润滑传动系统传动系统伺服伺服工作压力工作压力(MPa(MPa02.5 141432 32 21精度精度d(d( m)m) 1002550 25 10 5各种液压系统的过滤精度要求各种液压系统的过滤精度要求 按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为等。按滤油器安放的位置不同，还可以分等。按滤油器安放的位置不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器，考虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为为吸滤

12、器、压滤器和回油过滤器，考虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。粗滤器。13 滤芯以铜网为过滤材料，在周围开有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层数和网孔的大小。这种滤油器一般用于液压泵的吸油口。液压泵的吸油口。表7.2网式滤油器 14表7.2 线隙式滤油器 线隙式滤油器如图线隙式滤油器如图所示，用钢线或铝线密所示，用钢线或铝线密绕在筒形骨架的外部来绕在筒形骨架的外部来组成滤芯，依靠铜丝间组成滤芯，依靠铜丝间的微小间

13、隙滤除混入液的微小间隙滤除混入液体中的杂质。其结构简体中的杂质。其结构简单、通流能力大、过滤单、通流能力大、过滤精度比网式滤油器高，精度比网式滤油器高，但不易清洗。多为回油但不易清洗。多为回油过滤器。过滤器。15 滤芯为微孔滤纸滤芯为微孔滤纸制成的纸芯，将纸芯制成的纸芯，将纸芯围绕在带孔的镀锡铁围绕在带孔的镀锡铁做成的骨架上，以增做成的骨架上，以增大强度。为增加过滤大强度。为增加过滤面积，纸芯一般做成面积，纸芯一般做成折叠形。其过滤精度折叠形。其过滤精度较高，一般用于油液较高，一般用于油液的精过滤，但堵塞后的精过滤，但堵塞后无法清洗。无法清洗。表7.2纸质滤油器 234116烧结式滤油器 滤芯

14、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。通过，其滤芯能承受高压。17（1）泵入口的吸油粗滤器）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，压力损失不得超过倍以上，压力损失不得超过0.010.010.035MPa0.035MPa。（2）泵出口油路上的高压滤油器）泵出口油路上的高压滤

15、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10151015 m m的滤油器。它应能承受油路上的工作压力和冲击压力，其压的滤油器。它应能承受油路上的工作压力和冲击压力，其压力降应小于力降应小于0.35MPa0.35MPa，并应有安全阀或堵塞状态发讯装置，以防泵过，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。载和滤芯损坏。（3）系统回油路上的低压滤油器）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。油器有较大的

16、压力降。18 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。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。一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。（4）安装在系统以外的旁路过滤系统）安装在系统以外的旁路过滤系统 19 储存油液储存油液 散掉系统累计的热量散掉系统累计的热量 促进油液中空气的分离促进油液中空气的分离 沉淀油液中的污垢沉淀油液中的污垢 油箱的基本功能是油箱的基本功能是： 按油面是否与大气相通，可分为开式油箱与闭式油箱。开式油箱按油面是否与大气相通，可分为开式

17、油箱与闭式油箱。开式油箱广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下和高空无稳定气压的广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下和高空无稳定气压的场合，这里仅介绍开式油箱。场合，这里仅介绍开式油箱。 20 图图7-4 7-4 开式油箱开式油箱 11回油管回油管;2 ;2 泄油管泄油管;3 ;3 泵吸油管泵吸油管;4 ;4 空气滤清器空气滤清器; ; 5 5 安装板安装板;6 ;6 隔板隔板;7 ;7 放油孔放油孔;8 ;8 粗滤油器粗滤油器;9 ;9 清洗窗侧板清洗窗侧板; ; 10 10 液位计窗口液位计窗口;11 ;11 注油口注油口;12 ;12 油箱上盖油箱上盖 隔板6将吸油管3、滤油器

18、8和回油管1和泄油管2格开。顶部、侧部和底部分别装了空气滤清器4注油器11液位计10和放油口7。21 在初步设计时，油箱的有效容量可按下述经验公式确定在初步设计时，油箱的有效容量可按下述经验公式确定pmqV （7-7）式中：V 油箱的有效容量pq 液压泵的流量 经验系数，低压系统： =24，中压系统： =57，中高压或高压系统： =612mmmm22 下面根据图下面根据图7.47.4所示的油箱结构示意图分述设计要点如下所示的油箱结构示意图分述设计要点如下: :（1 1） ，管口都，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管径的应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管径的2-32-3倍，以免吸空

19、和倍，以免吸空和飞溅起泡。吸油管端部所安装的滤油器，离箱壁要有飞溅起泡。吸油管端部所安装的滤油器，离箱壁要有3 3倍管径的距离，倍管径的距离，以便四面进油。回油管口应截成以便四面进油。回油管口应截成4545 斜角，以增大回流截面，并使斜斜角，以增大回流截面，并使斜面对着箱壁，以利散热和沉淀杂质。面对着箱壁，以利散热和沉淀杂质。（2 2） ，以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，利于散热和沉淀。利于散热和沉淀。（3 3） 空气滤清器的作用是使油相箱与大空气滤清器的作用是使油相箱与大气相通，保证泵的自吸能力，滤除空气中的灰尘杂物，有时兼作加油气相通，保证泵的自

20、吸能力，滤除空气中的灰尘杂物，有时兼作加油口。它一般布置在顶盖上靠近油箱边缘处口。它一般布置在顶盖上靠近油箱边缘处。23 （4 4） 将油箱将油箱底面做成斜面，在最低处设放油口，平时底面做成斜面，在最低处设放油口，平时用螺塞或放油阀堵住，换油时将其打开放用螺塞或放油阀堵住，换油时将其打开放走油污。为了便于换油时清洗油箱，大容走油污。为了便于换油时清洗油箱，大容量的油箱一般均在侧壁设清洗窗口。量的油箱一般均在侧壁设清洗窗口。（5 5） ，必要时应安装温度控制系统，或设置，必要时应安装温度控制系统，或设置加热器和冷却器。加热器和冷却器。（6 6） 最高油面只允许达到油箱高度的最高油面只允许达到油箱

21、高度的80%80%，油箱底脚高度应在，油箱底脚高度应在150mm150mm以上，以便以上，以便散热、搬移和放油，油箱四周要有吊耳，散热、搬移和放油，油箱四周要有吊耳，以便起吊装运。以便起吊装运。24 管件包括管道、管接头和法兰等。种类：钢管、紫铜管、橡胶管种类：钢管、紫铜管、橡胶管可采用下列两式计算，并需圆整为标准数值，即可采用下列两式计算，并需圆整为标准数值，即2vqd（7-8） 2bpdn（7-9）v 允许流速；允许流速；式中 ： 管道材料的抗拉强度，可由材料手册查出。管道材料的抗拉强度，可由材料手册查出。b n 安全系数安全系数25安装要求 管道应尽量短，最好横平竖直，拐弯少。为避免管道

22、皱折，减少压管道应尽量短，最好横平竖直，拐弯少。为避免管道皱折，减少压力损失，管道装配的弯曲半径要足够大，管道悬伸较长时要适当设置管力损失，管道装配的弯曲半径要足够大，管道悬伸较长时要适当设置管夹。夹。 管道尽量避免交叉，平行管距要大于管道尽量避免交叉，平行管距要大于100mm100mm，以防接触振动，并便，以防接触振动，并便于安装管接头。于安装管接头。 按管接头和管道的连接方式分，有按管接头和管道的连接方式分，有三种。三种。26 当旋紧螺帽当旋紧螺帽3时，通过套管时，通过套管2使被连接管使被连接管1端部的扩口压紧在接头端部的扩口压紧在接头体体4的锥面上。的锥面上。 被扩口的被扩口的管子只能是

23、薄管子只能是薄壁且塑性良好壁且塑性良好的管子如铜管。的管子如铜管。此种接头的工此种接头的工作压力不高于作压力不高于8MPa。 表表7-47-4扩口式管接头扩口式管接头 1管子；2一套管； 3一螺帽；4一接头本体27卡套式管接头卡套式管接头1一被连接管；2一螺帽；3一卡套； 4一接头本体拧紧接头螺母拧紧接头螺母2 2后，卡套后，卡套3 3发生弹性发生弹性变形便将管子变形便将管子1 1夹紧。夹紧。它对轴向尺寸要求不它对轴向尺寸要求不严，装拆方便，但对严，装拆方便，但对连接用管道的尺寸精连接用管道的尺寸精度要求较高。度要求较高。28 钢管和基体通钢管和基体通过焊接管接头连接。过焊接管接头连接。把接管把接管2 2焊在被连接焊在被连接的钢管端部。接头的钢管端部。接头体体1 1用螺纹拧入某元用螺纹拧入某元件的基体。用组合件的基体。用组合密封垫防止从元件密封垫防止从元件中外漏。将中外漏。将O O型密封型密封圈放在接头体圈放在接头体1 1的端的端面处，将螺帽面处，将螺帽3 3拧在拧在接头体接头体1 1上即完成连上即完成连接。接。 图图4.104.10（c)c)焊接式管接头焊接式管接头 1一接头体；2一接管；3螺帽； 4一密封圃；5一组合