液压传动课件PPT教程-第六章 液压辅件.ppt

,滤油器蓄能器油箱及热交换器其他辅件,第六章液压辅件,61滤油器,一、滤油器的选用和过滤精度,二、滤油器的典型结构,三、滤油器的选用,四、滤油器的安装位置,1、液压系统的油液中的各种污染物：,外部污染物:切屑、锈垢、橡胶颗粒、漆片、棉丝,内部污染物：零件磨损的脱落物、油液因理化作用的生成物,一、滤油器的作用和过滤精度,滤油器的功用是过滤混在液压油液中的杂质，降低进入系统中油液的污染度，保证系统正常地工作。,滤油器的过滤精度通常用能被过滤掉的杂质颗粒的公称尺寸(m)大小来表示。一般要求系统过滤精度小于运动副间隙的一半。此外，压力越高，对过滤精度要求就越高。近年来，人们用另一个指标:过滤比x。x滤油器入口尺寸大于x(m)颗粒数滤油器出口处尺寸大于x(m)的颗粒数,可见，x表示了滤油器过滤污染物的能力。,2、过滤精度和过滤比,过滤精度：它表示滤油器对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力，用绝对过滤精度、过滤比和过滤效率等指标来评定。,bx值:,b,=,x,d,N,N,x,u,x,上游(过滤器前面),下游(过滤器后面),粒度m,颗粒总数xm/ml,u,d,x,N,x,分离效率:,x,d,N,N,x,u,N,x,u,e,=,x,=1-,1,b,x,bx定义和分离效率,Definitiondesb-WertesunddesAbscheidegrades/e,Nx,u,Nx,d,分离范围,AbscheidespektrumeinesTiefenfilters/e,过滤器压降,%,DruckdifferenzaneinemFilter/e,滤油器按其滤心材料的过滤机制来分，有表面型滤油器、深度型滤油器和吸附型滤油器三种。,机械式滤油器,网式滤油器；线隙式滤油器；片式滤油器；纸芯式滤油器；烧结式滤油器；,磁性滤器,二、滤油器的典型结构,机械式滤油器主要靠过滤介质阻挡杂质；磁性滤油器则靠过滤介质的磁性吸出油液中的铁末。,吸附型滤油器,（表面型滤油器,深度型滤油器）,1.网式滤油器,网式滤油器结构如图。这种滤油器的过滤精度与铜丝网的网孔大小和层数有关。图示结构实际上只是一个滤芯。网式滤油器的优点是通油能力大压力损失小，容易清洗，但过滤精度不高主要用于泵吸油口。,2.线隙式滤油器,线隙式滤油器结构如图所示。其滤芯采用绕在骨架上的铜丝来替代上图中的铜丝网。过滤精度决定于铜丝间的间隙，故称为线隙式滤油器。它常用于液压系统的压力管及内燃机的燃油过滤系统。,3.纸芯式滤油器,纸芯式滤油器是以处理过的滤纸做过滤材料。为了增加过滤面积，纸芯上的纸呈波纹状。纸芯式滤油器性能可靠，是液压系统中广泛采用的一种滤油器。但纸芯强度较低，且堵塞后无法清理，所以必须经常更换纸芯。,滤油器纸芯外形,4.烧结式滤油器,烧结式滤油器结构如图所示，滤芯是用颗粒状青铜粉压制烧结而成，属于深度型滤油器。烧结式滤芯强度较高，耐高温，性能稳定，抗腐蚀性能好，过滤精度高，是一种常用的精密滤芯。但其颗粒容易脱落，堵塞不易清洗。,三、滤油器的选用选用滤油器时应考虑一下三个问题：,1、滤孔尺寸滤芯的滤孔尺寸可根据过滤精度或过滤比的要求来选取。,2、通过能力滤芯应有足够的通流面积。通过的流量愈高，则要求通流面积愈大。一般可按要求通过的流量，由样本选用相应的规格的滤芯。,3、耐压包括滤芯的耐压以及壳体的耐压。这主要靠设计时的滤芯有足够的通流面积，使滤芯上的压降足够小，以避免滤芯被破坏。当滤芯堵塞时，压降便增加，故要在滤油器上装置安全阀或发讯装置报警。,过滤精度推荐值表,四、滤油器的安装位置,回油过滤器剖面结构及实物图,返回,回油过滤器剖面结构及实物图,滤油小车实物图,返回,滤油小车实物图,吸油过滤器实物图,返回,吸油过滤器实物图,6-2蓄能器,一、蓄能器的类型,二、蓄能器的功用,三、充气式蓄能器的选用,一、蓄能器的类型,1.重锤式蓄能器,重锤式蓄能器原理见右图。它利用重锤的位置变化来储存和释放能量。重锤1作用于油液，油液压力决定于重物的重量和活塞面积。这种蓄能器目前已很少采用，只有在个别的低压系统中还能见到。,2.弹簧式蓄能器,弹簧式蓄能器的原理和结构如图所示：,这是一种直接式接触式蓄能器。其结构如图。它是一个下半部盛油液，上半部充压缩气体的气瓶。这种蓄能器容量大，体积小，惯性小，反应灵敏。但是气体容易混入油液中，使油液的可压缩性增加，并且耗气量大，必须经常补气。,3.气瓶式蓄能器,4.活塞式蓄能器,这是一种隔离式蓄能器。其机构如图。它利用活塞使气油液隔离，以减少气体渗入油液的可能性。其容量大，常用于中、高压系统，但正逐渐被性能更完善的气囊式蓄能器所代替。,5.气囊式蓄能器,气囊式蓄能器也是一种隔离式蓄能器。其结构如图。外壳2为两端成球形的圆柱体，壳体内有一个用耐油橡胶制成的气囊3。气囊出口上设充气阀1，充气阀只在为气囊充气时才打开，平时关闭。这种蓄能器中气体和液体完全隔离开，而且蓄能器的重量轻，惯性小，反应灵敏，是当前最广泛应用的一种蓄能器。,二、蓄能器的功用,蓄能器在液压系统中的功用主要有以下几个方面：,1.短期大量供油,2.系统保压,3.应急能源,4.缓和冲击压力,5.吸收脉动压力,上述五项中，前三项属辅助能源，后二项属减少压力冲击，改善性能的辅助装置。,返回,蓄能器剖面结构及实物图,（1）充压过程（2）释放过程气囊式蓄能器工作原理图,（1）作辅助动力源或紧急动力源：在工作循环不同阶段需要的流量变化很大时，常采用蓄能器和一个流量较小的泵组成油源。另外当驱动泵的原动机发生故障时，蓄能器可作紧急动力源。,2）保压和补充泄漏：需要较长时间保压而泵卸载时，可利用蓄能器释放储存的压力油，补充系统泄漏，保持系统压力。,3）吸收冲击和消除压力脉动：在压力冲击处和泵的出口安装蓄能器可吸收压力冲击峰值和压力脉动，提高系统工作的平稳性。,使用蓄能器时应注意以下几点：,气瓶式蓄能器需要垂直安装，气体在上部，油液处于下部，以避免气体随液体一起排出。装在管路上的蓄能器必须用支承架固定。蓄能器与管路系统之间应安装截至阀，以便在系统长期停止工作以及充气和检修时，将蓄能器与主油路切断。蓄能器与液压泵之间还应安装单向阀，以防止液压泵停转时蓄能器内的压力油倒流。,三、充气式蓄能器的选用,液压泵流量的计算,在一个工作循环内各阶段所需流量如图，液压泵的流量Qp为：Qp=Qiti/TQi第i阶段所需流量；ti第i阶段持续的时间；T一个循环的总时间；n一个循环的总阶段数。,i=1,n,2.蓄能器工作容积Vw的计算,这里Vw指的是蓄能器所能储存油液的最大容积。在工作循环中，当所需流量大于泵流量时，蓄能器释放能量；而当所需流量小于泵的流量时，蓄能器储存能量。在各个工作阶段，蓄能器释放的油量为：Vi=(Qp-Qi)tiVi为负值时，表示释放压力油；Vi为正值时表示储存压力油。显然，V0至少应等于Vi中的最大值。,3.蓄能器总容积V0的计算,蓄能器用于储存和释放压力能时，蓄能器的容积V0是由其充气压力p0、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决定的。由气体定律:,皮囊式蓄能器储存和释放能量的工作过程,p0Vn0=p1Vn1=p2Vn2=const(6-1),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(6-1)可得：由气体定律:,(6-2),p0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p0p2，一般对折合型皮囊取p0=(0.80.85)p2，波纹型皮囊取p0=(0.60.65)p2。此外，如能使皮囊工作时的容腔在其充气容腔1/3至2/3的区段内变化，就可使它更为经久耐用。,例题1：蓄能器的容积为5L，预充气压为2.5MPa，当工作压力从7MPa变化到4MPa时，蓄能器能释放出多少升油（按等温过程）？,解：按等温过程，气体压缩和释放过程缓慢，所以n=1由已知条件：,代入式6-2，则有：,6-3油箱及热交换器,一、油箱,二、热交换器,一、油箱,1.功用油箱的功用主要是储存油液，此外还起着散发油液中热量(在周围环境温度较低的情况下则是保持油液中热量)、释出混在油液中的气体、沉淀油液中污物等作用。2.结构液压系统中的油箱有整体式和分离式两种。整体式油箱利用主机的内腔作为油箱，这种油箱结构紧凑，各处漏油易于回收，但增加了设计和制造的复杂性，维修不便，散热条件不好，且会使主机产生热变形。分离式油箱单独设置，与主机分开，减少了油箱发热和液压源振动对主机工作精度的影响，因此得到了普遍的采用，特别在精密机械上。,3.设计注意事项（1）应考虑清洗，换油方便。（2）油箱应有足够的容量。（3）吸油管及回油管应隔开，最好用一个或几个隔板隔开，以增加油液循环距离，使油液有充分时间沉淀污物，排出气泡和冷却。（4）吸油管距离箱底距离H2D，距离侧壁大于3D（D为吸油管外径）。（5）油箱一般用2.5-4mm的钢板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角铁和筋板，以增加刚性。（6）要防止油液渗漏和污染。（7）油箱内壁应涂上耐油防锈的涂料。,液压泵站的不同安装形式,二、热交换器,液压系统中的功率损失几乎全部变成能量，使油液温度升高。要是散热面积不够，则需要采用冷却器，使油液的平衡温度降低到合适的范围内。按冷却介质分，冷却器可分为风冷、水冷、和氨冷等多种形式。一般液压系统中主要采用前两种。水冷却器有蛇形管式、多管式和翅片式等。风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组成。冷却器安装在回油管，避免受高压。,1、冷却器,液压系统的工作温度一般希望保持在3050的范围之内，最高不超过65，最低不低于15。液压系统如依靠自然冷却仍不能使油温控制在上述范围内时，就须安装冷却器；反之，如环境温度太低无法使液压泵启动或正常运转时，就须安装加热器。,2.加热器,液压系统中油液的加热一般用电加热器，加热方式见下图。由于直接和加热器接触的油液温度可能很高，会加速油液老化，所以这种电加热器应慎用。,64其它辅件,一、管道,二、管接头,三、压力表,四、压力表开关,一、管道,液压系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。油管的特点及其适用范围如表,油管的规格尺寸(管道内径和壁厚)可由式(6-3)、式(6-4)算出d、后，查阅有关的标准选定。,(6-3),(6-4),式中：d为油管内径；q为管内流量；v为管中油液的流速，吸油管取0.51.5m/s，高压管取2.55m/s，回油管取1.52.5m/s，短管及局部收缩处取57