第6章 液压辅助元件.pdf

1 第6章 液压辅助元件 液压传动系统中主要的辅助元件包括 1 蓄能器 2 过滤器 3 油箱 4 热交换器 5 压力继 电器 6 压力表及压力表辅件 管件 密封件 2 6 1 蓄 能 器 6 1 1 蓄能器的功能 蓄能器是用来储存和释放液体的压力能的 它的基本 作用是 1 存贮能量 应急液压 2 吸收脉动 平稳系统 3 吸收冲击 保护回路 4 热膨胀消减泄漏补偿 5 热膨胀消减泄漏补偿 3 6 1 2 蓄能器的类型蓄能器的类型 如图6 1所示 蓄能器的结构形式主要有重力式 弹簧式 活塞式 气囊式和薄膜式五种类型 图6 1 各种形式蓄能器 1 重力式 2 弹簧式 3 活塞式 4 气囊式 5 薄膜式 4 1 重力式蓄能器 利用重物的势能来储存 释放液压能 特点 结构简单 容量大 压力稳定 但其结构尺寸 大而笨重 运动惯性大 反应不灵敏 易漏油 有摩擦损 失 因此 重力式蓄能器只供蓄能用 常用作大型固定设 备的第二油源 图6 2 重力式蓄能器 1 重物 2 柱塞 3 缸体 5 2 弹簧式蓄能器 它利用弹簧的压缩和伸长来储存和释放压力能 特点 结构简单 反应尚还灵敏 但容量小 易内泄 并有压力损失 不适于高压和高频动作的场合 一般可用 于小容量 低压 p 1 2MPa 系统 用作蓄能和缓冲 图6 3 弹簧式蓄能器 1 壳体 2 弹簧 3 活塞 6 3 充气式蓄能器 利用密封气体的压缩膨胀来储存 释放能量的 主要 以下三种 1 气瓶式蓄能器 如图6 4a所示 这种蓄能器又叫直接接触式蓄能器 特点 是容量大 但由于气体混入油液中 影响系统 工作的平稳性 而且耗气量大 需经常补气 因此仅适用 于中 低压大流量的液压系统 图6 4 气瓶式蓄能器 1 气体 2 油液 7 2 活塞式蓄能器 如图6 4b所示 特点 结构简单 工作可靠 寿命 长 它主要用于大流量 但反应不够灵敏 只适用于储 存能量 或在中 高压系统中吸收压力脉动 图6 5 活塞式蓄能器 1 气体 2 活塞 3 油液 8 3 气囊式蓄能器 这种蓄能器目前应用得最为广泛 其结构如图6 4c所示 特点 皮囊惯性小 反应灵敏 结构尺寸小 安装容易 克 服了活塞式蓄能器的缺点 但工艺性较差 图6 6 活塞式蓄能器 1 气体 2 油液 9 4 蓄能器的职能符号 蓄能器的职能符号如表6 1所示 表6 1 蓄能器的职能符号 10 6 1 3 蓄能器的容量计算蓄能器的容量计算 1 作辅助动力源时的容量计算 这时的蓄能器储存和释放压力油的容量和气囊中气体 体积的变化量相等 而气体状态的变化应符合玻意耳定 律 即 6 1 式中 p 气囊的充气压力 V0 气囊充气的体积 即蓄能器容量 这时气囊应充满壳体内 腔 p1 系统最高工作压力 即泵对蓄能器储油结束时的压力 V1 气囊被压缩后相应于p1时的气体体积 p2 系统最低工作压力 即蓄能器向系统供油结束时的压力 V2 气体膨胀后相应于p2时的气体体积 n 多变指数 等温变化过程n l 绝热过程n 1 4 常数 nnn VpVpVp 221100 11 体积差 V V2 V1 为供给系统的油液体积 代入式 6 1 便可求得蓄能器容量V0 即 6 2 由此得 为保证在压力p2时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏 应 使p0 p2 一般取p0 0 8 0 85 p2或 0 9 p2 p0 0 25p1 在实际选用时 蓄能器的总容积V0比理论计算值 大5 倍为宜 VV p p p p VV p p V p p V nnnn 0 1 1 0 1 0 2 1 1 0 2 2 1 1 2 0 n n p p p p V V 1 1 2 1 1 2 0 1 12 2 作吸收冲击用时的容量计算 一般按经验公式计算缓和最大冲击压力时所需的蓄能 器最小容量 即 式中q 阀口关闭前管内流量 p2 系统允许的最大冲击压力 一般取p2 1 5p1 L 发生冲击的管长 即压力油源到阀口的管道长度 t 阀口由开到关的时间 突然关闭时取t 0 p1 阀口开 闭前管内工作压力 12 2 0 0164 004 0 pp tLqp V 6 4 13 6 1 4 蓄能器的应用蓄能器的应用 蓄能器在液压系统中的用途主要有 1 辅助动力源 2 应急动力源 3 保压装置 4 吸收压力脉动和液压冲击 14 1 辅助动力源 蓄能器最常见的用途是作为辅助动力源 图6 7所示 图6 7 蓄能器作辅助动力源 1 液压泵 2 单向阀 3 卸荷阀 4 蓄能器 5 换向阀 6 液压缸 15 2 应急动力源 当液压系统工作时由于泵或电源的故障 液压泵突 然停止供油 会引起事故 对于重要的系统 为了确保 工作安全 就需用一适当容量的蓄能器作为应急动力 源 如图6 8所示 图6 8 蓄能器作应急动力源 16 3 保压装置 应用蓄能器使液压系统保持压力 从而使液压泵卸 荷以降低功率的消耗 如图6 9所示 图6 9 蓄能器作保压用 17 4 吸收压力脉动和液压冲击 在液压系统中安装蓄能器 可以吸收和减小压力脉动 峰值 这是防止振动与噪声的措施之一 如图6 9所示 图6 10 蓄能器吸收压力脉动 18 6 2 过滤器 液压与气压系统的大多数故障是由于介质被污染而 造成的 过滤器的主要性能指标是过滤精度 过滤器的过滤 精度是指其能从油液中过滤掉的杂质颗粒尺寸大小 19 6 2 1 过滤器的类型和结构过滤器的类型和结构 常见的过滤器按滤芯的材料和结构形式的不同可分为 网式 线隙式 纸芯式 烧结式 磁性过滤器等 按过滤器的连接方式可分为 管式 法兰式 板式 等 按过滤器安放的位置不同分为 吸滤器 压滤器 回 油过滤器 20 1 网式过滤器 网式过滤器为粗过滤器 其结构如图6 11所示 图6 11a 和图6 11b分别为不同安装方式的过滤器 网式过滤器结构简单 清洗方便 通油能力大 但过滤 精度低 常用于吸油管路作吸滤器 对油液进行粗滤 图6 11 网式过滤器 1 上盖 2 铜丝网 3 骨架 4 下盖 21 2 线隙式过滤器 线隙式其过滤精度有0 3mm和0 08mm两种 这种过滤器结构简单 通油能力大 过滤精度适中 一 般常用于压力低于2 5MPa的回路或油泵吸油管路中 可用 作吸滤器或回流过滤器 但不易清洗 图6 12 a 所示为回 流线隙式过滤器 6 12 b 为吸油线隙式过滤器 a 图6 12 线隙式过滤器 1 发讯装置 2 端盖 3 壳体 4 筒型芯架 5 铜线圈 b 回流线隙式过滤器 22 3 金属烧结式过滤器 图6 13所示是金属烧结式过滤器中的一种 它的主要特点是 其强度高 承受热应力和抗冲击 性能好 可以在较高温度下工作 有良好的抗腐蚀性 制造简单 过滤精度较高 它可用在不同的位置 缺点 是 易堵塞 难清洗 烧结颗粒使用中可能会脱落 造 成油液的再次污染 图6 13 金属烧结式过滤器 23 4 纸质过滤器 纸质过滤器目前应用最为广泛 其结构如图6 14所 示 其结构紧凑 通油能力大 一般配备壳体后用作压滤 器 其缺点是无法清洗 为一次性使用 需经常更换滤 芯 a 过滤器结构图b 过滤器纸芯 1 弹簧 2 滤芯 3 壳体 1 滤纸 2 骨架 4 端盖 5 发讯装置 图6 14 纸质过滤器 24 5 磁性过滤器 磁性过滤器的工作原理是利用磁铁吸附油液中的铁质 微粒 但一般结构的磁性过滤器对其它污染物不起作用 通常用作回流过滤器 它常被用作复式过滤器的一部分 6 复式过滤器 复式过滤器即上述几类过滤器的组合 复合过滤器性 能更为完善 一般设有多种结构原理的堵塞状态发讯装 置 有的还设有安全阀 当过滤杂质逐渐将滤芯堵塞时 滤芯进出油口的压力差增大 若超过所调定的发讯压力 发讯装置便会发出堵塞信号 如不及时清洗或更换滤芯 当压差达到所调定的安全压力时 类似于直动式溢流阀的 安全阀便会打开 以保护滤芯免遭损坏 25 7 过滤器发讯装置 过滤器发讯装置与过滤器并联 它的工作原理是其 P1口与过滤器进油口相通 P2口与出油口相通 过滤器 进 出油口两端的压力差 p与发讯装置的活塞2上的作 用力与弹簧5的弹簧力相平衡 油液杂质逐渐堵塞过滤 器 使p1压力上升 当压力差 p达到一定数值时 压力 差作用力推动活塞及永久磁铁4右移 这时 感簧管6受 磁性作用吸合触点 接通电路 使接线柱1连接的电路报 警 图6 15 过滤器发讯装置 1 接线柱 2 活塞 3 阀体 4 永久磁铁 5 弹簧 6 感簧管 26 8 过滤器的图形符号 根据国家标准 过滤器的图形符号见表6 2所示 表6 2 过滤器图形符号 27 6 2 2 过滤器的选用过滤器的选用 过滤器按其过滤精度 滤去杂质颗粒的大小 的不同 有粗过滤器 普通过滤器 精密过滤器和特精过滤器四 种 不同的液压系统有不同的过滤精度要求 过滤器的选用应考虑下列因素 1 有足够的过滤能力 2 能承受一定的工作压力 3 有足够的过滤精度 4 过滤器滤芯应易于清洗和更换 5 在一定的温度下 过滤器应有足够的耐久性 28 6 2 3 过滤器的安装过滤器的安装 在液压系统中 过滤器的作用与其在管路中的安装位 置有关 通常有以下几种情况 1 安装在泵的吸油管路上 如图6 16a所示 这种安装方式主要用来保护泵不致吸 入较大的机械杂质 一般都采用过滤精度较低的粗过滤器 或普通精度过滤器 2 安装在泵的压油管路上 如图6 16b所示 这种安装方式主要用来滤除可能侵入 阀类元件的污染物 保护除泵以外的其它液压元件 一般 采用10 15 m过滤精度的过滤器 过滤阻力不应超过 0 35MPa 3 安装在回油管路上 如图6 16c所示 这种安装方式可滤去油液流入油箱以 前的污染物 为泵提供清洁的油液 与过滤器并联的溢流 阀起着旁通阀的作用 也可简单地并联一单向阀作为安全 阀 以防堵塞或低温启动时高粘度油液流过过滤器所引起 的系统压力的升高 29 a 在泵的吸油管路上b 在泵的压油管路上c 在回油管路上 图6 16 过滤器的安装位置 30 4 安装在系统的分支油管路上 当泵流量较大时 若仍采用上述各种油路过滤 过滤 器可能过大 为此可在只有泵流量20 30 左右的支路 上安装一小规格过滤器 对油液起滤清作用 5 单独过滤系统 单独过滤系统是由专用液压泵和过滤器单独组成一个 独立于液压系统之外的过滤回路 用于滤除油液中的杂 质 以保护主系统 过滤系统连续运转 可以滤掉油箱中 油液的杂质 适用于大型机械设备中的液压系统 图6 17 图6 17 单独过滤系统 31 6 3 油箱 热交换器 6 3 1 油箱油箱 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 释出混在油液中的气体 沉淀油液中污物等作用 它还兼作液压元件和阀块的安装台 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 32 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 在初步设计油箱时 其有效容量可按下述经验公式 确定 即 6 5 式中m 为系数 低压系统时 m 2 4 中压系统时m 5 7 中 高压或高压大功率系统时 m 6 12 qp为 液压泵的流量 对功率较大且连续工作的液压系统 必要时还应进 行热平衡计算 以最后确定油箱容量 下面结合图6 18的油箱结构示意图 分述设计要点如 下 pmqV 33 图6 18 油箱结构示意图 1 回油管 2 卸油管 3 吸油管 4 空气滤清器 5 安装板 6 隔板 7 放油口 8 过滤器 9 清洗窗 10 液位计 34 3 设计时的注意事项 1 基本结构 为了在相同的容量下得到最大的散热面积 油箱外形 以立方体或长六面体为宜 油箱的顶盖上一般要安放泵和 电动机 也有的置于油箱旁边或油箱下面 以及阀的集成装 置等 据此可基本确定箱盖的尺寸 另外 最高油面只允 许达到箱高的80 油箱一般用厚度为2 5 4mm的钢板 焊成 顶盖要适当加厚并用螺钉通过焊在箱体上的角钢加 以固定 油箱底脚高度应在150 mm以上 以便散热 搬 移和放油 油箱要有吊耳 以便吊装和运输 35 2 吸 回和泄油管的设置 泵的吸油管与系统回油管管口之间的距离应尽可能远 些 并且都应插在最低油面之下 安装过滤器的位置要在 油面以下较深的部位 距油箱底面不得小于50 mm 吸油 管离箱壁要有3倍管径的距离 以便四面进油 回油管口应 加工成45o斜口形状 并面向箱壁 以利散热和沉淀杂质 回油管口在最低油面以下以防止回油时带入空气 但离箱 底要大于管径的2 3倍 以免飞溅起泡 阀的泄油管口应 在液面之上 以免产生背压 液压马达和液压泵的泄油管 则应引入液面之下 以免吸入空气 3 隔板的设置 在油箱中设置隔板的目的是将吸 回油隔开 迫使油 液循环流动 分离回油带进来的气泡与杂质 利于散热和沉 淀 其高度约为最低油面的2 3或接近最大液面高 4 空气滤清器与液位计的设置 空气滤清器的作用是使油箱与大气相通 保证泵的自 吸能力 滤除空气中的灰尘杂物 兼作加油口用 36 5 放油与清洗窗的设置 图6 18所示油箱底面做成斜面 在最低处设放油口 平时用螺塞或放油阀堵住 换油时将其打开放走污油 6 防污密封 油箱盖板和窗口连接处均需加密封垫 各进 出油管 通过的孔都需要装有密封垫 7 油温控制 油箱正常工作温度应在15 65 之间 必要时应安装 温度计 温控器和热交换器 8 油箱内壁加工 新油箱经喷丸 酸洗和表面清洁后 四壁可喷涂一层 与工作液不相容的塑料薄膜 如果油箱用不锈钢板焊制 时 可不必涂层 9 较大的油箱应设置手孔或人孔 便于维护 37 6 3 2 热交换器热交换器 在液压系统中 热交换器包括冷却器和加热器 液压系统的工作温度一般希望保持在30 50 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 需使用冷 却器对油液进行降温 液压系统工作前 如果油液温度低于10 油液粘度 较大 使液压泵吸油困难 为保证系统正常工作 必须设 置加热器以提高油液温度 冷却器和加热器的作用在于控制液压系统油液的正常 工作温度 保证液压系统的正常工作 38 1 冷却器 根据冷却介质的不同 冷却器分为水冷和风冷两类 1 水冷式冷却器 水冷式冷却器分为蛇形管式 多管式和板式等型式 a 蛇形管冷却器如图6 19所示 在油箱中安放水冷蛇 形管式冷却器进行冷却是最简单的方法 它制造容易 装 设方便 但冷却效率低 耗水量大 故不常使用 图6 19 翅片管式冷却器 1 油箱 2 蛇形管 3 冷却水 39 b 多管式冷却器常见的多管式冷却器的结构如图6 20所示 工作时 冷却水从管内通过 高温油从壳体内管 间流过形成热交换 隔板将铜管束分成两部分 使冷却水 每次只能从一部分管子通过 待流到一端后 再进入另一 部分管子流出 这样可以增大冷却水的流速 提高水的传 热效率 图6 21所示为翅片管式冷却器的一种形式 它是在圆 管或椭圆管外嵌套上许多径向翅片 其散热面积可达光滑 管的8 10倍 图6 20 多管式冷却器 1 外壳 2 挡板 3 铜管 4 隔板 A 进油 B 出油 C 进水 D 出水 图6 21 翅片管式冷却器 40 2 风冷式冷却器 风冷式冷却器适用于缺水或不使用水的液压装置 冷 却方式可采用风扇强制吹风冷却 也可采用自然风冷却 风冷式冷却器有管式 板式 翅管式和翅片式等型式 图6 22所示为翅片式风冷却器 每两层通油板之间设 置波浪形的翅片板 因此可以大大提高传热系数 它的结 构紧凑 体积小 但易堵塞 难清洗 图6 22 翅片式风冷却器 1 通油板 2 翅片 41 3 冷却器的计算 冷却器的计算主要是根据热交换量确定需要的散热面 积和冷却水量 1 散热面积冷却器散热面积的确定应根据发热功率来 计算 冷却器必需的散热面积A为 式中 P 发热功率 h 冷却器的表面传热系数 tm 油和水之间的平均温差 式中 t1 液压油进口温度 t2 液压油出口温度 t 1 冷却介质进口温度 t 2 冷却介质出口温度 m P A h t 6 6 1212 m 22 tttt t 6 7 42 需要的冷却水量 为了平衡油温 冷却器冷却水的吸热量应等于液压油 放出的热量 即 6 8 因此需要的冷却水量 式中 c c 水 油的比热容 c 4186 8 J kg K c 1675 2093 J kg K q q 水 油的流量 水 油的密度 1000kg m3 900kg m3 1212 ttcqttqc q ttc ttc q 12 12 6 9 43 2 加热器 在开始工作油温低 启动困难时 必须将油箱中的液 压油加热 对于需要油温保持稳定的液压实验设备 精密 机床等液压设备要求在恒温下工作 也必须在开始工作之 前把油温提高到一定值 加热的方法如下 1 用系统本身的液压泵加热 使其全部油液通过溢 流阀或安全阀回到油箱 液压泵的驱动功率完全转化为热 量 使油液升温 2 用表面加热器加热 加热器的作用在于低温启动时 将油液温度升高到适当的值 44 电加热器的发热功率P可按下式估算 式中c 油液的比热容 c 1675 2093J kg K 油液的密度 900 kg m3 V 油箱的容积 t 油液温升 T 加热时间 热效率 一般取 0 6 0 8 T tVc P 采用电热器加热 它用法兰盘水平安装在油箱侧壁 上 这种加热器结构简单 可根据最高和最低使用油温实 现自动调节 电加热器的加热部分必须全部侵入油中 最 好横向水平安装在油箱侧壁 避免因蒸发使油面降低时加 热器表面露出油面 6 10 45 3 油冷机 图6 23 油冷机外型图 46 6 4管件 管件包括管道和管接头 管件的选用原则是要保证 油管中油液做层流流动 管路应尽量短 以减小损失 要根据工作压力 安装位置确定管材与连接结构 与 泵 阀等连接的管件应由其接口尺寸决定管径 47 6 4 1 管道管道 1 管道的种类及用途 压传动系统常用的管道分金属管 橡胶软管两大类 金属管包括无缝钢管 紫铜管等 橡胶软管由钢丝编织缠 绕橡胶制成管 2 管道尺寸的确定 1 液压油管内径的确定 油管的内径是根据管内允许流速和所通过的流量来确 定 即 式中q 通过油管的流量 v0 油管中允许流速 在吸油管道内液体的流速取v0 1 5m s 在压力管道 内的流速取v0 5m s左右为宜 回油管道内液体的流速 v0 2 5m s 由计算所得的油管内径 应按标准管径尺寸相近的油 管进行圆整 0 4 v q d 6 11 48 2 液压油管壁厚的计算 管子的壁厚可按下式计算 式中p 管内油液的最大工作压力 d 油管内径 许用应力 对钢管 式中 b 材料抗拉强度 n 安全系数 2 p d n b 6 12 6 13 49 表6 5 硬管装配时允许的弯曲半径 3 安装要求 1 管道应尽量短 最好横平竖直 转弯少 为避免 管道皱褶 减少压力损失 管道装配时的弯曲半径要足够 大 见表6 5 管道悬伸较长时要适当设置管夹 也是标准 件 2 管道尽量避免交叉 平行管间距要大100mm 以 防接触振动并便于安装管接头 3 软管直线安装时要有30 左右的余量 以适应油 温变化 受拉和振动的需要 弯曲半径要大于9倍的软管 外径 弯曲处到管接头的距离至少等于6倍外径 50 6 4 2 管接头管接头 硬管接头有扩口式管接头 卡套式管接头和焊接式管 接头三种 1 扩口式管接头 扩口式管接头如图6 24所示 它适用于铜 铝管或薄 壁钢管 接管2穿入导套4后扩成喇叭口 约74o 90o 图6 24 扩口式管接头 1 接头体 2 接管 3 螺母 4 导套 51 图6 25 卡套式管接头 1 接头体 2 接管 3 螺母 4 卡套 5 组合垫圈 2 卡套式管接头 卡套式管接头如图6 25所示 它由接头体1 卡套4和 螺母3这三个基本零件组成 这种管接头轴向尺寸要求不 严 拆装方便 不需焊接或扩口 但对油管的径向尺寸精 度要求较高 采用冷拔无缝钢管 使用压力可达 32MPa 油管外径一般不超过42mm 52 3 焊接式管接头 焊接式管接头如图6 26所示 它是把相连管于的一端与 管接头的接管2焊接在一起 通过螺母3将接管2与接头体1压 紧 焊接管接头制造工艺简单 工作可靠 安装方便 对被 联接的油管尺寸及表面精度要求不高 工作压力可达32MPa 以上 是目前应用最广泛的一种形式 图6 26 卡套式管接头 1 接头体 2 接管 3 螺母 4 O形圈 5 组合垫圈 A 焊接处 53 2 胶管接头 胶管接头有可拆式和扣压式两种 各有A B C三种 类型 随管径不同可用于工作压力在6 40 MPa的系统 图6 27所示为A型扣压式胶管接头 图6 27 扣压式管接头 54 3 快速接头 当系统中某一局部不需要经常供油时 或是执行元件 的联接管路要经常拆卸时 往往采用快速接头与高压软管 配合使用 图6 28 快速接头 1 挡圈 2 10 接头体 3 12 弹簧 4 11 单向阀 5 O形圈 6 外套 7 弹簧 8 钢球 9 弹簧卡圈 55 6 4 3 阀块 油路块 阀块 油路块 阀块 油路块 是将各式液压阀集成在专用阀板上 从 而实现不同的功能 由于阀块的模块化结构 确保了系统的 可靠性 方便的安装及维护使其在液压系统上应用非常广 泛 阀块特点 1 可选用铸铁 碳钢 不锈钢或铝合金材料 2 含插装阀 板式或螺纹安装阀等各式液压阀 图6 29油路块 56 6 5常用仪表 液压系统中常备的仪表主要是压力表和温度计 还会 用到流量计 57 图6 30 柱塞式压力继电器 1 柱塞 2 顶杆 3 调节螺钉 4 微动开关 5 弹簧 6 5 1 压力表压力表 1 压力继电器 压力继电器是利用液体的压 力与弹簧力的平衡关系来启闭电 气微动开关触点的液压 电气转换 元件 压力继电器有柱塞式 膜片 式 弹簧管式和波纹管式四种结 构形式 柱塞式压力继电器 见图 6 30 压力继电器的性能指标主要 有两项 1 调压范围 2 通断返回区间 压力继电器应用场合 用于 安全保护 控制执行元件的顺序 动作 用于泵的启闭 用于泵的 卸荷 58 2 压力表 液压系统和各局部回路的压力大小可通过压力表观 测 以便调整和控制液压系统各工作点的压力 常用的压 力表是弹簧弯管式 结构如图6 31所示 它由弹簧弯管 1 放大机构2 指针3 基座4等零件组成 图6 31 压力表 1 弹簧弯管 2 放大机构 3 指针 4 基座 59 图6 32 压力表开关 1 压力表开关体 2 针阀 3 手轮 A 接压力表 B 接油路 3 压力表开关 常设的压力表应设压力表开关或限压器加以保护 最常见的压力表开关为KF型 其结构如图6 32所示 旋 转手轮3可打开或关闭压力表油路 也可适当调节手轮由 针阀2调节油路开口 起到阻尼缓冲作用 使压力表指针 动作平稳 60 6 5 2 流量计流量计 1 种类及其特点 图6 33表示椭圆齿轮流量计的工作原理 这种流量计 其实是液量计 相当于一个液压马达 通过的液体体积与 轴旋转的圈数成比例 椭圆齿轮流量计只能卧式安装 图6 33 椭圆齿轮流量计的工作原理 61 2 种类及其特点 流量计选型是指按照生产要求 从仪表产品供应的 实际情况出发 综合地考虑测量的安全 准确和经济 性 并根据被测流体的性质及流动情况确定流量取样装 置的方式和测量仪表的形式和规格 流量测量的安全可靠 首先是测量方式可靠 二是 测量仪表无论在正常生产或故障情况下都不致影响生产 系统的安全 在保证仪表安全运行的基础上 力求提高仪表的准 确性和节能性 为此 不仅要选用满足准确度要求的显 示仪表 而且要根据被测介质的特点选择合理的测量方 式 62 6 5 3 温度计温度计 液压系统中 不同部位的温度是不一样的 例如 电 磁铁 气囊式蓄能器的上部 溢流阀的出口 泄油管等处 都比较高 而冷却器出口的温度自然要低一些 为了控制液压系统的温度 往往用带有温度感应塞的 电接点温度计发出信号 去控制电加热器的开关或冷却水 电磁阀 常用的温度测量检测仪表 玻璃膨胀式温度计 固体 膨胀式温度计 压力指针式温度计 常用的温度传感器 有 热电阻温度传感器 热敏电阻温度传感器 热电偶温 度传感器 集成式温度传感器 PN式温度传感器 63 6 5 4 其他仪表其他仪表 电磁式转速测量装置 每转过一个齿 可从探头测到 一个脉冲信号 探头接到频率计上 就可以测量齿轮轴的 转速 对于扭矩传感器 产生与扭矩成比例的扭矩变形的阻 力轴两端 各有一组齿轮和探头所得到的两组脉冲信号的 相位差与扭矩成比例 从而可用鉴相器测出扭矩的大小 当然可以测出轴的转速 差动变压器由一个一次线圈和两个二次线圈构成 令 交流电流流过一次线圈 让经中央铁芯感应出来的二次线 圈的输出 通过差动连接取出信号 当铁芯位置离开中央 时 左右二次线圈的感应电压不等 输出与它们之差成比 例的交流电压 差动变压器的测量范围从几微米至几十毫 米 64 电测式压力测量仪表利用金属或半导体的物理特性直 接将压力转换为电压 电流信号或频率信号输出 或是通 过电阻应变片等将弹性体的形变转换为电压 电流信号输 出 代表性产品有由压电式 压阻式 振频式 电容式和 应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表 精确 度可达0 02级 测量范围从数十帕至700兆帕不等 图6 34压阻式压力传感器的原理示意图 1 外壳 2 等值应变电阻 3 引线 4 单晶硅膜片 65 6 6 密封装置 密封装置主要用来防止液体的泄漏 良好的密封是液 压系统能够传递动力 正常工作的保证 如果密封不好 将会造成系统和元件的泄漏加大 使系统压力和容积效率 降低 浪费能量 严重时将导致系统不能正常工作 根据两个需要密封的耦合面间有无相对运动 可把密 封分为动密封和静密封两大类 设计或选用密封装置的基 本要求是具有良好的密封性能 并随压力的增加能自动提 高密封性摩擦阻力要小 抗腐蚀 耐磨 寿命长 制造简 单 拆装方便 66 6 6 1 对密封装置的要求 1 具有良好的密封件 即有适宜的弹性 能补偿所 密封表面在制造上的误差与工作中的磨损 并随压力的增 大自动地提高密封程度 2 具有良好的安定性 即油液浸泡对其形状尺寸的 变化影响要小 温度对其弹性和硬度的变化影响也要小 3 摩擦力小 运动灵活 工作寿命长 4 结构简单 制造 使用 维修简便 67 6 6 2 密封件的材料密封件的材料 常用的液压系统密封材料有以下几种 1 丁腈橡胶 这是一种最常用的耐油橡胶 具有良好 的弹性与耐磨性 工作温度一般为 20 100 有一定的强 度 摩擦系数较大 2 聚氨酯 它的耐油性能比丁腈橡胶好 既具有高 强度又具有高弹性 拉断强度比一般橡胶高 它有很好的 耐磨性 目前被广泛用作动密封的密封材料 适应温度范 围为 30 90 68 6 6 3 常见的密封方法常见的密封方法 1 间隙密封 间隙密封是一种常用的密封方法 它依靠相对运动零 件配合面间的微小间隙来防止泄漏 2 活塞环密封 如图6 35所示 它的密封效果比间隙密封好 适应的 压力和温度范围很宽 能自动补偿磨损和温度变化的影 响 能在高速中工作 摩擦力小 工作可靠 寿命长 但 不能完全密封 一般用于高压 高速和高温的场合 3 密封圈密封 密封圈密封是液压系统中应用最广泛的一种密封 密 封圈有O形 V形 Y形及组合式等几种 其材料为耐油橡 胶 尼龙等 a