第6章液压辅助元件.ppt

第六章辅助元件 蓄能器滤油器油箱热交换器管件密封装置压力表装置 液压辅件是系统的一个重要组成部分 它包括蓄能器 过滤器 油箱 热交换器 管件 密封装置 压力表装置等 液压辅件的合理设计和选用在很大程度上影响液压系统的效率 噪声 温升 工作可靠性等技术性能 管件是用来连接液压元件 输送液压油液的连接件 它应保证有足够的强度 没有泄漏 密封性能好 压力损失小 拆装方便 它包括油管和管接头 常用油管有钢管 紫铜管 塑料管 尼龙管 橡胶软管 应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管 油管内径d的选取应以降低流速和减少压力损失为前提 管壁厚 不仅与工作压力有关 还与管子材料有关 管接头是油管与液压元件 油管与油管之间可拆卸的的连接件 常用的管接头有扩口式 焊接式 卡套式 橡胶软管接头 快速接头 6 1管件 一 管路1 油管的总类 2 油管的特征尺寸油管的特征尺寸为通径 它代表在允许的压力损失下油管的通流能力 有关的通经即油管的名义尺寸 单位为mm 如32通经的无缝钢管的通流能力为250l min 其外径为42mm 而壁厚及实际内经则根据油管工作压力而异 如工作压力P 32Mpa时 壁厚 5mm 内径d 32mm 管路的类型可由用途及管路的优缺点来选取 管路内径的选择是以降低流动造成的压力损失为前提的 液压管路中液体的流动多为层流 压力损失正比于液体在管道中的平均流速 因此根据流速确定管径是常用的简便方法 高压钢管的壁厚根据工作压力选定 油管的内经可按下式确定 q 流经油管的流量 在允许的压力损失下允许的液流速度压油管道 当压力p16Mpa时 回油管道 吸油管道 3 管路的装配 1 管道应尽量短 最好横平竖直 转弯少 为避免管道皱折 减少压力损失 管道装配时的弯曲半径要足够大 见下表 管道悬伸较长时要适当设置管夹 也是标准件 硬管装配时允许的弯曲半径 2 管道尽量避免交叉 平行管间距要大于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倍软管外径 弯曲处到管接头的距离至少等于6倍外径 二 管接头 液压系统中油液的泄漏多发生在管路的连接处 所以管接头的重要性不容忽视 管接头必须在强度足够的条件下能在振动 压力冲击下保持管路的密封性 在高压处不能向外泄漏 在有负压的吸油管路上不允许空气向内渗入 常用的管接头有以下几种 1 扩口管接头 2 焊接管接头 4 胶管接头 3 卡套式管接头 5 快换管接头 1 扩口管接头 如下图所示 适用于铜 铝管或薄壁钢管 也可用来连接塑料管和尼龙管等低压管道 它只适用于薄壁铜管 工作压力不大于8MPa的场合 接管穿入导套后扩成喇叭口 约74 90 再用螺母把导套连同接管一起压紧在接头体的锥面上形成密封 2 焊接管接头 如图所示 它是把相连管子的一端与管接头的接管焊接在一起 通过螺母将接管与接头体压紧 接管与接头体间的密封方式有球面与锥面接触密封和平面加O形圈密封两种形式 接头体与液压件的连接 有圆锥螺纹和圆柱螺纹两种形式 后者要用组合垫圈加以密封 焊接管接头制造工艺简单 工作可靠 扩装方便 对被连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 3 卡套式管接头 如下图所示由接头体 卡套和螺母这三个基本零件组成 卡套是一个在内圆端部带有锋利刃口的金属环 刃口的作用是在装配时切入被连接的油管而起连接和密封作用 这种管接头轴向尺寸要求不严 拆装方便 不须焊接或扩口 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 4 胶管接头 如右图所示 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 40MPa的系统 扣压式管接头是高压胶管接头常用的一种形式 图所示为A型扣压式胶管接头 装配时须剥离外胶层 然后在专门设备上扣压而成 它由接头外套和接头心组成 软管装好再用模具扣压 使其具有较好的抗拔脱和密封性能 A型扣压式胶管接头 5 快换管接头动画 如下图所示 当系统中某一局部不需要经常供油时 或是执行元件的连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 图中快速接头各零件的位置为油路接通位置 外套6把钢球8压入槽底使接头体10和2连接起来 单向阀4和11互相推挤使油路接通 1为挡圈 5为O型圈 9为弹簧卡圈 当需要断开时 可用力将外套向左推 同时拉出接头体10 油路断开 与此同时 单向阀阀心4和11在各自弹簧3和12的作用下外伸 顶在接头体2和10的阀座上 使两个管内的油封闭在管中 弹簧7使外套6回位 这种接头在液压和气压系统中均有应用 一 蓄能器的分类按产生液体压力的方式分重锤式 弹簧式和充气式 常用充气式 它利用气体的压缩和膨胀储存 释放压力能 气体和油液要隔开 充气式蓄能器按隔离方式不同 又分为活塞式和皮囊式 6 2蓄能器 1 重锤式动画特点 在工作过程中 无论油液进出多少和快慢 均可获得恒定的液体压力 而且结构简单 工作可靠 缺点 体积大 惯性大 反应不灵敏 有摩擦损失 重锤式蓄能器常用于固定设备 如轧钢设备 中作蓄能用 2 弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器利用弹簧的压缩来储存能量 这种蓄能器产生的压力取决于弹簧的刚度和压缩量 特点 结构简单 容量小 这种蓄能器一般用于小流量 低压 p 1 2MPa 循环频率低的场合 3 充气式蓄能器充气式蓄能器按气体与液体是否接触有两种 直接接触式蓄能器 由于压缩空气直接与液压油接触 气体容易混入油液 影响工作的稳定性 这种蓄能器适用于大流量的低压回路中 隔离式蓄能器 有活塞式和气囊式两种 气囊式蓄能器的特点是 体积小 重量轻 反应灵敏 可吸收液力冲击和脉动 二 蓄能器的功用 主要是储存油液多余的压力能 并在需要时释放出来 1 做辅助动力源 只在很短时间内需要大流量 就可以采用蓄能器来供油 2 系统保压 某些系统中 要求液压缸到达某一位置时保持一定的压力 这时可使泵卸荷 用蓄能器提供液压油来补偿系统中的泄漏并保持一定的压力 以节约能耗和降低温升 3 应急能源 在停电或原动机发生故障时应用 4 缓和冲击力 当阀门突然关闭时 可能产生冲击力 在产生冲击力的部位安装蓄能器 5 吸收脉动压力 在泵的出口并接一蓄能器 可使泵的流量脉动以及因之而引起的的压力脉动减小 1 作辅助动力源或紧急动力源动画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 三 蓄能器的应用 2 保压和补充泄漏动画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动画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 四 蓄能器的安装气囊式蓄能器应垂直安装 油口向下 以保证气囊的正常收缩 蓄能器与管路之间应安装截止阀 以便充气检修 蓄能器与泵之间应安装单向阀 防止泵停车或卸载时 蓄能器的压力油倒流向泵 安装在管路上的蓄能器必须用支架固定 吸收冲击和脉动的蓄能器应尽可能安装在振源附近 一 过滤器的功用和分类1 过滤器的功用滤去油中杂质 维护油液清洁 防止油液污染 保证系统正常工作 6 3过滤器 2 过滤器的分类表面型 网式过滤器 可滤去d 0 08 0 18mm颗粒 压力损失不超过0 01MPa 线隙式过滤器动画 可滤去d 0 03 0 1mm颗粒 压力损失约为0 07 0 35MPa 深度型 纸芯式过滤器 可滤去d 0 05 0 03mm颗粒 压力损失约为0 08 0 4MPa 烧结式过滤器动画 可滤去d 0 01 0 1mm颗粒 压力损失约为0 03 0 2MPa 磁性过滤器 可将油液中对磁性敏感的金属颗粒吸附在上面 常与其它形式滤芯一起制成复合式过滤器 2 分类 二 过滤器的选用 过滤精度应满足系统要求过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量 不同液压系统对过滤器的过滤精度要求见推荐表 d 0 1mm为粗过滤器 d 0 01mm为普通过滤器 d 0 005mm为精过滤器 d 0 001mm为特精过滤器 要有足够的通油能力通流能力指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量 应结合过滤器在系统中的安装位置选取 要有一定的机械强度 不因液压力而破坏 要考虑一些特殊要求 如抗腐蚀 磁性 发讯 不停机更换滤芯等 要清洗更换方便 1 安装在泵的吸油口泵的吸油路上一般都安装表面型过滤器 目的是滤去较大的杂质微粒以保护液压泵 为不影响泵的吸油性能 防止气穴现象 过滤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 02MPa 必要时 泵的吸入口应置于油箱液面以下 如右图所示 三 过滤器的安装 2 安装在泵的出口油路上 过滤器安装在泵的出口油路上其目的是用来滤除可能侵入阀类等元件的污染物 一般采用10 15 m过滤精度的过滤器 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 并应有安全阀和堵塞状态发讯装置 以防泵过载和滤芯损坏 如右图所示 3 安装在系统的回油路上 这种安装方式只能间接地过滤 由于回油路压力低 可采用强度低的过滤器 其压力降对系统也影响不大 一般都与过滤器并联一单向阀 起旁通作用 当过滤器堵塞达到一定压力损失时 单向阀打开 如右图所示 4 安装在系统的分支油路上 当液压泵的流量较大时 若采用上述各种方式过滤 过滤器结构可能很大 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 如右图所示 5 单独过滤系统 大型液压系统可专设一液压泵和过滤器组成独立的过滤回路 专门用来清除系统中的杂质 还可与加热器 冷却器 排气器等配合使用 滤油车即为单独过滤系统 如右图所示 密封装置用来防止系统油液的内外泄漏 以及外界灰尘和异物的侵入 保证系统建立必要压力 对密封装置的要求在一定的工作压力和温度范围内具有良好的密封性能 与运动件之间摩擦系数要小 寿命长 不易老化 抗腐蚀能力强 制造容易 维护使用方便 价格低廉 6 4密封装置 常用的密封有间隙密封O型密封圈唇型密封 Y型 Yx型 V型 组合密封装置 组合密封垫圈 橡塑组合密封装置 1 间隙密封间隙密封是靠相对运动件配合面之间的微小间隙来进行密封的 常用于柱塞 活塞或阀的圆柱配合副中 一般在阀芯的外表面开有几条等距离的均压槽 它的主要作用是使径向压力分布均匀 减小液压卡紧力 同时使阀芯在孔中对中性好 以减小间隙的方法来减小泄漏 同时 槽所形成的阻力 对减小泄漏也有一定的作用 2 O形密封圈 当静密封压力P 32MPa或动密封压力p 10MPa时 O型密封圈有可能被压力油挤入间隙而损坏 为此在O型密封圈低压侧安置聚四氟乙烯挡圈 3 唇型密封圈 唇型密封圈是依靠密封圈的唇口受液压力作用下变形 使唇边贴紧密封面而进行密封的 液压力越高 唇边贴得越紧 密封效果越好 并且磨损后有自动补偿的能力 唇型密封圈属于单向密封件 在装配唇型密封圈时 唇口一定要对着压力高的一侧 这类密封一般用于往复运动密封 如活塞和缸筒之间的密封 活塞杆和缸端盖之间的密封等 常见的有Y型 Yx型 V型等 1 Y形密封圈 2 YX形密封圈 4 组合密封垫圈 组合密封装置是由二个以上元件组成的密封装置 最简单 最常见的是由钢和耐油橡胶压制成的组合密封垫圈 特点 安装方便 密封可靠 5 橡塑组合密封装置 1 油箱的功用 1 储存系统所需的足够油液 2 散发油液中的热量 3 逸出溶解在油液中的空气 4 沉淀油液中的污物 对中小型液压系统 泵装置及一些液压元件还安装在油箱顶板上 1 吸油管2 空气滤清器3 回油管4 箱盖5 油面指示器8 放油塞7 9 隔板 6 5油箱 2 油箱的结构总体式结构利用设备机体空腔作油箱 散热性不好 维修不方便 分离式结构布置灵活 维修保养方便 通常用2 5 5mm钢板焊接而成 3 油箱容积V的确定通常取液压泵每分钟流量q的3 8倍估算 低压系统V 2 4 q 中压系统V 5 7 q 高压系统V 6 12 q 4 设计油箱时应注意的问题 油箱容积主要根据热平衡来确定 为使系统回油不致溢出油箱 油面高度不超过油箱高度的0 8倍 油箱中应设吸油过滤器 为方便清洗过滤器 油箱结构要考虑拆卸方便 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 其通气流量不小于泵流量的1 5倍 大油箱还应在侧面设计清洗窗口 油箱侧壁要安装油位指示计 以指示最高 最低油位 新油箱要做防锈 防凝水处理 吸油管与回油管要用隔板分开 增加油液循环的距离 使油液有足够的时间分离气泡 沉淀杂质 隔板高度一般取油面高度的3 4 吸油管距油箱底面距离H 2D 距箱壁不小于3D 回油管应插入油面以下 为防止回油带入空气 回油管距箱底h 2d 且排油口切成45 以增大通流面积 泄油管则应在油面以上 大 中型油箱应设起吊钩或起吊孔 6 6热交换器 系统能量损失转换为热量以后 会使油液温度升高 若长时间油温过高 油液粘度