第七章 辅助装置

1、 液压辅助元件包括油管和管接头、密封件、液压辅助元件包括油管和管接头、密封件、过滤器、液压油箱、热交换器、蓄能器等，它过滤器、液压油箱、热交换器、蓄能器等，它们是液压系统不可缺少的部分。辅助元件对系们是液压系统不可缺少的部分。辅助元件对系统的工作稳定性、可靠性、寿命、噪声、温升统的工作稳定性、可靠性、寿命、噪声、温升甚至动态性能都有直接影响。其中，液压油箱甚至动态性能都有直接影响。其中，液压油箱一般根据系统的要求自行设计，其他辅助元件一般根据系统的要求自行设计，其他辅助元件都有标准化产品供选用。都有标准化产品供选用。第7章 液压辅助元件蓄能器7.1 蓄能器的作用蓄能器的作用 蓄能器是储存和释放

2、液体压力能的装置，它储存高压油，在需要的场合和时间使用。在液压系统中，蓄能器的主要用途如下。1. 作为辅助动力源，短期大量供油2. 维持系统压力3. 吸收冲击压力和脉动压力第7章 液压辅助元件蓄能器1.活塞式蓄能器活塞式蓄能器 这种蓄能器的结构原理如图7.1所示，它利用重锤的位能变化来储存、释放能量。重锤通过柱塞作用在油液上，蓄能器产生的压力取决于重锤的质量和柱塞的大小。第7章 液压辅助元件图7.1 活塞式蓄能器蓄能器2.弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器 这种蓄能器的结构原理如图7.2所示，它利用弹簧的压缩能来储存能量，产生的压力取决于弹簧的刚度和压缩量。第7章 液压辅助元件图7.2 弹簧式蓄能器蓄能

3、器3.气体加载式蓄能器气体加载式蓄能器 气体加载式蓄能器的工作原理建立在波义尔定理的基础上，利用压缩气体(通常为氮气)储存能量。这种蓄能器有气瓶式、活塞式、气囊式等几种结构形式，如图7.3所示。第7章 液压辅助元件图7.3 气体加载式蓄能器 1液压油 2气体 3活塞4充气阀 5壳体 6皮囊 7进油阀1. 1. 蓄能器用于储存和释放能量时的容量计算蓄能器用于储存和释放能量时的容量计算第7章 液压辅助元件在蓄能器的工作过程中，气体状态的变化规律符合在蓄能器的工作过程中，气体状态的变化规律符合 理想气体状态方程。理想气体状态方程。0 01 12 2nnnpVpVpV 当压力从当压力从pl降到降到p2

4、时，蓄能器释放的油液体积就是气体体积的时，蓄能器释放的油液体积就是气体体积的 变化量变化量V，即，即 VV2Vl 01/1/1/021(1/)(1/)nnnVVppp第7章 液压辅助元件2. 2. 蓄能器用于吸收冲击压力时的容量计算蓄能器用于吸收冲击压力时的容量计算 当液压系统中的换向阀突然关闭时，如果阀前管路中液体的质当液压系统中的换向阀突然关闭时，如果阀前管路中液体的质量为量为m m，流速为，流速为v v，其动能为，其动能为mvmv2 2/2/2，这些动能由蓄能器吸收后将转，这些动能由蓄能器吸收后将转变为气体的压力能，于是蓄能器内的气体就从原充气状态下的压力变为气体的压力能，于是蓄能器内的

5、气体就从原充气状态下的压力p p0 0和体积和体积V V0 0转变为缓冲状态下的最高容许压力转变为缓冲状态下的最高容许压力p p1 1和其对应的体积和其对应的体积V1V1，由于冲击是瞬时发生的，故可认为这个过程是绝热的，因此有由于冲击是瞬时发生的，故可认为这个过程是绝热的，因此有1.41.41.40 01 1pVpVpV根据热力学第一定律，可求得气体的压缩能为根据热力学第一定律，可求得气体的压缩能为11000.2851.40 00 011.40dd10.4VVVVpVpVpp VVVp第7章 液压辅助元件由于液体的动能应与气体的压缩能的绝对值相等，所以由于液体的动能应与气体的压缩能的绝对值相等

6、，所以220.285001011(/)1220.4p VmvAlvpp故可以推得故可以推得200.2850100.412(/)1AlvVppp蓄能器安装时应注意以下几点：第7章 液压辅助元件(1) (1) 皮囊式蓄能器应垂直安装，使油口向下，充气阀朝上；皮囊式蓄能器应垂直安装，使油口向下，充气阀朝上；(2) (2) 用于吸收冲击压力和脉动压力的蓄能器应尽可能安装在用于吸收冲击压力和脉动压力的蓄能器应尽可能安装在 靠近振源处；靠近振源处；(3) (3) 装在管路上的蓄能器必须用支撑板或支持架固定；装在管路上的蓄能器必须用支撑板或支持架固定；(4) (4) 蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，便于充

7、气、检蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，便于充气、检 修；蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停转或修；蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停转或卸荷时蓄能器储存的压力油倒流。卸荷时蓄能器储存的压力油倒流。过滤器7.1 过滤器的功用过滤器的功用 液压系统所要求的过滤精度应使杂质颗粒尺寸小于液压元件运动表面间的间隙或油膜厚度，以免卡住运动件或加剧零件磨损，同时也应使杂质颗粒尺寸小于系统中节流孔和节流间隙的最小开度，以免造成堵塞。液压系统的功用不同，其工作压力不同，对油液的过滤精度要求也就不同，其推荐值见表7-1。第7章 液压辅助元件表7-1 过滤精度推荐值表系统类别 润滑系统 传动系

8、统 伺服系统 系统工作压力/MPa 02.5 32 21 过滤精度/ 100 10100 525 510 15 滤油器精度 粗 普通 精 精 特精 m第7章 液压辅助元件1. 各种形式的滤油器及其特点各种形式的滤油器及其特点 网式过滤器结构如图7.4所示，它由上盖2、下盖4和几块不同形状的金属丝编织方孔网或金属编织的特种网3组成。图7.4 网式过滤器1法兰 2上盖 3滤网 4下盖1) 网式过滤器第7章 液压辅助元件2) 2) 线隙式过滤器线隙式过滤器 线隙式过滤器线隙式过滤器结构如图结构如图7.57.5所示，它由端盖所示，它由端盖1 1、壳体、壳体2 2、带有、带有孔眼的筒型芯架孔眼的筒型芯架

9、3 3和绕在芯架外和绕在芯架外部的铜线或铝线部的铜线或铝线4 4组成。过滤杂组成。过滤杂质的线隙是由每隔一定距离压扁质的线隙是由每隔一定距离压扁一段的圆形截面铜线绕在芯架外一段的圆形截面铜线绕在芯架外部时形成的。部时形成的。 图7.5 XU型线隙式过滤器l端盖 2壳体 3芯架 4铜线或铝线第7章 液压辅助元件3) 3) 纸芯式过滤器纸芯式过滤器 这种过滤器与线隙式过滤器这种过滤器与线隙式过滤器的区别只在于它用的区别只在于它用纸质滤芯纸质滤芯代替代替了线隙式滤芯，如图了线隙式滤芯，如图7.67.6所示为所示为其结构。纸芯部分是把平纹或波其结构。纸芯部分是把平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸绕纹的

10、酚醛树脂或木浆微孔滤纸绕在带孔的用镀锡铁片做成的骨架在带孔的用镀锡铁片做成的骨架上。上。 图7.6 纸芯式过滤器第7章 液压辅助元件4) 4) 金属烧结式过滤器金属烧结式过滤器 金属烧结式过滤器金属烧结式过滤器有多种结有多种结构形状。如图构形状。如图7.77.7所示是所示是SUSU型结型结构，由端盖构，由端盖1 1、壳体、壳体2 2、滤芯、滤芯3 3等等组成。有些结构加有磁环组成。有些结构加有磁环4 4用来用来吸附油液中的铁质微粒，效果尤吸附油液中的铁质微粒，效果尤佳。佳。 图7.7 SU型烧结式过滤器l端盖 2壳体3滤芯 4磁环第7章 液压辅助元件5) 5) 其他形式的过滤器其他形式的过滤器

11、 除了上述几种基本形式外，过滤器还有一些其他的形式。除了上述几种基本形式外，过滤器还有一些其他的形式。磁磁性过滤器性过滤器是利用永久磁铁来吸附油液中的铁屑和带磁性的磨料；是利用永久磁铁来吸附油液中的铁屑和带磁性的磨料；微孔塑料过滤器微孔塑料过滤器已推广应用。过滤器也可以做成复式的，例如液已推广应用。过滤器也可以做成复式的，例如液压挖掘机液压系统中的过滤器，在纸芯式过滤器的纸芯内，装置压挖掘机液压系统中的过滤器，在纸芯式过滤器的纸芯内，装置一个圆柱形的永久磁铁，便于进行两种方式的过滤。为了便于安一个圆柱形的永久磁铁，便于进行两种方式的过滤。为了便于安装，还有装，还有SXSX型上置式吸油过滤器、型

12、上置式吸油过滤器、SHSH型上置式回油过滤器和型上置式回油过滤器和CXCX型型侧置式吸油过滤器，在液压油箱盖板或侧板上开相应的孔就可以侧置式吸油过滤器，在液压油箱盖板或侧板上开相应的孔就可以直接安装它们，维护非常方便。直接安装它们，维护非常方便。 第7章 液压辅助元件2. 过滤器的选用过滤器的选用选用过滤器时，应考虑以下几点：(1) (1) 过滤精度应满足系统设计要求；过滤精度应满足系统设计要求；(2) (2) 具有足够大的通油能力，压力损失小，选择过滤器的流量规格时，具有足够大的通油能力，压力损失小，选择过滤器的流量规格时，一般应为实际通过流量的一般应为实际通过流量的2 2倍以上；倍以上；(

13、3) (3) 滤芯具有足够强度，不因压力油的作用而损坏；滤芯具有足够强度，不因压力油的作用而损坏；(4) (4) 滤芯抗腐蚀性好，能在规定的温度下长期工作；滤芯抗腐蚀性好，能在规定的温度下长期工作；(5) (5) 滤芯的更换、清洗及维护方便。滤芯的更换、清洗及维护方便。第7章 液压辅助元件3. 过滤器的安装位置过滤器的安装位置1) 安装在液压泵的吸油管路上2) 安装在液压泵的出口管路上(a)安装在吸油管路上 (b)安装在泵出口管路上图7.8 过滤器安装在吸油、压油管路上第7章 液压辅助元件3) 安装在回油管路上4) 安装在支管油路上图7.9 过滤器安装在回油路上图7.10 局部过滤第7章 液压

14、辅助元件5) 单独过滤系统图7.11 单独过滤系统第7章 液压辅助元件油箱1）储存供系统循环所需的油液2）散发系统工作时所产生的热量3）释出混在油液中的气体4）为系统元件的安装提供位置5）沉淀油液中的污物等杂质。1 油箱的主要功用是第7章 液压辅助元件1. 1. 开式油箱开式油箱图7.18 开式油箱结构示意图1注油器 2回油管 3泄油管 4吸油管 5空气滤清器6安装板 7隔板 8堵塞 9过滤器 10箱体11端盖 12液位计第7章 液压辅助元件2. 2. 压力油箱压力油箱图7.19 压力油箱1液压泵 2，9滤油器 3压力油箱 4电接点压力表 5安全阀 6减压阀 7分水滤清器 8冷却器 10电接点

15、温度表第7章 液压辅助元件热交换器液压系统的发热和散热液压系统的发热和散热 液压系统在适宜的工作温度下保持热平衡，不仅是系统所必需的，液压系统在适宜的工作温度下保持热平衡，不仅是系统所必需的，而且有利于提高系统工作稳定性，有利于减小机械设备的热变形，提高而且有利于提高系统工作稳定性，有利于减小机械设备的热变形，提高工作精度。各种液压油的正常工作温度参见表工作精度。各种液压油的正常工作温度参见表2.62.6。为了使。为了使油温控制油温控制在在最佳范围内，可经常使用冷却器强制冷却，使用加热器预热。最佳范围内，可经常使用冷却器强制冷却，使用加热器预热。第7章 液压辅助元件 冷却器有冷却器有水冷式水冷

16、式、风冷式风冷式和和冷媒式冷媒式三种。三种。 最简单的最简单的水冷式冷却器水冷式冷却器是蛇形管式，如图是蛇形管式，如图7.127.12所示，它以一所示，它以一组或几组的形式，直接装在液压油箱内。冷却水从管内流过时，组或几组的形式，直接装在液压油箱内。冷却水从管内流过时，就将油液中的热量带走。这种冷却器的散热面积小，且因油液就将油液中的热量带走。这种冷却器的散热面积小，且因油液流动速度很低，因此冷却效率甚低。流动速度很低，因此冷却效率甚低。图7.12 蛇形管冷却器第7章 液压辅助元件图7.13 多管式冷却器图7.14 波纹板式冷却器l外壳 2挡板 3铜管 4隔板l角孔 2双道密封 3密封槽 4信

17、号孔第7章 液压辅助元件图7.15 板翅式换热器图7.16 翅片管式冷却器第7章 液压辅助元件 在严寒地区使用液压设备，开始工作时油温低，启动困难，效率也低，所以必须将油箱中的液压油加热。对于要求在恒温下工作的液压实验装置、精密机床等液压设备，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，使全部油液通过溢流阀或安全阀回到油箱，使液压泵的驱动功率大部分转化为热量，从而油液升温。 (2) 用表面加热器加热，可以用蛇形管蒸汽加热，也可用电加热器加热。为了不使油液局部高温导致烧焦，表面加热器的表面功率密度不应大于3W/cm2。加热器图7.17 电热器加热第

18、7章 液压辅助元件管件和管接头油管的种类和选用油管的种类和选用 液压系统中使用的油管有钢管、铜管、橡胶软管、塑料管和尼龙管等几液压系统中使用的油管有钢管、铜管、橡胶软管、塑料管和尼龙管等几种，一般是根据液压系统的工作压力、工作环境和液压元件的安装位置等因种，一般是根据液压系统的工作压力、工作环境和液压元件的安装位置等因素来选用。现代液压系统一般使用钢管和橡胶软管，很少使用铜管、塑料管素来选用。现代液压系统一般使用钢管和橡胶软管，很少使用铜管、塑料管和尼龙管。和尼龙管。管接头的种类和选用管接头的种类和选用 1. 1. 焊接式管接头焊接式管接头图图7.18 7.18 焊接式管接头焊接式管接头l l

19、接管接管 2 2螺母螺母 3 3O O形密封圈形密封圈 4 4接头体接头体 5 5组合垫圈组合垫圈第7章 液压辅助元件管件和管接头2. 2. 卡套式管接头卡套式管接头图图7.19 7.19 卡套式管接头卡套式管接头l l油管油管 2 2卡套卡套 3 3螺母螺母 4 4接头体接头体 5 5组合垫圈组合垫圈 图图7.197.19所示为卡套式管接头所示为卡套式管接头结构。这种管接头主要包括具有结构。这种管接头主要包括具有2424锥形孔的接头体锥形孔的接头体4 4，带有尖，带有尖锐内刃的卡套锐内刃的卡套2 2，起压紧作用的，起压紧作用的压紧螺母压紧螺母3 3三个元件。三个元件。 第7章 液压辅助元件管

20、件和管接头3. 3. 锥密封焊接式管接头锥密封焊接式管接头 图图7.20 7.20 锥密封焊接式管接头锥密封焊接式管接头l l组合垫圈组合垫圈 2 2接头体接头体3 3O O形密封圈形密封圈 4 4螺母螺母5 5接管接管 图图7.207.20所示为锥密封焊接式所示为锥密封焊接式管接头结构。这种管接头主要由管接头结构。这种管接头主要由接头体接头体2 2、螺母、螺母4 4和接管和接管5 5组成，组成，除具有焊接式管接头的优点外，除具有焊接式管接头的优点外，由于它的由于它的O O形密封圈装在接管形密封圈装在接管5 5的的2424锥体上，使密封有调节的可锥体上，使密封有调节的可能，密封更可靠。工作压力为能，密封更可靠。工作压力为34.5MPa34.5