《液压与气压传动控制技术（第2版）》项目十二 认识液压辅助元件

项目十二认识液压辅助元件任务认识液压辅助元件返回任务认识液压辅助元件本任务要求认识过滤器、管件与管接头、蓄能器、油箱等辅助元件,及其在液压系统中的作用。知识链接１过滤器过滤器的作用是清除油液中的各种杂质,以免划伤或磨损甚至卡死相对运动的零件;或者堵塞零件上的小孔及缝隙,影响系统的正常工作、降低液压元件的寿命,甚至造成液压系统的故障。一、过滤器的类型与结构不同的液压系统对油液的过滤精度要求不同,过滤器的过滤精度是指过滤器对各种不同尺寸粒子的滤除能力,常用绝对过滤精度和过滤比两个指标来衡量过滤精度。下一页返回任务认识液压辅助元件目前,

国际标准化组织已将过滤比作为评定过滤器过滤精度的性能指标。但我国目前仍按绝对过滤精度将过滤器分为粗、普通、精、特精４种。根据滤芯材料和结构的不同,常用的过滤器可分为以下几种类型。１.网式过滤器网式过滤器的结构如图１２－１所示。网式过滤纸芯式滤油器由筒形骨架２上包一层或两层铜丝滤网１组成。其特点是结构简单,通油能力大,清洗方便,但过滤精度较低。常用于泵的吸油管路对油液粗过滤。２.线隙式过滤器上一页下一页返回任务认识液压辅助元件线隙式过滤器的结构如图１２－２所示。它的滤芯由铜线或铝线１绕在筒形骨架２上而形成(骨架上有许多纵向槽ａ和径向孔ｂ),是依靠金属线１间０.０２~０.１ｍｍ的缝隙过滤。其特点是结构简单,通油能力大,过滤精度比网式滤油器高,但不易清洗,滤芯强度较低。３.纸芯式过滤器纸芯式过滤器的结构如图１２－３所示。纸芯式过滤器的滤芯由微孔滤纸１组成,滤纸制成折叠式,以增大过滤面积。滤纸由骨架２支撑,以增大滤芯强度。其特点是过滤精度高,压力损失小,质量轻,成本低,但不能清洗,需定期更换滤芯。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件纸芯式过滤器一般用于精过滤。４.烧结式过滤器烧结式过滤器的结构如图１２－４所示。烧结式过滤器的滤芯３通常由青铜等颗粒状金属烧结而成,它装在壳体２中,并由上盖１固定。油液从Ａ孔进入,经滤芯３过滤从油口Ｂ流出。烧结式过滤器利用颗粒间的微孔进行过滤,过滤精度高,抗腐蚀性能好,能在较高油温下工作。缺点是易堵塞,难清洗,烧结的颗粒易脱落。二、过滤器的选用与安装１.选用过滤器时应考虑以下几个方面上一页下一页返回任务认识液压辅助元件(１)过滤精度应满足系统提出的要求。过滤精度以滤除杂质颗粒度大小来衡量,颗粒度越小则过滤精度越高。不同的液压系统有不同的过滤精度要求,可参照表１２－１选择。研究表明,由于液压元件相对运动表面间间隙较小,如果采用高精度过滤器可有效地控制０.００１~０.００５ｍｍ的污染颗粒,液压泵、液压马达、各种液压阀及液压油的使用寿命均可大大延长,液压故障也会明显减少。(２)要有足够的通流能力。通流能力是指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量,应结合过滤器在液压系统中的安装位置来选取。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件(３)滤芯应有足够的强度。过滤器的工作压力应小于许用压力。(４)滤芯抗腐蚀性能好,能在规定的温度下长时间地工作。(５)滤芯的更换、清洗及维护方便。对于不能停机的液压系统,必须选择有切换式结构的过滤器,可以不停机更换滤芯;对于需要滤芯堵塞报警的场合,则可选择带发信装置的过滤器。２.过滤器的安装过滤器在液压系统中有以下几种安装位置。(１)安装在泵的吸油管路上。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件过滤器安装在液压泵的吸油管路上、并浸没在油箱液面以下,防止大颗粒杂质进入泵内,同时又有较大的通流能力,防止空穴现象产生,如图１２－５所示的过滤器１。(２)安装在泵的出口。如图１２－５所示的过滤器２安装在泵的出口,可保护泵以外的元件,但需选择过滤精度高、能承受油路上工作压力和冲击压力的过滤器,压力损失一般小于０.３５ＭＰａ。此种方式常用于过滤精度要求高的系统及伺服阀和调速阀前,以确保它们的正常工作。为保护过滤器本身,应选用带堵塞发信装置的过滤器。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件(３)安装在系统的回油路上。安装在回油路可以滤去油液回油箱前侵入系统或系统生成的污染物。由于回油压力低,可采用滤芯强度低的过滤器,其压力降对系统影响不大,为了防止过滤器堵塞,一般与过滤器并联一个安全阀或安装堵塞发信装置,

如图１２－５所示的过滤器３。(４)安装在系统的旁路上。如图１２－５所示的过滤器４,将过滤器与阀并联,使系统中的油液不断净化。(５)安装在独立的过滤系统上。在大型液压系统中,可专设液压泵和过滤器组成的独立过滤系统,专门滤去液压系统油箱中污染物,通过不断循环,提高油液清洁度。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件专用过滤器是一种独立的过滤系统,如图１２－５所示的过滤器５。若系统中有重要元件(如伺服阀、微量节流等),要求过滤精度高时,应在这些元件的前面安装单独的特精过滤器。使用过滤器时还应注意过滤器只能单向使用,按规定液流方向安装,以利于滤芯清洗和安全。清洗或更换滤芯时,要防止外界污染物倾入液压系统。知识链接２管路与管接头油管和管接头统称为管件。液压系统对管件的要求如下。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件(１)要有足够的强度。一般限制所承受的最大静压和动态冲击压力。(２)液流大压力损失要小。一般通过限制流量或流速予以保证。(３)密封性要好。绝对不允许有外泄漏存在。(４)与工作介质之间有良好的相容性,耐油、抗腐蚀性好。一、油管液压系统中常用的油管有钢管、纯铜管、橡胶软管、尼龙管、塑料管等多种类型。考虑配管和工艺的方便,在高压系统中常用无缝钢管,而在中、低压系统中一般用纯铜管。橡胶软管的主要优点是可用于两个相对运动件之间的连接,尼龙管和塑料管价格便宜,但承压能力差,可用于回油路及泄油路等处。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件二、管接头管接头是油管与油管、油管与液压元件之间的连接件。管接头的种类很多,常用的几种类型如图１２－６所示。扩口式管接头如图１２－６(ａ)所示,适用于中、低压的铜管和薄壁钢管的连接。焊接式管接头如图１２－６(ｂ)所示,适用于中、低压系统的管壁较厚的钢管的连接。卡套式管接头如图１２－６(ｃ)所示,优点是拆装方便,在高压系统中已被广泛使用,缺点是对油管的尺寸精度要求较高。扣压式管接头如图１２－６(ｄ)所示,用来连接高压软管。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件需要经常装拆的软管,在连接时常使用快换管接头,

如图１２－７所示。图示为油路接通时的工作位置。当要断开油路时,可用力把外套４向左推,在拉出接头体５后,钢球３即从接头体中退出。与此同时,单向阀的锥形阀芯２和６分别在弹簧１和７的作用下将两个阀口关闭,油路即断开。知识链接３蓄能器一、蓄能器的类型与结构在液压系统中,蓄能器用来储存和释放液体的压力能。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件它的基本作用是:当系统压力高于蓄能器内液体的压力时,系统中的液体充进蓄能器中,直至蓄能器内、外压力保持相等;反之,当蓄能器内液体的压力高于系统压力时,蓄能器中的液体将流到系统中去,直至蓄能器内、外压力平衡。目前,常用的蓄能器是利用气体膨胀和压缩进行工作的充气式蓄能器,有活塞式和气囊式两种。图１２－８所示为活塞式蓄能器的结构。这种蓄能器由活塞将油液和气体分开,气体从阀门３充入,油液经油孔ａ和系统相通。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件其优点是气体不易混入油液中,所以油不易氧化、系统工作较平稳、结构简单、工作可靠、安装容易、维护方便、寿命长;缺点是由于活塞惯性大、有摩擦阻力,反应不够灵敏。这种蓄能器主要用于储能,不适于吸收压力脉动和压力冲击。图１２－９所示为气囊式蓄能器的结构。这种蓄能器是在高压容器内装入一个耐油橡胶制成的气囊,气囊２内充入一定压力的惰性气体,气囊外储油,由气囊２和充气阀３一起压制而成。壳体１下端有提升阀４,它能使油液通过阀口进入蓄能器而又能防止当油液全部排出时气囊膨胀出容器之外。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件此蓄能器的气液完全隔开,皮囊受压缩储存压力能,其惯性小、动作灵敏,维护容易,适用于储能和吸收压力冲击,工作压力可达３２ＭＰａ;其缺点是容量小、气囊和壳体的制造比较困难。此外,蓄能器还有重力式、弹簧式及隔膜式等,可参考液压设计手册选用。二、蓄能器的应用蓄能器是用来贮存和释放液体压力能的装置,它在液压系统中的功能有以下几个方面。(１)短期大量供油。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件当执行件需快速启动时,由蓄能器和液压泵同时向液压缸供给压力油,如图１１－３８所示。(２)维持系统压力。当执行件停止运动的时间较长并需要保压时,为降低能耗、使泵卸荷,可利用蓄能器贮存的液压油补偿油路的泄漏损失,维持系统压力,

如图１２－１０所示,蓄能器还能用做应急油源,在一段时间内维持系统压力,以避免电源突然中断或液压泵发生故障时油源中断而引起事故。(３)缓和冲击,吸收脉冲压力。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件当液压泵启动或停止、液压阀突然关闭或换向、液压缸启动或制动时,系统中会产生液压冲击,在冲击源和脉冲源附近设置蓄能器,可缓和冲击和吸收脉冲。知识链接４油箱油箱的主要用途是贮油、散热、分离油中的空气和沉淀油中的杂质。油箱按其形状分为矩形油箱、圆形油箱及异形油箱;按其液面是否与大气相通分为开式油箱和压力式油箱。油箱液面直接或通过空气过滤器间接与大气相通,油箱液面压力为大气压。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件油箱完全封闭,由空压机将充气经滤清、干燥、减压(表压力为０.０５~０.１５ＭＰａ)后通往油箱液面之上,使液面压力大于大气压力,从而改善液压泵的吸油性能,减少气蚀和噪声。在液压系统中,油箱有总体式和分离式两种。总体式油箱是利用机器设备机身内腔作为油箱(如压铸机、注塑机等),其结构紧凑,回收漏油比较方便,但维修不便,散热条件不好。分离式油箱设置了一个单独油箱,与主机分开,减少了油箱发热及液压源振动对工作精度的影响,因此得到了普遍的应用。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件有些小型液压设备,为了节省占地面积,常将泵－电动机装置及液压控制阀安装在油箱的顶部组成一体,称为液压站。对大中型液压设备一般采用独立的分离式油箱,即油箱与液压泵、电动机装置及液压控制阀分开放置。当液压泵与电动机装置安装在油箱侧面时,称为旁置式油箱;当液压泵与电动机装置安装在油箱下面时,称为下置式油箱(高架油箱)。分离式油箱的结构简图如图１２－１１所示。图中,１为吸油管,４为回油管,中间有两个隔板７和９,下隔板７阻挡沉淀物进入吸油管,上隔板９阻挡泡沫进入吸油管,脏物可从放油阀８放出。空气过滤器３设在回油管一侧的上部,兼有加油和通气的作用。上一页下一页返回任务认识液压辅助元件６是油位指示器。当需要彻底清洗时,可将上盖５卸开。油箱的有效容积(油面高度为油箱高度８０％时的容积)一般按液压泵的额定流量估算,在低压系统中取液压泵每分钟排油量的２~４倍,中压系统为５~７倍,高压系统为６~１２倍。油箱正常工作温度应在１５℃~６５℃,在环境温度变化较大的场合要安装冷却器或加热器。知识链接５热交换器简介上一页下一页返回任务认识液压辅助元件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℃,如果液压系统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。１)冷却器液压系统中用得较多的冷却器是强制对流式多管头冷却器,

如图１１－１２所示.油液从进油口５流入,从出油口３流出,冷却水从