《典型液压与气动系统认知及安装调试》课件 任务二：搭建系统前期准备

任务二：搭建系统前期准备

子任务一：采购液压油【任务目的】

一、了解液压系统对液压油的要求和分类；

二、掌握液压油的选用原则；三、掌握液压油的性质：黏性、黏度、黏温特性。【任务情境描述】

大技师精密机械设计有限公司常年会接到以下三种液压系统的设计安装工作：1.工作压力大的液压系统；2.运动速度快的液压系统；3.环境温度高的液压系统。

为保证正常生产秩序，需根据要求采购一批液压油备用。先请我技术部门填写采购清单，以供采购部门进行采购。【信息收集】一、液压油液的主要性质

1.液压油的密度2.液压油的粘性3.液体的可压缩性1.液压油的密度

单位体积液压油的质量称为该种液压油的密度，以ρ表示，即

密度是液压油的－个重要物理参数，随着液压油温度和压力变化，其密度也会发生变化，但这种变化量很小，可以忽略不计。－般液压油的密度为900㎏/m3。2.粘性（1）粘性的物理意义

液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩檫力，它使液体各层间的运动速度不等，这种现象叫做液体的粘性。静止液体不呈现粘性。粘性物理表现

附着力液体与固体表面内聚力液体分子与分子之间粘性示意图下板固定上板以u0运动附着力

A点：u=0

B点：u=u0内摩擦力两板之间液流速度逐渐减小。内摩擦力：式中：η—粘性系数(粘度)

A—液层接触面积

du/dy—速度梯度—牛顿内摩擦定律——两液层的速度差——两液层间的距离切应力:（2）粘度三种表示方法：2)运动粘度

单位：N.s/m2=Pa.S

（帕秒）单位：m2/s(此单位太大)1)动力粘度=106mm2/s机械油的牌号

用40℃时运动粘度的平均值来标志的。例：20号机械油ν=17~23

mm2/s

（cSt，厘斯）换算关系：

1m2/s=104St=106

cSt(=106

mm2/s)

斯

(cm2/s)厘斯

(mm2/s)3)相对粘度(恩氏粘度)式中：t1

–

tOC油流出的时间

t2－20OC蒸馏水流出时间恩氏粘度与运动粘度的换算关系

通常以20、40、100OC作为标准测定温度，记为：200mlφ=2.8mm恩氏粘度计（3）粘度与温度的关系

T↑μ↓粘温特性

粘度的影响：μ

大，阻力大，能耗↑

μ

小，油变稀，泄漏↑限制油温：T↑↑，加冷却器

T↓↓，加热器粘

温

图（4）压力对粘度的影响

p↑μ

↑

实际应用时忽略不计。

液压油的体积将随压力的增高而减小。体积压缩系数

即单位压力变化下的体积相对变化量体积变化初始体积压力变化3.液体的可压缩性体积弹性模量K(体积压缩系数的倒数)

V一定，在同样Δp下，K越大,ΔV越小说明：K越大，液体的抵抗压缩的能力越强矿物油K=(1.4~2.0)×109N/m

2

钢K=2.06×1011N/m

2k油

=100~150k钢在中、低压系统中，不考虑液体的可压缩性。4.其他性质润滑性质防锈性闪点、凝点抗燃性、抗凝性、抗泡沫性稳定性(热、氧化、水解、剪切）相容性（金属、密封、涂料）

通过添加剂控制二液压油的使用1.液压油液的种类石油型难燃型机械油汽轮机油液压油水-乙二醇液磷酸酯液水包油油包水乳化液合成型2.对液压油的要求1.合适的粘度，粘温性好2.润滑性能好3.杂质少4.相容性好5.稳定性好6.抗泡性好、防锈性好7.凝点低,闪点、燃点高8.无公害、成本低三、液压油液的选择1.首先选择种类2.然后考虑粘性

ν=11.5~41.3cSt即20、30、40号机械油

1）按工作压力p高，选η大；p低，选η小

2）按环境温度T高，选η大；T

低，选η小

3）按运动速度

v高，选η小；v

低，选η大3.其他环境（污染、抗燃）、经济（价格、使用寿命）特殊要求（精密机床、野外工作的工程机械）四、液压油的使用（1）控制油温（2）防止污染（3）定期抽检、定期更换（4）油箱储油充分（5）确保密封五、液压油的污染与控制（1）工作介质污染的原因（2）工作介质被污染的危害（3）污染控制的常用措施【练习与思考题】1.工作介质在传动及控制中起着

的作用。2.液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩檫力，它使液体各层间的运动速度不等，这种现象叫做液体的

。3.液体黏度常用的表示方法有

、

、

。4.油液的黏度随温度变化的性质称为

。5.当油液温度升高时，其黏度

。任务二：搭建系统前期准备

子任务二：液压油使用以及处理

【任务目的】一、了解油管与管接头结构形式；二、了解过滤器的基本要求；三、掌握过滤器的安装位置；四、掌握油箱的功用与油箱的设计。【任务情境描述】

大技师精密机械设计有限公司的技术员在对液压系统进行检修时，发现有很小的泄露现象，本着精益求精的工匠精神，公司决定对员工进行相关技术培训，要求：1.能够熟练的安装过滤器；2.会将管接头对油管进行连接和拆卸；3.能描述清楚油箱的设计与检修注意事项。【信息收集】一、油管1.油管的种类

2.油管的安装要求1)管路尽量短、布置整齐、转弯少，避免过小的转弯半径2)管路最好平行布置，尽量少交叉3)安装前管子酸洗，再用苏打水中和，再用温水洗净后，进行干燥、涂油，并做预压试验4)安装软管时不允许拧扭，直线安装要有余量二、管接头快换接头三、过滤器1.过滤器作用：过滤污物。过滤器的主要性能指标过滤精度,它表示过滤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。绝对过滤精度是指通过滤芯滤过的最大坚硬球状颗粒的尺寸(y)。它反映了过滤颗粒中最尺寸。过滤器按过滤精度来分可分为粗过滤器和精过滤器两大类；按滤芯的结构可分为网式、线隙式、磁性、烧结式和纸质等；按过滤的方式可分为表面型、深度型和中间型过滤器，2过滤器的类型和结构特点

网式过滤器线隙式过滤1)选用过滤器按其过滤精度(滤去杂质的颗粒大小)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。它们分别能滤去大于100μm、10～100μm、5～10μm和1～5μm大小的杂质。选用滤油器时，要考虑下列几点：①过滤精度应满足预定要求。②能在较长时间内保持足够的通流能力。③滤芯具有足够的强度，不因液压的作用而损坏。④滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下持久地工作。⑤滤芯清洗或更换简便。3选用和安装

因此，滤油器应根据液压系统的技术要求，按过滤精度、通流能力、工作压力、油液黏度、工作温度等条件选定其型号。2)安装滤油器在液压系统中的安装位置通常有以下几种：①安装在泵的吸油口处：泵的吸油路上一般都安装有表面型过滤器，目的是滤去较大的杂质微粒以保护液压泵，此外过滤器的过滤能力应为泵流量的两倍以上，压力损失小于0.02MPa。②安装在泵的出口油路上：此处安装滤油器的目的是用来滤除可能侵入阀类等元件的污染物。其过滤精度应为10～15μm，且能承受油路上的工作压力和冲击压力，压力降应小于0.35MPa。同时应安装安全阀以防过滤器堵塞。③安装在系统的回油路上：这种安装起间接过滤作用，一般与过滤器并连安装一背压阀，当过滤器堵塞达到一定压力值时，背压阀打开。④安装在系统分支油路上。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过滤回路。液压系统中除了整个系统所需的过滤器外，还常常在一些重要元件(如伺服阀、精密节流阀等)的前面单独安装一个专用的精过滤器来确保它们的正常工作。四、油箱（一）油箱的功用和种类1.油箱的功用油箱的功用是储存液压系统所需足够的油液（液压液）、散发油液中的热量、沉淀油液中的污染物和释放溶入油液中的气体。2.油箱的种类油箱可分为开式油箱和闭式油箱。开式油箱通过空气过滤器与大气连通；闭式油箱完全与大气隔绝，箱体内设置气囊或者弹簧活塞对箱中油液施加一定压力。（二）油箱典型结构及设置1.油箱结构如上图所示。油箱内部用隔板7、9将吸油管1与回油管4隔开。顶部、侧部和底部分别装有滤油网、油位计和排放污油的放油阀。2.油箱的结构设置①油箱的有效容积(油面高度为油箱高度80%时的容积)应根据液压系统发热、散热平衡的原则来计算。一般情况来说，油箱的有效容积可以按液压泵的额定流量qn(L/min)估计出来。V=ξqn式中V——油箱的有效容积，L；

ξ——与系统压力有关的经验数字：低压系统ξ=2～4，中压系统ξ=5～7，高压系统ξ=10～12。②吸油管和回油管应尽量相距远些。两管之间要用隔板隔开，以增加油液循环距离。隔板高度最好为箱内油面高度的3/4。吸油管入口处要装粗滤油器。精滤油器与回油管管端在油面最低时仍应没在油中。回油管管端宜斜切45°，以增大出油口截面积并使回油管斜切口面对箱壁，以利于油液散热。泄油管管端亦可斜切，但不可没入油中。管端与箱底、箱壁间距离均不宜小于管径的3倍。粗滤油器距箱底不应小于20mm。③油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加滤油网，防止油箱出现负压而设置的通气孔上须装空气滤清器。空气滤清器的容量至少应为液压泵额定流量的2倍。油箱内回油集中部分及清污口附近宜装设一些磁性块，以去除油液中的铁屑和带磁性颗粒。④为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养，箱底离地至少应在150mm以上。箱底应适当倾斜（1：15），在最低部位处设置堵塞或放油阀，以便排放污油。箱体上注油口的近旁必须设置液位计。【练习与思考题】1.液压系统通过

来传送工作液体，用

把油管与油管或油管与元件连接起来。2.油箱的功用是

。3.请简述过滤器的基本要求。

4.油管安装时应注意哪些问题？

任务二：搭建系统前期准备

子任务三：气源装置

【任务目的】一、了解空气的特性；

二、知道气压传动系统对压缩空气的要求。三、掌握气源装置组成及作用；四、掌握气源调节装置的结构、工作原理及使用。【任务情境描述】

大技师精密机械设计有限公司接到新订单，为某公司口罩生产线进行改良，优化系统，作为技术人员之一，你负责的是气源装置这一块，请你梳理相关知识。【信息收集】一、空气特性1.空气的组成

自然界的空气是由若干种气体混合而成的。空气中常含有一定量的水蒸气，这种含有水蒸气的空气称为湿空气，而不含有水蒸气的空气称为干空气。标准状态下干空气的组成见表2-4。表2-4标准状态下干空气的组成

成分比值氮（N2）氧（O2）氢（Ar）二氧化碳（CO2）其他气体体积分数（%）78.0320.930.9320.030.078质量分数（%）75.523.101.280.0450.0752.空气的基本性质（1）密度和质量体积单位体积内的空气质量称为密度，用

表示，即

（2-8）式中：m-空气的质量（kg）；V-空气的体积（m3）。单位质量空气的体积称为质量体积（比体积），用v表示，可见v=1/p,单位为㎡/kg。（2）压缩性

一定质量的气体，由于压力改变而导致气体容积发生变化的现象，称为气体的可压缩性。由于气体分子间的距离大，分子间的内聚力小，体积也容易变化，体积随压力和温度的变化而变化，因此气体与液体相比有明显的可压缩性。气体容易压缩，有利于气体的储存，但难以实现气缸内气体的平稳和低速运动。（3）黏性气体质点相对运动时产生阻力的性质称为气体的黏性。空气黏性的变化主要受温度变化的影响，且随温度的升高而增大，这主要是由于温度升高后，空气内分子运动加剧，使原本间距较大的分子之间碰撞增多的缘故。而压力的变化对黏性的影响很小，且可忽略不计。通常情况下，可将空气视为理想气体。所谓理想气体是假设气体分子的体积为零，且分子之间没有吸引力的假想气体。表2-4为空气的运动黏度与温度间的关系。t/℃05102030406080100v/(×10-4m2·s-1)0.1330.1420.1470.1570.1660.1760.1960.210.238表2-4空气的运动黏度与温度间的关系3.湿空气

空气中含有水分的多少会直接影响气动系统的工作稳定性和寿命。若空气的湿度较大，即空气中含有的水蒸气量较多，则此湿空气在一定的温度和压力条件下，就会在气动系统的局部管道、气动元件中凝结成水滴，使气动元件和管道腐蚀和生锈，缩短使用寿命，甚至导致系统工作失灵。因此，气动系统对空气的含水量有明确的规定，并采取必要的措施防止水分进入系统。通常在空气压缩机输出口的后面装置冷却、过滤、干燥等设备，以除去压缩空气中的水分等杂质，提高压缩空气的质量。二、气压传动系统对压缩空气的要求气压传动系统对压缩空气具有一定的要求：1.要求压缩空气具有一定的宝力和足够的流量。因为压缩空气是气压传动系统传递动力的介质，没有一定的压力不但不能保证执行机构产生足够的推力，甚至连控制机构也难以正确的工作；而没有足够的流量就无法保证对执行机构动作速度和程序的要求等。2.要求压缩空气具有一定的清洁度和不操度。清洁度是指气源中含油量、含灰尘杂质的质量及颗粒大小都要控制在很低范围内，如气缸、膜片式气动元件、截止式气动元件都要求杂质颗粒平均直径不大于50um；气动马达、滑阀要求杂质颗粒平均直径不天于25mm；气动仪表要求杂质颗粒平均直径不大于20um；射流元件要求杂质颗粒平均直径不大于10um。

干燥度是指压缩空气中含水量的多少，气压传动系统要求压缩空气的含水量越低越好。没有对气源净化质量上的要求，就会造成元件腐蚀、变形老化、堵塞管道，影响气压传动系统的工作寿命和动作的准确性，甚至会使装置失灵产生故障。因此，气源装置系统必须设置除油器、于燥器、除尘器等提高压缩空气净化程度的辅助设备。三、气源装置空气压缩机后冷却器除油器干燥器空气过滤器储气罐后冷却器安装在压缩机的出口将压缩机排出的压缩气体温度由120℃～150℃降至40℃～50℃使其中的水汽、油雾凝结成水滴，经除油器析出后冷却器水冷换热装置结构形式：列管式、散热片式、套管式、蛇管式和板式蛇管式冷却器最为常用。除油器除油器也称油水分离器作用：分离压缩空气中凝聚的水分和油分等杂质。使压缩空气得到初步净化。结构形式有：环形回转式、撞击折回式、离心旋转式和水浴式撞击折回并环形回转式除油器干燥器作用：满足精密气动装置用气，把初步净化的压缩空气进一步净化，吸收和排出其中的水分、油分及杂质，使湿空气变成干空气形式：吸附式、加热式、冷冻式等。空气过滤器油雾器三联件

【练习与思考题】1.构成气源装置的核心元件是

。2.三联件由

、

、和

三部分组成的。3.空气压缩机是将电动机传出的

能转化成压缩空气的

能的装置。4.空气黏性的变化主要受

的影响。5.请简单阐述一下液压与气动系统各自的特点。任务二：搭建系统前期准备

子任务四：压缩空气使用及处理

【任务目的】一、了解气缸的分类及特点；二、掌握气缸的使用注意事项；三、掌握消声器的作用；四、掌握消声器的结构及工作原理；五、知道压缩气体在实际生活中有着非常广