第6章液压辅助装置.pptx

,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,6,章液压辅助装置,6.3,油箱,6.3.1,油箱的种类与结构,6.3.2,油箱的设计与检修注意事项,6.4,热交换器,6.4.1,冷却器,6.4.2,加热器,6.5,密封装置,6.6,油管与管接头,第,6,章液压辅助装置,液压系统辅助装置主要包括蓄能器、过滤器、油箱、热交换器、管件等，液压辅助元件对系统的动态性能、工作稳定性、工作寿命、噪声和温升等都有直接影响，必须予以重视。其中油箱一般根据系统要求自行设计，其他辅助装置制成标准件。,第,6,章液压辅助装置,第,6,章液压辅助装置,6.1.1,蓄能器的作用,蓄能器的作用主要是储存油液的压力能。在液压系统中常用于以下几种情况：,1.,作辅助动力源和应急能源,在间歇工作或实现周期性动作循环的液压系统中，蓄能器可以把液压泵输出的多余压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放出来。这样可以减少液压泵的额定流量，从而减小电机功率消耗，降低液压系统温升。,在液压系统动力源发生故障时，执行机构有时仍需完成必要的工作以紧急避险、保证安全。为此可用蓄能器作应急能源，避免事故发生。,6.1,蓄 能 器,第,6,章液压辅助装置,2.,减少压力冲击与脉动,蓄能器可用于吸收由于液流速度急剧变化所产生的液压冲击，使其压力幅值大大减小，以避免造成元件损坏。在液压泵出口处安装蓄能器，可吸收液压泵的脉动压力。,3.,保持系统压力,在液压系统中，当液压泵停止供油时，蓄能器可向系统提供压力油，补偿系统泄漏，使系统在一段时间内维持压力不变。在液压控制系统中，放置于执行机构附近保持系统压力，提高系统的动态响应速度。,蓄能器主要有弹簧式和气体隔离式两大类型，它们的结构简图、类型和特点见表,6-1,所示。目前气体隔离式蓄能器广泛应用。,6.1.2,蓄能器的类型及特点,第,6,章液压辅助装置,名称,结构简图,特点和说明,弹,簧,式,利用弹簧的伸缩来储存,/,释放压力能；结构简单，反应灵敏，但容量小；供小容量，低压（,p,1,1.2MPa,）回路缓冲之用，不适用于高压或高频的工作场合,气体隔离式,气压式,利用气体的压缩和膨胀来储存,/,释放压力能。气体和油液在蓄能器中直接接触；容量大，惯性小，反应灵敏，轮廓尺寸小，但气体容易混入油内，影响系统工作平稳性；只适用于大流量的中、低压回路,表,6-1,蓄能器的结构简图、类型及特点,第,6,章液压辅助装置,名称,结构简图,特点和说明,气体隔离式,活塞式,利用气体的压缩和膨胀来储存,/,释放压力能。气体和油液在蓄能器中由活塞隔开；结构简单，工作可靠，安装容易，维修方便；但活塞惯性大，活塞和缸壁间有磨擦，反映不够灵敏，密封要求高；用来储存能量或供中、高压系统吸收压力脉动之用,皮囊式,利用气体的压缩和膨胀来储存,/,释放压力能。气体和油液在蓄能器中由皮囊隔开；带弹簧的菌形进油阀使油液进入蓄能器又可防止皮囊自油口被挤出，充气阀只在蓄能器工作前皮囊充气时打开，蓄能器工作时关闭；结构尺寸小，重量轻，安装方便，维护容易，皮囊惯性小，反应灵敏，维护容易，皮囊惯性小，反应灵敏，但皮囊和壳体制造都较难。,4.,折合型皮囊容量较大，可用来储存能量，波纹型皮囊适用于吸收冲击。,表,6-1,蓄能器的结构简图、类型及特点,柱塞式蓄能器,第,6,章 液压辅助装置,皮囊式蓄能器,第,6,章 液压辅助装置,第,6,章液压辅助装置,充气式蓄能器应使用惰性气体，一般为氮气，允许工作压力可视蓄能器结构形式而定，选用时应选有关部门认证的产品。,蓄能器一般应垂直安装，油口向下，蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气和检修时使用，检修前应放掉压力。蓄能器安装位置应远离热源。,蓄能器在管路上安装须用支板或支架固定，以免发生飞起事故。,蓄能器用于吸收压力冲击和脉动应尽可能安装在振源附近。,蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停车时蓄能器内压力油倒流。,6.1.3,蓄能器的使用和安装,第,6,章液压辅助装置,液压油中往往含有颗粒状杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞，以致影响液压系统正常工作和寿命。,过滤器的作用是过滤掉油液中的杂质，降低液压系统中油液污染度，保证系统正常工作。,6.2.1,过滤器的基本要求,6.2,过滤器,第,6,章液压辅助装置,一般对过滤器的基本要求是：,满足液压系统对过滤精度的要求，即能阻挡一定尺寸的机械杂质进入系统。,通流能力大，即全部流量通过时，不会引起过大的压力损失。,滤芯应有足够强度，不会因为压力油的作用而损坏。,易于清洗或更换滤芯，便于拆装和维护。,过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除掉最小杂质颗粒的大小，以直径,d,作为公称尺寸，按精度可分为粗过滤器（,d100m,），普通过滤器（,d10m,），精过滤器（,d5m,），特精过滤器（,d1m,）。,第,6,章液压辅助装置,过滤器的类型很多，常用过滤器有以下几种。,1.,网式过滤器,网式过滤器如图,6-1,所示，主要有骨架、丝网和支架等组成，网式过滤器的过滤精度与网层数和网孔的大小有关。在压力管路上常用（,100,200,）目的铜丝网。压力损失不超过,0.04MPa,，结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低。,2.,线隙式过滤器,线隙式过滤器如图,6-2,所示，滤芯由绕在心架上的一层金属丝组成，依靠线间的微小间隙过滤。压力损失不超过（,0.03,0.06,）,MPa,，结构简单，通流能力大，过滤精度高，但滤芯材料强度低，不易清洗，常用于低压管路上。,6.2.2,过滤器的类型及特点,第,6,章液压辅助装置,3.,纸芯式过滤器,纸芯式过滤器结构类似于线隙式结构，但滤芯不同，如图,6-3,所示，滤芯是由平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成的滤芯并且作成折叠形以便增大过滤面积。压力损失约为（,0.01,0.04,）,MPa,，过滤精度高，但滤芯堵塞后无法清洗，必须更换滤芯，常用于精过滤。,4.,烧结式过滤器,烧结式过滤器的滤芯是由金属粉末烧结而成，利用金属颗粒间的微孔来过滤，如图,6-4,所示，滤芯的过滤精度依赖于金属颗粒的大小。压力损失约为（,0.03,0.2,）,MPa,，过滤精度高且能承受高压，但金属颗粒易脱落，滤芯堵塞后不易清洗，常用于精过滤。,5.,磁性过滤器,磁性过滤器的滤芯由永久磁铁制成，能吸住油液中的铁屑、铁粉或带磁性的磨料，常用于机床液压系统。,第,6,章液压辅助装置,图,6-1,网式过滤器,1,骨架,2,丝网,3,支架,图,6-2,线隙式过滤器,1,发讯装置,2,端盖,3,壳体,4,骨架,5,铜丝,第,6,章液压辅助装置,图,6-3,纸芯式过滤器,1,上盖,2,支架,3,滤纸,4,下盖,图,6-4,烧结式过滤器,1,上盖,2,壳体,3,滤芯,4,支垫,第,6,章液压辅助装置,过滤器的安装位置如图,6-5,所示，,1,4,为粗过滤器图形符号，,5,为精过滤器图形符号。,图,6-5,过滤器的图形符号与安装位,6.2.3,过滤器的安装位置,第,6,章液压辅助装置,过滤器在液压系统中的安装位置有以下几种情况：,过滤器,1,安装在液压泵的吸油管路上。液压泵的吸油管路上一般安装网式或线隙式粗过滤器，目的是滤除掉较大颗粒的杂质，以便保护液压泵。同时要求过滤器有较小的压力降和很大的通流能力（通常是液压泵流量的两倍以上）。,过滤器,2,安装在液压泵的压油管路上。这种安装方式常将过滤器安装在对杂质敏感的调速阀、伺服阀等元件之前。由于过滤器在高压下工作，要求滤芯有足够的强度。为了防止过滤器堵塞，可并联一旁通阀或堵塞指示器。,过滤器,3,安装在回油管路上。安装在回油路上的过滤器能使油液在流回油箱之前得到过滤，以控制整个液压系统的污染度。,过滤器,4,安装在旁油管路上。在大型液压系统中，常在旁油管路上安装过滤器,5,和冷却器，构成独立的过滤系统。,第,6,章液压辅助装置,油箱的作用是储存油液，散发热量、沉淀杂质和分离混入油液中的空气或水分。,6.3.1,油箱的种类与结构,油箱按其液面是否与大气相通可分为开式油箱和压力式油箱两种,:,1.,开式油箱,开式油箱应用普遍，油箱内液面直接与大气相通。油箱液面压力为大气压。,2.,压力式油箱,压力式油箱完全封闭，由空压机向气罐充气，再由充气罐经滤清、干燥、减压后进入油箱使液面压力高于大气压，从而改善了泵的吸油性能、减少了气蚀和噪声。,3.,油箱的结构,油箱的结构如图,6-6,所示，一般采用毫米左右的钢板焊接而成。油箱内装有隔板,7,、,8,，它将液压泵的吸油区与系统回油区分开，油箱侧壁装有油位计和注油口,5,，油箱底部装有放油阀,6,，开式油箱盖板上装有滤清器,2,，小型液压系统的泵和电机可以安装在油箱盖板,4,上。,6.3,油 箱,第,6,章液压辅助装置,1,吸油管,2,滤清器位置,3,回油管,4,盖板,5,液位计,6,放油阀,7,、,8,隔板,图,6-6,过滤器的图形符号与安装,第,6,章液压辅助装置,吸油管与回油管间距离应尽量远些。用隔板将吸油侧与回油侧分开，以增加油箱内油液的循环距离，有待于油液冷却和释放油中气泡，并使杂质多沉淀在回油管侧，隔板高度为油面高度,3/4,。,油管入口处应装粗过滤器。在最低液面时，过滤器和回油管端均应没入油中，以免液压泵吸入空气或回油混入气泡。回油管端应切成,450,切口，并面向箱壁。管端与箱底、壁面间距离均不宜小于管径的三倍。,为防止脏物进入油箱，油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加滤网。通气孔上须设置空气过滤器。,6.3.2,油箱的设计与检修注意事项,第,6,章液压辅助装置,为了更好地散热和便于维护，箱底与地面距离至少应在,150,以上。箱底应适当倾斜，在最低部位设置放油阀。箱体上在注油口的附近须设液位计。,一般大尺寸油箱要加焊角板、筋条，以增加刚性。当液压泵及其驱动电机和其他液压件都要装在油箱上时，油箱顶盖要相应加厚。大容量油箱的侧壁通常要开清洗窗口，清洗窗口平时用侧盖密封，清洗时再取下。,油箱中如果需要安装热交换器，必须考虑好它的安装位置，以及测温、控制等措施。,第,6,章液压辅助装置,液压系统中油液的工作温度一般以（,30,50,）为宜，最高不超过,65,，最低不低于,15,。油温过高或过低都会影响系统正常工作。为控制油液温度，油箱上常安装冷却器和加热器。,6.4.1,冷却器,液压系统中使用的冷却器主要有蛇形管冷却器、强制对流式多管冷却器和风冷式冷却器。,蛇形管冷却器直接安装在油箱内并浸入油液中，管内通冷却水。这种冷却器的冷却效果不好，耗水量大。,强制对流式多管冷却器在液压系统中用得较多，如图,6-7,所示。油从油口,c,进入，从油口,b,流出；冷却水从右端盖中部的孔进入，通过多根水管,3,从左端盖上的孔,a,流出，油有水管外面流过，三块隔板,2,用来增加油液的循环距离，以改善散热条件，冷却效果好。,液压系统中也可用风冷式冷却器进行冷却。风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组成，油液从管内流过，风扇迫使空气穿过管子和散热片表面，使油液冷却。风冷式冷却器结构简单，价格低廉，但冷却效果较水冷式差。,6.4,热交换器,第,6,章液压辅助装置,冷却器一般都安装在回油路及低压管路上，如图,6-8,所示。安全阀,6,对冷却器起保护作用；当系统不需冷却时截止阀,4,打开，油液直通油箱。,6-8,冷却器连接方式图,1,过滤器,2,液压泵,3,溢流阀图,4,截止阀,5,冷却器,6,安全阀,图,6-7,对流式多管冷却器,1,端盖,2,隔板,3,水管,第,6,章液压辅助装置,图,6-10,热交换器图形符号,a,）冷却器,b,）加热器,液压系统中油温过低时可使用加热器，一般常采用结构简单，能按需要自动调节最高最低温度的电加热器。电加热器的安装方式如图,6-9,所示。电加热器水平安装，发热部分应全部浸入油中，安装位置应使油箱内的油液有良好的自然对流，单个加热器的功率不能太大，以避免其周围油液过度受热而变质。,冷却器和加热器的图形符号如图,6-10,所示。,图,6-9,加热器安装方式,1,油箱,2,工作介质,3,加热器,6.4.2,加热器,第,6,章液压辅助装置,为了提高液压系统的工作性能和效率，防止泄漏，液压系统中在可能发生泄漏的部位需要安装密封装置。密封装置的种类很多，最常用的是橡胶密封圈，它既可用于静密封，也可用于动密封。下面介绍几种常用的橡胶密封圈。,O,形密封圈截面为圆形，如图,6-11,所示。它的特点是结构简单、安装尺寸小、使用方便、摩擦阻力小、价格低，故应用十分广泛。,O,形密封圈通常装在外圆或内孔的密封槽内，它的截面直径在装入槽后一般压缩（,8,25,）,%,，如图,6-12a,和,b,所示。该压缩量使,O,形圈在工作介质没有压力或压力很低时，依靠自身弹性变形力密封接触面，如图,6-12c,所示。当工作介质压力较高时，,O,形圈被油液压力压向沟槽另一侧，如图,6-12d,所示。,6.5,密封装置,1,.O,形密封圈,第,6,章液压辅助装置,如果工作压力超过一定值，,O,形圈将从密封槽的间隙中被挤出而受到破坏，如图,6-12e,所示。为避免出现挤出现象，当系统工作压力超过,10MPa,时，应在,O,形圈侧面安放挡圈。如图,6-13,所示。当,O,形圈单向受压时，挡圈加在非受压侧，,O,形圈双向受压，两侧同时加挡圈，挡圈材料常用聚四氟乙烯、尼龙等。,图,6-11 O,形密封圈,第,6,章液压辅助装置,图,6-12,工作原理,a,）,O,形圈截面,b,）槽的截面,c,）装配后情况,d,）受压正常,e,）受压破坏,图,6-13 O,形圈加用挡圈,a,）单侧受压,b,）双侧受压,O,形密封圈,第,6,章液压辅助装置,2.,唇形密封圈,唇形密封圈工作时唇口对着有压力的一边，当工作介质压力等于零或很低时，靠预压缩密封，压力高时由介质压力的作用将唇边紧贴密封面密封。按其截面形状可分为,Y,形、,YX,形、,V,形、,U,形、,L,形和,J,形等多种，主要用于动密封。,1,）,Y,形密封圈的结构和密封原理如图,6-14,所示。当工作压力超过,20MPa,时，应加挡圈，当工作压力波动大时要加支承环。,Y,形密封圈摩擦力小、寿命长、密封可靠、磨损后能自动补偿，适用于运动速度较高的场合，工作压力可达,20MPa,。,2,）,V,形密封圈如图,6-15,所示，由压环、密封环和支承环组成。当工作压力高于,10MPa,时，可增加密封环的数量，安装时开口应面向高压侧。此种密封摩擦阻力大，适用于相对运动速度不高的场合。,第,6,章液压辅助装置,图,6-14 Y,形密封圈,a),密封圈结构,b,）密封原理图,p,20MPa c,）密封原理图,p,20MPa,1,支承环,2,挡环,图,6-15 V,形密封圈,a),支承环,b,）密封环,c,）压环,第,6,章液压辅助装置,油管的选择主要考虑耐压和管径，具体选定可查阅有关标准。液压系统中常用油管的种类及特点见表,6-2,。,表,6-2,液压系统中常用油管的种类及特点,种类,特点和适用场合,硬,管,钢 管,钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配时不能任意弯曲。常用于装拆方便处的压力管道（中、高压用无缝管，低压用焊接管）,紫铜管,紫铜管容易弯曲成各种形状，但承受压力一般不超过,10MPa,，抗振能力较弱，且易使油液氧化。通常用于液压装置的配接不便之处,软,管,尼龙管,尼龙管呈现乳白色半透明，加热后可以随意弯曲成形或扩口，冷却后又能定形不变，承压能力因材质而异，一般为（,2.5,8,）,MPa,塑料管,塑料管质轻耐油，价格便宜，装配方便，但承压能力低，长期使用会变质老化，仅适宜压力低于,0.5 MPa,的回油管或泄漏油管等,橡胶管,高压橡胶管是由耐油橡胶夹钢丝层编织制成，钢丝网层数越多，耐压越高，价格越高。常用于中、高压系统中有相对运动的压力管道,低压橡胶管由耐油橡胶夹帆布制成，可用于回油管道,6.6,油管与管接头,1.,油管,第,6,章液压辅助装置,c,）,d,）,图,6-16,管接头,a,）焊接式,b,）卡套式,c,）扩口式,d,）扣压式,2.,管接头 管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式连接件。它应具有装拆方便，连接牢固，密封可靠、外形尺寸小、通流能力大等特点。液压系统中常用管接头如图,6-16,所示。,第,6,章液压辅助装置,图,a,焊接式管接头：特点是连接牢固，利用球面进行密封，简单可靠。但厚壁钢管，装拆不便且必须保证焊接质量。,图,b,卡套式管接头：特点是利用卡套卡住油管进行密封，轴向尺寸要求不严，装拆方便。,.,对油管的径向尺寸精度要求较高，为此要选用冷拔无缝钢管。,图,c,扩口式管接头：利用油管管端的扩口在管套压紧下进行密封，结构简单。,.,适用于铜管、薄壁钢管、尼龙管和塑料管等低压管道的连接。,图,d,扣压式管接头：用于连接高压软管。,.,适用于中、低压系统,