第六章液压辅助元件

第六章液压辅助元件 制作人：代美泉

本章内容 第一节蓄能器第二节过滤器第三节油箱第四节油管与管接头第五节压力计与压力计开关第六节　密封装置

第一节　蓄能器 • 一、蓄能器的功用蓄能器是液压系统中一种存储和释放液体压力能的装置。具体作用表现在以下几个方面： • 1、作辅助动力源； • 2、用作应急油源； • 3、维持系统压力； • 4、吸收液压冲击； • 5、吸收脉动降低噪音。

二、蓄能器的类型及特点 • 1、气囊式蓄能器（1）结构：右图，由壳体、气囊、提升阀、充气阀四部分组成。（2）工作原理动画演示利用压缩空气存储和释放能量气压 < 油压储油气压 > 油压释放能量（3）特点图6－1　气囊式储能器 1.充气阀　　2.壳体 3.气囊　　　4.提升阀优点：惯性小，反应灵敏，容易维护。缺点：容积较小，气囊和壳体制造比较困难。应用场合：适用于中、低压大流量系统。

2、活塞式蓄能器 （1）结构：右图，由气体、活塞、油箱组成。（2）工作原理动画演示利用压缩空气存储和释放能量气压 < 油压储油气压 > 油压释放能量（3）特点优点：气液隔离，油液不易氧化，结构简单，工作可靠，寿命长，安装和维护方便。缺点：由于活塞惯性和摩擦阻力的影响，反应不灵敏，容量较小，对缸筒加工和活塞密封性能要求较高，图6－2　活塞式储能 1.气体　2.活塞　3.油箱应用场合：一般用于储能或供高、中压系统作吸收脉动之用

3、隔膜式蓄能器 （1）结构：右图，由壳体、气体、隔膜、油液组成。（2）工作原理利用压缩空气存储和释放能量（3）特点优点：质量体积比小缺点：容量小图6－3 隔膜式蓄能器 1.壳体　2.气体　3.隔膜 4.油液应用场合：适用于吸收液压冲击

三、蓄能器的安装及使用 蓄能器在液压回路中的安放位置因功用而不同：吸收液压冲击或压力脉动时宜放在冲击源或脉动源附近；补油保压时宜放在尽可能接近有关执行件处。维持系统压力吸收液压冲击吸收液压冲击辅助动力源

注意事项： • 1、充气式蓄能器中应使用惰性气体（一般为氮气）。 • 2、蓄能器一般应垂直安装，油口向下。 • 3、必须用支架或支板将蓄能器固定，且便于检查、维修的位置，并远离热源 • 4、用作降低噪声、吸收脉动和冲击的蓄能器应尽可能靠近振源。 • 5、蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气或检修时用，与液压泵之间应安装单向阀，防止油液倒流保护泵与系统。 • 6、搬运和拆装时应排出压缩气体—注意安全。

第二节　滤油器 • 一、滤油器的功用　　　滤去油中杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保持系统正常工作。 • 二、滤油器的选用选用滤油器时应考滤到如下问题： • 1、过滤精度过滤精度：过滤掉的杂质颗粒的公称尺寸（ μm ）度量，是衡量过滤器的重要性能指标。按过滤精度分为：粗（100 μm 以上）、普通（10～100 μm ）、精（5～10 μm ）、特精（5μm 以下）过滤器。

表6-2 过滤精度推荐表 不同的液压系统有不同的过滤精度要求，可参照表6-2 过滤精度推荐表　研究表明，由于液压元件相对运动表面间隙较小，如果采用高精度滤油器有效地控制污染颗粒，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、液压油通过的能力 液压油通过的流量大小和滤芯的通流面积有关。一般可根据要求通过的流量选用相对应规格滤油器。（为减低阻力，滤油器的容量为泵流量的2倍以上）。 • 3、耐压选用滤油器时尤须注意系统中冲击压力的发生。而滤油器的耐压包含滤芯的耐压和壳体的耐压。一般滤芯的耐压为0.01～0.1MPa ,这主要靠滤芯有足够的通流面积，使其压降小，以避免滤芯被破坏。滤芯被堵塞，压降便增加。必须注意滤芯的耐压和滤油器的使用压力是不同的，当提高使用压力时，要考虑壳体是否承受得了而和滤芯的耐压无关。

三、滤油器的类型及应用 • 1、网式滤油器（1）结构右图，由上盖、下盖、圆筒、铜丝网组成。（2）工作过程动画演示（3）过滤精度由网孔的大小和层数决定，有80、100、180μm。图6－4　网式滤油器 1.上盖　　　2.圆筒　　 3.铜丝网　　4.下盖（4）特点结构简单，通油能力大，阻力小，易清洗。过滤精度低。应用场合：属于粗过滤器，一般安装在泵的吸油路上。

2、线隙式滤油器 （1）结构右图，由芯架、滤芯、壳体组成。（2）工作过程动画演示（3）过滤精度：（4）特点：　图6－5　线隙式滤油器 1.芯架　　　2.滤芯　　3.壳体　　结构简单，过滤精度较高，通油性能好，但不易清洗，滤芯材料强度较低。应用场合：在回油路或液压泵的吸油口。

3、纸芯式滤油器 （1）结构右图，由芯架、滤芯、壳体组成。（2）工作过程动画演示（3）过滤精度： 5，10，20 μm （4）特点　图6－6　纸芯式滤油器 1.堵塞状态发讯装置　　2.滤芯外层　　3.滤芯下层　　　　　　4.滤芯里层 5.支承弹簧　　　易堵塞，无法清洗，需换纸芯，费用较高，用于精过滤场合。应用场合：在回油路或液压泵的吸油口。

4、烧结式滤油器 （1）结构右图，由芯架、滤芯、壳体组成。（2）工作过程动画演示（3）过滤精度： 10～100 μm。图6－7　烧结式滤油器 1.端盖　　2.壳体　　3.滤芯　（4）特点滤芯可烧结成多种形状，强度大，性能稳定，制造简单，过滤精度高，但铜颗粒易脱落，堵塞后不易清洗。应用场合：在回油路或液压泵的吸油口。

5、磁性滤油器 （1）结构右图，由芯架、滤芯、壳体组成。（2）工作过程利用磁铁吸附油液中的铁质微粒（3）过滤精度 10～100 μm。（4）特点图6－8　磁性滤油器 1.铁环　　2.非磁性罩　 3.永久磁铁　滤芯可烧结成多种形状，强度大，性能稳定，制造简单，过滤精度高，但铜颗粒易脱落，堵塞后不易清洗。应用场合：在回油路或液压泵的吸油口。

四、滤油器的安装位置 • 1、安装在吸油管路上 • 作用：保护液压泵，q = 2qp △p < 0.01∽0.035Mpa • 2、安装在压油管路上作用：保护除泵和溢流阀以外的所有元件，p < 0.35Mpa，强度足够，且应并联一安全阀。 • 3、安装在回油管路上 • 4、安装在系统的分支旁油路）油管路上 • 5、单独过滤系统注意事项：一般过滤器只能单方向使用，即进出油口不可反接，以利于滤芯清洗和安全。必要时可增设单向阀和过滤器，以保证双向过滤。目前双向过滤器已问世。

第三节　油管及管接头 作用：液压管道和管接头是连接液压元件、输送压力油的装置。 • 一、油管 • 1、油管的种类常用油管有钢管、铜管、橡胶软管、尼龙管、塑料管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。图6－9　各种油管

2、油管的选用 吸油管路和回油管路一般用低压的有缝钢管，也可使用橡胶和塑料软管；控制油路中流量小，多用小铜管；考虑配管和工艺方便，在中、低压油路中也常使用铜管；高压油路一般使用冷拔无缝钢管，必要时也采用价格较贵的高压软管（高压软管是由橡胶中间加一层或几层钢丝编织网制成，高压软管比硬管安装方便，可以吸收振动）。 • 3、管路内径的选择主要考虑降低流动时的压力损失，对于高压管路，通常流速在3～4m/s左右，对于吸油管路，考虑泵的吸入和防止气穴，通常流速在0.6～1.5m/s左右。 • 4、装配油管的弯曲半径不能太小，一般应为管道半径的3～5倍。应尽量避免小于900弯管，平行或交叉的油管之间应有适当的间隔并用管夹固定，以防振动和碰撞。

二、管接头 • 1、作用： • 油管与油管、油管与液压元件之间的可拆式连接件。 • 2、要求 • 装拆方便，连接可靠，密封可靠，外形尺寸小，通油能力大，压力损失小，加工工艺性能好。 • 3、分类 • 按油管与管接头的连接方式：焊接式、卡套式、扩口式、扣压式； • 按接头的通路数量和方向：直通、直角、三通； • 按与机体的连接方式：螺纹连接、法兰连接。

4、各类管接头的特点及应用场合 （1）焊接式密封可靠，连接牢固，但装配需焊接，需采用厚壁钢管，且焊接工作量大。图6－10　焊接式管接头 1.接管　　2.螺母　　3.密封圈 4.接头体 5.本体 6.密封圈　

（2）卡套式 结构简单，性能良好，质量轻，体积小，使用方便，不用焊接，轴向尺寸要求不严等优点，在液压、气动中较为理想的连接件。　图6－11　卡套式管接头 1.接头体　　2.管路　　3.螺母　　4.卡套　

（3）扩口式 结构简单，性能良好，加工和使用方便，适用于以油、气为介质的中、低压管路系统，其工作压力取决于管材的许用压力，一般为3.5～16MPa 　图6－12　磁性滤油器 1.接头体　　2.接管　　3.接头螺母　4.导套

（4）扣压软管接头 可用于工作压力为6～40MPa系统中软管的连接，在装配时须剥离胶层，然后在专门的设备上扣压而成。　图6－13　扣压式软管接头 1.接头体　　　　2.外接头体

（5）快速接头 能实现管路迅速连通或断开的接头。　图6－14　快速装拆管接头 1.7.单向阀体　　2.外接头体　3.8.弹簧　4.钢球　5.外套　6.内接头体　9.弹簧座

第四节　液压油箱 一、油箱的作用 • 1、储存油液、散发热量 • 2、沉淀杂质、逸出空气 • 二、油箱的分类和用途 • 1. 分类油箱分为开式油箱和闭式油箱 • 2. 用途开式油箱广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下和高空无稳定气压或对工作稳定性与噪声有严格要求处。　

三、油箱的结构 • 1. 油箱的结构　　　　图6－15　油箱 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.滤油器　 10.箱体　 11.端盖　 12.液位计

2.油箱结构设计时要注意的问题： （1）油箱一般为长六面体形箱体，其长、宽、高之比可依主机总体布置决定，约在1：1：1到1：2：3之间。小容量油箱可钢板直接焊接，大容量油箱需考虑盖板安装设备所必须进行的刚度和强度加强。（2）油箱内常设2～3块隔板，将回油区与吸油区分开。隔板的高度为油面高度的2/3 ～3/4。（3）油箱顶盖板上应设置通气孔，使液面与大气相通。油箱底面应略带斜度，并在最低处设放油螺塞。大容量油箱多在侧面设置清洗用窗口，平时用侧板密封。（4）泵的吸油管口所装滤油器，其底面与油箱底面应保持一定距离，其侧面离箱壁应有3倍的管径的距离。回油管口应切成45°斜口。阀的泄漏油管应在液面以上。（5）新油箱的内壁须进行喷丸、酸洗和表面清洗，其内壁可涂一层与工作液相容的塑料薄膜或耐油清漆。　

第五节　压力表及压力表开关 一、压力表压力表用于观测液压系统中某一工作点的油液压力，以便调整系统的工作压力。在液压系统中最常用的是弹簧管式压力表。　　图6－16　弹簧式压力表 1.弹簧弯管　　2.指针　　　3.刻度盘　　 4.杠杆　　　　5.扇形齿轮　6.齿轮

二、压力表开关 压力表开关相当于一个小型转阀式截止阀，它是用来切断和接通压力表与油路的通道的。根据可测压力的点数不㞻，压力表开关有一点、三点、六点等几种。图6－17　压力表开关

第六节　密封装置 一、密封装置的作用防止工作介质的内、外泄漏，以防止灰尘、金属屑等异物侵入液压系统。 • 二、密封装置的要求　 • 1.在一定的压力、温度范围内具有良好的密封性； • 2.有相对运动时，因密封件所引起的摩擦力应尽量小，摩擦系数应尽量稳定； • 3.耐腐蚀、耐磨性好，不易老化，工作寿命长，磨损后可以一定程度自动补偿； • 4.结构简单，装拆方便，成本低廉。

三、密封装置的类型及特点 • 1.间隙密封工作原理：间隙密封是利用相对运动之间微小的间隙起密封作用。一般间隙为0.01 ～0.05mm 。　图6－18　间隙密封　　特点：结构简单，摩擦力小，耐用，但对零件的加工精度要求较高，且难以完全消除泄漏。应用场合：只适用于低压，小直径的快速液压缸。

2.活塞环密封 工作原理：活塞环密封依靠装在活塞环形槽内的弹性金属环紧贴向内壁来实现密封。　特点：适应的压力和温度范围很宽，能自动补偿磨损和温度变化的影响，能在高速工作中工作，摩擦力小，工作可靠，寿命长，但不能完全密封，活塞环的加工复杂，缸筒内表面加工精度要求高。 a 活塞环的安装 b 活塞环　图6－19　活塞环隙密封应用场合：一般用于高压、高速和高温的场合。

3. 密封圈密封 密封圈密封是液压系统中应用最广泛的一种密封，密封圈有O形、Y形、V形及组合形式等数种，其材料为耐油橡胶、尼龙等。（1）O形密封圈密封原理：O 型密封圈装入密封槽后，其截面有一定的压缩变形。在无液压时，靠O形圈的弹性对接触面产生预接触压力P来实现初始密封；当密封腔充入压力油后，在压力的作用下，O形圈被挤向沟槽一侧，密封面上的接触压力上升为P，提高了密封效果。　　特点：结构简单紧凑，摩擦力较其他密封圈小，安装方便，价格便宜，但其寿命短，启动阻力较大。图6－20O形圈密封工作原理应用场合：主要用于静密封和滑动密封。

说明：任何形状的密封圈在安装时必须保证适当的预压缩量，过小不能密封，过大则摩擦力增大，易损坏。因此，安装密封圈的沟槽尺寸和表面精度必须按手册给出的数据严格保证。说明：任何形状的密封圈在安装时必须保证适当的预压缩量，过小不能密封，过大则摩擦力增大，易损坏。因此，安装密封圈的沟槽尺寸和表面精度必须按手册给出的数据严格保证。（2）Y形密封圈密封原理：Y 型圈的密封作用来自它的唇边对耦合面的紧密接触，并在压力油作用下产生较大的接触压力，达到密封目的。当液压力升高时，唇边与耦合面贴得更紧，接触压力更高，密封性能更好。图6－21Y形圈密封工作原理特点：Y 型圈的截面呈Y形，属唇形密封圈。密封性、稳定性和耐压性较好，摩擦阻力小，寿命较长。应用场合：主要用于动密封。

（3）V形密封圈 密封原理：V 形密封装置由压环、V形圈和支承环组成。当工作压力高于10MPa时，可增加V形圈的数量，提高密封效果。安装时，V形圈的开口应面向压力高的一侧。　图6－22V形圈密封装置 1.支承环　　2.V形槽　　3.压环　　特点：密封性能良好，耐高压，寿命长，通过调节压紧力，可获得最佳的密封效果，但V形密封装置的摩擦阻力及结构尺寸较大。应用场合：主要用于活塞及活塞杆的往复运动密封。

第六章 液压辅助元件