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第一节 滤油器 第二节 蓄能器 第三节 油箱及热交换器 第四节 其他辅件

第五章 液压辅件. 第一节 滤油器 第二节 蓄能器 第三节 油箱及热交换器 第四节 其他辅件. 第一节 滤油器. 一、滤油器的作用和过滤精度. 1、液压系统的油液中的各种污染物:. 外部污染物:切屑、锈垢、橡胶颗粒、 漆片、棉丝. 内部污染物:零件磨损的脱落物、 油液因理化作用的生成物. 2、过滤精度和过滤比.

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第一节 滤油器 第二节 蓄能器 第三节 油箱及热交换器 第四节 其他辅件

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  1. 第五章 液压辅件 第一节 滤油器 第二节 蓄能器 第三节 油箱及热交换器 第四节 其他辅件

  2. 第一节 滤油器 一、滤油器的作用和过滤精度 1、液压系统的油液中的各种污染物: 外部污染物:切屑、锈垢、橡胶颗粒、 漆片、棉丝 内部污染物:零件磨损的脱落物、 油液因理化作用的生成物

  3. 2、过滤精度和过滤比 • 滤油器的过滤精度通常用能被过滤掉的杂质颗粒的公称尺寸(m)大小来表示。一般要求系统过滤精度小于运动副间隙的一半。此外,压力越高,对过滤精度要求就越高。 • 近年来,人们用另一个指标:过滤比x。 • x= 滤油器入口尺寸大小x (m)颗粒数 • 滤油器出口处尺寸大小x (m)的颗粒数 可见,x表示了滤油器过滤污染物的能力。

  4. 二、滤油器的典型结构 滤油器的种类很多,主要类型有: 网式滤油器; 线隙式滤油器; 片式滤油器; 纸芯式滤油器; 烧结式滤油器; 机械式滤油器 磁性滤油器 机械式滤油器主要靠过滤介质阻挡杂质;磁性滤油器则靠过滤介质的磁性吸出油液中的铁末。

  5. 1. 网式滤油器 网式滤油器结构如图。这种滤油器的过滤精度与铜丝网的网孔 大小和层数有关。图 示结构实际上只是一 个滤芯。网式滤油器 的优点是通油能力大 压力损失小,容易清 洗,但过滤精度不高 主要用于泵吸油口。

  6. 2. 线隙式滤油器 线隙式滤油器结构如图所示。其滤芯采用绕在骨架上的铜丝来 替代上图中的铜丝网。 过滤精度决定于铜丝 间的间隙,故称为线 隙式滤油器。它常用 于液压系统的压力管 及内燃机的燃油过滤 系统。

  7. 3. 纸芯式滤油器 纸芯式滤油器是以处理过的滤纸做过滤材料。为了增加过滤面积,纸芯上的纸呈波纹状。纸芯式滤油器性能可靠,是液压系统中广泛采用的一种滤油器。 但纸芯强度较低, 且堵塞后无法清理, 所以必须经常更换 纸芯。

  8. 滤油器纸芯外形

  9. 4. 烧结式滤油器 烧结式滤油器结构如图所示,滤芯是用颗粒状青铜粉压制烧结而 成,属于深度型滤油器。 烧结式滤芯强度较高, 耐高温,性能稳定,抗 腐蚀性能好,过滤精度 高,是一种常用的精密 滤芯。但其颗粒容易脱 落,堵塞不易清洗。

  10. 三、滤油器的选用 选用滤油器时应考虑以下三个问题: 1.滤孔尺寸 滤芯的滤孔尺寸可根据过滤精度或过滤比的要求来选取。 2.通过能力 滤芯应有足够的通流面积。通过的流量愈高,则要求通流面积愈大。一般可按要求通过的流量,由样本选用相应的规格的滤芯。 3.耐压 包括滤芯的耐压以及壳体的耐压。这主要靠设计时的滤芯有足够的通流面积,使滤芯上的压降足够小,以避免滤芯被破坏。当滤芯堵塞时,压降便增加,故要在滤油器上装置安全阀或发讯装置报警。必须注意滤芯的耐压与滤油器的使用压力是两回事。当提高使用压力时,只需考虑壳体(以及相应的密封装置)是否能承受,而与滤芯的耐压无关。

  11. 四、滤油器的安装位置 1、滤油器安装于液压泵吸油口。 可避免大颗粒的杂质进入液压泵,一般采用过滤精度较低的网式滤油器。 2、滤油器安装于液压泵压油口。 可用以保护除液压泵以外的其它液压元件。要求滤油器能耐高压。 3、滤油器安装于回油管路。 使油箱中的油液得到净化。此种滤油器壳体的耐压性能可较低。 4、滤油器安装在旁油路上。 可使管路中大的油液不断净化,使油液的污染程度得到控制。 5、独立的过滤系统。 它的作用也是不断净化系统中的油液,与将滤油器安装在旁路上的情况相似。它需要增加设备(泵),适用于大型机械的液压系统。

  12. 第二节 蓄能器 一、蓄能器的类型 1. 重锤式蓄能器 重锤式蓄能器原理见右图。它利用重锤的位置变化来储存和释 放能量。重锤1作用于 油液,油液压力决定 于弹簧的预紧力和活 塞面积。这种蓄能器 目前已很少采用,只 有在个别的低压系统 中还能见到。

  13. 2. 弹簧式蓄能器 弹簧式蓄能器的原理和结构如图所示:

  14. 3.充气式蓄能器 充气式蓄能器利用压缩气体储存能量。 (1)气瓶式蓄能器 这是一种直接式接触式蓄能器。其结构如图。它是一个下半部盛油液,上半部充压缩气体的气瓶。这种蓄能器容量大,体积小,惯性小,反应灵敏。但是气体容易混入油液中,使油液的可压缩性增加,并且耗气量大,必须经常补气。

  15. (2)活塞式蓄能器 这是一种隔离式蓄能器。其机构如图。它利用活塞使气油液隔 离,以减少气体渗入 油液的可能性。其容 量大,常用于中、 高 压系统,但正逐渐被 性能更完善的气囊式 蓄能器所代替。

  16. (3)气囊式蓄能器 气囊式蓄能器也是一种隔离式蓄能器。其结构如图。外壳2为两端成球形 的圆柱体,壳体内有一个用耐 油橡胶制成的气囊3。气囊出口 上设充气阀1,充气阀只在为气 囊充气时才打开,平时关闭。这 种蓄能器中气体和液体完全隔离 开,而且蓄能器的重量轻,惯性 小,反应灵敏,是当前最广泛应 用的一种蓄能器。

  17. 二、蓄能器的功用 蓄能器在液压系统中的功用主要有以下几方面: 1.短期大量供油 2.系统保压 3.应急能源 4.缓和冲击压力 5.吸收脉动压力 前三者属辅助能源,后二者属减少压力冲击,改善性能的辅助装置。

  18. 使用蓄能器时应注意以下几点: • 气瓶式蓄能器需要垂直安装,气体在上部,油液处于下部,以避免气体随液体一起排出。 • 装在管路上的蓄能器必须用支承架固定。 • 蓄能器与管路系统之间应安装截至阀,以便在系统长期停止工作以及充气和检修时,将蓄能器与主油路切断。蓄能器与液压泵之间还应安装单向阀,以防止液压泵停转时蓄能器内的压力油倒流。

  19. 三、充气式蓄能器的选用 • 液压泵流量的计算 在一个工作循环内各阶段所需流量如图,液压泵的流量Qp为: Qp=Qiti/T Qi-第i 阶段所需流量; ti-第i 阶段持续的时 间; T-一个循环的总时间; n-一个循环的总阶段 数。 n i=1

  20. 2. 蓄能器工作容积Vw的计算 • 这里Vw指的是蓄能器所能储存油液的最大容积。在工作循环中,当所需流量大于泵流量时,蓄能器释放能量;而当所需流量小于泵的流量时,蓄能器储存能量。在各个工作阶段,蓄能器释放的油量为: • Vi=(Qp-Qi)  ti • ti为负值时,表示释放压力油; ti为正值时表示储存压力油。显然, Vw至少应等于Vi中的最大值。极限情况下:Vw =(1/2) | V’i | n i=1

  21. 3. 蓄能器总容积V0的计算 气囊式蓄能器在使用前先充气,压缩气体使气囊占有了蓄能器的全部容积,此时气囊中气体的体积为V0,绝对压力为P0;在工作状态下,压力油进入蓄能器,使气囊受压缩,此时压力为P2,体积为V2;压力油释放后,气体压力降为P1,体积膨胀为V1。一般,P1>P0 。 由气体定律: P0V0n=P1V1n=P2V2n 从而有: Vw =V0P01/n[(1/P1)1/n] 式中: n-指数。

  22. 第三节 油箱及热交换器 一、油箱 油箱用以储存油液,以保证供给液压液压系统充分的工作油液,同时还具有散热,使渗 入油液中的污物沉淀等作用。油箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱中的油液的液面与大气相通,而闭式油箱中油液的液面与大气隔绝。开式油箱又分为整体式和分离式。所谓整体式是指利用主机的底座等作为油箱。而分离式油箱则与三机分离并与泵组成一个独立的供油单元(泵站)。

  23. 进行油箱设计时,应注意以下几点: • 1. 应考虑清洗,换油方便。 • 2. 油箱应有足够的容量。 • 3. 吸油管及回油管应隔开,最好用一个或几个隔板隔开,以增加油液循环距离,使油液有充分时间沉淀污物,排出气泡和冷却。 • 吸油管距离箱底距离H 2D,距离壁大于3D(D为吸油管外径)。 • 油箱一般用2.5~4mm的钢板焊成,尺寸高大的油箱要加焊角铁和筋板,以增加刚性。 • 要防止油液渗漏和污染。 • 油箱应便于安装、吊装和维修。

  24. 二、热交换器 1、冷却器 液压系统中的功率损失几乎全部变成能量,使油液温度升高。 要是散热面积不够,则需要采用冷却器,使油液的平衡温度降低到合适的范围内。按冷却介质分,冷却器可分为风冷、水冷、和氨冷等多种形式。一般液压系统中主要采用前两种。 水冷却器有蛇形管式、多管式和翅片式等。风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组成。冷却器安装在回油管,避免受高压。

  25. 图为冷却器外形及安装位置

  26. 2. 加热器 液压系统中油液的加热一般用电加热器,加热方式见下图。由于直接和加热器接触的油液温度可能很高,会加速油液老化,所以这种电加热器应慎用。

  27. 第四节 其它辅件 一、管道 液压系统中使用的管道分为硬管和软管两类。硬管有无缝钢管、有缝钢管和铜管等;软管则有橡胶管和尼龙管等。油管的内径d按下式计算: d=2.(Q/2)1/2 式中 : Q-通过油管的流量; V-管道中允许的流速。 压油管壁厚计算式如下: pd/2() 式中 : P-油管工作压力; ()-油管材料许用压力。

  28. 根据计算所得油管的直径和壁厚,对照标准,选用相近的规格。 • 在配置液压系统管道时还应注意以下几点: • 尽管缩短管路,避免过多的交叉迂回; • 2. 弯硬管时在使用弯管器,弯曲部分保持圆滑,防止皱折。 • 3. 金属管随意接时要留有胀缩余地。 • 4. 随意接软管时要防止软管受拉或受扭。

  29. 二、管接头 管接头是油管与油管、油管与液压元件的可拆装的连接件。它应该满足拆装方便,连接牢固,密封可靠,外尺寸小,通油能大,压力损失小以及工艺性好等要求。管接头的种类很多,按接管接头的通路数量和流向可分为直通、弯管、三通、和四通等;而按管接头和油管的连接方式不同又可分为扩口式焊接式、卡套式等。

  30. 三、压力表 液压系统各工作点的压力可通过压力表观测,以便调整和控制。最常用的压力表是弹簧弯管式压力表。压力表的精度等级以其误差占量程的百分数来表示。选用压力表时系统最高压力约为量程的3/4比较合理。为防止压力冲击损坏压力表,常在通至压力表的通道上设置阻尼器(见图)。

  31. 图为压力表实物

  32. 四、压力表开关 压力油路与压力表之间往往装有一压力表开关。见下图。它实际上是一个小型截止阀,用于切断与接通压力表和油路的通道。压力表开关有一点、 三点、六点等。

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