第五章液压辅件

  • 时间:2020-11-11 06:00
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  第五章 液压辅件 本章提要: 液压辅助元件有滤油器、蓄能器、管件、密封件、油箱和热交换器等,除油箱通常需要自行设计外, 其余皆为标准件。液压辅助元件和液压元件一样,都是液压系统中不可缺少的组成部分。它们对系统的性 能、效率、温升、噪声和寿命的影响不亚于液压元件本身。通过学习,要求掌握液压辅件的结构原理,熟 知其使用方法及适用场合。 教学内容: 本章介绍了液压传动系统中的辅助元件--滤油器、蓄能器、管件、密封件、油箱和热交换器等工作原 理及结构。 教学重点: 1.油液的污染的防治; 2.密封件密封原理; 3.油箱形式及油箱上的辅件。 教学难点: 1.理解油液的污染; 2.动密封和静密封。 教学方法: 课堂教学为主,充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念,了解辅件的结构及工作原理。 教学要求: 掌握油液的污染的防治和过滤器的原理;了解密封件密封原理;了解管件、管接头、蓄能器、油箱的 功用及基本结构;掌握蓄能器的容积计算。 液压辅件是系统的一个重要组成部分,它包括蓄能器、过滤器、油箱、热交换器、管件、密封装置、 压力表装置等。液压辅件的合理设计和选用在很大程度上影响液压系统的效率、噪声、温升、工作可靠性 等技术性能。 一、蓄能器 (一)蓄能器的功用:蓄能器是液压系统中储存油液压力能的装置。 1、作辅助动力源或紧急动力源 在工作循环不同阶段需要的流量变化很大时,常采用蓄能器和一 个流量较小的泵组成油源。另外当驱动泵的原动机发生故障时,蓄能器可作紧急动力源。 2、保压和补充泄漏 需要较长时间保压而泵卸载时,可利用蓄能器释放储存的压力油,补充系统 泄漏,保持系统压力。 3、吸收冲击和消除压力脉动 在压力冲击处和泵的出口安装蓄能器可吸收压力冲击峰值和压力脉 动,提高系统工作的平稳性。 (二)蓄能器的分类 按产生液体压力的方式分弹簧式、重锤式和充气式。常用充气式,它利用气体的压缩和膨胀储存、释 放压力能。气体和油液要隔开。 充气式蓄能器按隔离方式不同,又分为活塞式和皮囊式。 (三) 蓄能器的安装 气囊式蓄能器应垂直安装,油口向下,以保证气囊的正常收缩。 蓄能器与管路之间应安装截止阀,以便充气检修;蓄能器与泵之间应安装单向阀,防止泵停车或卸载 时,蓄能器的压力油倒流向泵。 安装在管路上的蓄能器必须用支架固定。 吸收冲击和脉动的蓄能器应尽可能安装在振源附近。 二、过滤器 (一)过滤器的功用:滤去油中杂质,维护油液清洁,防止油液污染,保证系统正常工作。 (二)过滤器的分类 1.表面型:网式过滤器(可滤去 d>0.08~0.18mm 颗粒,压力损失不超过 0.01MPa)、线隙式过滤器 (可滤去 d≥0.03~0.1mm 颗粒,压力损失约为 0.07~0.35MPa)。 2.深度型:纸芯式过滤器(可滤去 d ≥ 0.05~0.03mm 颗粒,压力损失约为 0.08~0.4MPa)、烧结式 过滤器(可滤去 d ≥0.01~0.1mm 颗粒,压力损失约为 0.03~0.2MPa)。 3.磁形过滤器:可将油液中对磁性敏感的金属颗粒吸附在上面。常与其它形式滤芯一起制成复合式过 滤器。 (三)过滤器的选用 1.过滤精度应满足系统要求 过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量。不同液压系统对过滤器的过 滤精度要求见推荐表。d≥0.1mm 为粗滤器;d≥0.01mm 为普通滤器;d≥0.005mm 为精滤器;d≥0.001mm 为特精滤器。 2.要有足够的通油能力 通流能力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 系统中的安装位置选取。 3.要有一定的机械强度,不因液压力而破坏。 4.要考虑一些特殊要求,如抗腐蚀、磁性、发讯、不停机更换滤芯等。 5.要清洗更换方便。 (四)过滤器的安装 1.安装在泵的吸油口 用于保护泵,可选择粗滤器,但要求有较大的通流能力,防止产生气穴现象。 2.安装在泵的出口 须选择精滤器,以保护泵以外的元件。要求能承受油路上的工作压力和压力冲击。 3.安装在系统的回油路上 滤去系统生成的污物, 可采用滤芯强度低的过滤器。 为防止过滤器阻塞, 一般要并联安全阀或安装发讯装置。 4.安装在系统的支路上 当泵的流量较大时,为避免选用过大的过滤器,在支路上安装小规格的过 滤器。 5.安装在独立的过滤系统中 通过不断循环,专门滤去油箱中的污物。 安装过滤器应注意:过滤器只能单向使用。 四、油 箱 (一)油箱的功用: 1.储存系统所需的足够油液; 2.散发油液中的热量; 3.逸出溶解在油液中的空气; 4.沉淀油液中的污物; 5.对中小型液压系统,泵装置及一些液压元件还安装在油箱顶板上。 (二) 油箱的结构 总体式结构:利用设备机体空腔作油箱,散热性不好,维修不方便。 分离式结构:布置灵活,维修保养方便。通常用 2.5~5mm 钢板焊接而成。 (三)油箱容积 V 的确定 通常取液压泵每分钟流量 q 的 3~8 倍估算。 低压系统 V =(2~4)q ; 中压系统 V =(5~7)q ; 高压系统 V =(6~12 )q (四)设计油箱时应注意的问题 1.油箱容积主要根据热平衡来确定。 为使系统回油不致溢出油箱, 油面高度不超过油箱高度的 0.8 倍。 2.油箱中应设吸油过滤器,为方便清洗过滤器,油箱结构要考虑拆卸方便。 3.油箱底部应做成适当斜度,并设置放油塞。油箱箱盖上应安装空气滤清器,其通气流量不小与泵流 量的 1.5 倍。大油箱还应在侧面设计清洗窗口。 4.油箱侧壁要安装油位指示计,以指示最高、最低油位。新油箱要做防锈、防凝水处理。 5.吸油管与回油管要用隔板分开,增加油液循环的距离,使油液有足够的时间分离气泡,沉淀杂质。 隔板高度一般取油面高度的 3/4。吸油管距油箱底面距离 H≥2D,距箱壁不小于 3D。回油管应插入油面以 下,为防止回油带入空气,回油管距箱底 h≥2d,且排油口切成 45°,以增大通流面积。泄油管则应在油 面以上。 6.大、中型油箱应设起吊钩或起吊孔。 五、热交换器:系统能量损失转换为热量以后,会使油液温度升高。若长时间油温过高,油液粘度下降, 泄漏增加,密封老化,油液氧化,严重影响系统正常工作。为保证正常工作温度在 20~65℃,需要在系统 中安装冷却器。相反,油温过低,油液粘度过大,设备启动困难,压力损失加大并引起过大的振动。此种 情况下系统应安装加热器,将油液温度升高到适合的温度。 1.冷却器:要求有足够的散热面积,散热效率高,压力损失小。根据冷却介质不同有风冷式、水冷式 和冷媒式三种。 2.加热器:有用热水或蒸气加热和用电加热两种方式。 六、管件:管件是用来连接液压元件、输送液压油液的连接件。它应保证有足够的强度,没有泄漏,密封 性能好,压力损失小,拆装方便。它包括油管和管接头。 常用油管有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择 油管。油管内径 d 的选取应以降低流速减少压力损失为前提;管壁厚δ 不仅与工作压力有关,还与管子材 料有关。 管接头是油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的的连接件。管接头与其他液压元件用国家标准米 制锥螺纹和普通细牙螺纹连接。常用的管接头有扩口式、焊接式、卡套式、橡胶软管接头、快速接头。 七、密封装置 1.密封装置用来防止系统油液的内外泄漏,以及外界灰尘和异物的侵入,保证系统建立必要压力。 2.对密封装置的要求 1)在一定的工作压力和温度范围内具有良好的密封性能; 2)与运动件之间摩擦系数要小; 3)寿命长,不易老化,抗腐蚀能力强; 4)制造容易,维护使用方便,价格低廉。 3.常用的密封有:间隙密封、O 型密封圈、唇型密封(Y 型、Yx 型、V 型)和组合密封装置(组合密 封垫圈、橡塑组合密封装置)。

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