第五章 液压辅件
本章重点 ： 1.掌握蓄能器、过滤器、管件、油箱及密封件的功能
2.了解蓄能器、过滤器、管件、油箱及密封件的类型，做到正确选用
在一套 完善的液压 系统中，油 箱、油管和 过滤器等液 压辅件是必 不可少的， 蓄能器和加 热器、冷却
器能使液压系统更为合理。液压辅件的合理设计与使用对液压系统的性能有很大的影响。
第一 节 蓄能器
液压蓄 能器是能量 存贮装置， 它在适当的 时候把系统 多余的压力 油贮存起来 ，在需要时 又释放出来
供给系统，此外还能缓和液压冲击及吸收压力脉动等。
图 5-1 弹簧式蓄能器
1—壳体 2—弹簧 3—活塞 4—进油腔
一、 蓄能器的种类
按贮存 能量的方式 不同， 蓄能器 有重力式、 弹 簧式和气液 式 。
1. 弹簧式蓄能器
弹簧 式蓄能器是将 液体的压力 能转变成弹 簧的弹性势 能贮存
起来。图 5-1 为 常用的弹簧式蓄 能器结构及 图形符号， 用活塞 3
将液 体腔与弹簧 腔隔开。该 蓄能器结构 简单，容量 小，油压稳 定
性差，用于低压、小流量系统的蓄能和缓冲。
2. 气液式蓄能器
气液 式蓄能器是将 液体压力能 转变成气体 压力能贮存 起来。
按气液 隔离的方式 不同， 分为气 液直接作用 式、 活塞式和 气囊式 。
气液 直接作用式 一般采用乳 化液。该结 构容量大， 反应灵敏， 控
制系统复杂，常用于大型水压机中。
图 5-2 为活塞式蓄能 器及图形符 号，用活 塞 1 将气液分 开，气体经 气门 3 给上腔充压缩空气 ，下腔
通系统 压力油。该 结构简单， 寿命长，但 缸体 2 内部需 精加工，活 塞质量大， 动态响应慢 ，且有微量 的
气液混合。
图 5-3 是 气囊式蓄 能器及图形 符号，采用 耐油橡校制 成的气囊 3 将气、液分 开，气囊固 定在壳体 2
的上部 ，由充气阀 1 给气囊内 充入氮气。 为了保护气 囊不被挤出 油口，在壳 体下端设置 了菌形阀 4。该
蓄能器使气液完全 隔开，重量轻，惯性小，反应灵敏，但工艺性稍差。该蓄能器现已得到广泛的应用。
1
图 5-2 活塞式蓄能器 图 5-3 气囊式蓄能器
1—活塞 2—缸筒 3—气门 1—充气阀 2—壳体 3—气囊 4—菌形阀
二、 蓄能器的主要功用
1. 蓄存能量
2. 缓和液压冲击及吸收压力脉动
三、 蓄能器的容量计算
1. 工作容积 Vw 计算
在液压 系统的一个 工作循环中 ，液压泵的 最大流量应 略大于一个 工作循环中 的平均值， 各阶段超过
液压泵 的流量部分 由蓄能器提 供。蓄能器 的工作容积 是一个工作 循环中需连 续释放的液 体最大体 积 V 。
2. 总容积的计算
气液式蓄能器的工作原理，符合气体定律，即
（ 5-1）
式中 p
0
—
—— 充气体积；
p
1
—— 系统允许的最低工作压力；
积 ；
作 压 力 ；
时 的 气 体 容 积 ；
－
（ 5-2）
将式（ 5-1）代入式（ 5-2）
w
— 工作前充气压力；
coVpVpV
221100
0
V
1
V —— 最 低 工 作 压 力 时 的 气 体 容
p
2
—— 系 统 允 许 最 高 工
2
V —— 最 高 工 作 压 力
n—— 指数，气体压缩和释放缓慢时按等温过程 n=1；压缩和释放较快时按绝热过程 n=1.4。
显然，蓄能器的工作容积为
w
V =
1
V
2
V
斜 或 水 平 安 装
，整理得
w
V =V
?
?
n
np
1
1
()
1
(
0 ?
?
?
?
?
n
pp
1
2
1
1
0
)
（ 4 蓄 止 阀 ， 便 于 充 气 、 维
（ 5-3）
蓄能器的总容积
?
?
?
=
nn
np
VV
0
0
)()(
1
?
?
w
11
1
11
?
?
?
pp
21
（ 5-4）
为 了 保 泄 漏 ， 一 般 取 p
0
=（ 0.8~0.85） p
1
。
四、
（ 安装， 油口向下， 以减小皮囊与壳 体的磨损 ， 但空间受限 制时也可倾
。
（ 2）蓄能器必须用支承板和支架（夹紧板）可靠固定。
（ 般 不 要超过最低 压力的三倍 ， 否则迅速压 缩时气体温 升很高 ，
导致皮囊严重变形。
） 能 器 与 管 路 系统之间应 安 装 截 修 。 它与泵之间应 安装单向阀， 防止蓄 能
器中油液在泵不工作时向泵倒流。
nstp
nnn
===
证 蓄 能 器 压 力 在 p
1
仍 能 够 补 偿 系 统
蓄 能 器 的 安 装 与 使 用
1） 皮 囊式蓄能器 一 般 须 垂 直
3） 用于短期大量 供油时， 最 高 压 力 一
2
第二 节 过滤器
一、 过滤器的作用及过滤精度
过滤 就是从油液 中分离出非 溶性固体微 粒
的过 程。在液压 系统中一般 采用过滤器 和
过 滤
有 75%
以 上
质 中
的结合面、加速液压元件的磨损、堵塞节流小孔、甚至使液压滑阀卡死。
除 器能滤出 直 径大于 100μm 的 杂质普 通过滤器 滤 出杂质直径为
10~100μm；精密过滤器滤出杂质直径为 5~10μm；特精过滤器为 1~5μm。
图 5-4 为 以 下 介 绍 的 过 滤 器 的 图 形 符
二、 过滤器的类型及性能
2
按滤芯的过滤机理，可分为表面型过滤器、深度型过滤器和磁性过滤器。
1. 表面型过滤器
该类型过滤器有网式、缝隙式和片式等。
网式过 滤器是将铜 丝网包在周 围开有窗孔 的塑料或金 属筒形骨架 上，多为无 壳体结构， 安装在液压
过滤 是控制污染 最有效的方 法之一，
装 置 进 行 过 滤 。
有资料 显示， 液压系统的故障
是由于油液 污染造成的 。混在工作 介
的颗粒污染 物会划伤液 压元件运动 副
过滤精 度是过滤器 的重要性能 指标，是指 过滤器对各 种不同尺寸 不溶性硬质 粒子的滤除 能力。按滤
杂 质 颗 粒 大小不同 分 类，粗过 滤
号 。
过滤器 的结 构大同 小异 ，主要 有 滤 芯和壳 体， 油液从 滤芯 外部流 入， 穿过滤 芯从 内部流 出， 滤芯 起
过滤作 用。图 5-5 是 带有压差 发讯装置的 纸质过滤器 ，发讯装置 原理见图 5-6。 p
1
为滤 芯上游压力， p
是 滤 平衡，压差 变大时，活 塞带动永久 磁铁 4 右移， 干
醒 操 作 人 员 及 时 维 修 。
芯 下游压力， 该压力差作 用在活 塞 2 上与弹簧力
簧管 5 受 磁 铁 作 用 吸 合 ， 接 通 报 警 电 路 ， 提
图 5-5 纸芯过滤器
1—压差发讯装置 2—滤芯外层
3—滤芯内层 4—壳体 5—支承弹簧
图 5-6 压差发讯装置
1—接线柱 2—活塞 3—永久磁铁
4— 弹簧 5—干簧管
(a) (b) (c)
图 5-4 过滤器的图形符号
(a) 一般符号 (b) 带磁性过滤器 (c) 带污染指示过滤器
3
泵 吸
2. 深度型过滤器
深度型 过滤器的滤 芯为多孔可 透性材料。 这种过滤器 过滤效果好 ，但清冼困 难，有不锈 钢烧结纤维
毡，烧结金属和陶瓷，纸类和纤维毡类等。
图 5-5
为纸芯过滤 器，采用酚 醛树脂或木 桨微孔滤纸 作滤芯，油 液经过滤芯 时，通过滤 纸的微孔滤
去固体颗粒 。为增大过 滤面积，纸 芯常制成折 叠形。它的 过滤精度为 5~30μm，多用于精过滤 ，堵塞后
很难清洗，滤芯需经常更换。
图 5-8 为 烧结式过滤 器， 由颗粒 状锡青铜粉 压制后烧结 而成， 过 滤精度为 10~100μm， 制 造简单， 强
塞 后 不 易 清 冼 。
适 用 。
三、 过滤器的选用与安装
、额定流量 和额定压力 。一般按系 统的类型与 压力选择，
当 系
个 问 题 ：
1. 滤孔尺寸
2. 通过能力
3. 耐压
过滤器有以下几种安装位置：
⒈ 安装在泵的吸油口
⒉ 泵的出口或精密液压元件前
⒊ 安装在回油路
⒋ 单独过滤系统
过滤器使用时应注意以下几点：
油 口 。 结 构 简 单 ， 清 洗 方 便 ， 通 油 能 力 大 ， 过 滤 精 度 低 。
图 5-7 为线隙式过 滤器， 3 是 壳体，滤芯是 用每隔一定 距离压扁的 铜 线 或 铝 线 2 密绕在筒 形芯架 1
的外圆上， 利用线间缝 隙进行过滤 。过滤精度 为 30~100μm。该过滤器 结构简单， 通油能力大 ，滤芯材
料强度低，不易清洗，常用于低压系统或泵吸油口。
图 5-7 线隙式过滤器 图 5-8 烧结式过滤器
1—筒形芯架 2—铝线 3—壳体 1—端盖 2—壳体 3—滤芯
度 高 ， 耐 冲 击 ， 抗 腐 蚀 。 金 属 颗 粒 有 时 脱 落 ， 堵
金属纤 维烧结毡是 由长 15~20mm、 丝径为 4~20μm的不锈 钢纤维烧结 而成。 它的过 滤精度 为 2~30μm，
强度好，耐腐蚀，抗冲击，目前在世界各国得到广泛应用。
3. 磁 性 过 滤 器
磁性过 滤器是采用 永磁性材料 ，将油液中 的铁质微粒 不断吸附到 上面。它常 与其它型式 的滤芯一起
制 成 复 合 式 过 滤 器 ， 对 加 工 钢 铁 件 的 机 床 液 压 系 统 特 别
过滤器 的主要参数 为过滤精度 、 压 力 损 失
统 压 力 小 于 14MPa 时，过 滤精度为 25μm； 压力为 14~32MPa 时，过滤精度 小于 25μm； 压力大于
32MPa 时，过滤精度小于 10μm；液压伺服系统过滤精度小于 5μm。
选 择 过 滤 器 时 应 考 虑 以 下 三
4
（ 1） 按规定液流方向安装，否则会冲坏滤芯，造成系统污染。
（ 2） 当过滤器的压差指示（发讯）装置发出信号时，应及时清洗或更换滤芯。
（ 3） 清洗或更换滤芯时，要防止外界污染物侵入液压系统。
（ 4） 金属编 织方 孔滤芯 可用 刷子在 汽油 中刷洗 ；烧 结类滤 芯可 用超声 波清 洗或液 流反 向冲洗 ；纸 质
滤芯及化纤滤芯只能在清洗液中刷洗。
第三节 管 件
一、 油管的种类与选用
1. 油 管 的 种 类
在 力 和 工作环境选
择。
无缝钢管能承受高压，价格低廉，但装配时弯曲困难，常用于中、高压系统中。
铜管不易生锈，易弯曲，但价格昂贵，耐压较低，抗振能力差。
橡胶软管常用在执行元件同油管一起运动的场合或很难装配之处。
低压胶 管是以麻线 或棉织品为 骨架；高压 胶管以钢丝 编织品或钢 丝缠绕体为 骨架，按承 受压力不同
分别有 一层，二层 或三层钢丝 骨架。橡胶 软管价格高 ，易老化。 尼龙管加热 后可随意弯 曲成型、扩 口，
冷却后保持形状不变，视材质不同，承压能力为 0.5~0.8MPa，目前仅用于低压系统。
塑料管价格便宜，装配方便，耐压低，易老化，一般只作回油管和泄油管。
油管管径一般按使用液压元件的接口选取，然后进行流量和压力校核。
拆式 元件。要求 连接可靠， 拆装方便， 密封
性好 有 卡 套 式、扩口式 和焊
接式 ，还有软管 接头和快速 接头等。管 接头
按通路数分直通、直角通、三通、四通等。
图 （ a）为焊接式管接头。
图 （ b）为卡套式管接头。
图 （ ）为扩口式管接头。
图 （ d）为橡胶软管接头
选 用
根据使用压力和流量大小确定。
箱 和 热 交 换 器
一、 油箱
油箱是 液压系统中 用来贮存油 液、散发系 统工作中产 生的热量、 沉淀油中固 体杂质，逸 出油中气泡
的容器。按液面是否与大气相通，分为开式油箱和闭式油箱。
液 压 系统中，常 用的油管有 钢管、铜管 、尼龙管、 橡胶管和塑 料管等。主 要 按 压
2. 油管的选用
图 5-10 管接头
(a)焊接式 (b)卡套式 (c) 扩口式 (d)橡胶软
(a
(b
(c
(d
二、 管接头
管接 头是连接液 压元件与油 管 之 间 的 可
。常用的管 接 头
5-10
5-10
5-10 c
5-10
一般 软管与接头 集成供应。 软 管 的
第四 节 油
5
开式油箱的液面与大气相通，在液压系统中广泛应用；
闭式油箱液面与大气隔离，有隔离式和充气式，用于水下设备或气压不稳定的高空设备中。
油箱按 布置方式分 为总体式和 分离式。总 体式是利用 机械设备的 机体空腔作 为油箱，结 构紧凑，体
积小， 维修不便， 油液发热， 液压系统振 动影响设备 精度。分离 式油箱是独 立结构，广 泛用于精密 机床
等 设
1）要有足够的容积。
质 、 析 出 气 泡 。
空 气 滤 清 器 与 大 气 相 通 。
损 失，损失的
能 量 度 应 在 15~65℃之间 。
精密设备要求油温变化小，必要时应安装加热器或冷却器。
1.
加热器 有用热水或 蒸汽加热， 也有采用电 加热的。电 加热器使用 方便，易于 自动控制温 度，应用较
广泛 时 ， 发热部分应 全部浸入流
以免周 围油液过度 受热变质。 加 热器的开关
2. 冷却器
冷却器 有风冷式、 水冷式和冷 冻式三种。
密机床等设备上；水冷式是一般液压系统常用的冷却方式。
第五
可分为动
和接触式密封，非接触式密封主要指间隙密封，接触式密封指线密封和密封件密封。
形密封圈、
、 O 形密封圈、 Y 形密封圈、 V 形密封圈
备 上 。
对油箱的要求是：
（
（ 2）排油管和吸油管应相隔较远，中间设隔板，增加油液流动距离，便于沉淀 杂
（ 3） 为 了 防 止 空 气 中 及 外 界 杂 质 进 入 油 箱 ， 油 箱 应 可 靠 密 封 ， 用
二、 热交换器
液压系 统在工作时 存在能量损 失，如溢流 阀溢流及节 流阀节流时 都将产生较 大 的 能 量
大 多转变成热 能使油温升 高， 影响液压 系统的正常 工作。 一般油 箱正常工作 温
加热器
。 加 热 器 安 装 动的油液中 ， 便于热量交 换。 单个加热 器的功率不 能太大 ，
应与设备开 关串联， 防止 未开动设备 时加热器工 作发生火灾 ；
当油液没有完全包围加热器的加热元件，或没有足够的油液进行循环时，加热器不能工作。
风冷式常用 在行走设备 上；冷冻式 需制冷设备 ，常用于精
节 密封件
密封和静密 封两大类 ， 按其工作原 理可分为非 接触式密封
Y 形密封圈、 V 形 密 封 圈 、 防
密封按 耦合面间有 无相对运动 ，
液压系统中常用的密封件有 O 尘 圈 等 。
一
(a) (b)
图 5-16 O形密封圈的密封原理
图 5-17 挡圈的设置
6
7
(a) (b)
图 5-18 静密封 O 形圈的安装
图 5-19 宽端面 Y 形密封圈
(a)Y 形密封圈一般安装 (b)Y形密封圈带支承环安装
(a) (b) (c)
图 5-20 窄端面 Y 形密封圈
(a) 等高唇通用型 (b) 轴用型 )孔
1）密封的性质，是动密封，还是静密封；是平面密封，还是环行间隙密封。
几点：
轴的外 封圈
（ 3）安 装密封圈 时，为安装 方便不致切 坏密封圈， 应在所通过 的部位，如 缸筒和活塞 杆的端部，
加工 15° ~30°的倒角，倒角应有足够的长度。
（ 4）为防止 O 形 密封圈被挤入 间隙而损坏 ，可在密封 圈的低压侧 设置由聚四 氟乙烯或尼 龙制成的
挡圈 。 如 图 5-17 所示 。 唇形（ Y、 V 形）密封圈仅起单向 密封作用 ， 若需双向密 封， 则需两 个密封圈背
对背安 装，且唇口 对着高压一 侧。当压力 变化较大， 相对速度较 高时，为避 免翻转，要 使用支承环 以固
定密封圈。如图 5-19 所示。
（ 5）注意密封圈的清洁，防止安装时带入铁屑、尘土、棉纱等杂物。
(c 用 型
(b) (a)
图 5-21 V形密封圈
1—支承环 2—密封环 3—压环
二 、 密 封 圈 的 使 用 注 意 事 项
密封件在选用时必须考虑以下因素：
（
（ 2）动 密封是否 要求静、动 摩擦系数要 小，运动是 否平稳，同 时考虑相对 运动耦合面 之间的运动
速度、介质工作压力等因素。
3）工作介质的种类和温度对密封件材质的要求，同时考虑制造和拆装是否方便。
据 以 上选用原则 ，合理选用 密封圈的形 式和材质后 ，为保证可 靠密封，使 用密封圈时 应注意以下
1）当 密封圈用 于圆柱环行 间隙密封时 ，若密封圈 的安装沟槽 开在轴上， 取密封圈的 公称外径与
径相等；若 密封圈的安 装沟槽开在 轴的偶合件 上，取密封 圈的公称内 径与轴的外 径相等；密
的安装沟槽的型式、尺寸及加工精度可参阅有关手册。
2） 当 可 切 口 （ 45° ） 安 装，但多 互 相 错 开，以免
影响密封效果。
（
根
（
V 形圈不能 从轴向装入 时 ， 个 V 形圈的切 口 应（
图 5-22 防尘圈
— 金 属 环
图 5-23 组合密封垫圈
1— 橡 胶 环 2
(a) (b)
图 5-24 组合式密封装置
(a) 孔用密封 (b) 轴用密封
1— O 形圈 2—滑环 3—支承环 4—被密封件
三 、 其它密封装置
除以上密封件以外，还有其它密封装置，如防尘圈、油封、组合式密封等。
8
