第六章 辅助装置
目的任务
重点难点
提问作业
目的任务
了解辅助元件的分类、结构
掌握辅助元件功用、原理、符号
重点难点
功用
符号
提问作业
6—— 1,2
第六章 辅助装置
功用
分类
辅助装置功用
创造必要条件,保证液压系统可靠、
稳定、持久地工作。
辅助装置 分类
蓄能器、滤油器、油箱、压力计、
压力计开关、热交换器等
第六章 辅助装置
6,1 蓄能器
6,2 过滤器(滤油器)
6,3 油箱
6,4 热交换器
6,5 密封装置
6,6 油管与管接头
6,1 蓄能器
6,1,1 蓄能器的功用
6,1,2 蓄能器的类型及特点
6,1,3 蓄能器容量计算
6,1,1 蓄能器的功用
功用:储存能量,必要时释放。
一、短时间内大量供油
(协助泵供油、作应急动力源)
二、吸收液压冲击和压力脉动
三、维持系统压力 (保压补漏)
6,1,2 蓄能器的类型及特点
重锤式
按结构形式 < 弹簧式
非隔离式
*充气式 < 活塞式
*隔离式 < 气囊式
隔膜式
重锤式蓄能器
结构
工作原理
性能特点
重锤式蓄能器 结构
重锤式蓄能器工作原理
重物势能 < 油压 储油
重物势能 > 油压 释放能量
重锤式蓄能器性能特点
结构简单,容量大,压力稳定,但结构
尺寸大而笨重,运动惯性大,反应不灵
敏,易漏油,有摩擦损失。常用于蓄能。
2 弹簧式蓄能器
结构
工作原理
性能特点
弹簧式蓄能器结构
动画演示
弹簧式蓄能器工作原理
弹簧能量 < 油压 储油
弹簧能量 > 油压 释放能量
弹簧式蓄能器性能特点
结构简单,反应尚还灵敏,但容量小,易内泄并
有压力损失,不适于高压和高频动作的场合。
一般可用于小容量、低压系统,用作蓄能和缓冲
3 充气式蓄能器
( 1) 气瓶式蓄能器
(直接接触式蓄能器)
(2) 活塞式蓄能器
(3) 气囊式蓄能器
气瓶式蓄能器
结构
工作原理
性能特点
气瓶式蓄能器结构
动画演示
气瓶式蓄能器 工作原理
气压 < 油压 储油
气压 > 油压 释放能量
气瓶式蓄能器性能特点
容量大,但由于气体混入油液中,
影响系统工作的平稳性,而且耗
气量大,需经常补气,仅适用于
中、低压大流量系统。
活塞式蓄能器
结构
工作原理
性能特点
活塞式蓄能器结构
动画演示
活塞式蓄能器工作原理
气压 < 油压 储油
气压 > 油压 释放能量
活塞式蓄能器性能特点
结构简单,工作可靠,安装容易,维
修方便,寿命长,但因有摩擦,反应
不灵敏,容量较小。一般用于蓄能
气囊式蓄能器
结构
工作原理
性能特点
气囊式蓄能器 结构
动画演示
气囊式蓄能器工作原理
气压 < 油压 储油
气压 > 油压 释放能量
气囊式蓄能器性能特点
重量轻、尺寸小、安装容易、维
护方便、惯性小、反应灵敏,但
气囊制造困难。既可用于蓄能、
又可用于缓和冲击、吸收脉动
6,1,3 蓄能器容量计算
容量是选用蓄能器的依据,其计算视
用途而异,现以气囊式为例加以说明
作蓄能使用时蓄能器容量的计算
∵ 蓄能器存储和释放的压力油容量和气
囊中气体体积的变化量相等,而气体
状态变化应符合玻义耳气体定律
∴ p0V0n = p1V1n = p2V2n
△ V=V2-V1
V0 = △ V (p2/p0)1/n /[1-(p2/p0)1/n]
一般取 p0 = ( 0,8∽ 0,85) p2
吸收冲击时蓄能器的容量计算
V0 = 0,004qp2(0.0164L-t)/( p2-p1)
吸收压力脉动时蓄能器的容量计算
V0 = Vi/0,6k
6,1,4 蓄能器的使用和安装
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。
6,2 过滤器(滤油器)
功用:滤除油中杂质,保持油液清洁
6,2,1 对过滤器的要求
( 1) 过滤精度要高
( 2) 通流能力要大
( 3) 强度要高
( 4) 易于清洗和更换,便于拆装与维护
6,2,2 过滤器的类型及特点
按滤芯材料和结构形式:
网式, 线隙式, 纸芯式,
烧结式 和 磁性过滤器 等
网式过滤器
特征
性能特点
网式过滤器特征
用金属网包在支架上而成。一
般装在系统中泵入口处做粗滤,
过滤精度为 80— 180μm。
网式过滤器性能特点
结构简单,清洗方便,通流能
力大,压降小,但过滤精度低
线隙式过滤器
特征
性能特点
动画演示
线隙式过滤器特征
特形金属线缠绕在筒形芯架上,
制成滤芯,利用线间间隙过滤
杂质。过滤精度为 30-100μm
线隙式过滤器性能特点
结构简单,过滤精度较高,
通流能力大,但不易清洗,
一般用于低压回路或辅助回路
金属烧结式过滤器
特征
性能特点
动画演示
金属烧结式过滤器特征
由颗粒状锡青铜粉末压制后烧结而
成,利用颗粒之间的微小间隙过滤。
金属烧结式过滤器性能特点
强度高,抗冲击性能好,抗腐蚀
性好,耐高 温,过滤精度高,制
造简单,但易堵塞,难 清洗,颗
粒会脱落,一般用于精密过滤。
纸质过滤器
特征
性能特点
动画演示
纸质过滤器特征
用微孔过滤纸折迭成星状绕在骨架
上形成,利用滤纸的微孔过滤。
纸质过滤器性能特点
结构紧凑,重量轻,过滤精度高,
但通流能小,强度低,易堵塞,无
法清洗,需经常更换滤芯,特别适
用于精滤。又因为滤芯能承受的压
力差较小,为了保证过滤器正常工
作,不致因污染物逐渐聚积在滤芯
引起压差增大,而压破纸芯,过滤
器顶部通常装有污染指示器。
磁性过滤器
工作原理
利用磁铁吸附油液中的铁质微粒
6,2,3 过滤器的安装
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
过滤器安装 注意
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。
6,3 油箱
功 用
储存油液、散发热量、
沉淀杂质、逸出空气
6,3,1 油箱的结构
整体式
*开式 <
结构 < *分离式
闭式
6,3,2 油箱的设计
一,油箱容积计算
二,油箱结构设计
一,油箱容积计算
1 经验估算法
2 热平衡计算法
经验估算法
公式,V = Kqn
低压 2—— 4 min
k < 中压 5—— 7 min
高压 6—— 12 min
热平衡计算法 — F大,长期连工作系统用
功率损失,△ P = P( 1-η)
散热量,QR = kA△ t
油箱散热面积,A = QR/k△ t
=△ P/k△ t
= P( 1-η) /k△ t
当油箱长、宽、高之比为 1,1,1
或 1,2,3时,A = 0,065√V2
二,油箱结构设计
1 吸、回和泄油管的设置 ——
吸、回油管尽可能远
2 吸油口装粗过滤器
3 防污密封
4 设置放油阀与液位计
5 清洗窗的设置
6 油温控制
6,4 热交换器
功用
分类
热交换器功用
保证系统在正常工作温度
( 30— 500c)下工作
热交换器 分类
冷却器 (散热器),加热器
6,4,1 冷却器
分 类
*风冷
按冷却介质 < *水冷
氨冷
水冷式冷却器
结构
特点
安装方式
水冷式冷却器结构
蛇形管式
多管式
翅片管式
动画演示
水冷式冷却器特点
蛇形管式冷却器效果较差,耗水量大,转
费用高,但结构简单。
多管式冷却器效果好,但结构复杂。
翅片管式冷却器效果更好,但结构更复杂。
水冷式冷却器安装方式
应安装在系统回油路

溢流阀溢流油路上
风冷式冷却器
组成
特点
分类
使用注意事项
风冷式冷却器组成
油散热器 +风扇
也可用汽车上的散热器代替
风冷式冷却器特点
结构简单,缺水或不便用水
处皆可冷却但冷却效果较差。
6,4,2 加热器
蛇形管式
分类 <
*电加热式
电加热器使用注意事项
1)水平安装于油箱侧面
2)加热部分全部侵入油内
3)功率不宜过高,以使油液老化,
可在不同部位多装几个加热器。
6,5 密封装置
功用
要求
常见的密封形式
密封装置功用
防止液压油的泄漏 。
对密封装置的要求
密封性
良好的 < 耐磨性
经济性
常见密封形式
( 1) 间隙密封
( 2) 密封 圈密封
间隙密封
密封原理
平衡槽作用
特点应用
间隙密封密封原理
利用相对运动零件配合面之
间的微小间隙来防止泄漏。
间隙密封平衡槽作用
1) 自动对中心,减小摩擦力
2) 增大了泄漏阻力,减小了偏
心量,提高了密封性能。
3) 储存油液,自动润滑
间隙密封特点应用
∵ 结构简单,摩擦阻力小,耐高温,
但泄漏较大,并且随着时间的增
加而增加,加工要求高
∴ 主要用于尺寸小,压力低,速度
高的液压缸或各种阀。
密封圈密封
密封圈类型
材料
密封圈类型
O,LX,Y,V型和组合式等
密封圈材料
耐油橡胶、尼龙
6,5,1 O型密封圈
密封原理
特点
应用
动画演示
O型密封圈密封原理
利用密封圈的安装变形来密封
O型密封圈特点
∵ O型圈截面为圆形,结构简单,制造方便,
密 封性能好,摩擦力小。
∴ 一般安装在外圆或内圆上截面为矩形的沟槽
内以实现密封。
又 ∵ O型圈一般为橡胶制成
运动密封(动) — p>10Mpa
∴ 压力高时 < 时,应设置挡圈(塑料、尼龙)
固定密封(静) — p>32Mpa,
动画演示 动画演示
O型密封圈 应用
既可用于动密封
应用相当广泛 <
又可用于静密封
6,5,2 唇形密封圈
一 Y型密封圈
二 V型密封圈
Y型密封圈
密封原理
分类
特点应用
Y型密封圈密封原理
密封圈受油压作用使两唇张开并
贴紧在轴或孔的表面实现密封。
Y型密封圈分类
宽断面
根据截面长宽比例不同 <
窄断面
Y型密封圈特点
∵ Y型圈靠唇边张开后实现密封
∴ 安装时唇边必须对着压力油腔
又 ∵ Y型圈密封可靠,摩擦力小,
寿命长
∴ 常用于速度较高的液压缸
动画演示
Y型密封圈应用
宽断面 Y型密封圈,p<20Mpa
T在 -300— +1000
通常 < v<0.5/s
窄断面 Y型密封圈,p<32Mpa
T在 -300— +1000
V型密封圈
结构
密封原理
特点应用
V型密封圈结构
截面为 V型,由支承环、密封环、
压紧环叠合而成,开口面向高压侧。
动画演示
V型密封圈密封原理
当压紧环压紧密封环时,支承环
使密封环产生变形而实现密封。
V型密封圈特点应用
∵ V型密封圈是组合装置
∴ 密封效果良好,耐高压,寿命长,
增 加密封环可提高密封效果,但
摩阻力增大,尺寸大,成本高。
故 常用于压力较高 p<50Mp),温
度为 -400— +800,运动速度较低
的场合实现密封。
6,5,3 油 封
功用
分类
油封 的功用
设置在液压泵或液压马达的伸
轴处,对外防尘,对内防漏。
油封的分类
骨架式
无骨架式
6,6 油管与管接头
功用
要求
功 用
油管 —— 传递工作液体
油管
管接头 —— 连接油管与 <
元件
要 求
足够的强度、良好的密封、较
小的压力损失、方便的装拆性。
6,6,1 油 管
1 油管道的种类及特点
2 油管尺寸的计算
油管道的种类及特点
见表 6,6,1
油管尺寸的计算
计算依据,q,p
计算参数,d,δ
公式,d = 2√q/πv
对橡胶软管,由 p和 d选标准
d算出后 < 中低压,选标准规格
金属管 <
高压按薄壁筒校核强度
强度校核
薄壁筒强度校核公式
δ = pd/2[б]
δmin > 0,5 mm
6,6,2 管接头
要求
分类
要求
连接牢固、密封可靠、
装配方便、工艺性好、
外形尺寸小、通油能力
强。
管接头分类
按接头分
连接体形式分
按接头分
1 硬管接头
2 插入快换式接头
3 胶管接头
4 快速接头
连接体形式分
普通细牙螺纹(高压)
<
锥螺纹(中低压)
硬管接头
按连接形式
按接头通路
按连接形式
扩口
< 焊接
卡套
按接头通路
直通
二通 <
< 三通 直角
四通
铰接
胶管接头
可拆式
<
扣压式
快速接头
无须装拆工具,
适用于需经常装拆处