液压与气压传动(英汉双语)第2版-教学课件-作者-陈淑梅-第6章-第6章.ppt

1、液压与气压传动第6章液压辅件26.1蓄能器蓄能器6.2过滤器过滤器6.3 油箱油箱6.4 管件管件6.5 密封装置密封装置第6章液压辅件36.1.1 蓄能器的工作原理6.1.2 蓄能器的用途6.1.3 蓄能器的参数计算第6章液压辅件46.1.1 蓄能器的工作原理蓄能器的工作原理 蓄能器有弹簧式、重锤式和充气式三类，常用的是充气式。在蓄能器中气体和油液被隔离。根据隔离的方式不同，充气式常用的有活塞式(如图6-1a)和气囊式(如图6-1b)。图6-2为蓄能器工作原理示意图，蓄能器基本上由四个部分组成：壳体1、隔层3、隔层上的可压缩气体2（或重锤、弹簧），以及隔层下部与系统相连的工作液体4。其工作过

2、程可分为充液、排液两个阶段。第6章液压辅件5图图6-1 充气式蓄能器充气式蓄能器 a)活塞式蓄能器b)气囊式蓄能器 1-活塞活塞 2-缸筒缸筒 3-充气阀充气阀 1-充气阀充气阀 2-壳体壳体 3-气囊气囊 4-限位阀限位阀 第6章液压辅件6图图6-2 蓄能器工作原理示意图蓄能器工作原理示意图 a)排液后的状态排液后的状态 b)充液阶段充液阶段 c)排液阶段排液阶段 1-壳体壳体 2-可压缩气体（重物或弹簧可压缩气体（重物或弹簧)3-隔层隔层 4-工作液体工作液体 第6章液压辅件7 1.1.充液阶段（储能阶段）充液阶段（储能阶段）图6-2a为蓄能器排液后的状态，这时隔层上下工作的液体和气体（重

3、力或弹簧力）处于平衡状态，此时工作液体体积为V1。当系统压力增高，工作液的压力也随之增高，破坏了原来的平衡状态，在液压力的作用下，隔层向上移动，系统中的工作液进入蓄能器（这时的体积增加为V2），直至达到平衡状态，如图6-2b所示。2.排液阶段（释放阶段）排液阶段（释放阶段）当系统压力小于蓄能器的工作液压力时，在气体的压力（或重力、弹簧力）的作用下，隔层下移，工作液向系统排放，直至平衡状态，如图6-2c所示。其工作过程可分为充液其工作过程可分为充液(储能）、排液（释放）两个阶段。储能）、排液（释放）两个阶段。第6章液压辅件86.1.2 蓄能器的用途蓄能器的用途 蓄能器是一种用来贮存和释放液压能的

4、装置，合理利用蓄能器是节约能源的手段，其主要功用如下：在液压系统工作循环中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。当系统需要很小流量时，蓄能器将液压泵多余的流量储存起来；当系统短时期需要较大流量时，蓄能器将储存的压力油释放出来与泵一起向系统供油。在某些特殊的场合：如驱动泵的原动机发生故障，蓄能器可作应急能源避免事故发生。1.1.作辅助动力源作辅助动力源 2.2.保压和补充泄漏保压和补充泄漏 3.3.吸收压力冲击与压力脉动吸收压力冲击与压力脉动 有的液压系统需要较长时间保压而液压泵卸载，此时可利用蓄能器释放所储存的压力油，补偿系统的泄漏，保持系统的压力。由于液压阀的

5、突然关闭或换向，系统可能产生压力冲击，此时可在压力冲击处安装蓄能器起吸收作用，使压力冲击峰值降低。如在泵的出口处安装蓄能器，可吸收泵的压力脉动，降低噪声，提高系统工作的平稳性。第6章液压辅件96.1.3 蓄能器的参数计算蓄能器的参数计算1.蓄能器的容积计算蓄能器的容积计算蓄能器的容积计算指的是气腔中气体容积。由气体定律有 001 122nnnp VpVp V常数（6-1）00,p V分别为蓄能器储油前的充气压力和气室容积；11,p V分别为蓄能器最高工作压力和最高工作压力下的气体体积；2,p V分别为蓄能器维持的最低工作压力和最低工作压力下的气体体积。第6章液压辅件10(1)蓄能器在等温条件下

6、工作时 一般用于维持压力、补偿泄露的蓄能器，其释放能量的速度缓慢，可认为气体在等温条件下工作（n=1）,可按下式计算001211()VVppp（6-2）001111211()()nnnVVppp (2)蓄能器在绝热条件下工作时 当蓄能器用于大量供油时，其释放能量迅速，一般可认为气体在绝热条件下工作，可按下式计算（6-3）第6章液压辅件11001111211()()nnnVVppp(3)蓄能器在多变过程时 实际上蓄能器工作过程大多属于多变过程，在贮油时气体压缩为等温过程，放油时气体膨胀为绝热过程，所以应按下式计算（6-4）2.蓄能器的压力确定蓄能器的压力确定（1）蓄能器的最低工作压力 的确定2p

7、 蓄能器的最低工作压力 应能满足执行机构最大负载工作时所需压力。可按下式计算2p（6-5）2imaxmaxppp第6章液压辅件121p 蓄能器的最高压力 的确定，既要考虑到蓄能器寿命，又要考虑到能适当增加有效排油量；系统压力又不至于过高，且相对稳定。常用的经验公式为（2）蓄能器最高压力 的确定1p（6-6）12(1.251.18)pp=（3）蓄能器的充气压力 的确定0p对于气囊式蓄能器：一般取01(0.8 0.85)pp（6-7）第6章液压辅件136.2.1 6.2.1 过滤器的功用过滤器的功用6.2.2 6.2.2 过滤器的类型过滤器的类型第6章液压辅件146.2.1 过滤器的功用过滤器的功

8、用 据统计，液压系统中有7080的故障是和液压油的污染有关。油液被污染所混入的颗粒状杂质或油液自身氧化生成的氧化物等，将加速液压元件的磨损。过滤器的功用就是滤去油液中的杂质，维护油液的清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。6.2.2 过滤器的类型过滤器的类型 过滤器按过滤精度可分为粗过滤器和精过滤器两大类；按滤芯的结构可分为网式、线隙式、纸芯式和磁性等；按过滤材料的过滤原理可分为表面型、深度型、磁性三种。第6章液压辅件151.表面型过滤器表面型过滤器 这种过滤器的虑芯表面与液压介质接触，就象筛网一样把污物阻留在其外表面。最常用的有网式和线隙式过滤器两种。如图6-3所示。图图6-3 a)网式过滤

9、器网式过滤器 b)线隙式过滤器线隙式过滤器第6章液压辅件162.2.深度型过滤器深度型过滤器 滤芯由多孔可透性材料制成，材料内部具有曲折迂回的通道，大于表面孔径的粒子直接被拦截在靠油液上游的外表面，而较小污染粒子进入过滤材料内部，撞到通道壁上，滤芯的吸附及迂回曲折通道有利污染粒子的沉积和截留。这种滤芯材料有纸芯、烧结金属、毛毡和各种纤维类等。图6-4a所示为纸芯式过滤器，图6-4b所示为烧结式过滤器。这种过滤器的优点是过滤精度高，可达0.010.06mm，但压力损失也较大，一般为0.030.2MPa，常用于过滤精度要求较高的场合。图6-4 a)纸芯式过滤器 b)烧结式过滤器a)1-外壳 2-滤

10、芯b)1-上盖2-外壳3-滤芯第6章液压辅件17 其原理是利用磁铁吸附油液中的铁质微粒，但对其他污染颗粒不起作用，常与其他形式滤芯一起制成复合式过滤器，适用于金属切削机床液压系统中。3.磁性过滤器磁性过滤器第6章液压辅件186.3 油箱油箱1.油箱的功用和结构油箱的功用和结构 油箱主要功用：储存液压系统所需的足够油液，散发油液中的热量，分离油液中气体及沉淀污物等。油箱有整体式和分离式两种。整体式利用本机的内腔作为油箱。其结构紧凑，漏油易于回收。但散热性差，易使主机产生热变形，影响精度，再则维修不便，机身复杂。分离式油箱单独设置，与主机分开，它布置灵活，维护方便，可减少油箱发热和液压振动对主机工

11、作精度的影响，便于设计成通用化、系列化的产品，因而得到广泛的应用，特别是组合机床、自动线和精密设备等。图6-5所示为小型分离式油箱典型结构。第6章液压辅件19图6-5 小型分离式油箱1-网过滤器网过滤器2-吸油管吸油管 3-空气过滤器空气过滤器4-加油管加油管 5-顶盖顶盖6-油面指示器油面指示器7，9-隔板隔板 8-放油塞放油塞第6章液压辅件202.油箱设计时应注意的问题油箱设计时应注意的问题1）油箱容量的确定，是油箱设计的关键。2）油箱一般用2.54 mm的钢板焊接而成，对于大容量的油箱还要加焊角铁，加强肋以增加其刚性。3）油箱中应设吸油过滤器，要有足够的通流能力。因需经常清洗过滤 器，所

12、以在油箱结构上要考虑拆卸方便。4）吸油管和回油管要尽量远离，它们之间要用隔板隔开，增加油液循环的距离，以利散热、沉淀杂质和分离气泡，隔板高度一般为液面高度的3/4。吸油管和回油管管端切成45，以增大通流面积，斜切口应面向箱壁。管端与箱底、箱壁间距离应大于管径的三倍，过滤器距箱底不应小于20mm。第6章液压辅件215）为防止油液污染，油箱盖板、管口处都要妥善密封。盖板上还应装置空气过滤器，它还兼作为加油和防止油箱出现负压而设置的通气孔。6）油箱侧壁应设置油位计及温度计。具体尺寸、结构可参看有关资料及设计手册。第6章液压辅件22 管件包括油管和管接头，其功用是连接液压元件和输送液压油。它应保证有足

13、够强度，密封性好，无泄漏，压力损失小和装拆方便等。1.油管油管 液压系统常用油管有钢管、纯铜管、尼龙管、塑料管和橡胶软管等。应当根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。各种油管的特点及适用场合如表6-1所示。油管尺寸的确定：油管尺寸主要指内径d和壁厚，它根据液压系统的流量和压力来计算vqd2 2pd（6-19）（6-20）第6章液压辅件23表表6-1 各种油管的特点及适用的场合各种油管的特点及适用的场合种类种类特点和适用场合特点和适用场合硬管硬管钢管耐油、耐高压、强度高、工作可靠，但装配时不便弯曲，常在装拆方便处用作压力管道。中压以上用无缝钢管，低压用焊接钢管纯铜管价高、承压能力低（6.51

14、0MPa），抗冲击和振动能力差，易使油液氧化，但易弯曲成各种形状，常用在仪表和液压系统装配不方便的场合软管软管塑料管耐油、价低、装配方便，长期使用易老化，只适用于压力低于0.5MPa的回油管或泄油管尼龙管乳白色透明，可观察流动情况，价低，加热后可随意弯曲，扩口、冷却后定形，安装方便，承压能力因材料而异（2.58MPa），今后有扩大使用的可能橡胶管用于相对运动部件的连接，分高压和低压两种。高压软管由耐油橡胶夹有几层钢丝编织网（层数越多耐压越高）制成，价高，用于压力管路。低压软管由耐油橡胶夹帆布制成，用于回油管路。第6章液压辅件242.管接头管接头 管接头是油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的连

15、接件。管接头必须在强度足够的前提下，在压力冲击和振动下要保持管路的密封性、连接牢固、外形尺寸小、加工工艺性好、压力损失小等要求。管接头种类繁多，具体规格品种可查阅有关手册。管接头的联接螺纹采用国家标准米制锥螺纹（ZM）和普通细牙螺纹（M）。在液压系统中常用的管接头有扩口式管接头（图6-6），焊接式管接头（图6-7），卡套式管接头（图6-8），橡胶软管接（图6-9）和快速管接头（图6-10）等。第6章液压辅件25图图6-6 扩口式管接头扩口式管接头 1-接管接管 2-导套导套 3-螺母螺母 4-接头体接头体第6章液压辅件26图图6-7 焊接式管接头焊接式管接头 1-接管接管 2-螺母螺母 3-O

16、型密封圈型密封圈 4-接头体接头体 5-组合密封圈组合密封圈第6章液压辅件27图图6-8 卡套式管接头卡套式管接头 1-接管接管 2-卡套卡套 3-螺母螺母 4-接头体接头体 5-组合密封圈组合密封圈 第6章液压辅件28图图6-9 橡胶软管接头橡胶软管接头 1-胶管胶管 2-外壳外壳 3-接头体接头体 4-螺母螺母 第6章液压辅件29图图6-10 快速管接头快速管接头 1-挡圈挡圈 2，10-接头体接头体 3，7，12-弹簧弹簧 4，11-单向阀阀芯单向阀阀芯 5-O型密封圈型密封圈 6-外套外套 8-钢球钢球 9-弹簧圈弹簧圈第6章液压辅件30 密封装置是用来防止液压系统油液的内外泄漏以及外

17、界灰尘和异物的侵入，保证系统建立所需的工作压力的装置。密封装置的性能直接影响液压系统的工作性能和效率，是衡量液压系统性能的一个重要指标。密封装置的类型及特点:密封装置的种类很多，按被密封部位运动情况，可分为动密封和静密封两大类。常用的密封有以下几种。1.间隙密封间隙密封 2.O型密封圈型密封圈如图如图6-11所示。所示。如图如图6-12所示。所示。第6章液压辅件31图图6-12 O型密封圈型密封圈 图图6-11 间隙密封间隙密封 第6章液压辅件32图图6-13 O型密封圈的挡圈安装型密封圈的挡圈安装 当静密封压力32MPa或动密封10MPa时，O型密封圈有可能被压力油挤入间隙而损坏，如图6-1

18、3a所示。为此在O型密封圈低压侧安置聚四氟乙烯挡圈，如图6-13b所示。当双向受压力油作用时，两侧都要加挡圈，如图6-13c所示。第6章液压辅件333.唇型密封圈唇型密封圈 唇型密封圈是依靠密封圈的唇口受液压力作用变形，使唇边贴紧密封面而进行密封的，液压力越高，唇边贴得越紧，并且具有磨损后自动补偿的能力。这类密封一般用于往复运动密封。常见的有Y型(图 6-14,15)、YX型（图6-16）、V型(图6-17)等。（1）Y形密封圈（2）YX形密封圈（3）V形密封圈第6章液压辅件34图图6-14 Y型密封圈型密封圈 第6章液压辅件35图图6-15 Y型密封圈的安装及支承环结构型密封圈的安装及支承环结构 第6章液压辅件36图图6-16 YX型密封圈型密封圈 第6章液压辅件37图图6-17 V型密封圈型密封圈 第6章液压辅件384.4.组合密封装置组合密封装置 随着液压技术的发展，对密封装置提出了耐高压、高温、高速、低摩擦系数、长寿命和可靠性等方面的要求，于是出现了一些新型密封装置。图6-18所示为橡胶组合密封装置。图图6-18 橡胶组合密封装置橡胶组合密封装置 a)孔密封孔密封 b)轴密封轴密封 1-O型密封圈 2-滑环 第6章液压辅件39第6章液压辅件40图图6-1a视频演示（标准）：活塞式蓄能器视频演示（标准）：活塞式蓄能器第6章液压辅件41图6-1b视频演示（标准）：气囊式蓄能器