1、项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装知识目标知识目标:1.掌握液压辅助元件的类型。2.掌握过滤器的作用、主要参数、类型、典型结构及安装位置。3.掌握油管和管接头的作用、类型、选用及安装要求。4.掌握油箱、热交换器及仪表附件的类型、结构、组成、安装要求与方法。5.掌握密封装置的类型、结构与作用。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装技能目标技能目标:1.能分析常用液压辅助元件。2.能针对一典型液压系统,分析其中的液压辅助元件的类型、作用、安装方法及要求。3.在完成上述任务的过程中,能够自觉遵守安全操作规范。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装任务一任务一 过过 滤滤 器器一、一、过滤器的功用
2、和主要参数过滤器的功用和主要参数1.过滤器的功用过滤器的功用液压系统的大多数故障是由于介质被污染造成的,因此,保持工作介质清洁是系统正常工作的必要条件。油液中的污染物会使液压动力元件、液压执行元件和液压控制元件等内部相对运动部分的表面划伤,加速磨损或卡死运动件,堵塞阀口,腐蚀元件,使系统工作可靠性下降,寿命降低。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2.对过滤器的要求对过滤器的要求过滤器主要由滤芯(或滤网)和壳体(或骨架)组成,由滤芯上的无数微小间隙或小孔构成油液的通流面积。因此,当混入油液中的杂质的尺寸大于这些微小间隙或小孔时,会被阻隔而从油液中滤除出来。由于不同的液压系统有着不同的要求,而
3、要完全滤除混入的杂质既是不可能的,有时也是不必苛求的。因此,对过滤器的要求,应根据具体情况来定,其基本要求主要包括:项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(1)满足液压系统对过滤精度的要求。过滤器的过滤精度,是指油液通过过滤器时,滤芯能够滤除的最小的杂质颗粒度的大小,以其直径 d 的公称尺寸(单位为 m)表示。颗粒度越小,过滤器的过滤精度越高。一般将过滤器分为四类:粗滤(d 100 m)、普通滤(10 m d 100 m)、精滤(5 m d 10 m)、特精滤(1 m d 5 m)。不同的液压系统,对过滤器过滤精度的要求如表 71 所示。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装项目七 液压辅助元
4、件的分析、选用与安装(2)满足液压系统对过滤能力的要求。过滤器的过滤能力,是指在一定压差下,允许通过过滤器的最大流量,一般用过滤器的有效过滤面积(滤芯上能通过油液的总面积)来表示。对过滤器过滤能力的要求,应结合过滤器在系统中的安装位置来考虑。如安装在液压泵吸油管路上的过滤器,其过滤能力应为液压泵流量的两倍以上。(3)过滤器材料应具有一定的机械强度,保证在一定的工作压力下不会因液压力的作用而受到破坏。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(4)在一定的工作温度下,应能保持性能稳定,有足够的耐久性。(5)有良好的抗腐蚀能力。(6)结构尽量简单,尺寸紧凑。(7)便于清洗维护,便于更换滤芯。(8)价格
5、便宜。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装二、二、过滤器的种类与典型结构过滤器的种类与典型结构过滤器按过滤精度分为粗、普通、精、特精四类,其图形符号如图 71 所示。按其滤芯材料的过滤机制来分,有表面型过滤器、深度型过滤器和吸附型过滤器三种。图 7 1 过滤器的图形符号项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装1.表面型过滤器表面型过滤器表面型过滤器的整个过滤作用是由一个几何面来实现的。滤下的污染杂质被截留在滤芯元件靠油液上游的一面。在这里,滤芯材料具有均匀的标定小孔,可以滤除比小孔尺寸大的杂质。由于污染杂质积聚在滤芯表面上,因此它很容易被阻塞。网式滤芯、线隙式滤芯属于这种类型。项目七 液压辅助
6、元件的分析、选用与安装1)网式过滤器网式过滤器如图 72 所示。液流流经此过滤器时,由滤网(金属网)上的小孔起过滤作用。网式过滤器一般装在液压系统的吸油管路上,用来滤除混入油液中的较大颗粒的杂质(粒径为 0.130.4mm),保护液压泵免遭损坏,过滤精度与网孔大小有关。网式过滤器的压力损失不超过 0.004MPa,结构简单,通流能力强,清洗方便,但过滤精度低。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 72 网式过滤器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2)线隙式过滤器线隙式过滤器如图 73 所示。线隙式过滤器的滤芯由绕在芯架上的一层金属线组成,依靠线间微小间隙来挡住油液中杂质的通过,压力损失
7、为 0.030.06MPa。线隙式过滤器结构简单,通油能力强,过滤精度比网式过滤器高。其缺点是滤芯材料强度低,不易清洗,一般用于低压(2.5MPa)回路或辅助油路,当用在液压泵吸油管上时,它的流量规格宜选得比液压泵大。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 73 线隙式过滤器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2.深度型过滤器深度型过滤器深度型过滤器的滤芯材料为多孔可透性材料,内部具有曲折迁回的通道。大于表面孔径的杂质直接被截留在外表面,较小的污染杂质进入滤材内部,撞到通道壁上,由于吸附作用而得到滤除。滤材内部曲折的通道也有利于污染杂质的沉积。纸芯、毛毡、烧结金属、陶瓷和各种纤维制品等属于
8、这种类型。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装1)纸质过滤器纸质过滤器如图 74 所示。滤芯为多层酚醛树脂处理过的微孔滤纸,由微孔滤除混入油液中的杂质。纸质过滤器的过滤精度高(0.0050.03mm),为了增大过滤面积,纸芯常制成折叠形,因此可使表面积很大的滤纸装入比较小的容器中,结构紧凑,重量轻,通油能力强。它的工作压力可以达到38MPa,压力损失为 0.010.04MPa。其缺点是不能清洗,因此需要经常更换滤芯。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 74 纸质过滤器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2)烧结式过滤器烧结式过滤器如图 75 所示。滤芯为颗粒状青铜粉等金属粉末压制烧结
9、而成,利用颗粒之间的微孔滤去混入油液中的杂质。烧结式过滤器的压力损失一般为 0.030.2MPa,过滤精度较高。它的主要特点是:强度高,承受热应力和冲击性能好,能在较高温度下工作(青铜粉末可达 180,低碳钢粉末可达 400,镍铬粉末可达 900);有良好的抗腐蚀性,性能稳定,制造简单,再生性好。其主要缺点是易堵塞,堵塞后很难清洗,在使用中烧结颗粒容易脱落。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 75 烧结式过滤器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装3.吸附型过滤器吸附型过滤器吸附型过滤器的滤芯材料把油液中的有关杂质吸附在其表面上。磁性过滤器依靠永久磁铁,利用磁化原理来滤除混入油液中的铁屑
10、。磁性过滤器用来滤除混入油液中的能磁化的杂质效果很好,特别适用于经常加工铸件的机床液压系统。此种过滤器常与其他种类的过滤器配合使用。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装三、三、过滤器在液压系统中的安装位置过滤器在液压系统中的安装位置过滤器的连接形式有板式、管式和法兰式三种,可以安装于以下位置:(1)安装在液压泵的吸油管路上,如图 76(a)所示。将粗过滤器(一般为网式或线隙式过滤器)装在液压泵的吸油管路上,主要目的是保护液压泵免遭较大颗粒的杂质的直接伤害。为了不至影响液压泵的吸油能力,装在吸油管路上的过滤器的通油能力应大于液压泵流量的两倍。过滤器应经常清洗,以免过多增加液压泵的吸油阻力。项目
11、七 液压辅助元件的分析、选用与安装(2)安装在压油管路上,如图 76(b)所示。在压油管路上可以安装各种形式的精过滤器,用来保护除液压泵以外的其他液压元件。这样安装的过滤器,因为在高压下工作,因此有以下几点要求:过滤器要有一定的强度,过滤器的最大压降不能超过 0.35MPa;过滤器要装在溢流阀之后或者与一安全阀并联(图 76(b),有时还装有堵塞状态发信装置。安全阀的开启压力应略低于过滤器的最大允许压差。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(3)安装在回油管路上,如图 76(c)所示。安装在回油管路的精过滤器可以保证流回油箱的油液是清洁的。它既不会在主油路造成压降,又不承受系统的工作压力。因
12、此,回油管路用的过滤器的强度可以较低,体积和重量也可以小一些。为了防止堵塞,要并联一个溢流阀或单向阀(溢流阀或单向阀的开启压力应略低于过滤器的最大允许压降)和堵塞状态发信装置。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(4)安装在辅助泵的输油路上。在一些闭式液压系统的辅助油路上,辅助液压泵工作压力不高,一般只有 0.50.6MPa,因此可将精过滤器装在辅助液压泵的输油管上,从而保证杂质不会进入主油路的各液压元件中。(5)安装在支流管路上,如图 76(d)所示。对于开式系统,当液压泵的流量较大时,如果仍然采用压油管或回油管过滤,过滤器的体积将需要很大,为了避免这种情况,可将过滤器安装在只有 20%3
13、0%左右的泵流量通过的支流管路上,如图 76(d)所示的溢流阀或旁路调速的节流阀之后。这样也能起到滤除混入油液中的杂质的作用,不过在重要的液压元件(如伺服阀)之前要装辅助的精过滤器。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(6)单独过滤,如图 76(e)所示。在一些大型液压系统中,可采用单独过滤系统液压油的办法,即用单独的液压泵和过滤器来滤除混入油液中的杂质。这种方法对滤除油液中的全部杂质很有利,但需要增加一套液压泵和过滤器。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 76 过滤器的安装位置项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装任务二任务二 蓄蓄 能能 器器一、一、蓄能器的类型和图形符号蓄能器的类
14、型和图形符号如图 77 所示,蓄能器的结构形式主要有重力式、弹簧式和充气式(活塞式、气囊式、气瓶式)三种类型。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 77 各种形式的蓄能器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装1.重力式蓄能器重力式蓄能器这种蓄能器的结构如图 78 所示。它利用重物的势能来储存、释放液压能量。当压力油充入蓄能器时,油液推动柱塞 2 上升,在重物 1 的作用下以一定压力储存起来。重力式蓄能器的特点是结构简单,压力恒定,能提供大容量、高压力的油液,但体积大,笨重,运动惯性大,反应不灵敏,密封处易泄漏,摩擦损失大,因此,常用于大型固定设备。其最高工作压力可达 45MPa。项目七 液
15、压辅助元件的分析、选用与安装图 78 重力式蓄能器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2.弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器的结构如图 79 所示。它利用弹簧的压缩和伸长来储存和释放压力能,弹簧 2 和压力油之间由活塞 3 隔开。弹簧式蓄能器结构简单,反应比较灵敏。其缺点是容量小,有噪声,易内泄漏并有压力损失,不适合于高压和高频动作的场合,一般可用于小容量、低压(低于 12MPa)系统,或用来缓冲。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装3.充气式蓄能器充气式蓄能器充气式蓄能器利用压缩空气来储存能量。考虑安全因素,所充气体应采用惰性气体(一般为氮气)。按
16、蓄能器的结构可分为直接接触式和隔离式两类。隔离式又分为活塞式和气囊式两种。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装1)气瓶式蓄能器气瓶式蓄能器如图 710 所示,它是一种直接接触式蓄能器。在壳体下部有一个进、出油口与液压系统相连,顶部有一个进气孔,安装有充气阀,用于充入压缩空气。这种蓄能器结构简单、容量大、体积小、惯性小、反应灵敏、占地面积小。其缺点是:气体与液压油直接接触,气体容易被液体吸收,引起系统工作不稳定和导致其他不利影响;气体消耗量大,必须经常充气;只能垂直安放,以确保气体被封在壳体上部。因此,这种蓄能器只适用于要求不高的中、低压大流量系统。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 7
17、10 气瓶式蓄能器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2)活塞式蓄能器活塞式蓄能器如图 711 所示,它是一种隔离式蓄能器。它利用活塞 2 将气体 1 与液压油 3 隔离,以减少气体渗入油液的可能性。活塞随着下部油压的增减在气缸体内上、下移动,活塞向上移动,气体受到压缩从而储能;向下移动就释放能量。充气压力为液压系统最低工作压力的 80%90%。这种蓄能器结构简单、工作可靠、安装容易、维修方便、寿命长。但活塞惯性和摩擦阻力较大,反应灵敏性差,容量较小。又由于缸体与活塞之间有密封性能要求,因此制造费用较高。此外,密封件磨损后,会使气液混合,影响系统工作的平稳性,不适宜用于缓和液压冲击、脉动以及
18、低压系统。一般用于蓄能或供中、高压系统吸收压力的脉动。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 711 活塞式蓄能器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装3)气囊式蓄能器气囊式蓄能器也是一种隔离式蓄能器,如图 712 所示。气囊式蓄能器主要由壳体 2、气囊 3、充气阀 1 和提升阀 4 等组成。壳体 2 中有一个用耐油橡胶制成的气囊 3,气囊出口上有气门(充气阀)1,气门只有在气囊充气时才打开,平时关闭。充气压力一般要求为液压系统最高工作压力的 25%到最低工作压力的 65%85%,以延长气囊的使用寿命。壳体下部有一个受弹簧力作用的提升阀 4。在工作状态时,压力油液经过提升阀进入,当油液排空时
19、提升阀可以防止气囊被挤出。另外,充气时一定要打开螺塞 5,以便把壳体中的气体放掉。充完气后再拧紧螺塞 5。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装这种蓄能器中气体和液体完全隔开,而且重量轻、惯性小、反应灵敏、结构紧凑、容易维护,是当前应用最广泛的一种蓄能器。其缺点是气囊和壳体制造比较困难,气囊的使用寿命也较短。气囊有折合型和波纹型两种,前者容量大,适于储能;后者容量较小,适于吸收液压冲击和脉动。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 712 气囊式蓄能器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装4.蓄能器的图形符号蓄能器的图形符号蓄能器的图形符号如图 713 所示。图 713 蓄能器的图形符号项目
20、七 液压辅助元件的分析、选用与安装二、二、蓄能器的功用蓄能器的功用蓄能器在液压系统中的应用很多,主要有辅助动力源、漏损补偿、应急动力源、系统保压、脉动阻尼器及液压冲击吸收器等。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装1.辅助动力源辅助动力源蓄能器最常见的用途是作为辅助动力源。如果液压系统在一个工作循环中,只在很短时内需要大流量,可采用蓄能器作辅助动力源,以减小泵的规格和采用功率较小的电动机,系统中能量利用更为合理,同时可以提高效率,减少发热。图 7 14 所示为蓄能器作辅助动力源的压力机液压系统。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 714 蓄能器作辅助动力源项目七 液压辅助元件的分析、选用
21、与安装2.应急动力源应急动力源当液压系统工作时,由于泵或电源的故障,液压泵突然停止供油,会引起事故。对于重要的系统,为了确保工作安全,就需要用一适当容量的蓄能器作为应急动力源。图 715 所示为蓄能器作为应急动力源的液压系统,当液压泵突然停止供油时,蓄能器便将其储存的压力油放出,使系统继续在一段时间内获得压力油。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装3.系统保压系统保压应用蓄能器使液压系统保持压力,从而使液压泵卸荷以降低功率的消耗。图 716 所示为液压夹紧装置。当液压泵停止向夹紧装置供油时,卸荷阀 3 打开,泵卸荷,而由蓄能器 4 补偿系统泄漏,使系统在
22、一段时间内保持系统压力,使工作装置夹紧。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 716 液压夹紧装置项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装4.吸收压力脉动和液压冲击吸收压力脉动和液压冲击在液压系统中安装蓄能器,可以吸收和减少压力脉动峰值,这是防止振动与噪声的措施之一。图 717 所示即为吸收压力脉动时使用蓄能器的回路。液压泵的流量脉动会使执行元件运动速度不均匀,并引起系统压力脉动。在液压泵附近安装蓄能器,便可吸收压力脉动,减小流量或压力脉动的幅值。图 718 所示为蓄能器用作吸收液压冲击时的回路。当液压缸突然停止运动,换向阀突然关闭或换向,液压泵突然启动或停转时,都会引起液压冲击,采用蓄能器
23、可使冲击压力得到缓和,从而消除系统中的管路和工作元件遭受损坏的危险。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 717 蓄能器用作吸收压力脉动的回路项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 718 蓄能器用作吸收冲击的回路项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装5.回收能量回收能量蓄能器在液压系统节能中的一个有效应用是将运动部件的动能和下落质量的位能以压力能的形式加以回收和利用,从而减小系统能量损失和由此引起的发热。如为了防止行走车辆在频繁制动中将动能全部经制动器转化为热能,可在车辆行走系统的机械传动链中加入蓄能器,将动能以压力能的形式回收利用。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装三、三、蓄能器
24、的安装与使用蓄能器的安装与使用蓄能器安装、使用时还应注意以下问题:(1)在安装蓄能器时,应将油口朝下垂直安装。(2)装在管路上的蓄能器必须用支板或支架固定。(3)充气式蓄能器中应使用惰性气体(一般为氮气),允许工作压力根据蓄能器结构形式而定。(4)蓄能器是压力容器,搬运和拆装时应先排除内部的气体,工作要注意安全。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(5)不同蓄能器适用工作范围不同。例如气囊强度不高,则不能承受很大的压力波动,而且只能在-2+70 的温度范围内工作。(6)蓄能器与管路之间应安装截止阀,供充气和检修时使用。蓄能器与液压泵之间应安装单向阀,防止液压泵停运时蓄能器内压力油倒流。项目七
25、 液压辅助元件的分析、选用与安装任务三任务三 油管及管接头油管及管接头一、一、油管油管1.油管的种类油管的种类在液压传动系统中,油管主要采用无缝钢管、耐油橡胶软管,有时也用一些紫铜管和尼龙管。油管材料的选择是依据液压系统各部位的工作压力、工作要求和部件间的位置关系等。各种材料的油管及其适用范围如下:项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(1)无缝钢管。无缝钢管的耐油性、抗腐蚀性较好,耐高压、变形小,装配时不易弯曲,装配后能长久地保持原形,在中、高压液压系统中得到广泛应用。无缝钢管有冷拔和热轧两种。冷拔管的外径尺寸精确,质地均匀,强度高。一般多选用 10 号、15 号冷拔无缝钢管。吸油管和回油管
26、等低压管路允许采用有缝钢管。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(2)橡胶软管。橡胶软管用于有相对运动的部件的连接,能吸收液压系统的冲击和振动,装配方便,但制造困难,寿命短,成本高,固定连接时一般不采用。橡胶软管用夹有钢丝的耐油橡胶制成,钢丝有交叉编织和缠绕两种,一般有 23 层。钢丝层数越多,耐压越高(见表72),压力可达 39.2MPa。(3)紫铜管。紫铜管容易弯曲成所需的形状,安装方便,且管壁光滑,摩擦阻力小,但耐压能力低,抗震能力弱,只适用于中、低压油路。(4)尼龙管。尼龙管能够替代部分紫铜管,价格低廉,弯曲方便,但寿命短。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装项目七 液压辅助元件的
27、分析、选用与安装2.管道尺寸的确定管道尺寸的确定液压系统管道的选择与计算主要是计算管道的内径和壁厚。1)液压管道内径的确定液压管道内径的确定管道的内径是根据管内允许流速和所通过的流量来确定的,即项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2)液压管道壁厚的计算管道的壁厚可按下式计算:式中:p 为管内油液的最大工作压力;d 为管道内径;为许用应力。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装对钢管,有式中:b 为材料抗拉强度;n 为安全系数。当 p 7MPa 时,取 n=8;p 17.5MPa 时,取 n=4。对铜管,有 25MPa。选择管道壁厚时,还应该考虑加工螺纹对强度的影响。项目七 液压辅助元件的分析
28、、选用与安装3.管道安装的要求管道安装的要求安装管道时,要注意以下要求:(1)管道在安装前要进行清洗。一般先用 20%的硫酸和盐酸进行酸洗。然后用 10%的苏打水中和,再用温水洗净,做 2 倍于工作压力的预压试验,确认合格后才能安装。(2)管路应尽量短,横平竖直,转弯少。为避免管路折皱,以减少压力损失,硬管装配时的弯曲半径要足够大,符合表 7 3 的要求。管路悬伸较长时,要适当设置管夹(是标准件)。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(3)管路应在水平和垂直两个方向上布置,尽量避免交叉,平行管间距要大于 10mm,以防止接触振动并便于安装管接头。(4)管
29、路的布置应便于拆装。(5)软管直线安装时要有 30%左右的余量,以适应油温变化、受拉和振动的需要。弯曲半径要大于软管外径的 9 倍,弯曲处到管接头的距离至少等于外径的 6 倍。图 719 是软管安装时常见到的几种情况,图中的 3、6、7、8、10、12、14 是正确的安装,1、4、9、11、13、15 是不正确的安装,2、5 为使用异径接头的简化安装。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装二、二、管接头管接头管接头是油管与油管、油管与液压元件之间的连接件。当前常采用的管接头形式有卡套式、焊接式、扩口式、中心回转接头、快速接头、钢丝编织胶管接头。下面分别介绍
30、上述几种管接头的结构和特点。1.卡套式管接头卡套式管接头图 720 为卡套式管接头的构成和工作原理。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 720 卡套式管接头工作原理项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2.焊接式管接头焊接式管接头焊接式管接头结构如图 721 所示。把螺母 3 套在接管 2 上,油管端部焊接上一个接管2,靠旋紧螺母 3 把接管 2 与接头体 1 连接起来。接头体 1 的另一端可与另一油管或元件连接。接管 2 与接头体 1 结合处加 O 形密封圈 4 或其他密封垫圈以防漏油。也可采用图 721(a)所示球面压紧或图 7 20(b)所示加金属垫圈的方法密封。球面压紧密封加工精
31、度要求高,使用压力较低。当与元件连接时,接头体 1 与元件连接的一端可以做成圆柱螺纹或圆锥螺纹。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 721 焊接式管接头结构项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装3.扩口式管接头扩口式管接头扩口式管接头结构如图 722 所示。这种管接头适用于壁厚不大于 1.5mm 的钢管、铜管和尼龙管连接。扩口式管接头分为 A 型、B 型两种,都由接头体 2、螺母 3、密封垫圈 1、导套 4 等组成。使用时,将油管做成喇叭口,A 型接头靠螺母 3 通过导套 4 将油管压紧在接头体上,B 型接头是靠螺母 3 的内锥面直接将油管压紧在接头体上。扩口式管接头工作压力较低,多用于
32、低压液压系统中。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 722 扩口式管接头结构项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装4.中心回转接头中心回转接头有些工程机械如全液压挖掘机和汽车起重机等,需要把装在回转平台上的液压泵的压力油输往固定不动的(相对于回转平台)下部行走机构,或者需要把装在底盘上的液压泵的压力油输往装于回转平台上的工作机构。这时可采用中心回转接头。图 723 是中心回转接头结构示意图,由旋转芯子 1、外壳 2 和密封件 3 构成。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装5.快速接头快速接头当管路的某一处需经常接通和断开时,可以采用快速接头。图 7
33、24 是快速接头的结构示意图。图中各零件的位置为油路接通时的位置(外套 8 把钢球 7 压入槽底,使接管 9 和接管3 连接起来,锥阀 2 和 5 互相挤紧,使油路接通)。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 724 快速接头的结构示意图项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装6.胶管接头胶管接头钢丝编织胶管接头的结构如图 725 所示,分为扣压式(见图 725(a)和可拆式(见图725(b)两种。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 725 钢丝编织胶管接头项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装任务四任务四 油箱、油箱、热交换器及仪表附件热交换器及仪表附件一、一、油箱油箱1.油箱的作用
34、和容积油箱的作用和容积1)油箱的作用油箱的作用油箱的作用主要是储存油液,此外还起着散热、分离油液中的气体及沉淀污染物等作用。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2)油箱的容积液压系统中的各种能量的损失,主要是节流损失、容积损失和机械损失,都转化成为热能。此热能除一部分通过液压元件和管路的外壁向空气散发外,大部分将使油温升高。油温升至某一温度后,系统达到热平衡,系统即保持一定的温度不再上升,此时的温度称为热平衡温度。事实上,在开式液压系统中主要用来散热的是油箱的四壁,因此合理地选择油箱的容积可以降低液压系统的热平衡温度,使介质能在正常的温度下工作。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2.油箱
35、的基本要求与主要组成部分油箱的基本要求与主要组成部分1)油箱的基本要求液压泵过早损坏的部位都是在泵的吸入段。控制好流回油箱的回流、泵从油箱吸油的流动及油液在油箱内的流动,可以显著减少空气的混入和气蚀的发生。因此.对于油箱的设计应给予足够的重视。对油箱的要求如下:项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(1)能储存足够的油液,以满足液压系统正常工作的需要。(2)应有较大的表面积,能散发工作时产生的热量。(3)应使油液在油箱中平缓地流动,以利于油液中空气的分离和污垢的沉淀。(4)应能防止外部污染物的侵入,保证液压泵正常吸油。(5)应为油箱内元件的维修与装拆提供方便,并便于注油和放油。(6)根据需要,
36、提供安装液压元件的面积。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2)油箱的主要组成部分油箱的形状可依主机的总体布置而定。为了便于清洗油箱,油箱的盖板一般都是可拆开的。图 726 所示为油箱结构简图,以此为例介绍油箱的各组成部分。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 726 油箱结构简图项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(1)吸油管和回油管。图 726 中 1 为吸油管,4 为回油管,吸油管口和回油管口应尽量远离。(2)隔板。油箱内部吸油区和回油区要用图 726 所示的隔板 7 和 9 分开,以增大油液循环的路程,减少油液的循环速度,便于分离回油带来的空气和污物,提高散热效果。(3)放油塞
37、。油箱的底板应做成适当的斜度,并在最低位置装放油塞 8。油箱的底面斜度可做成如图726 所示的双斜面,也可做成向回油侧倾斜的单斜面,放油孔开在回油侧的最低处。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(4)空气过滤器。空气过滤器是液压系统必备的辅件,其结构由空气过滤和加油过滤两部分组成,直接安装在油箱盖板上,既可以滤除液压系统工作时由空气中带入箱内的灰尘,又可以滤除加油过程中带入的颗粒杂物,从而简化了油箱的结构。(5)液位液温显示与控制装置。液位计多利用连通器原理显示油箱内液面的位置,在观察窗口往往还同时设有温度计显示油液温度。液位计的安装位置和量程范围应该能够显示出最高和最低允许液面的位置,其中
38、液温显示只有在油箱内液面高于最低允许液面,即温度计头部完全浸入油液时才为准确读数。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(6)油箱清洗盖。一般油箱可以通过拆卸上盖进行清洗,但对大容量的油箱,多采用在油箱侧壁设清洗口的方法。(7)油箱壁。分离式油箱一般用 2.54mm 厚的钢板焊成。油箱壁越薄,散热越快。为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养,箱底离地至少应在 150mm 以上。大尺寸油箱要加焊角板、筋条,以增加刚性。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装二、二、热交换器热交换器液压系统工作时,各种能量损失转化为热量。一部分热量通过油箱和各部分装置的表面散发到周围空间,大部分导致油液温度升高
39、。液压系统的油一般希望保持在 3050 范围内,最高不超过 65;当环境温度低时,油温最低应不低于 15。对某些液压装置(如行走机械等),由于受结构限制,油箱容积较小,不能充分散热来控制油温的升高。此外,有的液压装置还要求能够自动控制油液温度。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装综上所述,冷却器和加热器的作用在于控制液压系统油液温度处于正常工作范围内(1565),保证液压系统工作可靠。冷却器和加热器总称为热交换器,它们的图形符号如图 727 所示。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 727 冷却器和加热器的图形符号项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装1.冷却器冷却器1)对冷却器的基本
40、要求冷却器除通过管道散热面积直接吸收油液中的热量外,还使油液流动出现湍流,通过破坏边界层来增加油液的传热系数。对冷却器的基本要求是:在保证散热面积足够大、散热效率高和压力损失小等前提下,要求结构紧凑、坚固、体积小、重量轻,最好有自动控制油温装置,以保证油温控制的准确性。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2)冷却器的种类根据冷却介质的不同,冷却器分为水冷式和风冷式。(1)水冷式冷却器。蛇管式冷却器。对液压油进行冷却时,最简单的方法是安放蛇管式冷却器。如图728 所示,它直接装在油箱内,蛇形管内通以冷却水,用以带走油液中的热量。蛇管式冷却器制造简单、装设方便,但冷却依靠自然对流,因而效率低,耗
41、水量大,运转费用高。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 728 蛇管式冷却器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装 多管式冷却器。多管式冷却器也称列管式或排管式冷却器。图 729 所示为多管式冷却器的结构。油液从进油口 5 流入,从出油口 3 流出;而冷却水从进水口 7 流入,通过多根水管后由出水口 1 流出。冷却器内设置了隔板 4,在水管外部流动的油液的行进路线因隔板 4的上下布置变得迂回曲折,从而增强了热交换效果。这种冷却器的冷却效果较好。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 729 多管式冷却器的结构项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装(2)风冷式冷却器。风冷式冷却器用于缺水
42、或不便用水冷却的设备,如行走机械。冷却方式除采用风扇强制吹风冷却外,多采用自然通风冷却。图 730 所示为翅片式风冷却器,每两层通油板之间设有波浪形的翅片板,因此可以大大提高传热系数。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 730 翅片式风冷却器项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装3)冷却器的安装及选用冷却器有多种安装形式,一般应安装在回油路或溢流阀的溢流管路上,因为这里油温较高,冷却效果好。冷却器在系统中造成的压力损失一般为 0.1MPa 左右。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装2.加热器加热器在严寒地区使用液压设备,开始工作时油温低,启动困难,效率也低,所以必须将油箱中的液压油加热
43、。对于需要油温保持稳定的液压实验设备、精密机床等液压设备,也必须在开始工作之前把油加热。一般采用结构简单,能按需要自动调节最高、最低温度的电加热器,如图 731 所示。电加热器水平安装,发热部分应全部浸入油中,安装位置应使油箱内的油液有良好的自然对流。单个加热器的功率不能太大,以避免其周围油液过度受热而变质,一般表面功率密度不应大于 3W/cm2。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 731 加热器安装示意图项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装三、三、仪表附件仪表附件仪表附件主要包括压力表和压力表开关。1.压力表压力表液压系统中各工作点的压力可以通过压力表来观测,最常见的是机械弹簧式和数
44、显式压力表。2.压力表开关压力表开关压力表开关用于接通或断开压力表与测量点油路的通道,开关中过油通道很小,对压力的波动和冲击起阻尼作用,防止压力表指针的剧烈摆动。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装多点压力表开关可根据需要使一个压力表和系统中多个被测的压力油路相通,以分别测量各个油路的压力。压力表开关按其测量点数分为一点、三点及六点几种,按连接方式又可分为管式和板式两种。下而仅介绍 K 6B 型压力表开关,如图 732 所示。这种 K 系列压力表开关为板式连接,有六个测压点。图示位置为非测量位置,此时压力表油管经沟槽 a、小孔b 与油箱接通。若将手柄推进去,沟槽 a 将把测量点与压力表连通,
45、并将压力表通往油箱的通路切断,这时便可测出一个点的压力。如将手柄转到另一位置,便可测出另一点的压力。依次转动,共有六个位置,便可测量六个点的压力。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 732 K 6B 压力表开关项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装任务五任务五 密密 封封 装装 置置一、一、对密封装置的要求对密封装置的要求(1)在工作压力和一定的温度范围内,应具有良好的密封性能,并随着压力的增加能自动提高密封性能。(2)密封装置和运动件之间的摩擦力要小,摩擦因数要稳定。(3)抗腐蚀能力强,不易老化,工作寿命长,耐磨性好,磨损后在一定程度上能自动补偿。(4)结构简单,使用、维护方便,价格低
46、廉。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装二、二、密封装置的类型和特点密封装置的类型和特点密封装置分为静密封和动密封两大类,图 733 所示为密封装置的分类。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 733 密封装置的分类项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装1.间隙密封间隙密封间隙密封是靠相对运动件配合面之间的微小间隙来进行密封的,常用于柱塞、活塞或阀的圆柱配合副中。一般在阀芯的外表面开有几条等距离的均压槽,它的主要作用是使径向压力分布均匀,减少液压卡紧力,同时使阀芯在孔中对中性好,以减小间隙的方法来减少泄漏,同时槽所形成的阻力对减少泄漏也有一定的作用。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装
47、2.O 形密封圈形密封圈O 形密封圈一般用耐油橡胶制成,其横截面呈圆形,具有良好的密封性能,内外侧和端面都能起密封作用,结构紧凑,运动件的摩擦阻力小,制造容易,装拆方便,成本低且高低压均可以用,所以在液压系统中应用广泛。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 734 所示为 O 形密封圈的结构和工作情况。图 7 34(a)所示为其外形,图 734(b)所示为装入密封沟槽的情况,1、2 为 O 形密封圈装配后的预压缩量,通常用压缩率 W 表示,对于固定密封、往复运动密封和回转运动密封,压缩率应分别达到 15%20%、10%20%和5%10%,才能取得满意的密封效果。当油液工作压力超过 10MP
48、a 时,O 形密封圈在往复运动中容易被油液压力挤入间隙而提早损坏,如图 734(c)所示。为此要在它的侧面安放1.21.5mm 厚的聚四氟 乙 烯 挡 圈,单 向 受 力 时 在 受 力 侧 的 对 面 安 放 一 个 挡 圈,如 图734(d)所示;双向受力时则在两侧各放一个,如图 734(e)所示。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 734 O 形密封圈的结构和工作情况项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装3.唇形密封圈唇形密封圈唇形密封圈根据截面的形状可分为 Y 形、V 形、U 形及 L 形等,其工作原理如图 735所示。液压力将密封圈的两唇边压向形成间隙的两个零件的表面。这种密封
49、作用的特点是能随着工作压力的变化自动调整密封性能,压力越高则唇边被压得越紧,密封性越好;当压力降低时唇边压紧程度也随之降低,从而减小了摩擦阻力和功率消耗,除此之外,还能自动补偿唇边的磨损,保持密封性能不降低。安装唇形密封圈时应使其唇边开口面对压力油,使两唇张开,分别贴紧在机件的表面上。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 735 唇形密封圈的工作原理项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装目前,液压缸中普遍使用图 736 所示的小 Y 形密封圈作为活塞杆和活塞的密封。其中图736(a)所示为轴用密封圈,图 736(b)所示为孔用密封圈。这种小 Y 形密封圈的特点是截面宽度和高度的比值大,增加
50、了底部支承宽度,可以避免摩擦力造成密封圈的翻转和扭曲。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 736 小 Y 形密封圈项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装V 形密封圈如图 737 所示,它由多层涂胶织物压制而成,通常由压环、密封环和支承环三个圈叠在一起使用,此时已能保证良好的密封性,当压力更高时,可以增加中间密封环的数量。这种密封圈在安装时要预压紧,所以摩擦阻力较大。项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装图 737 V 形密封圈项目七 液压辅助元件的分析、选用与安装4.组合式密封装置组合式密封装置图 738(a)所示为由 O 形密封圈与截面为矩形的聚四氟乙烯塑料滑环组成的组合密封装置。其中
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