液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)項(xiàng)目二液壓泵站液壓元件的分析與選用任務(wù)2

《液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)》主講教師：陳敏捷項(xiàng)目二：液壓泵站液壓元件的分析與選用任務(wù)2：液壓輔助元件的分析與選用油箱的分析與選用目錄Contents01管路與管接頭的分析與選用02過濾器的分析與選用03液壓密封裝置的分析與選用04蓄能器的分析與選用05其他液壓輔助元件的分析與選用06油箱的分析與選用1.油箱的作用儲(chǔ)存油液、散發(fā)熱量、沉淀雜質(zhì)、逸出空氣2.油箱分類和結(jié)構(gòu)油箱可分為開式和閉式結(jié)構(gòu)兩種。開式結(jié)構(gòu)的油箱又分為整體式和分離式。油箱

1—吸油管；2—濾油網(wǎng)；3—蓋；4—回油管；5—上蓋；6—油位計(jì)；

7，9—隔板；8—放油閥油箱的分析與選用3.油箱設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)油箱容積的估算：在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)公式初步確定油箱的容積，然后再驗(yàn)算油箱的散熱量Q1，計(jì)算系統(tǒng)的發(fā)熱量Q2，當(dāng)油箱的散熱量大于液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量時(shí)（Q1>Q2），油箱容積合適；否則需增大油箱的容積或采取冷卻措施。設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)：

（1）箱體要有足夠的強(qiáng)度和剛度。油箱一般用3～4mm的鋼板焊接而成，尺寸大者要加焊加強(qiáng)筋。（2）泵的吸油管上應(yīng)安裝100～200目的網(wǎng)式過濾器，過濾器與箱底間的距離不應(yīng)小于20mm，過濾器不得露出油面，防止泵卷吸空氣產(chǎn)生噪聲。系統(tǒng)的回油管要插入油面以下，防止回油沖濺產(chǎn)生氣泡。（3）吸油管與回油管應(yīng)隔開，二者間的距離盡量遠(yuǎn)些，以增加油液的循環(huán)距離，使油液中的污物和氣泡充分沉淀或析出。隔板高度一般取油面高度的3/4。（4）防污密封。（5）油箱底部應(yīng)有坡度，箱底與地面間應(yīng)有一定距離，箱底最低處要設(shè)置放油塞。（6）油箱內(nèi)壁表面要做專門處理。管路與管接頭的分析與選用硬管：用于連接無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的液壓組件。常見為無縫鋼管和紫銅管。軟管：主要用于連接有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的液壓組件。通常為耐油橡膠軟管，可分為高壓和低壓兩種。1.管路種類特點(diǎn)和適用場(chǎng)合硬管鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配時(shí)不能任意彎曲。常在裝拆方便處用作壓力管道，中、高壓用無縫管，低壓用焊接管道紫銅管易彎曲成各種形狀，但承壓能力一般不超過6.5～10MPa，抗振能力較弱，又易使油液氧化。通常用在液壓裝置內(nèi)配接不便之處軟管尼龍管乳白色半透明，加熱后可以隨意彎曲成形或擴(kuò)口，冷卻后又能定形不變，承壓能力因材質(zhì)而異，自2.5MPa至8MPa不等塑料管質(zhì)輕耐油，價(jià)格便宜，裝配方便，但承壓能力低，長(zhǎng)期使用會(huì)變質(zhì)老化，只宜用作壓力低于0.5MPa的回油管、泄油管等橡膠管高壓管由耐油橡膠夾幾層鋼絲編織網(wǎng)制成，鋼絲網(wǎng)層數(shù)越多，耐壓越高，價(jià)格昂貴，用作中、高壓系統(tǒng)中兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的壓力管道。低壓管由耐油橡膠夾帆布制成，可用作回油管道管路與管接頭的分析與選用配管注意事項(xiàng)：（1）油管內(nèi)徑大小的確定：根據(jù)流速確定管徑。對(duì)于壓力管路，通常流速為2.5m/s～5m/s（壓力高時(shí)取較大值）；對(duì)于吸液管路，流速不大于1.5m/s；對(duì)于回液管路，流速為1.5m/s～2.5m/s。（2）必須根據(jù)系統(tǒng)的最高壓力選擇管路的材料和壁厚以及管接頭的形式。（3）布管應(yīng)整齊美觀，管路盡可能短，油管的安裝應(yīng)該橫平豎直，盡量減少轉(zhuǎn)彎。（4）平行或交叉的管路間須留有100mm以上空隙，以便于拆裝和防止振動(dòng)。（5）金屬管連接時(shí)要留有伸縮余量。軟管在連接時(shí)要防止受拉或受扭。安裝時(shí)要有余量。管路與管接頭的分析與選用2.管接頭管接頭是油管與油管、油管與液壓元件的可拆裝的連接件。它應(yīng)該滿足拆裝方便，連接牢固，密封可靠，外尺寸小，通油能大，壓力損失小以及工藝性好等要求。管接頭的種類很多，按接管接頭的通路數(shù)量和流向可分為直通、彎管、三通、和四通等；按管接頭和油管的連接方式不同又可分為擴(kuò)口式焊接式、卡套式等。管接頭與機(jī)體的連接常用圓錐螺紋和普通細(xì)牙螺紋。用圓錐螺紋連接時(shí)，應(yīng)外加防漏填料；用普通細(xì)牙螺紋連接時(shí)，應(yīng)采用組合密封墊（熟鋁合金與耐油橡膠組合）。管路與管接頭的分析與選用類型機(jī)構(gòu)圖特點(diǎn)擴(kuò)口式管接頭利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需要其它密封件。適用于薄壁銅管及尼龍管和塑料管的連接。一般用于中、低壓系統(tǒng)。焊接式管接頭接頭與鋼管焊接在一起，端部用O型密封圈密封。對(duì)管子尺寸精度要求不高，工作壓力可達(dá)32MPa。廣泛用于高壓系統(tǒng)?？ㄌ资焦芙宇^利用卡套的變形卡住管子進(jìn)行密封。軸向尺寸卡住不嚴(yán)格，易于安裝。工作壓力可達(dá)32MPa，但對(duì)管子外徑及卡套制作精度要求較高。球形管接頭利用球面進(jìn)行密封，不需要其它密封件，但對(duì)球面和錐面加工精度有一定要求。管路與管接頭的分析與選用類型機(jī)構(gòu)圖特點(diǎn)扣壓式管接頭（軟管）管接頭由接頭外套和接頭芯組成，軟管裝好后再用模具扣壓，使軟管得到一定的壓縮量。此接頭具有較好的抗撥脫和密封性能。可拆管接頭（軟管）在外套和接頭芯上做成六角形，便于經(jīng)常拆裝軟管，適于維修和小批量生產(chǎn)。此結(jié)構(gòu)裝配比較費(fèi)力，適用于小管徑聯(lián)接。伸縮管接頭接頭由內(nèi)管和外管組成，內(nèi)管可在外管內(nèi)自由滑動(dòng)并用密封圈密封。內(nèi)管外徑必須進(jìn)行精加工。適用于聯(lián)接兩元件有相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的管子?？鞊Q管接頭管子拆開后可自行密封，管道內(nèi)的油液不會(huì)流失。其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，局部壓力損失較大。用于經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。過濾器的分析與選用1．過濾器的功用過濾混在液壓油液中的雜質(zhì)，降低進(jìn)入系統(tǒng)中油液的污染度，保證系統(tǒng)正常地工作。2.過濾器的類型按過濾精度分為：粗過濾器、精過濾器按濾芯材料和結(jié)構(gòu)形式分為：網(wǎng)式、線隙式、紙芯式、燒結(jié)式、磁性過濾器

按過濾方式分為：表面型、深度型、中間型過濾器的分析與選用類型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖特點(diǎn)說明表面型1．過濾精度與銅絲網(wǎng)層數(shù)及網(wǎng)孔大小有關(guān)。在壓力管路上常用100、150、200目（每英寸長(zhǎng)度上孔數(shù)）的銅絲網(wǎng)，在液壓泵吸油管路上常采用20～40目銅絲網(wǎng)2．壓力損失不超過0.004Mpa3．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通流能力大，清洗方便，但過濾精度低1．濾芯由繞在心架上的一層金屬線組成，依靠線間微小間隙來擋住油液中雜質(zhì)的通過2．壓力損失約為0.03～0.06MPa3．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通流能力大，過濾精度高，但濾芯材料強(qiáng)度低，不易清洗4．用于低壓管道中，當(dāng)用在液壓泵吸油管上時(shí)，它的流量規(guī)格宜選得比泵大深度型

1．結(jié)構(gòu)與線隙式相同，但濾芯為平紋或波紋的酚醛樹脂或木漿微孔濾紙制成的紙心。為了增大過濾面積，紙心常制成折疊形2．壓力損失約為0.01～0.04MPa3．過濾精度高，但堵塞后無法清洗，必須更換紙心4.通常用于精過濾

1．濾芯由金屬粉末燒結(jié)而成，利用金屬顆粒間的微孔來擋住油中雜質(zhì)通過。改變金屬粉末的顆粒大小，就可以制出不同過濾精度的濾芯2．壓力損失為0.03～0.2MPa3．過濾精度高，濾芯能承受高壓，但金屬顆粒易脫落，堵塞后不易清洗4．適用于精過濾吸附型1．濾芯由永久磁鐵制成，能吸住油液中的鐵屑、鐵粉、可帶磁性的磨料2．常與其他型式濾芯合起來制成復(fù)合式過濾器3．對(duì)加工鋼鐵件的機(jī)床液壓系統(tǒng)特別適用常見的過濾器及其特點(diǎn)線隙式燒結(jié)式紙芯式過濾器的分析與選用3.過濾器的主要性能指標(biāo)（選用）（1）過濾精度它表示過濾器對(duì)各種不同尺寸的污染顆粒的濾除能力，用絕對(duì)過濾精度、過濾比和過濾效率等指標(biāo)來評(píng)定。有粗過濾器、普通過濾器、精密過濾器和特精過濾器4種，它們分別能濾去大于100μm、10～100μm、5～10μm和1～5μm大小的雜質(zhì)。（3）納垢容量一般來說，濾芯尺寸越大，即過濾面積越大，納垢容量就越大。納垢容量越大。使用壽命越長(zhǎng)，反映使用壽命的重要指標(biāo)。（2）壓降特性在濾芯尺寸和流量一定的情況下，濾芯的過濾精度越高，壓力降越大；在流量一定的情況下，濾芯的有效過濾面積越大，壓力降越??；油液的黏度越大，流經(jīng)濾芯的壓力降也越大。過濾器的分析與選用

（1）過濾精度應(yīng)滿足預(yù)定要求。

（2）能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持足夠的通流能力。

（3）濾芯具有足夠的強(qiáng)度，不因液壓的作用而損壞。

（4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作。

（5）濾芯清洗或更換簡(jiǎn)便。選用過濾器時(shí)，還要考慮下列幾點(diǎn)：過濾器的分析與選用4.過濾器的安裝（1）安裝在泵的吸油口處（2）安裝在泵的出口油路上（3）安裝在系統(tǒng)的回油路上（4）安裝在系統(tǒng)分支油路上（5）單獨(dú)過濾系統(tǒng)液壓密封裝置的分析與選用1.密封裝置的作用2.密封裝置的要求（1）在工作壓力和一定的溫度范圍內(nèi)，具有良好的密封性，并隨著壓力的增加能自動(dòng)提高密封性。（2）密封裝置和運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。（3）抗腐蝕能力強(qiáng)，不易老化，工作壽命長(zhǎng)，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償。（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)方便，價(jià)格低廉。密封是解決液壓系統(tǒng)泄漏問題最重要、最有效的手段。其功用在于防止液壓系統(tǒng)中液壓油的內(nèi)泄和外漏，保證建立起必要的工作壓力；防止外漏還可以減少油液對(duì)工作環(huán)境的污染，節(jié)省油料。因此，正確使用液壓系統(tǒng)中的密封裝置是非常重要的。液壓密封裝置的分析與選用3.密封裝置的類型與特點(diǎn)類型結(jié)構(gòu)原理使用場(chǎng)合特點(diǎn)間隙密封靠相對(duì)運(yùn)動(dòng)件配合面之間的微小間隙來進(jìn)行密封。常用于柱塞、活塞或閥的圓柱配合副間密封。摩擦力小，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償。Ｏ形密封圈橫截面呈圓形，內(nèi)外側(cè)和端面都能起密封作用。高低壓場(chǎng)合均可使用。結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力小，制造容易，裝拆方便，成本低。Ｙ形密封圈橫截面為Y形。工作時(shí)，液壓力將密封圈的兩唇邊壓向形成間隙的兩個(gè)零件的表面而實(shí)現(xiàn)密封?？捎糜谳S、孔密封。適用于

p≤20MPa，t=-30～+80℃，使用速度≤0.5m/s的場(chǎng)合。隨著工作壓力的變化自動(dòng)調(diào)整密封性能，壓力越高則唇邊被壓得越緊，密封性能越好。液壓密封裝置的分析與選用3.密封裝置的類型與特點(diǎn)類型結(jié)構(gòu)原理使用場(chǎng)合特點(diǎn)Ｖ形密封圈由多層涂膠織物壓制而成，由支承環(huán)、密封環(huán)和壓環(huán)三個(gè)圈疊在一起使用。用于大直徑、高速柱塞或活塞及低速運(yùn)動(dòng)活塞桿的密封。安裝時(shí)，V形環(huán)的唇口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)。當(dāng)p＞10MPa時(shí)，可以增加中間密封環(huán)的數(shù)量以提高密封效果。組合密封１滑環(huán)2緊貼密封面，O形圈1為滑環(huán)提供彈性預(yù)壓力?？捎糜陟o密封、動(dòng)密封及回轉(zhuǎn)軸的密封。具有很好的耐磨性和保形性，不存在橡膠密封件低速時(shí)易產(chǎn)生的“爬行”現(xiàn)象。工作壓力可達(dá)80MPa。組合密封２由于支持環(huán)2與被密封件之間為線密封，其工作原理類似唇邊密封。可用于靜密封、動(dòng)密封及回轉(zhuǎn)軸的密封。支持環(huán)2和O形圈1組成的軸用組合密封。蓄能器的分析與選用蓄能器的功用主要是儲(chǔ)存油液多余的壓力能，并在需要時(shí)釋放出來。（1）作輔助動(dòng)力源；（2）保壓和補(bǔ)償泄漏；（3）吸收系統(tǒng)的沖擊壓力。1.蓄能器的作用蓄能器作輔助動(dòng)力源蓄能器保壓和補(bǔ)充泄漏蓄能器吸收系統(tǒng)的沖擊壓力蓄能器的分析與選用2.蓄能器的結(jié)構(gòu)蓄能器的類型有重錘式、彈簧式和充氣式，具體結(jié)構(gòu)種類較多。充氣式有氣囊式、活塞式、氣瓶式等幾種，目前應(yīng)用最廣泛的是氣囊式蓄能器。彈簧式

重錘式氣囊式蓄能器

1—螺蓋；2—壓帽；3—充氣閥；4—?dú)んw；5—?dú)饽遥?—托閥；7—閥座蓄能器的分析與選用3.蓄能器的使用和安裝使用蓄能器須注意如下幾點(diǎn)：（1）充氣式蓄能器中應(yīng)使用惰性氣體（一般為氮?dú)猓?，允許工作壓力視蓄能器結(jié)構(gòu)形式而定，例如，氣囊式為3.5～32MPa。（2）不同的蓄能器各有其適用的工作范圍。例如，皮囊式蓄能器的皮囊強(qiáng)度不高，不能承受很大的壓力波動(dòng)，且只能在-20～70℃的溫度范圍內(nèi)工作。（3）氣囊式蓄能器原則上應(yīng)垂直安裝（油口向下），只有在空間位置受限制時(shí)才允許傾斜或水平安裝。（4）裝在管路上的蓄能器須用支板或支架固定。

（5）蓄能器與管路系統(tǒng)之間應(yīng)安裝截止閥，供充氣、檢修時(shí)使用。蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停車時(shí)蓄能器內(nèi)儲(chǔ)存的壓力油液倒流。其他液壓輔助元件的分析與選用1.熱交換器油箱中油液的溫度一般推薦為30～50℃，最高不大于65℃，最低不小于15℃，對(duì)于高壓系統(tǒng)，為了避免漏油，油溫不應(yīng)超過50℃。溫度過高使油液易變質(zhì)，同時(shí)會(huì)使液壓泵的容積效率下降；溫度過低使油液粘度增大，系統(tǒng)不能正常啟動(dòng)。為了有效地控制油溫，在油箱中常配有冷卻器和加熱器。冷卻器和加熱器統(tǒng)稱為熱交換器。其他液壓輔助元件的分析與選用（1）冷卻器按冷卻介質(zhì)分，冷卻器可分為風(fēng)冷、