液压传动及控制-第六章 辅助元件

Computing size 尺寸计算
油管尺寸主要包括内径 d 和壁厚δ。 The inner diameter 油管内径 d
Large enough to prevent undue pressure loses。
足够的管子通径以减小压力损失
q d 2 （m） v
(6 19)
q－flow-rate through pipe 管中流量 [m3/s] v－fluid velocity in pipe 管中流体速度[m/s]
Charged gas accumulators 充气式 应用广泛。有活塞式、气囊式和隔膜式等形式。
3. 气囊式蓄能器（ Bladder type accumulators ）
结构 Fig. 6 - 1
Gas valve（充气阀）
Bladder （气囊） Steel shell（钢瓶壳体）
Poppet valve（限位阀或 提升阀）
T

Kh A 计算出的 ∆T 加上环境温度应不超过油液的
最高允许温度。
6.4 Piping/Tubing and Connectors
管道及接头 作用：用于连接各液压元件，并输送液压油。 1. Oil piping 油管
Types and features 类型与特点 Tab. 6-1 Rigid tubes 硬管 Steel tube 钢管 耐油，强度高刚性好，工作可靠，但装配 时不便弯曲。常在拆装方便处用作压力管道。
辅 助 元 件
6.1 Accumulators 蓄 能 器
6.2 Filters 滤 油 器
6.3 Reservoirs 油 箱
6.4 Piping and Connectors 管道及接头
6.1 Accumulators 蓄能器
蓄能器用来蓄存系统多余的压力油液，并在需 要时释放出来，是液压系统中的储能元件。
对功率较大且连续工作的液压系统，必要时
还应进行个工作循环的平均发热量为各 个工作阶段发热量的时均值：
1 n ( Pii Poi ) ti T i 1
式中：T — 工作循环周期；
Pii — 第 i 个工作阶段系统的输入功率；
工作原理
Fig. 6 - 2
液压系统工作压力低于气体压力时，气囊膨 胀将液体排出。 液压系统工作压力高于气体压力时，液体充 入钢瓶压缩气囊。 图形符号
p液 > p气 ： 油液流入蓄能器储存；
p液 < p气 ：
气囊膨胀给系统供油； p液 ＝ p气 ： 平衡状态，无液体交换。
蓄能器的容量计算 蓄能器的工作状态 气囊式蓄能器有三种工作状态：
1. 作用 Pg. 186 ~ 187
补油 保压 应急能源 吸收压力脉动，缓和液压冲击 减小油液温升
2. 类型 Pg. 185
Weight loaded accumulators 重力式
蓄压恒定不变，但结构庞大，反应慢。
Spring loaded accumulators 弹簧式
结构简单，反应灵敏，但容量小，不适用 于高压或高频的工作场合。
n－safety coefficient for steel pipe 钢管安全系数 8, p≤7 MPa
n= 6, 7MPa < p≤17.5 MPa
4, p >17.5 MPa
Selection considerations 选用考虑的问题 Static and dynamic pressure 耐压 Flow-rate 通流量 Serviceability and compatibility with fluid 实用性兼容性 Vibration 振动
pmax——最大冲击压力（MPa)
p ——阀口关闭前管内压力（MPa)
l ——冲击管长（m） t ——阀口关闭时间（s） 实际选用时，一般要求所选蓄能器的额定 容积至少应比计算值大5%。
4. 蓄能器的安装与使用
蓄能器应油口向下垂直安装
所充的气体应是氮气等惰性气体
蓄能器与液压泵之间应设置单向阀 蓄能器与系统管路间设截止阀
压力油管
The wall thickness 管壁厚度δ
Strong enough to bear on hydraulic shock pressure.
管壁厚度足以承受冲击压力
pd ( m) 2[ ]
[σ]－permitted stress 许用应力
(6 20)
[σ]=σb/n，σb : extension strength 抗拉强度
② 液压泵
③ 输油管 ④ 空气滤清器 ⑤ 回油管 ⑥ 清洗侧板 ⑦ 排油塞 ⑧ 隔板
⑨ 吸油管
⑩ 液面显示计
11
箱体
3. 设计注意事项
油箱容量主要根据热平衡来确定。为防止油液溢 出，油面应不超过油箱高度的 80%。 油箱应完全封闭，以防脏物进入。 液压系统对油温要求较高时，应设置加热或冷却
装置。
Leak tightness 连接紧密无泄漏
Environment protection 环保
2. Connectors 管接头
管接头实现液压元件之间的可拆卸连接。
Types 类型 Fig. 6-6 ~ 10
Flared connector 扩口式管接头 Fig. 6-6
Joining style connector 焊接式管接头 Fig. 6-7
因此： V 0
1 0 n
1 n
V p0 n p0 n ( ) ( ) p1 p2
1 1
作吸收冲击用时的计算公式 缓冲最大冲击力所需的蓄能器最小容量V0为：
4q p max (0.0164l t ) V0 (m L) pmax p
式中 q ——阀口关闭前的流量（L/min）
Clip style connector 卡套式管接头 Fig. 6-8
Hosepipe connector 橡胶软管接头 Fig. 6-9
Quick connector 快速管接头 Fig. 6-10
对管接头的要求 拆装方便，连接牢固，密封可靠，外形尺寸 小，通油能力大，压力损失小以及工艺性好等。
4. 安装位置
安装在泵的吸油管路上（吸油滤油器） 保护液压泵不吸入较大的杂质。 滤油器的通流能力应大于液压泵流量的2倍。
安装在压油管路上（管道滤油器）
用于滤除进入液压系统的杂质。
滤油器应能承受油路上的工作压力和冲击压力。
安装在回油管路上（回油滤油器） 保证流回油箱的油液清洁。 可选耐压较低的滤油器，并允许有较大的压降。
p1×70% （消除脉动）
充气状态
充液状态
供油状态
作辅助动力源时的计算公式 根据玻义尔气体定律，有： p0· 0n = p1· 1n = p2· 2n V V V
式中p0 、p1、p2均为绝对压力，指数n =1~1.4。
蓄能器向系统提供的有效液体体积为：
p p0 V V1 V2 ( ) V0 ( ) V0 p1 p2
图形符号
普通滤油器 滤去的杂质颗粒公称尺寸10 ~ 100μm以上； 精滤油器 滤去的杂质颗粒公称尺寸5 ~ 10μm以上； 特精滤油器 滤去的杂质颗粒公称尺寸1 ~ 5μm以上； 图形符号
有足够的通流能力 通流能力指在一定的压降和过滤精度下， 允许通过滤油器的最大流量。
有足够的机械强度
过滤材料在一定压力的作用下不致被破 坏。
用于吸收冲击压力和脉动压力的蓄能器应尽量
安装在靠近振源处
6.2 Filters 滤油器
1. 作用
滤去混入液压油中的各种杂质，保持油液的 清洁度。
2. 对滤油器的要求
有足够的过滤精度 过滤精度：指滤油器所能滤去的最小杂质颗 粒的大小。 按过滤精度的不同分为：
粗滤油器
滤去的杂质颗粒公称尺寸100μm以上；
Copper pipe 紫铜管 价高，承载能力低（<10 MPa），抗冲击和 振动能力低，易使油液氧化，但易弯曲成形。用 于仪表和装配不便处。 Flexible hoses 软管 Plastic pipe 塑料管 耐油，价低，装配方便，长期使用会老化。 用作回油管与泄油管（油压 < 0.5 MPa）。
Poi — 第 i 个工作阶段系统的输出功率；
ti — 第 i 个工作阶段的持续时间；
n — 一个工作循环中总的工作阶段数。
油箱单位时间内的散热量：
' Kh A T
式中：Kh — 油箱散热系数（可查表确定）； A — 油箱散热面积； ∆T — 系统温升。( ∆T＝油温－环境温度) 达到热平衡时有： ' 得：
0.5~1.5 [m/s] suction lines 吸油管
2.0~3.0 [m/s] return lines 回油管 4.0 [m/s] p<5MPa
v=
4.0~5.0 [m/s] p=5-10MPa 5.0~6.0 [m/s] p=10-20MPa 7.0 [m/s] p>20MPa
Pressure lines
充气状态
充液状态
供油状态
充气状态 充气压力为 p0，气体的体积为V0 。 （ V0即蓄能器的总容积） 充液状态 当气体压力上升至系统最高工作压力p2时， 其体积为V2。
供油状态
气体压力下降至系统最低工作压力p1时， 体积为V1。
最高与最低工作压力p2、 p1由系统设计时确定。 充气压力一般有： p1×90% （补油） p1×100% （应急能源） p 0＝ p1×60% （消除压力冲击）
3. 类型
Wire filter 网式滤油器 Fig. 6-3 a） 油液流经滤油器时 由铜丝网上的小孔起滤
清作用。
结构简单，清洗方
便，通油能力大，但过