第五章液压系统辅助元件

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泄油管则应引入液面之下,以免吸入空气。 (3) 隔板的设置 在油箱中设置隔板的目的是将吸、回油隔开,迫使
油液循环流动,分离回油带进来的气泡与杂质,利于散热 和沉淀。其高度约为最低油面的2/3或接近最大液面高。
(4) 设置空气滤清器 与液位计。空气滤清器的 作用是使油箱与大气相通, 保证泵的自吸能力,滤除 空气中的灰尘杂物,有时 兼作加油口。它一般布置 在顶盖上靠近油箱边缘处。
(2) 吸、回和泄油管的设置 泵的吸油管与系统回油管管口之间的距离应尽可能
远些,并且都应插在最低油面之下。安装过滤器的位置要 在油面以下较深的部位,距油箱底面不得小于50 mm。吸 油管离箱壁要有3倍管径的距离,以便四面进油;回油管 口应加工成45o斜口形状,并面向箱壁,以利散热和沉淀 杂质。回油管口在最低油面以下以防止回油时带入空气。 但离箱底要大于管径的2~3倍,以免飞溅起泡。阀的泄油 管口应在液面之上,以免产生背压;液压马达和液压泵的
图6-22 翅片式风冷却器
1.通油板;2.翅片
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(3)气冷式油冷却器
气冷式构造如下图所示,由风扇和许多带散热片的管子所构 成。油在冷却管中流动,风扇使空气穿过管子和散热片表面,使液 压油冷却。其冷却效率较水冷低,但如果冷却水取得不易或水冷式 油却器不易安装的场所,必须采用气冷式,尤以行走机械的液压系 统使用较多。
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6.4.1 管道 1.管道的种类及用途 液压传动系统常用的管道分金属管、橡胶软管两大类。
金属管包括无缝钢管、紫铜管等;橡胶软管由钢丝编织缠 绕橡胶制成管。
9—清洗窗侧板;10—液位计窗口;11—注油口;12—油箱上盖
油箱设计注意事项: (1) 基本结构
为了在相同的容量下得到最大的散热面积, 油箱外形以立方体或长六面体为宜。油箱的顶盖 上一般要安放泵和电动机(也有的置于油箱旁边 或油箱下面)以及阀的集成装置等,据此可基本 确定箱盖的尺寸;另外,最高油面只允许达到箱 高的80%。油箱一般用厚度为2.5~4mm的钢板 焊成,顶盖要适当加厚并用螺钉通过焊在箱体上 的角钢加以固定。油箱底脚高度应在150 mm以 上,以便散热、搬移和放油。油箱要有吊耳,以 便吊装和运输。
1-接线柱 2-活塞 3-阀体 4-永久磁铁 5-弹簧 6-感簧管
8.过滤器的图形符号 粗过滤器 精过滤器 带发信装置
6.2.2 过滤器的选用
系统类别
润滑
传动系统
伺服
工作压力(MPa) 0~2.5
14
14~32
32
21
精度dபைடு நூலகம்m)
100
25~50
25
10
5
一般对过滤器的基本要求是: ⑴能满足液压系统对过滤精度要求,即一定尺寸的杂质进入系统。 ⑵滤芯应有足够强度,不会因压力而损坏。 ⑶通流能力大,压力损失小。 ⑷易于清洗或更换滤芯。 ⑸在一定温度下,要有耐久性
磁性滤油器
按安放位置:
吸滤器 压滤器 回油过滤器
考虑到泵的自吸性能, 吸油滤油器多为粗滤器
1.网式过滤器
滤芯以铜网为过滤材料,在周围开有很多孔的塑料或金 属筒形骨架上,包着一层或两层铜丝网,其过滤精度取决于 铜网层数和网孔的大小。这种滤油器一般用于液压泵的吸油 口。
2.线隙式过滤器
线隙式滤油器,用 钢线或铝线密绕在筒形骨 架的外部来组成滤芯,依 靠铜丝间的微小间隙滤除 混入液体中的杂质。其结 构简单、通流能力大、过 滤精度比网式滤油器高, 但不易清洗。多为回油过 滤器。
(3)系统回油路上的低压滤油器
因回油路压力很低,可采用滤芯强度不高的精滤油器,并允许滤油器有较 大的压力降。
(4)安装在系统以外的旁路过滤系统 大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油子系统,滤除油液中的 杂质,以保护主系统。
安装位置
安装滤油器时应注意 一般滤油器只能单向使用,即进、出口不可互换。
1.油箱;2.蛇形管;3.冷却水
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b. 多管式冷却器 常见的多管式冷却器的结构如图6-20所示,工作时,冷却水从管内
通过,高温油从壳体内管间流过形成热交换。隔板将铜管束分成两部分, 使冷却水每次只能从一部分管子通过,待流到一端后,再进入另一部分 管子流出,这样可以增大冷却水的流速,提高水的传热效率。
2.应急动力源
由于液压泵或 电源的故障,液压 泵突然停止供油时, 将会引起事故,因 而需要蓄能器作为 应急动力源,短时 间供油。在正常工 作时,给蓄能器充 液达到饱和;液压 泵突然停止供油时, 蓄能器将储存的压 力油放出,使系统 继续在一段时间获 得压力油。
3.保压装置
在液压泵卸荷的 情况下,用蓄能器使 系统保持压力。油缸 在工进和停止时,蓄 能器充油。当系统压 力达到所需值时,通 过压力继电器控制二 位二通阀使液压泵卸 荷,系统压力由蓄能 器保持。
(2) 风冷式冷却器
风冷式冷却器适用于缺水或不使用水的液压装置。冷 却方式可采用风扇强制吹风冷却,也可采用自然风冷却。 风冷式冷却器有管式、板式、翅管式和翅片式等型式。
图6-22所示为翅片式风冷却器, 每两层通油板之间设 置波浪形的翅片板,因此可以大大提高传热系数。它的结 构紧凑,体积小,但易堵塞,难清洗。
油冷却器安装的场所
不论哪一类的冷却器,都应安装在压力很低或压力为零 的管路上,这样可防止冷却器承受高压且冷却效果也较好。
如液压装 置很大且运转的 压力很高,此时 使用独立的冷却 系统,如图所示。
为防止冷却器累积过多的水垢影响热交换效率, 可在冷却器装一滤油器。冷却水要采用清洁的软水。
2 .加热器
过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的 大小,以直径d作为公称尺寸表示。按精度可分为粗过滤器 (d<100μ)、普通过滤器(d<10μ)、精过滤器(d<5μ)特 精过滤器(d<1μ)。
6.2.1 过滤器的类型和结构
按材料和结构形式:
网式滤油器 线隙式滤油器 纸质滤芯式滤油器 烧结式滤油器
1. 冷却器 根据冷却介质的不同,冷却器分为水冷、风冷和气冷三类。 (1) 水冷式冷却器 水冷式冷却器分为蛇形管式、多管式和板式等型式。 a.蛇形管冷却器 如图6-19所示,在油箱中安放水冷蛇形管式冷却器进行冷 却是最简单的方法。它制造容易、装设方便,但冷却效率低,耗水量大,故不 常使用。
图6-19 蛇形管冷却器
6.2.3 过滤器的安装
(1)泵入口的吸油粗滤器
粗滤油器用来保护泵,使其不致吸入较大的机械杂质。为了不影响泵的吸 油性能,防止发生气穴现象,滤油器的过滤能力应为泵流量的两倍以上,压力 损失不得超过0.01~0.035MPa。
(2)泵出口油路上的高压滤油器
主要用来滤除进入液压系统的污染杂质,一般采用过滤精度10~15m的滤油 器。它应能承受油路上的工作压力和冲击压力,其压力降应小于0.35MPa,并应 有安全阀或堵塞状态发讯装置,以防泵过载和滤芯损坏。
式中 : [v0 ] — 允许流速;n — 安全系数 [ ] — 管道材料的抗拉强度,可由材料手册查出。
6.4 管 件
管件包括管道和管接头。管件的选用原则是要保证 油管中油液做层流流动,管路应尽量短,以减小损失; 要根据工作压力、安装位置确定管材与连接结构;与泵、 阀等连接的管件应由其接口尺寸决定管径。
6.1.1 蓄能器的功能
在液压传动系统中,蓄能器用来储存和释放液体的 压力能。它的基本作用是,当系统的压力高于蓄能器内 液体的压力时,系统中的液体充进蓄能器中,直到蓄能 器内外压力相等;反之,当蓄能器内液体的压力高于系 统的压力时,蓄能器内的液体流到系统中去,直到蓄能 器内外压力平衡。因此,蓄能器可以在短时间内向系统 提供压力液体,也可以吸收系统的压力脉动和减小压力 冲击等。
5.磁性过滤器
工作原理:利用磁铁吸附油液中的铁质微粒。
6.复式过滤器
特征:用磁环与其它几种过滤器组合而成。 性能特点:性能较以上过滤器更为完善,既 可以过滤铁质微粒,又可以过滤普通杂质。
7.过滤器发信装置
过滤器长期工作,油液中的杂质积聚在滤芯表 面,使得通流面积逐渐减小,通流阻力逐渐上升。 为了保证过滤器能够正常工作,需要过滤器带有阻 塞发信装置。
6.3 油箱、热交换器、压力表及 压力表辅件
6.3.1 油箱
①储存油液 ②散掉系统累计的热量 ③促进油液中空气的分离 ④沉淀油液中的污垢
按油面是否与大气相通,可分为开式油箱与闭式油箱。 开式油箱广泛用于一般的液压系统;闭式油箱则用于水下 和高空无稳定气压的场合,这里仅介绍开式油箱。
1—回油管;2—泄油管;3—泵吸油管;4—空气滤清器; 5 —安装板;6—隔板;7—放油孔;8—粗滤油器;
6.1.2 蓄能器的类型
1.重力式蓄能器 2.弹簧式蓄能器 3.充气式蓄能器(1)气瓶式 (2)活塞式 (3)气囊式 4.薄膜式蓄能器 5.蓄能器的职能符号
蓄能器一般符号 气体隔离式 重力式
弹簧式
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
图6.1 各种形式的蓄能器
(1)重力式蓄能器
(2)活塞式蓄能器
(3)皮囊式蓄能器
(5)设置放油口与清洗窗口。将油箱底面做成斜面,
在最低处设放油口,平时用螺塞或放油阀堵住,换油时
将其打开放走油污。为了便于换油时清洗油箱,大容量
的油箱一般均在侧壁设清洗窗口。 (6)防污密封
油箱盖板和窗口连接处均需加密封垫,各进、出油 管通过的孔都需要装有密封垫。 (7)油箱正常工作温度应在15-66C之间,必要时应
4.吸收压力脉动和液压冲击
在液压系统中安装蓄能器,可吸收与减小压力脉 动峰值,这是防止振动与噪声的措施。
6.2 过滤器
液压与气压系统的大多数故障是由于介质中混有杂质而 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,使系统工作可靠性降低, 寿命降低。因而,可在适当的部位上安装过滤器,截留油液 中不可溶的污染物,使油液保持清洁,保证液压系统正常工 作。
第五章 液压系统辅助元件
液压系统辅助元件有蓄能器,过滤器,油箱,热交换器,压力表及压力表 辅件等。除油箱通常需要自行设计外,其余皆为标准件。液压系统辅助元件和 其它所介绍过的元件一样,都是系统中不可缺少的组成部分。它们对系统的性 能,效率,温升,噪声和寿命等的影响很大,应给予充分重视。
6.1 蓄能器
液压系统的加热一般采用电加热器,它用法兰盘水 平安装在油箱侧壁上,发热部分全部浸在油液内。
油箱 电加热器
加热器的安装
6.4 管 件
管件包括管道、管接头和法兰等。
6.4.1 管道
种类:钢管、紫铜管、橡胶管、尼龙管
管道的内径d和壁厚可采用下列两式计算,并需圆整为标准数值, 即:
d 4q
v0
pd 2[ ]
安装温度控制系统,或设置加热器和冷却器。
(8) 较大的油箱应设置手孔或人孔,便于维护。
6.3.2 热交换器
在液压系统中,热交换器包括冷却器和加热器。 液压系统的工作温度一般希望保持在30~50℃的范围之 内,最高不超过65℃,最低不低于15℃。液压系统如依靠 自然冷却仍不能使油温控制在上述范围内时,需使用冷却 器对油液进行降温。 液压系统工作前,如果油液温度低于10℃,油液粘度较 大,使液压泵吸油困难。为保证系统正常工作,必须设置 加热器以提高油液温度。 冷却器和加热器的作用在于控制液压系统油液的正常工 作温度,保证液压系统的正常工作。
回流线隙式过滤器
吸油线隙式过滤器
3. 金属烧结式过滤器
滤芯用
金属粉末烧 结而成,利 用颗粒间的 微孔来挡住 油液中的杂 质通过,其 滤芯能承受 高压。
4.纸质过滤器
滤芯为微孔滤纸制成的纸芯,将纸芯围绕在带孔的镀锡 铁做成的骨架上,以增大强度。为增加过滤面积,纸芯一般 做成折叠形。其过滤精度较高,一般用于油液的精过滤,但 堵塞后无法清洗。
皮囊式蓄能器中气体 和油液用皮囊隔开。皮 囊用耐油橡胶制成,内 充入惰性气体,壳体下 端的提升阀能防止皮囊 膨胀挤出油口。
3
充气阀
皮囊
2
壳体
提升阀 皮囊式蓄能器
1
气囊式蓄能器 l—充气阀 2—气囊; 3—壳体; 4—菌形阀; 5—放气螺塞; 6—油口
6.1.4 蓄能器的应用
1.辅助动力源
蓄能器和液压 泵同时供给系统运 动流量,油缸可实 现快速运动。在油 缸慢进和停止时, 液压泵给蓄能器充 油;当油缸快速进 退时,蓄能器和液 压泵同时供油。
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