液压传动液压辅助元件

4.3 油箱
4.3.1 油箱的基本功能
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
V1 — 皮囊被压缩后相应于时的气体体积
p2 — 系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力
V2 — 气体膨胀后相应于时的气体体积
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体积差 V V2 V1 为供给系统油液的有效体积，将 它代入式（4.1），使可求得蓄能器容量 V0 ，即
V0
p2 p0
1/
n
V2
p2 p0
1/
n
V1
式中：
V0
0.004 qp1 (0.0164 p1 p2
L
t)
p1 — 允许的最大冲击（MPa）
（4.4）
p2 — 阀口关闭前管内压力（MPa）
V0 — 用于冲击的蓄能器的最小容量(L )
L — 发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度(m)
T — 阀口关闭的时间(s )，实然关闭时取t=0
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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。
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4.2 蓄能器
4.2.1 蓄能器的功能
（1）作辅助动力源
在间歇工作或周期性动作中，蓄能器可以把 泵输出的多余压力油储存起来。当系统需要时， 由蓄能器释放出来。这样可以减少液压泵的额 定流量，从而减小电机功率消耗。
液压与气压传动
第四章 液压辅助元件
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本章提要
本章主要内容为 ：
液压辅助元件有滤油器、蓄能器、管件、密 封件、油箱和热交换器等。
液压辅助元件和液压元件一样，都是液压系 统中不可缺少的组成部分。它们对系统的性能、 效率、温升、噪声和寿命的影响不亚于液压元件 本身。
通过学习，要求掌握液压辅件的结构原理， 熟知其使用方法及适用场合。
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4.1 滤油器
4.1.1 对滤油器的要求
液压油中往往含有杂质，会造成液压元件相对运 动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中 安装一定精度的滤油器，是保证液压系统正常工作的 必要手段。
滤油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 分为粗滤油器（d＜100）、普通滤油器(d＜10）、 精滤油器（d＜5）、特精滤油器（d＜1）。
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（3）薄膜式蓄能器 （4）弹簧式蓄能器 （5）重力式蓄能器
重力式蓄能器主要用冶金等大型液压系统的 恒压供油，其缺点是反应慢，结构庞大，现在已 很少使用。
4.2.3 蓄能器的容量计算
容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异。 现以皮囊式蓄能器为例加以说明。
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4.2.3.1作辅助动力源时的容量计算
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（2）系统保压或作紧急动力源 对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压
力的系统，可用蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒 定。对某些系统要求当泵发生故障或停电时，执行 元件应继续完成必要的动作时，需要有适当容量的 蓄能器作紧急动力源。
（3）吸收系统脉动，缓和液压冲击 蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，也能吸
收液压泵工作时的流量脉动所引起的压力脉动。
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4.2.2蓄能器的结构形式
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
图4.6蓄能器的结构形式
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（1）活塞式蓄能器 活塞式蓄能器中的气
体和油液由活塞隔开。活 塞1的上部为压缩空气， 活塞1随下部压力油的储 存和释放而在缸筒2内来 回滑动。这种蓄能器活塞 有一定的惯性，和O形密 封圈存在较大的摩擦力， 所以反应不够灵敏。
1 p2
1/ n
1 p1
1/
n
（4.3）
当蓄能器用于保压时，气体压缩过程缓慢，与
外界热交换得以充分进行，可认为是等温变化过程，
这时取n=1；而当蓄能器作辅助或应急动力源时， 释放液体的时间短，热交换不充分，这时可视为绝
热过程，取n=1.4。
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4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算
当蓄能器用于吸收冲击时，一般按经验公式计算缓冲 最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即
V
p2 p0
1/
n
p2 p0
1/
n
V0
V
由上式得
V0
V
p2 p0
1/ n
1/ n
1
பைடு நூலகம்
p2 p1
（4-2）
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充气压力 p0 在理论上可与 p2 相等，但是为保证在 p2 时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，则应使 p0 < p2 ，一 般取 p0 =（0.8~0.85）p2
V
V0 p01/ n
图4.7活塞式蓄能器 10
（2）皮囊式蓄能器
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
2 皮囊
1 壳体
提升阀
图4.8皮囊式蓄能器
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图4.8 皮囊式蓄能器 l——充气阀 2——皮囊； 3——壳体； 4——菌形阀； 5——放气螺塞； 6——油口
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21
精度d(m)
100
25~50
25
10
5
4
4.1.3 滤油器的安装
（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
当蓄能器作动力源时，蓄能器储存和释放的压力油容
量和皮囊中气体体积的变化量相等，而气体状态的变化遵
守玻义耳定律，即
p0V0n p1V1n p2V2n
式中：
p0 — 皮囊的充气压力
（4.1）
V0 — 皮囊充气体积，此时皮囊充满壳体内腔，故亦即蓄能器容量
p1 — 系统最高工作压力，即泵对蓄能器充油结束时的压力
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。
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（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
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一般对滤油器的基本要求是：
（1）能满足液压系统对过滤精度要求，即能 阻挡一定尺寸的杂质进入系统。
（2）滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。 （3）通流能力大，压力损失小。 （4）易于清洗或更换滤芯。
表4.1 各种液压系统的过滤精度要求
系统类别
润滑
传动系统
伺服
工作压力(MPa) 0~2.5
14
14~32